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羊肚菌人工栽培研究的现状与前景

放大字体  缩小字体 发布日期:2004-09-23  来源:   

羊肚菌人工栽培研究的现状与前景

杨国良 贾乾义

  羊肚菌(Morchella spp)俗称羊肚菜、羊肚蘑。因其菇盖表面凹凸不平,形态酷似羊肚(胃)而得名。分析表明,羊肚菌富含人体必需的8种氨基酸及维生素类。特别值得一提的是羊肚菌含有C-3-氨基-L-脯氨酸、氨基异丁酸和2,4-二氨基异丁酸等稀有氨基酸,因而具有其独特风味,是世界上最著名的珍贵食药用菌之一。它的人工驯化栽培一直是国内、外菌物学家致力研究探索的课题之一。

  羊肚菌不同于常见的担了菌菇类,它是真菌中的子囊菌,生长发育所要求的环境较特殊,因此实现人工栽培有一定的难度,目前国内、国际的最高水平仅限?quot;半人工栽培",即人工培育出营养菌丝体,之后必须返回或模仿羊肚菌的野生环境出菇。这种栽培方式并没有突破自然环境的限制,出菇无把握且产量很低。"物以稀为贵"。近年来安新县白洋淀产的野生羊肚菌成为市场抢手货,价值很高,干品达600-800元/公斤。

国内7年前有商业广告(附参考资料)称获得了某个羊肚菌品种的栽培技术专利,技术转让费索价高达380万人民币。然而迄今为止,国内尚无一处生产成功的范例。权威专家认为,羊肚菌的全程人工栽培尚未真正成功,需要进行应用基础研究,而且工作确有难度,具有挑战性和竞争性,一旦成功,其成果的学术意义与经济价值较高。例如,可在白洋淀产区建设我国的羊肚菌生产基地,因为白洋淀有十几万亩田苇田的原材料资源,栽培生产羊肚菌有得天独厚的优势。人工栽培羊肚菌投资少、效益高,以亩产150公斤鲜菇、单价40元(目前产地收购价)计算,亩产值高达6000元,是种植小麦、玉米等传统作物产值的10倍多,比目前苇田的产蹈叽镌?0倍。安新县发展栽培2000亩羊肚菌,即可产干品3万公斤,产值1200万元,年增效益800万元,投入产出比约1:3。

更为重要的是通过发展人工栽培羊肚菌满足市场需求,可以防止人们滥采滥挖野生资源,也是环保农业的重要内容。河北省农业主管部门为了研究保护并开发利用白洋淀这一名贵的野生种质资源,已将羊肚菌的研究开发列入全省食用产?quot;十五"规划。为配合政府落实这一科技发展计划,我们与安新县农业局协作,联合进行"羊肚菌人工栽培研究"的科技攻关。现将白洋淀野生羊肚菌资源情况及国内、外对羊肚菌的有关研究综述如下:

  一、白洋淀野生羊肚菌资源

  1.资源概况 安新县位于河北省中部、保定市东侧,大部分区域是永定河与滹沱河冲击扇所形成的低洼湿地,占有白洋淀85%的面积,共有苇田12万亩,其中适宜羊肚菌自然发生的苇田5万亩,是国内已知最大的羊肚菌自然产区。2000年全淀区共外销羊肚菌干品5吨多,产值300余万元。由于羊肚菌市场好、价值高,已有滥采及"竭泽而鱼"之忧。因此,开展白洋淀羊肚菌的人工驯化栽培,保护河北省这一名贵品种资源已迫在眉睫。

  2.生态条件 白洋淀水乡平均海拔高度10.5米,属温带大陆性气候,无霜期180天,年均降雨量524.9毫米,正常年景白洋淀保持7.5-8米的水位。大面积的苇田腐殖土,适宜的湿度条件,形成了羊肚菌自然发生的特有环境。羊肚菌主要生长于白毛、黄瓤等劣等苇田中,其中低洼苇田、脱水苇田、腐植质较多的老苇田、芦苇较稀的苇田产量明显高于地势较高、腐植质较少、芦苇较密的苇田,每年4月上旬开始陆续出土,4月下旬至5月下旬为生长高峰期,进入6月气温较高后夏眠,采摘期为2个月左右。降水较多、4-5月份气温较高的年份出菇较早,产量较高;干旱少雨,4-5月份气温较低的年份出土较晚,产量低。

  3.种待鉴定 目前,全世界已报道的羊肚菌有20种,在我国已发现12种,国内较常见的种可参见简表。白洋淀野生羊肚菌是已知种还是新种?或是同一个种的不同生态型?尚有待研究与鉴定。

  ①尖顶羊肚菌Morchella.conica 圆锥形顶较尖 狭长形纹纵向排列 基部不膨大 盖浅褐色柄白色 春夏之交生于阔叶林及混交林的林缘地上。河北、山西、江苏、甘肃、云南等省。

  ②羊肚菌Mesculenta 卵圆形顶钝圆 近圆形小而深纹脉厚 基部略膨大 盖浅黄柄白色 早春生于芦苇滩、果园及阔叶林火烧地。河北、河南、山西、江苏、吉林、陕西、四川、云南等省。

  ③粗柄羊肚菌皱柄羊肚菌M.crassipes 近圆形顶钝圆 近圆形大而浅纹脉薄 基部膨大且扭曲 盖浅黄柄近白 春夏之交生于林地、河边沼泽及开阔地。河北、山西等省。Ower 栽培成功。

  ④大孔羊肚菌宽肋羊肚菌M.costata 长锥形与柄隔生 长而浅纵脉发达 凹凸不平、不膨大 整体灰黄至灰褐色 春夏生于林内及林缘地上。浙江庆元、福建宁化等地。Ower 栽培成功。

  ⑤小羊肚菌美味羊肚菌M.deliciosa 圆锥形顶较钝 长形不规则 凹凸不平、基部膨大 盖浅褐柄近白 春夏之交生于稀疏林地上。山西、陕西、宁夏、新疆、四川、浙江、云南等省。Ower 栽培成功。

  ⑥黑脉羊肚菌小顶羊肚菌M.angusticeps 除菌脉色黑外,其余特征与尖顶羊肚菌相似。 春夏之交生于阔叶林地及菜园。南、北方均有。

  据试验,羊肚菌、粗柄羊肚菌、小羊肚菌之间可发生种间融合;黑脉羊肚菌则不与其他任何种发生融合。这说明羊肚菌、粗腿羊肚菌、小羊肚菌可能是同一个种的不同生态型,而黑脉羊肚菌则是不同的种。

  二、国内外研究概况

  羊肚菌的研究历史已将近100年,内容较多。近几年,国内对羊肚菌的研究也有多篇报道,主要限于资源考察、菌种分离鉴定及菌核发生条件的试验等初级工作。虽有栽培成功的报道,但尚未得到生产性的验证。下面重点介绍国际学术界认可的两项重要研究成果:

  1.首次人工栽培的羊肚菌 1982年,Ower 用粗柄羊肚菌(M.crassipes)的菌核作为营养体进行出菇试验,首次在人工控制条件下获得了羊肚菌的子囊果,认识到菌核在羊肚菌生活史中起关键作用。Ower的研究之所以成功,主要是采用的方法有独创,其技术要点如下:

  (1)培养菌核体:选择合适的培养料配方,装入专用容器,装料量占容器空间的70%,在料面隔放一张打孔的厚锡纸,在锡纸上面填装5厘米左右的腐殖土。按常规灭菌后,将羊肚菌的菌核菌种接种于土层,置于18-22℃培养7-10天,菌丝通过土层延伸到培养料获取营养,土层中生出许多菌丝团块--菌核。

  (2)诱导有性生殖:诱导菌核菌丝进入有性生殖状态才生成子囊果。

  方法之一:除去外源营养物质,仅由菌核供应营养,迫使营养菌丝发生有性过程;

  方法之二:大量注水并不断渗漏,洗除可溶性的营养。

  (3)保障原基发育:从现原基到子囊果长到3厘米高这段发育期,生态条件不适(需要羊肚菌的野生条件),子囊果极易败育。

  (4)伴生菌问题:羊肚菌生态环境中有一种霉菌(Trichlderma sp)可以促进出菇,这种作用类似银耳的"伴生菌"(香灰菌)。由此可见,搞清羊肚菌的"伴生菌"及其作用,也是人工栽培成功的关键。

  2.首次描绘的羊肚菌生活史图:1990年,Thomas研究的羊肚菌生活史中各阶段的细胞学变化,首次描绘出羊肚菌的生活史图。这个成果对羊肚菌遗传育种及人工栽培两方面的研究都十分重要。其所采取的主要研究方法和结果如下:

  (1)研究方法:采集野生羊肚菌的子囊孢子,在完全培养基上萌发并插片培养获得营养菌丝。用能使细胞发荧光的染料(吖啶类)对样品进行染色,用荧光显微镜观察这些样品的细胞学特性。另一些样品用姬姆萨染色,用普通光学显微镜观察。

  (2)菌丝特征:羊肚菌的菌丝相当粗(直径5-10微米),且分枝较多。菌丝细胞具有多核(照片1),极端例子是一个细胞内具有65个核。使用不同的核染料(如姬母萨、吖啶类及光辉霉素)都可观察到核。吖啶类具有较强的荧光,且使用方便,因而它在核观察中尤其有用。大多数菌丝细胞中的核为10-15个,新生出的顶端细胞核数量最少(1-2个核)。菌丝细胞间的中隔物由多孔隔膜组成,某些细胞器及核可由此流通,这可能是每个细胞中核数有差异的原因。

  (3)菌落特征:在完全培养基平板上,羊肚菌的孢子可迅速萌发并长成菌落。在22-25℃,5-6天长满8.5厘米的平皿,平均生长率为0.4-0.5毫米/小时。羊肚菌是低温菌,在4℃下12-15天长满同样大小的平皿。羊肚菌菌丝一旦在培养基上形成菌落,便分泌出一种深褐色色素,因此羊肚菌菌落呈现出特殊的浅褐色。

  (4)菌核特征:当生长条件不适时,羊肚菌的营养菌丝会形成菌核。以核盘菌菌核的传统概念来说,羊肚菌不是真正的菌核。核盘菌菌核是菌皮与菌髓的复合组织分化而成,而羊肚菌的菌核则是未分化的假菌核。

  在含有2%羊粪的培养基上,羊肚菌菌丝也容易形成菌核。菌丝在此培养基上生长7-10天后,便开始形成一些小菌核(1-2毫米),并逐渐扩大,小菌核通常聚结在一起而形成大菌核。当菌核停止增大并产生深褐色素时,可认为菌核已成熟。在形态上,菌核菌丝具有厚壁并保持多核。在生理上,菌核一开始便贮藏养分,如脂类(供形成子囊果),很容易观察到菌丝细胞累积的油滴。菌核成熟后可耐低温和干燥等不利条件。

  (5)生活史:羊肚菌的子囊果(菇体)是子囊菌的生殖组织,也是目前分类的形态依据。其圆锥形的菌盖像羊胃的表面凹凸不平,凹坑中生有许多子囊和侧丝。每个子囊含有8个子囊孢子,孢子弹射可达数米以外。

  羊肚菌的生活史如附图,解释如下:

  途径I:羊肚菌的子囊孢子在适宜条件下萌发,生成初生菌丝,这些菌丝间尚未发生质配。当外界条件不适宜菌丝进一步营养生长时,如养分涸竭、水分不足、温度不利等,则可直接形成菌核或形成分生孢子。不利条件的诱导并不是唯一的刺激因素,某些养分如羊粪也能诱导菌核形成。显微观察,菌核组织的菌丝膨大变圆,色深壁厚。菌核能越冬并在春天萌发形成新菌丝。

  途径I与途径II的差异在于菌丝间是否发生质配并生成异核体。非异核体的菌核能否形成子囊果尚有争议。

途径II:羊肚菌子囊孢子萌发生成的初生菌丝,与另一亲和性(交配因子不同)初生菌丝发生质配,相互融合而产生稳定的异核体菌丝(子囊菌不具锁状联合)。二个基因型不同的核能起遗传互补作用而亲和,其特征是在菌丝会合处隆起并产生黑褐色素线(照片2),这种现象被称做"菌丝融合"。

  

用光辉霉素对子囊母细胞染色,可显示出双核体的核配对(每个细胞有数对),其中1对可迁移到子囊母细胞的顶端,融合成一个大的二倍体核,此核在子囊中发生减数分裂和有丝分裂,使每个子囊含有8个子囊孢子。

  羊肚菌从现原基到子囊果成熟这段发育期很容易败育而导致人工栽培出菇失败,羊肚菌原基形成的最佳佳温度为18℃,相对湿度85%-90%,基质含水率为50-60%。子囊果发育的温度范围10-20℃,相对湿度80-90%,基质含水率30-55%。

以上综述谨供参考,欢迎同行指正。

 
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