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食用菌种质资源菌种保藏方法研究进展

来源:步旅网
专题综述 张 fu 《 噍阍苗 2013(4)・ 食用菌种质资源菌种保藏方法研究进展 冯云利 郭相 邰丽梅 马明 桂明英 (中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所,云南昆明650221) 摘要 对食用菌菌种保藏的目的意义以及食用菌菌种几种 主要的保藏方法的原理和研究进展进行综述。 关键词 食用菌种质资源 菌种保藏 文章编号1000—8357(2013)04—0008—02 食用菌种质资源是科研和生产发展的根基,但是,近年 来由于环境污染、乱伐森林、过度采摘等因素的影响,野生食 用菌的种类和数量均逐年减少,有些种甚至濒临灭绝---。同 时,人工栽培的优良菌种也来之不易。因此,菌种保藏对野 生种质资源的基因保存,现有优良菌种遗传性能的相对稳定 以及对食用菌科研和生产均具有十分重要的意义 。菌种 资源保藏作为食用菌产业的一项基础工作已受到世界各 国的重视,国内外一些高级微生物研究单位均设有菌种保 藏机构 ,美国模式菌种保藏中心(ATCC)、荷兰菌种保藏 中心(CBS)、联合王国国家酵母保藏中心(NCYC)、德国微 生物保藏中心(DWS) 以及中国微生物菌种保藏管理委员 会(CCCM)等。 1 食用菌菌种保藏的目的意义 菌种保藏的主要目的在于能较长时间保持菌种的生存 能力,保持菌种在遗传、形态和生理上的稳定性。对于生产 用的商业品种,就是要保持其生产性状的稳定性,任何的退 化变异都有可能给生产造成无法估量的损失 。同时,还要 保持菌种的物种独立性,使其免受其它微生物的污染,保持 纯培养状态。因此,菌种保藏与新品种的选育具有同等重要 性。特别是目前国内菌种分散生产,菌种来源不清,菇农之 间菌种误传,使菌种出现同名异物或同物异名的现象,造成 了菇农选择菌种的困难,而菌种的保藏和管理有利于这些问 题的缓解 。 2食用菌菌种保藏的方法 菌种保藏的方法很多,常采用控制温度、水活度、氧气和 营养等因素的方法,最大限度降低或抑制食用菌菌丝体的生 长从而达到菌种保藏的目的 。首先要挑选优良的纯菌种, 包括菌丝体和孢子;其次,根据其生理、生化特点,人为的创 造低温、干燥或缺氧等条件,抑制菌丝体的代谢作用,使其生 命活动降低或处于休眠状态,从而延长菌种生命以及使菌种 收稿日期:2012—11—16 基金项目:科技部科技基础性工作专项(SQ2008FY151061),云 南省科技厅对外科技合作计划省院省校科技合作专项(2012IB008)。 作者简介:冯云利,硕士,主要研究方向是食用菌资源保护与标 本鉴定。 。 通讯作者。 8 保持原有的性状,防止变异 。 2.1 利用菌丝体保存的方法 2.1.1 琼脂斜面低温保藏将要保藏的菌种接种在PDA斜 面培养基上培养,在28~32℃下培养,待菌丝体长满斜面时, 把试管的棉塞换成无菌橡皮塞,并用石蜡封口,置于4 ̄C的冰 箱低温保藏,每隔2~4个月转管1次 。该种方法保藏的菌 种不易老化,生命力强,接种后萌发快,能保持优良性状 ,,但 转接周期短,污染风险大,且菌株易变异,易造成菌株衰退 。 2.1.2液体石蜡常温保藏法此法亦称矿物油保藏法。先 将化学纯石蜡油(无色、透明的黏稠液体)装于 角瓶中,塞 上棉塞并用牛皮纸包裹,放人高压锅中灭菌30min,然后置 于4O℃的恒温箱中,让水分蒸发至完全透明后备用,使用前 先将石蜡油做无菌检查。在无菌条件下,用无菌吸管将无菌 石蜡油注入已长好的斜面试管中,用量以高出斜面顶端1 cm 为宜,目的是使菌种与空气隔绝,阻止水分蒸发,降低细胞的 生长代谢活动,然后用蜡封口后,直立放入室内干燥处…一。 15~25 ̄C,可以保藏菌种5年…。该方法的优点是成本较低,保 藏时间较长,长达数年甚至几十年;缺点是转接培养较慢,往 往需要转接培养2-3次,才能除去菌丝体上的液体石蜡,使 菌种恢复正常生长 。 2.1.3 蒸馏水保藏法蒸馏水保藏方法适用于绝大多数食 用菌菌种保藏u”。该法是用无菌蒸馏水保存食用菌菌丝体, 过程为:用移液器吸取4 mL无菌蒸馏水注入无菌安瓶中,将 发育成熟的菌落用无菌接种针挑取数块放入安瓶中,加盖密 封,室温保存。据报道,真菌用蒸馏水保藏可保存1—20年u , 而且菌株污染少 。 2.1.4盐水保藏法食盐溶液具有高渗透性,对杂菌孢子的 萌发具有较强的抑制和杀灭作用,从而减少或避免保藏期间 菌种的污染 ;同时,食盐中含有食用菌生长所必需的钠、镁、 钙等金属离子,对菌丝的生长有促进作用,转管后,由于水势 差,接种菌株吸水能力强,易恢复,成活率较高” 。 以液体培养的菌丝体作为保藏体,用无菌盐水作为保藏 液。将需保藏的菌种,接人PDA液体培养液中,震荡培养5~ 7 d,将菌丝球移人装有5 mL无菌生理盐水的试管中,每管接 人4 5个菌丝球,塞上橡皮塞,并用石蜡封口,置室温或冰箱 里保藏” 。 2.2利用孢子保存菌种的方法 2.2.1 滤纸片保藏法取白色(收集深色的孢子)或黑色(收 集浅色的孢子)滤纸,剪成4.0 cmX0.8 cm的小纸条,121 ̄C下 高温灭菌30 arin。真菌孢子采用钩悬法收集 。将载有孢子 的滤纸条放入无菌试管中,用白胶塞封口,再将试管放人干 2013(4) 龟同萄 于一种类似于固体状态而不发生结晶,可以通过空气干燥、化 学物质干燥蒸发水分,渗透液脱水、海藻盐包装脱水、化学保 护剂等手段实现玻璃化 。通过玻璃化法降温保存细胞时,细 胞内外的水都不形成冰晶,细胞结构不会受到机械损伤的破 坏 。此外,在恢复培养过程中应注意避免晶状体破碎和及时 洗去对真菌有毒的玻璃化溶液。Ryan等报道了应用此法成功 保藏一些真菌,如:Flammulina、Boletus、Mycena等属的一些菌 种,而对Phytophthora、Saprolegnia保藏的检测结果是全部死 燥器中1~2 d,除去滤纸水分,最后低温保藏。保存期可达2~ 10年 - 。转接培养时,-将滤纸条取出,放在适宜的培养基上 培养,即可培养出所需要的菌种” 。 2.2.2沙土管保藏法取河沙用蒸馏水浸泡洗涤数次,过60 目筛除去粗粒,加l%稀盐酸煮沸30 min,再用水冲洗至pH 达到中性,烘干备用u 。同时,取非耕作层的土壤,用蒸馏水 反复冲洗至DH中性,烘干碾细,过100目筛,将处理好的沙、 土按2~4:1混匀,然后分装到小试管(0.5 g每管),高压灭 菌1 h,待无菌检验合格后才可使用。将已形成孢子的斜面 菌种,在无菌条件下注入无菌去离子水3 mL,制成菌悬液,再 用无菌吸管吸取菌液滴人砂土管中,以浸透砂土为止。将接 种后的沙土管放人盛有干燥剂的真空干燥器直至沙土干 燥。干燥的沙土管用无菌勺子捣松并每个菌种抽取1支接 于斜面培养基上,进行培养,观察生长情况 。检查无杂菌 亡,与常规应用的一些方法相比,高浓度玻璃化溶液对大多数 真菌是有毒的,不利于真菌菌株的长期保藏 。 2.3.4 固定化技术 固定化保藏技术是将真菌菌株先包裹 在藻酸钙中并进行超低温保藏的一种保藏技术。其基本过 程如下,制备真菌孢子或菌丝的藻酸盐悬浮液;将藻酸钙溶 液滴人藻酸盐的悬浮液,此时真菌孢子或菌丝体会包裹在形 生长,则将制备好的沙土管用石蜡封口放人冰箱,在低温下 可保藏2—10年 。真空干燥操作须在孢子接人后48 h内完 成,以免孢子萌发 ”。 2.3其它保藏方法 2.3.1 冷冻干燥保藏法 1945年Raper&Alexander首次报 成的藻酸钙的小球中,放置一段时间;将菌丝或孢子小球转 移到高渗溶液中进行脱水;最后按照真菌保藏的一些常规方 法保藏菌种,如蒸馏水保藏、液体石蜡常温保藏、液氮超低温 保藏等 。Smith等建议该保藏技术可应用于一些担子菌、 卵菌以及一些不产孢真菌的保藏 。 道应用冷冻干燥保藏产孢真菌 ,后来该方法被菌种保藏机 构应用。这种方法是采用真空、干燥、低温等手段,使菌种新 陈代谢活动处于相对静止状态,在低温下快速冷冻,又在低 温下真空干燥,从而使菌种细胞结构与成分保持原来状态 11 81。3 讨 论 目前菌种保藏的方法虽很多,但各具优缺点。超低温液 氮保藏法是目前国际上公认的较为理想的菌种保藏方法。 在美国模式菌种保藏中心(ATCC)用这种方法保藏双孢蘑菇 (Agaricus bisporus)菌种,9年后菌种仍稳定,应用于生产后, 产量、质量均无大的变化 。但这种保藏方法,需要液氮保藏 罐,该设备昂贵,而且要控制降温速率,就必须保证液氮的充 足供应,以此降低菌株变异的机率,因此,不被保藏机构广泛 采用。 对于真菌孢子来说,冷冻干燥是一种方便的长期保藏方 法,但菌丝体不适宜该法保藏。目前,仅有Pe ̄ot等报道 Claviceps spp.菌丝可经过冷冻干燥保藏后复活 。 该方法的过程是将安瓿瓶用2%的盐酸浸泡10~12 h,用 蒸馏水冲洗干净后再用蒸馏水浸泡至pH呈中性,干燥后置 专 于高压锅灭菌45 min,烘干备用。将已生长好的孢子悬浮于 题 无菌的脱脂奶制成浓菌液,将菌液无菌操作分装于准备好的 安瓿瓶中,每支安瓿瓶分装0.2 mL。分装好的安瓿瓶放人低 综 冷冻真空干燥法,此法一般可保藏菌种20年以上。雀稗 麦角菌(Clavicepspaspali)和黑麦麦角菌(C.pururea)的菌丝体 述 温冰箱中冷冻,然后将冷冻后的安瓿瓶置于冷冻干燥箱内, 冷冻干燥8~20 h后用真空泵抽真空,并在真空状态下熔封安 瓿瓶 l。菌种冻干之后在4 ̄C下可以保藏20多年 H 。 通过冷冻干燥保藏法保藏3年后检测,菌株全部存活,未检测 到生化性状的改变 ”。但是该方法复杂,耗时较长,设备较贵 ,且不适用于不产孢的真菌,所以目前还没有被专业的菌种 2.3.2液氮超低温保藏液法 1960年Hwang首次将此技术 应用于真菌的保藏 。根据液氮罐的构造类型,液氮超低温 保藏液法可分为隔氮式和浸氮式。其中,隔氮式是将保藏物 保藏于气相中,保藏温度一般在一135 ̄C左右,而浸氮式是将 保藏物保藏在液氮的液面之下,保藏温度为一196 ̄C 。 液氮超低温保藏方法能使食用菌菌丝的一切生长代谢活 动均停止,从而能避免菌种变异。液氮超低温保藏技术有3个 关键因素影响真菌保藏效果,一是降温速率控制,理论上保藏 保藏管理中心广泛采用。 至于固定化技术保藏方法,现已用于真菌酶制剂、生防 菌株、生物降解等多个方面的研究 ”1。Abdullah等发现固 定化的技术并不对真菌的菌丝造成伤害,可以扩展用固定化 的技术应用于真菌的长期保藏。Wood等报道用固定化技术 和超低温保藏相结合的方法对Dactylorhiza fuchsia和 Anacampis morio的种子以及种子上附带的担子菌菌丝进行 保藏处理,保藏效果良好 。 目前,菌种保藏技术发展日新月异,但最主要的发展方 前的降温速率控制越慢越好,l ̄C/min的降温速率适合大多数 真菌的保藏。二是复活过程中保藏物是否能快速升温到最适 向仍然是以保持菌株的稳定性为前提,方便科研、生产的正 常进行。@ 参考文献 [1]熊鹰,童云霞,唐利民,等.食用菌种质资源保藏方法研究【JJ.西 南农业学报,2001(14):96—98. 温度,目前处理的方法是将保藏的冻存管快速置于37~45%的 水浴锅中,放置1-2 min Ol。三是保护剂的种类和浓度的选 择,常用的保护剂有甘油、二甲基亚砜(DMSO)等 。 2.3-3玻璃化技术玻璃化保藏技术可能是食用菌菌种保 藏的一个未来发展方向。玻璃化技术实质就是让水分子处 (下转P17) 9 2013(4) 龟嗣苗 参考文献 [1]卯晓岚.中国大型真菌【M].河南郑州:河南科学技术出版社, 2000:388. 菌丝生长影响很大。紫陀螺菌菌丝生长温度范围为15~ 24℃,最适生长温度为21℃。较适pH范罔为5.5~6.5,最适 pH6.0。 由于培养温度比较试验和培养基初始pH比较试验同步 进行,培养时的初始pH和培养温度均不是试验结果中最适 pH和培养温度,所以菌丝生物量不十分理想。试验过程分 别采用了静置培养和振荡培养二种方式,由于振荡培养全部 污染,没有详实的数据,不便分析。但从培养的现象观察,振 荡培养要优于静置培养。 紫陀螺菌菌丝生长速度明显慢于一般腐生性菌类,这可 能与其共生的特殊营养要求有关,因此,需要进一步探讨紫 陀螺菌的营养机制和试验研究紫陀螺菌的培养条件。§ [2】谭爱华,刘发志.紫陀螺菌的形态特征及生长环境初报lJ1.中国食 用菌,2002,2l(1):6—7. 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