食用菌子实体发生研究进展
郑永标 陈济琛 林新坚
?（福建省农科院土壤肥料研究所，福州350013）
?食用菌子实体发生是指菌丝在培养基质中经营养生长后，菌丝扭结、原基出现、子实体形成并向生殖生长过渡的生理过程，此生理过程对食用菌的生物学效率有重要的影响，是食用菌研究的主要领域。本文综述了近年来食用菌子实体发生的研究进展。
1食用菌子实体发生时生化成分与培养基物理性质的变化
?食用菌子实体发生时，营养菌丝和子实体的细胞壁多糖结构和组分显著不同。CalonjeM（1996）发现，双孢蘑菇?(Agaricusbisporus)?的营养菌丝和子实体细胞壁的可溶性多糖含量和多糖中单糖比例不同，两种细胞壁的糖苷键和多糖构象也不同??［1］?。刘春卉（1998）的试验表明，金耳?（Tremellaaurantialba）?液体发酵菌丝体纯多糖由半乳糖、葡萄糖、甘露糖、岩藻糖和鼠李糖组成，而段木栽培子实体的纯多糖由葡萄糖、甘露糖、木糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸组成，单糖组分的差异与营养菌丝分化形成子实体密切相关??［2］?。
?OguriS（1996）发现，从姬菇?（Pleurotuscornucopiae）?菌丝中分离的凝集素与从子实体中分离的凝集素，其氨基酸序列不同。菌丝凝集素由双核菌丝在子实体形成前产生，子实体形成时消失，单核菌丝不能产生凝集素??［3］?。FornaleS（1999）等发现，卷边桩菇?（Paxillusinvolutus）?游离的多胺在菌丝中含量较高，腐胺和亚精胺的比例随菌龄而变化。菌丝中含有与菌丝衰老相关的精氨酸脱羧酶和鸟氨酸脱羧酶，鸟氨酸脱羧酶参与腐胺的生物合成，其活性随着菌丝成熟而下降。菌丝吸收腐胺，会降低鸟氨酸脱羧酶的活性，但不影响精氨酸脱羧酶的活性??［4］?。
?食用菌子实体发生时，培养基物理性质发生了变化。OhgaS（1999，2000）观察到，香菇?（Lentinulaedodes）?培养基在接种前到子实体发生时，其pH从6.3变为4.0，根据溴酚蓝(BPB)从蓝紫色变为黄色，可判断菌丝成熟度，这与第一潮菇产量相关。此外，还观察到培养基的水势，在子实体发生前后分别为-0.7MPa和-4.0MPa，菌丝长势好、密度大、成熟度高，其培养基水势较高??［5，6］?。
2食用菌子实体发生的生理生化研究
?许多研究表明，在食用菌菌丝从营养生长转化到子实体发生发育的过程中，各种酶活性的变化与食用菌子实体的发生发育有直接联系。有的酶活性在菌丝营养生长期间保持低水平，而在子实体发生发育时增强。王玉万（1991，1992）??［7，8］?，Davidwood(1995)，杨红(1997)??［9］?，陈锡时（1995）??［10］?，潘迎捷（1996）??［11］?，张金霞（1996）??［12］?和倪新江（2001）??［13］?在他们的研究中相继发现，胞外羧甲基纤维素酶、滤纸纤维素酶和半纤维素酶活性在子实体形成时显著增加，采收后明显下降。TokimotoK（1997）等发现，段木栽培的香菇在子实体形成过程中几丁质酶不断增加??［14］?。郑海歌（1994）报道，香菇在菇蕾形成前Ca??2+??ATP酶及Mg??2+??ATP酶活性最高，菇蕾形成后这两种酶的活性均明显下降??［15］?。DavidWood（1995），杨红(1997)观察到，双孢蘑菇中漆酶活性随着菌丝生长相应增强，子实体出现后漆酶活性锐减??［9］?。陈锡时（1995）报道，在木耳?(Auriculariaauricula)?子实体形成期，淀粉酶活性下降至较低水平，而随着子实体成熟，淀粉酶活性上升??［10］?。某些酶活性受到抑制时，子实体形成也受到抑制。IkegayaN（1994）等观察到，香菇接种7d后，往培养基中加入二乙基二硫代氨基甲盐，可抑制NAD?GDH酶活性和子实体的形成??［16］?。TerashitaT（1998）等人发现，真姬菇?（Hypsizygusmarmoreus）?培养基中加入金属蛋白酶专性抑制剂膦酰二肽时，其子实体形成受抑制??［17］?。而酸性蛋白酶活性受到抑制时，却可促进和诱导子实体的形成。村尾泽夫（1988）发现，放线菌发酵的代谢产物S-PI（具有2个非天然型氨基酸的乙酰五肽）能抑制酸性蛋白酶的活性，缩短香菇、金针菇?（Flammulinavelutipes）?等子实体形成的天数??［18］?。刘华珍（1990）报道，从链霉菌提取的福菇肽，可抑制酸性蛋白酶的活性，增强中性蛋白酶的活性，并提高香菇、草菇?（Volvariellavolvacea）?和双孢蘑菇的产量??［19］?。潘迎捷（1996）发现，在香菇整个生长过程中，Ｆ型菌株（能结实）的纤维素酶、半纤维素酶、漆酶、酸性蛋白酶和果胶酶的活性均高于Ｎ型菌株（不能结实）??［11］?。对食用菌菌丝生长和子实体形成期间酶活性变化等生理生化代谢活动的研究，为采用物理、化学和有益微生物等手段抑制或增强酶活性来提高食用菌的生物学效率提供了理论上的指导，为阐明高等真菌形态分化的机制奠定了生理生化基础，为进一步在细胞学和分子生物学水平上对其进行研究也有积极意义。
3食用菌子实体发生的有益微生物诱导作用研究
?除了光和低温等物理因素外，大量研究发现，细菌、放线菌和霉菌等有益微生物的代谢产物可以诱导和促进子实体的形成和发育。Stanek(1974)，杨民和(1997)发现，嗜热发线菌和耐热真菌分解纤维素所产生的维生素，有利于双孢蘑菇菌丝的生长，而存在于菌丝周围的一些革兰氏阴性菌有利于双孢蘑菇菌丝的快速定殖和扩展，并可促进原基产生??［20］?。据JohnM.Wells(1988)，潘迎捷(1990)报道，在双孢蘑菇子实体形成机制的研究过程中，发现40种细菌（大多数为假单胞菌）在无菌培养料中可以诱导子实体的形成。据此提出了双孢蘑菇子实体形成的负调节假说，认为这些细菌的作用与活性碳和自然调节一样，能消除菌丝营养生长期产生的自抑物质，使菌丝从营养生长向生殖生长转化??［21］?。MasayukeAzuma（1992）从链霉菌B-412培养物中提取的担子菌分化醌可以诱导漏斗棱孔菌?（Favolusarcularius）?子实体的形成??［22］?。ArkanO（1994）等在袋栽双孢蘑菇时，于灭过菌的覆土层接种从覆土层中分离到的假单胞菌，可促进子实体的形成，并增加产量??［23］?。GutierrezI（1996）等发现，从根霉中制备含有植物激素的产品用在糙皮侧耳?(Pleurotusostreatus)?生产上，可以增产100%，并使子实体大小提高?49.2%???［24］?。ShinGabgyun（1997）等发现，酵母提取物可促进香菇子实体形成，进一步的试验表明，是提取物中的硫胺素起了主要作用??［25］?。4食用菌子实体发生的分子生物学研究
?分子生物学的快速发展，使食用菌生长发育机制的研究也深入到分子水平，一些与食用菌子实体生长发育有关的基因和特异蛋白得到了分离研究。
?GrootPWJde（1995，1997）等从双孢蘑菇原基形成期的cDNA文库中，分离到9条在双孢蘑菇子实体发生和成熟期得到诱导和特殊表达的cDNA，这些cDNA的大小在372至1019bp之间，杂交的转录物为400～1600个核苷酸。在杂交菌种（HorstRUl）中，有4条cDNA只在子实体发生期表达，另外5条cDNA在菌丝营养生长期表达??［26，27］?。GrootDWJde（1999）等从双孢蘑菇中分离到编码疏水蛋白的两条cDNA?（hyp?A和?hyp?B基因），在未分化的白色菌丝组成的组织片段中可检测到?hyp?AmRNA的聚集，?hyp?B在原基分化成菌盖和垂直伸长菌柄的紧密菌丝中高度表达。子实体成熟时，?hyp?B转录物大量聚集在菌盖和菌柄过渡组织中??［28］?。StoopJMH（1998）等观察到，盐胁迫下双孢蘑菇子实体的甘露糖醇合成全面增加，催化甘露糖醇生物合成的甘露糖醇脱氢酶（MtDH）大量产生，子实体成熟时，MtDHRNA聚集。他据此认为，MtDH活性与子实体发育相关，甘露糖醇代谢在双孢蘑菇子实体发生和耐盐等生理活动中起着重要作用??［29］?。PenasMM（1998）等发现，糙皮侧耳子实体中含有疏水蛋白（Fbh1），在单核和双核菌丝中不存在Fbhl，只在子实体发生期才能检测到表达Fbh1的mRNA，在其它生长时期未发现表达Fbhl的mRNA。糙皮侧耳各个生长阶段含有的不同疏水蛋白，具有提高菌丝抵御干燥和细菌及害虫侵害的能力，增强菌丝粘附力和降低培养基表面张力的生物功能??［30］?。OhgaS(1999)等在双孢蘑菇菌丝生长和子实体形成期提取RNA，检测到漆酶基因?（lcc1和lcc2）?转录物在菌丝定殖期最高，在子实体发育期减少，于第一潮菇采收后和第二潮菇发生时重新增加。在菌丝定殖期和子实体形成前期检测不到纤维素水解酶cel3转录物，而在子实体破膜期其含量最高，在子实体采收后下降，第二潮菇发生时重新升高。此现象与已知的双孢蘑菇各生长阶段漆酶和纤维素水解酶活性变化相一致??［31］?。NehlsU（1999）等从哈蟆菌?（Amanitamuscaria）?的cDNA文库中筛选到?Sc13和Sc25两个基因，Sc?13编码翻译的蛋白质由184个氨基酸组成，与已知的蛋白质不同，为新蛋白，?Sc13在菌丝体中的表达量是在子实体中表达量的50倍。Sc?25编码翻译的蛋白质，具有198个氨基酸，与植物的伸展蛋白具有同源性，在子实体中的表达量是在菌丝中表达量的30倍??［32］?。ZeppaS（2000）等利用mRNA差别显示技术分析了白色块菌?(Tuberborchii)?菌丝生长期和子实体发生期的基因表达差异，三条cDNA片段（Tbf12，Tbf20，Tbf21）只在子实体发生期表达??［33］?。LeungGSW（2000）等利用RNA指纹技术，研究了香菇菌丝营养生长期、原基期、幼菇期和子实体成熟期的基因表达差异，有13个RAP片段与已知的表达质膜转运蛋白、细胞周期蛋白、信号转导调节、线粒体生物合成、胞外运输和中间代谢的基因相关，其中有2个基因在整个生长过程的表达水平不变，另有11个基因在生长过程得到不同程度的表达。根据基因表达情况，认为菌丝生长期细胞膜运输最重要；在原基发生和子实体菇蕾期，特殊信号转导和转录控制起重要作用；子实体形成时，有关代谢途径的基因表达占优势??［34］?。这些基因的分离，揭示了子实体发生机制在分子研究水平上的新方向。
?DavidMoore(1998)从生物化学、生理学、细胞学和遗传学角度，较全面地探讨了真菌（菌丝、孢子和子实体）的形态发育机制??［35］?。随着研究手段的进步，在大量研究的基础上，将能更全面地阐明食用菌子实体的发生机制。
??参考文献
?［1］CalonjeM,GarciaMendozaC,NovaesLedieuM.Newcontributionstothewall polysaccharidestructureofvegetativemyceliumand fruitbodycellwallsof?Agaricusbisporus?［J］.Microbiologia，1996,12（4）:599～606.
?［2］刘春卉,谢红,刘芰华,等.金耳子实体和发酵菌丝体多糖的分离、纯化与结构的比较研究［J］.菌物系统，1998，17（3）：246～250.
?［3］OguriS,AndoA,NagataY.Anovel development alstage?specificlectinof thebasidiomycete?Pleurotu scornucopiae?［J］.JournalofBacteriology，1996,178（19）：5692～5698.
?［4］FornaleS,SarjalaT,BagniN.Endogenouspolyamineconten tandmetabolismintheectomycorrhizal fungus Paxillus involutus［J］.Newphytologist,1999,143(3):581～587.
?［5］OhgaS.EvaluationofmaturitybyuseofpHindicatorsinsaw dustbasedculturesof?Lentinulaedodes?［J］.JournalofWoodScience，1999,45（5）：431～434.
?［6］OhgaS,MinDusik,KooChangduck,etal.Culturema turityof?Lentinulaedodes?onsawdust?basedsubstrateinrelation tofruitingpotential［J］.JournaloftheKoreanWoodScienceandTechnology，2000,28（1）：55～64.
?［7］王玉万，王云.培养温度和侧耳子实体形成对胞外纤维分解酶活性的影响［J］.微生物学通报，1991,18(1)：9～11.
?［8］王玉万，柏玉萍，王云.滑菇子实体阶段胞外CMC酶和HC酶活性增加与培养温度和子实体形成的关系［J］.微生物学通报，1992,19(1)：7～9.
?［9］杨红.蘑菇子实体的发生与酶活性有关［J］.中国食用菌，1997，16（1）：21.
?［10］陈锡时，夏炎，李闯.胞外多糖酶活性和木耳子实体形成的关系［J］.沈阳农业大学学报，1995,26(4)：403～407.
?［11］潘迎捷，郑志仁.木质纤维素的降解和五种酶的活性对香菇子实体形成的影响［J］.食用菌学报，1996，3(3)：25～30.
?［12］张金霞，左雪梅.食用菌菌种结实性和产量性状早期鉴定的初步研究［J］.食用菌学报，1996，3(4)：30～34.
?［13］倪新江，丁立孝，潘迎捷，等.姬松茸在两种培养基上生长期间九种胞外酶活性变化［J］.菌物系统，2001，20（2）：222～227.
?［14］TokimotoK,FukudaM.Changesinenzymeactivitiesinbed logsof?Lentinulaedodes?accompanying fruit body development［J］.JournaloftheJapanWoodResearchSociety,1997,43（5）：444～449.
?［15］郑海歌，杨瑞长，顾天钊，等.香菇出菇阶段的能量需求［J］.上海农业学报，1994，10（4）：32～35.
?［16］IkegayaN,GotoM,HayashiY.Changeofglutamatedehy drogenaseactivities during fruitbodyformationin?Lentinusedodes?［J］.NipponKingakukaiKaiho，1994,35（2）：79～88.
?［17］TerashitaT,NakaieY,InoueT.Roleofmetal proteinasesinthe fruit body formationof?Hypsizy gusmarmoreus?［J］.JournalofWoodScience,1998,44（5）：379～384.
?［18］村尾泽夫(吴家源译).促进、诱导子实体形成的物质［J］.国外食用菌，1988，（3）：33～35.
?［19］刘华珍，陈伟，刘T5”，7钅KG-**6奇T5”英.福菇肽对食用菌的增产效果［J］.中国食用菌，1990，9（4）：21～22.
?［20］杨民和.食（药）用菌与微生物相互作用效应研究进展［J］.中国食用菌,1997,16（3）：3～5.
?［21］JohnMWells，etal(潘迎捷译).双孢蘑菇子实体形成机制的调节［J］.国外食用菌，1990，（3）：46.
?［22］MasayukeAzuma,KayakoHori,YuhjioHashi,et.al(黄建军，刘红译).链霉菌菌株中促进漏斗棱孔菌子实体形成的一种新诱导剂――担子菌分化醌的结构［J］.国外食用菌，1992，（2）：35～37.
?［23］ArkanO,AksozN,GulerP.Interactionsbetweenfructificationsofcultivatedmushroom,?Agaricusbisporus?and?Pseudomonas?sp.isolatedfromcasingsoil［J］.TurkishJournalofBiology，1994,18（3）：213～222.
?［24］GutierrezI,PerezY,KlibanskyM,etal.Application of phytohor monesto?Pleurotus?cultivation［J］.Micologia NeotropicalAplicada,1996,（9）:107～115.
?［25］ShinGabgyun,MeguroS,KawachiS.Theactiveconstituentinyea stextractfor fruit body formationof?Lentinulaedodes?［J］.CanadianJournalofMicrobiology,1997,43（12）：1202～1204.
?［26］GrootPWJde，SchaapPJ，GriensvenLJLDvan,etal.Isolationofdevelopmen tallyregulatedgenes fromtheediblemushroom?Agaricusbisporus?［J］.MicrobiologyReading，1997,143（6）：1993～2001.
?［27］GrootPWJde，GriensvenLJLDvan，SchaapPJ,etal.Isolationandcharacterization of gene sinvolvedin grow than dmain tenance offruit bodiesof?Agaricusbisporus?［C］.MushroomScienceXIV,VolumeI.Proceedings of the 14thInternationalCongressontheScienceand CultivationofEdibleFungi,Oxford,UK,17～22Sep.1995,83～86.
?［28］GrootPWJde,RoevenRTP,GriensvenL JLDvan,etal.Differenttemporalandspatial expression of two hydrophobinencodinggenesoftheediblemushroom?Agaricusbisporus?［J］.Microbiology?Reading，1999,145(5):1105～1113.
?［29］StoopJMH,MooibroekH.Cloningandcharacterizationof NADP?mannitoldehydrogenasec DNA fromthebuttonmushroom,?Agaricusbisporus?,anditsexpressioninresponseto NaC lstress［J］.AppliedandEnvironmentalMicrobiology，1998,64(12):4689～4696.
?［30］PenasMM,AsgeirsdottirSA,LasaI,etal.Identification,characterization and insitudetectionofa fruit body specifichydrophobinof?Pleurotusostreatus?［J］.Appliedand EnwironmentalMicrobiology,1998,64(10):4028～4034.
?［31］OhgaS,SmithM,ThurstonCF,etal.Transcriptional regulationo flaccase and cell ulasegenesin them yceliumof?Agaricusbisporus?duringfruit body development on asolidsubstrate［J］.MycologicalResearch,1999,103(12):1557～1560.
?［32］NehlsU,MikolajewskiS,EckeM,etal.Identificationand expression analysis of two fungalc DNA sregulated byectomycorrhizaandfruitbodyformation［J］.NewPhytologist，1999,144(1):195～202.
?［33］ZeppaS,GuesciniM,PotenzaL,etal.Analysisofgene expression inthevegetativeandfructificationphasesof thewhitetruffle,?Tuberborchii?Vittad.,bymRNAdifferentialdisplay［J］.BiotechnologyLetters，2000,22(4):307～312.
?［34］LeungGSW,ZhangM,XieWJ,etal.Identificationby RNA fingerprintingofgenesdifferentially expressed duringthedevelopmentofthebasidiomycete?Lentinulaedodes?［J］.MolecularandGeneralGenetics，2000,262(6):977～990.
?［35］MooreDavid.Fungalmorphogenesis［M］.Cambridge:CambridgeUniversityPress,1998.
