金针菇菌种中短期保藏因素的正交分析

【背景】金针菇(Flammulina velutipes)是我国一种重要的栽培食用菌,年产量超过250万t,规模已跃居世界首位。菌种保藏技术是金针菇栽培和新品种研发的基础,但相关研究十分薄弱,已成为制约我国金针菇产业进一步发展的瓶颈问题。【目的】探索不同保藏因素对金针菇优良菌种中短期保藏的影响,为建立高效、低成本、易操作的保藏方法奠定基础。【方法】以温度、甘油、海藻糖、甘露醇以及保护剂体积5个因素进行正交试验。经12个月保藏,考察金针菇菌种在木屑培养基中的菌丝生长速度,通过极差分析和回归分析解析保藏因素的效应。【结果】温度、海藻糖、甘油和甘露醇对金针菇菌种的中短期保藏有极显著的影响,保护剂体积的影响不显著。温度是最重要的影响因子,与其它4个因素的互作效应均达到极显著水平。20°C是较好的短期保藏温度,-80°C为理想的中期保藏温度。渗透型与非渗透型保护剂间的互作效应对金针菇菌种的中短期保藏有极显著影响,海藻糖和甘露醇间的互作效应不显著。高浓度的海藻糖、甘油及甘露醇均不利于金针菇菌种的中短期保藏。保藏效果较佳的保护剂为10%甘油和0.3 mol/L甘露醇混合液。【结论】建立的菌种中短期保藏方法填补了金针菇产业发展的空白,研究结果可为其它大型真菌的中短期保藏提供重要参考。     

寺河矿煤地质产甲烷微生物菌群的保藏和产甲烷性能

【背景】煤地质产甲烷微生物菌群可以代谢煤基质产生甲烷,对于实现煤层气资源的再利用具有重要意义。【目的】检测产甲烷菌群在保藏过程中群落结构的动态变化以及在产气实验中甲烷气的生成情况,以验证保藏方法的可行性,同时为煤层气的微生物增产奠定基础。【方法】分别于不同温度条件下比较3种菌种保藏方法,即甘油/L-半胱氨酸法、富营养法和煤基-基础盐法。通过产气实验检测不同保藏条件下产甲烷菌群的活力。同时,采用454高通量测序技术测定16S r RNA基因序列,分析25°C条件下煤基-基础盐菌种保藏过程中微生物群落结构的变化。【结果】比较了9组菌种保藏方法,发现菌种最佳保藏条件为25°C的煤基-基础盐保藏。在该条件下保藏的产甲烷菌群活性最高,甲烷生成量最大。以无烟煤为碳源进行产气实验时甲烷生成量为12%-25%,而以褐煤为碳源时甲烷生成量可达24%-73%。在25°C的煤基-基础盐菌种保藏条件下,保藏初期细菌的主要优势菌为假单胞菌属(Pseudomonas),而古菌的主要优势菌为甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)。随着保藏时间的增加,细菌的群落结构变化显著,发酵细菌及产氢产乙酸细菌成为优势细菌,古菌的群落结构则相对稳定。【结论】菌种保藏的最佳条件为25°C的煤基-基础盐,保藏的产甲烷菌群能长期维持在较高的活性状态,具有较好的产甲烷能力。     

去甲基万古霉素菌种低温冷冻、冷干保藏条件优化及10 年菌种保藏效果

【目的】针对去甲基万古霉素产生菌不耐保藏的问题,改进菌种保藏方法,对超低温液氮保藏、-80°C低温冷冻保藏、冷干保藏方法跟踪考察10年保藏稳定性,评价不同保藏方法对去甲基万古霉素产生菌的保藏适用性。【方法】采用甘油作基础保护剂进行超低温液氮保藏和-80°C低温冷冻保藏,采用脱脂牛奶作基础保护剂进行冷干保藏,针对超低温液氮保藏进行降温速率考察,研究非渗透性冷冻保护剂海藻糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等对3种保藏方法的冻存影响,对优选出的保藏方法进行10年跟踪考察。【结果】3种保藏方法冻后菌种存活率依次为:-80°C低温冷冻保藏超低温液氮保藏冷干保藏。液氮保藏最适降温速率为快速冷冻。优选出最佳保护剂配方:超低温液氮保藏为甘油8.0%,海藻糖3.5%;-80°C低温冷冻保藏为甘油6.0%,PVP 5.0%;冷干保藏为脱脂牛奶,6.0%海藻糖。采用优化保藏条件,液氮保藏10年存活率稳定在70.6%,菌种发酵水平为入藏水平的92.9%。【结论】在优化条件下,尤以超低温液氮保藏适合于去甲基万古霉素产生菌长期保藏。     

薄盖灵芝菌种的保藏

本文报告了4种方法保藏薄盖灵芝工业化生产菌株GC₁的实验结果。通过对发酵菌丝干重、菌丝中尿嘧啶核苷、腺嘌呤核苷等有效成分的测定,表明常温石蜡油加橡胶塞的方法保藏薄盖灵芝菌种是简便可靠的。     

真姬菇菌丝体对硒耐受性的研究

【目的】探讨真姬菇Hypsizygus marmoreus菌株菌丝体对硒的耐受特性。【方法】利用平板培养法测定不同硒浓度处理下菌丝平均生长速率,拟合硒与菌丝生长速率的关系,记录菌丝萌发、菌落形态特征,做还原培养验证,利用显微镜观察硒对菌丝分枝、大小、锁状联合形态以及表面结构的影响。【结果】真姬菇菌丝体对硒耐受特性的研究表明:当外源硒浓度≤50 mg/L时,对真姬菇菌丝生长有促进作用,促进效果因菌株不同而存在差异,但与Control Check(CK)相比均无显著差异(P0.05)。当外源硒浓度≥75 mg/L时,对真姬菇菌丝生长产生抑制,真姬菇菌丝对硒最大耐受浓度为150-200 mg/L。还原培养表明:这种抑制具有恢复性;硒浓度与菌丝平均生长速度符合Cubic回归曲线,且可决系数(即拟合度)较大。显微镜观察结果表明:在外源硒浓度较低时,真姬菇菌丝体粗细均匀、健壮饱满、分枝较多、表面光滑、锁状联合明显、结构饱满。在外源硒浓度较高时,菌丝粗细不一,皱缩呈长扁条形,锁状联合结构塌陷、干瘪,表面凹凸不平,变成类似竹节状结构,菌丝尖端逐渐被球状分生孢子替代,部分分枝甚至完全异化为分生孢子或厚垣孢子。【结论】硒浓度≤50 mg/L时对真姬菇菌丝生长有促进作用,硒浓度≥75 mg/L时有抑制作用,高浓度硒对菌丝有毒害作用,但这种毒害作用是可逆的。     

甲烷氧化混合菌的保藏方法研究

【目的】甲烷氧化混合菌是自然界中吸收甲烷的关键微生物,在甲烷氧化混合菌的研究和应用中,首先要解决其长期稳定保藏的问题,保藏方法应能有效保持菌群结构和功能的完整性、稳定性。【方法】以从煤矿土壤富集得到的两种结构稳定的甲烷氧化混合菌为实验体系,研究对比了冷藏法、低温冷冻法、石蜡油冷冻法、甘油冷冻法4种保藏方法,考察保藏前后混合菌的生长状况、MMO活性、菌群结构等。【结果】保藏6个月后,除甘油冷冻法以外,经其它3种方法保藏的混合菌,都具有与保藏前相当的细胞密度、甲烷氧化能力、MMO酶活以及传代稳定性,且DGGE图谱显示保藏前后的菌群结构变化不大。【结论】这3种保藏方法都可以有效的保持甲烷氧化混合菌功能和菌群结构的稳定性。     

关于截短侧耳素菌种保藏的试验总结

微生物的保藏方法有很多,并不是每一种方法都适合所有的微生物。利用有限的资源条件通过摇床试验对几种常见的菌种保藏方法石蜡油封法、沙土管保藏法、液氮超低温保藏法和斜面低温保藏法进行对比考察,选出适合截短侧耳素菌种的保藏方法。     

介绍一种保藏菌种的简易方法

保藏菌种以真空冷冻干燥法最佳。但基层限于设备条件,常采用半固体覆盖液体石蜡4℃保藏,该法除必须定期转种外,菌株还容易发生变异。从1982年11月以来,我们采用简易干燥法保藏菌种,经几年观察,效果良好。现介绍于下:     

极端嗜酸硫杆菌高效筛选、高密度发酵及保藏方法的研究

【目的】针对嗜酸硫杆菌极端特殊的生化特性,分别建立双层平板培养高效筛选方法和补料分批高密度发酵策略,并优选最佳保藏方法,以强化对该类菌种资源的利用和储备效率。【方法】分别采用以异养型微生物Sacchromyces ellipsoideu和Rhodotorula sp.为底层培养物的双层平板培养嗜酸硫杆菌,并结合透射电子显微镜技术(TEM)考察细胞形态差异。结合硫化矿培养基设计及单质硫补料培养策略,延长Acidithiobacillus thiooxidans对数期,提高比生长速率。分析不同保藏方法对嗜酸硫杆菌细胞存活率的影响。【结果】采用异养微生物——Rhodotorula sp.作为底层培养物的双层平板培养法在缩减1/3检出周期的同时将Acidithiobacillus ferrooxidans和Acidithiobacillus thiooxidans的检出率提高了3倍左右。TEM结果表明双层培养中细胞形态更为规则。采用基于Starkey-硫化矿培养基的补料分批发酵策略提高了Acidithiobacillus thiooxidans平均比生长速率,硫对生物量转化率和生产强度分别比分批培养提高31.1%和187.9%。4°C低温保藏方式更适于嗜酸硫杆菌的保藏,有效保藏期1–3月。【结论】Rhodotorula sp.为辅助培养物的双层平板培养法可有效提高嗜酸硫杆菌的筛选效率。设计的Starkey-硫化矿培养基结合补料分批培养策略可实现Acidithiobacillus thiooxidans高密度培养。简单高效的4°C低温保藏方式更适合于嗜酸硫杆菌的中短期保藏。     

Frankia菌种保藏

对用4种方法保藏的Frankia菌,进行了培养物存活、形态及其固氮活性的检测.发现在无氮液体培养基中保藏6年的Frankia.菌丝断裂,孢囊不完整.同期经有氮液体保藏的Frankia菌孢囊较完整.冷冻干燥保藏3.5年和砂管保藏8年,孢囊和菌丝均较完整.上述方法保藏的菌种,经活化后均能生长,且具有典型的Frankia菌形态特征和固氮活性.4种方法比较,无氮液体保藏法的菌体细胞生长速度快,固氮活性强,有侵染结瘤能力.     

应用变色法筛选斑玉蕈优良杂交子

【目的】将变色检测方法应用于斑玉蕈优良杂交菌株的选育,缩短育种过程。【方法】采用分光光度计检测变色培养基的颜色变化,计算脱色率(D值)。【结果】变色检测培养基的颜色变化和脱色率(D值)是一致的,即培养基显示黄色时D值是正值,培养基显示蓝色时D值是负值。D值与斑玉蕈主要农艺性状具有紧密联系,D值是正值的菌株平均吃料速度比D值是负值的菌株快,单瓶产量和正常子实体数与D值呈正相关性,畸形菇数与D值呈负相关性。【结论】应用变色检测法可以快速简单地筛选出优良菌株,缩短斑玉蕈育种进程。     

农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化

【目的】将农杆菌介导的转化应用于重要的工厂化栽培食用菌斑玉蕈中,建立稳定的农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化技术。【方法】将构建的双元载体pYN6982转入农杆菌LBA4404菌株中,以斑玉蕈SIEF3133菌株打碎的双核菌丝为受体材料,利用根癌农杆菌介导的转化方法进行斑玉蕈转化试验。【结果】经潮霉素抗性筛选、PCR鉴定以及有丝分裂稳定性试验验证,表明潮霉素磷酸转移酶基因(hph)已经整合到斑玉蕈的基因组中;转基因斑玉蕈菌丝在荧光显微镜下可以观测到绿色荧光,表明增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)已经在转基因斑玉蕈菌株中获得了表达;通过PCR检测,随机挑选的8个转基因斑玉蕈菌株中有2个可以扩增出载体转移DNA(T-DNA)边界重复序列外的卡那霉素基因(kan)序列。【结论】获得了稳定遗传和表达的斑玉蕈转基因菌株,建立了农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化方法。农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化中,存在载体T-DNA边界重复序列之外的DNA序列转移到转基因斑玉蕈中的现象,有待进一步研究。     

不同营养条件下斑玉蕈菌丝生长及产酶特性

分析测定了不同营养条件下斑玉蕈菌丝形态特征、生长速度及产酶规律。低碳氮盐培养基上菌丝生长速度最快,但其菌丝非常稀疏,边缘不整齐,在整个生长阶段酶活力(包括漆酶、锰过氧化物酶、木素过氧化物酶、木聚糖酶、纤维素酶)较低,营养不足对该菌菌丝生长速度影响不明显,但对菌丝形态和酶活有很大的影响;低氮条件下最先产生木质素过氧化物酶,说明限氮条件可以刺激木质素过氧化物酶的产生;高无机盐条件下最先产生漆酶和锰过氧化物酶,但菌丝生长速度较慢,酶活性比较低,浓度过高会影响菌丝生长。结果表明,不同的营养条件对斑玉蕈的菌丝生长及多种酶活性有很大影响,这为斑玉蕈改变营养条件调节菌丝生长速度、菌丝形态以及基质降解提供了理论依据,同时对斑玉蕈栽培过程中基质的高效利用、缩短生产周期、降低生产成本具有重要的指导意义。     

培养基中添加海藻糖对大球盖菇、斑玉蕈菌丝生长的影响

【背景】大球盖菇和斑玉蕈是食药兼用且具有开发潜力的珍稀食用菌,培养基对菌丝生长及子实体发育具有重要作用,优化培养基显得尤为重要。【目的】筛选出最适合培养大球盖菇、斑玉蕈的新型培养基。【方法】使用添加海藻糖的新型培养基,对不同培养基培养的大球盖菇及斑玉蕈菌株的菌丝生长状况、生长速度和生物量及纤维素酶、漆酶活性进行测定与分析。【结果】相较于PDA培养基,添加海藻糖的培养基能够提高菌丝生长速度、增加生物量,海藻糖添加的比例对纤维素酶和漆酶的影响较大,对大球盖菇及斑玉蕈菌丝的生长产生显著的促进作用,但不会改变其蛋白质的组成。【结论】大球盖菇最适合选用PTA-5培养基,斑玉蕈的最佳培养基是PDTA培养基。     

肥皂草素对斑玉蕈菌丝体抗氧化酶活性及相关基因表达量的影响

【目的】研究肥皂草素对斑玉蕈菌丝体的活性氧代谢、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及其基因表达的影响。【方法】在摇瓶培养基中添加不同浓度的肥皂草素研究菌丝体在不同培养时间内活性氧代谢、SOD和CAT的活性及其基因表达的变化。【结果】添加肥皂草素后,在7?11 d内超氧阴离子及丙二醛(MDA)的含量整体较对照组有升高趋势,但是在13?15 d含量较对照又有所下降;肥皂草素处理的菌丝体SOD活性随着浓度的增加而逐渐增强(第9天除外),特别是在培养13?15 d更加明显;CAT活性同样随着浓度的增加而逐渐增强,特别是0.05 g/L实验组酶活性始终保持在较高的水平;不同浓度的肥皂草素都能使Mn-SOD基因、CAT基因的表达出现上调趋势,在0.05 g/L时,肥皂草素诱导Mn-SOD基因的表达与其活性的变化趋势基本一致,而CAT基因表达与其活性的变化并不一致,其活性可能受基因翻译后的修饰调控等因素的影响。【结论】肥皂草素的添加能够诱导SOD和CAT酶活性的增强及上调Mn-SOD、CAT基因的表达量,减缓菌丝培养后期活性氧和MDA的积累。     

工厂化生产海鲜菇菌包污染霉菌的鉴定及防治

对工厂化生产中海鲜菇菌包污染霉菌进行分离,根据霉菌的形态特征、培养性状及ITS序列分析,鉴定其为哈茨木霉、拟康氏木霉、脉孢霉、长枝木霉、黑曲霉、产红青霉和产黄青霉;在此基础上探讨了常用抑菌剂对霉菌的防治效果及对海鲜菇菌丝生长的影响。结果表明,质量浓度100 mg/L克霉灵对哈茨木霉、黑曲霉、产红青霉、产黄青霉、拟康氏木霉有强抑制作用,质量浓度100 mg/L多菌灵对长枝木霉、产红青霉、产黄青霉、拟康氏木霉有强抑制作用,二者对海鲜菇菌丝生长的抑制都比较弱。可为海鲜菇工厂化生产中污染霉菌的综合防治提供参考。     

Development of new strains and related SCAR markers for an edible mushroom, Hypsizygus marmoreus

New fast-growing and less bitter varieties of Hypsizygus marmoreus were developed by crossing monokaryotic mycelia from a commercial strain (Hm1-1) and a wild strain (Hm3-10). Six of the better tasting new strains with a shorter cultivation period were selected from 400 crosses in a large-scale cultivation experiment. We attempted to develop sequence characterized amplified region (SCAR) markers to identify the new strain from other commercial strains. For the SCAR markers, we conducted molecular genetic analysis on a wild strain and the eight most cultivated H. marmoreus strains collected from various areas in East Asia by randomly amplified polymorphic DNA. Ten unique DNA bands for a commercial Hm1-1 strain and the Hm3-10 strain were extracted and their sequences were determined. Primer sets were designed based on the determined sequences. PCR reactions with the primer sets revealed that four primer sets successfully discriminated the new strains from other commercial strains and are thus suitable for commercial purposes.     

荷叶离褶伞优良菌株筛选

以棉籽壳、木屑、玉米芯等为主料设计了10个栽培配方,研究不同配方下7株荷叶离褶伞的菌丝生长和出菇情况。结果表明,各菌株菌丝颜色以雪白色为主,在玉米芯为主料的配方上菌丝体生长优于以棉籽壳、木屑为主料的配方,但均无子实体形成;以棉籽壳为主料有利于子实体的形成,特别是棉子壳添加少量木屑、树叶、腐殖土、发酵料和小麦更利于子实体形成,菌株3001的出菇周期最短（108d）,产量最高（214.80g/袋）,各菌株出菇的顺序为3001、1035、1004和1013。因此,栽培料组分对荷叶离褶伞菌丝生长及子实体形成影响较大。     

曲酸对斑玉蕈子实体形成过程中木质纤维素酶的影响研究

为了探究曲酸增加子实体产量的机制,首先考察了搔菌后外源添加曲酸对不同菌丝培养时间出菇的影响。研究发现当菌丝培养时间过短或者过长添加曲酸都得不到很好的增产效果,菌丝培养时间在60-80d之间增产效率最高,并且后熟期60d的增产效率大于80d的增产效率。进一步研究发现添加曲酸可以提高菌丝利用基质中木质纤维素的利用率。更深入地研究发现,基质中的漆酶和纤维素酶活性在斑玉蕈的不同发育时期受到曲酸调控。漆酶活性在最初的菌丝恢复期和转色期酶活性低于对照组,但是在原基期、钉头期和子实体期酶活性显著地高于对照组;纤维素酶活性在整个发育周期中曲酸组都高于对照组,在子实体发育后期酶活性被提高3.16倍。最后,从分子水平上分析了漆酶基因和纤维素酶基因的表达量,研究显示添加曲酸后漆酶基因和纤维素酶基因在不同程度上被上调,这个结果与酶活的结果相一致。这些结果说明外源添加曲酸通过提高生殖生长阶段的菌丝利用培养基质中的漆酶和纤维素酶活性,进而提高菌丝利用木质纤维素,为斑玉蕈子实体生长发育提供更多的能源,实现增加子实体产量的目的。