羊肚菌國內外研究概況
羊肚菌的研究歷史已將近100年,內容較多。近幾年,國內對羊肚菌的研究也有多篇報道,主要限于資源考察、菌種分離鑒定及菌核發生條件的試驗等初級工作。雖有栽培成功的報道,但尚未得到生產性的驗證。下面重點介紹國際學術界認可的兩項重要研究成果:1.首次人工栽培的羊肚菌 1982年,Ower 用粗柄羊肚菌(M.crassipes)的菌核作為營養體進行出菇試驗,首次在人工控制條件下獲得了羊肚菌的子囊果,認識到菌核在羊肚菌生活史中起關鍵作用。Ower的研究之所以成功,主要是采用的方法有獨創,其技術要點如下:
(1)培養菌核體:選擇合適的培養料配方,裝入專用容器,裝料量占容器空間的70%,在料面隔放一張打孔的厚錫紙,在錫紙上面填裝5厘米左右的腐殖土。按常規滅菌后,將羊肚菌的菌核菌種接種于土層,置于18-22℃培養7-10天,菌絲通過土層延伸到培養料獲取營養,土層中生出許多菌絲團塊--菌核。
(2)誘導有性生殖:誘導菌核菌絲進入有性生殖狀態才生成子囊果。
方法之一:除去外源營養物質,僅由菌核供應營養,迫使營養菌絲發生有性過程;
方法之二:大量注水并不斷滲漏,洗除可溶性的營養。
(3)保障原基發育:從現原基到子囊果長到3厘米高這段發育期,生態條件不適(需要羊肚菌的野生條件),子囊果極易敗育。
(4)伴生菌問題:羊肚菌生態環境中有一種霉菌(Trichlderma sp)可以促進出菇,這種作用類似銀耳的"伴生菌"(香灰菌)。由此可見,搞清羊肚菌的"伴生菌"及其作用,也是人工栽培成功的關鍵。
2.首次描繪的羊肚菌生活史圖:1990年,Thomas研究的羊肚菌生活史中各階段的細胞學變化,首次描繪出羊肚菌的生活史圖。這個成果對羊肚菌遺傳育種及人工栽培兩方面的研究都十分重要。其所采取的主要研究方法和結果如下:
(1)研究方法:采集野生羊肚菌的子囊孢子,在完全培養基上萌發并插片培養獲得營養菌絲。用能使細胞發熒光的染料(吖啶類)對樣品進行染色,用熒光顯微鏡觀察這些樣品的細胞學特性。另一些樣品用姬姆薩染色,用普通光學顯微鏡觀察。
(2)菌絲特征:羊肚菌的菌絲相當粗(直徑5-10微米),且分枝較多。菌絲細胞具有多核,極端例子是一個細胞內具有65個核。使用不同的核染料(如姬母薩、吖啶類及光輝霉素)都可觀察到核。吖啶類具有較強的熒光,且使用方便,因而它在核觀察中尤其有用。大多數菌絲細胞中的核為10-15個,新生出的頂端細胞核數量最少(1-2個核)。菌絲細胞間的中隔物由多孔隔膜組成,某些細胞器及核可由此流通,這可能是每個細胞中核數有差異的原因。
(3)菌落特征:在完全培養基平板上,羊肚菌的孢子可迅速萌發并長成菌落。在22-25℃,5-6天長滿8.5厘米的平皿,平均生長率為0.4-0.5毫米/小時。羊肚菌是低溫菌,在4℃下12-15天長滿同樣大小的平皿。羊肚菌菌絲一旦在培養基上形成菌落,便分泌出一種深褐色色素,因此羊肚菌菌落呈現出特殊的淺褐色。
(4)菌核特征:當生長條件不適時,羊肚菌的營養菌絲會形成菌核。以核盤菌菌核的傳統概念來說,羊肚菌不是真正的菌核。核盤菌菌核是菌皮與菌髓的復合組織分化而成,而羊肚菌的菌核則是未分化的假菌核。
在含有2%羊糞的培養基上,羊肚菌菌絲也容易形成菌核。菌絲在此培養基上生長7-10天后,便開始形成一些小菌核(1-2毫米),并逐漸擴大,小菌核通常聚結在一起而形成大菌核。當菌核停止增大并產生深褐色素時,可認為菌核已成熟。在形態上,菌核菌絲具有厚壁并保持多核。在生理上,菌核一開始便貯藏養分,如脂類(供形成子囊果),很容易觀察到菌絲細胞累積的油滴。菌核成熟后可耐低溫和干燥等不利條件。
(5)生活史:羊肚菌的子囊果(菇體)是子囊菌的生殖組織,也是目前分類的形態依據。其圓錐形的菌蓋像羊胃的表面凹凸不平,凹坑中生有許多子囊和側絲。每個子囊含有8個子囊孢子,孢子彈射可達數米以外。
羊肚菌的生活史,解釋如下:
途徑I:羊肚菌的子囊孢子在適宜條件下萌發,生成初生菌絲,這些菌絲間尚未發生質配。當外界條件不適宜菌絲進一步營養生長時,如養分涸竭、水分不足、溫度不利等,則可直接形成菌核或形成分生孢子。不利條件的誘導并不是唯一的刺激因素,某些養分如羊糞也能誘導菌核形成。顯微觀察,菌核組織的菌絲膨大變圓,色深壁厚。菌核能越冬并在春天萌發形成新菌絲。
途徑I與途徑II的差異在于菌絲間是否發生質配并生成異核體。非異核體的菌核能否形成子囊果尚有爭議。
途徑II:羊肚菌子囊孢子萌發生成的初生菌絲,與另一親和性(交配因子不同)初生菌絲發生質配,相互融合而產生穩定的異核體菌絲(子囊菌不具鎖狀聯合)。二個基因型不同的核能起遺傳互補作用而親和,其特征是在菌絲會合處隆起并產生黑褐色素線(照片2),這種現象被稱做"菌絲融合"。
如條件不利于異核菌絲的營養性生長,則形成異核菌核。經受冬季冷凍及早春融化條件影響后,異核菌核有兩個發育方向:一是形成次生菌絲,繼續進行營養性生長;二是形成子囊果,進而發生有性生殖。
羊肚菌子囊果形成的跡象是培養基上出現一簇淺色菌絲,從菌絲簇中央產生手指狀的子囊果原基,在適宜條件下發育成為子囊果,子實層在子囊果頂端(菌蓋)分化、膨大并產生灰黑色素。當子囊果的顏色由灰黑色轉為金褐色時即為成熟,可采摘加工為成品。
用光輝霉素對子囊母細胞染色,可顯示出雙核體的核配對(每個細胞有數對),其中1對可遷移到子囊母細胞的頂端,融合成一個大的二倍體核,此核在子囊中發生減數分裂和有絲分裂,使每個子囊含有8個子囊孢子。
羊肚菌從現原基到子囊果成熟這段發育期很容易敗育而導致人工栽培出菇失敗,羊肚菌原基形成的最佳佳溫度為18℃,相對濕度85%-90%,基質含水率為50-60%。子囊果發育的溫度范圍10-20℃,相對濕度80-90%,基質含水率30-55%。