中国农业科学 | 甘肃农业大学食品科学与工程学院贠建民课题组探析甘露醇对草菇继代菌株生产性状和ROS清除能力的影响

食用菌菌种相当于作物的种子，菌种质量直接影响食用菌的产量，但菌种退化是众多食用菌存在的共性问题，草菇（Volvariella volvacea）也不例外。作为典型的高温型食用菌，草菇不耐贮藏的特性使其菌种退化尤为严重。甘露醇是一种天然的六碳糖醇，在食用菌中承担着调节渗透压、清除活性氧（reactive oxygen species，ROS）、增强逆境抵抗力等重要的生物学功能。本研究以同等质量的甘露醇替换传统马铃薯葡萄糖琼脂培养基（potato dextroseagar，PDA）中的葡萄糖，并在栽培基质中添加甘露醇；测定草菇继代菌株的生产性状和ROS清除能力相关指标，探索一种简便、有效的草菇退化菌种复壮方法，并挖掘其作用机制，为延缓草菇菌种退化提供理论依据和技术支持。

近期，甘肃农业大学食品科学与工程学院贠建民课题组完成的题为“甘露醇对草菇继代菌株生产性状和ROS清除能力的影响”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷1期正式发表。

以贠建民课题组前期获得的组织分离继代菌株T6、T12、T19为试验菌株，T6为连续继代6次，T12为连续继代12次，T19为连续继代19次；草菇原种V844（T0）为商业栽培种。将传统马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）中的葡萄糖替换为等质量的甘露醇，进行菌丝生理性状测定；在栽培基质中添加甘露醇，测定子实体农艺学性状；以硝基四氮唑蓝（NBT）染色、超氧阴离子（）、过氧化氢（H₂O₂）含量反映活性氧（ROS）积累；采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）测定抗氧化酶基因表达量；利用试剂盒测定抗氧化酶活力；通过菌丝染色法测定细胞核数量和线粒体膜电位；利用高效液相色谱仪（HPLC）测定菌丝能量指标。

草菇菌落形态（A）、菌丝生长速度（B）和菌丝生物量（C）的变化 

*表示同一组内有显著性差异（P<0.05）

甘露醇处理对未退化菌株T0、T6的影响不显著，但能有效恢复草菇退化菌株T12、T19的生产性状和ROS清除能力。甘露醇使T12、T19的菌丝生长速度分别提高31.46%、20.99%，菌丝生物量分别提高97.33%、76.36%；使T12的生产周期缩短12.24%，生物学效率提高17.97%,恢复至T0水平；并使退化严重、失去出菇能力的T19重新长出子实体。

草菇栽培性状（A）、原基形成时间（B）、平均单菇重（C）、生产周期（D）和生物学效率（E）的变化

同时，甘露醇使T12、T19的Cu/Zn超氧化物歧化酶基因(Cu/Zn-sod)相对表达量分别上调24.64%和61.54%，Mn-sod2相对表达量分别上调19.76%和267.09%，谷胱甘肽过氧化物酶基因(gpx)相对表达量分别上调25.67%和55.82%；并使SOD活力分别提高10.79%和72.32%，GPX活力分别提高16.98%和103.85%；使T12、T19中的ROS积累量显著降低，T12、T19中的含量分别下降35.96%和41.62%，H₂O₂含量分别下降14.44%和18.26%；并使T12、T19的细胞核数目和线粒体膜电位显著增加；使T12、T19中的ATP含量分别提高17.08%和14.55%，EC值分别提高4.52%和0.92%。

草菇菌丝的NBT染色（A）及含量（B）、H₂O₂含量（C）的变化

甘露醇能显著提高草菇退化菌株T12、T19的抗氧化能力和线粒体功能，并有效恢复其生产性状。

该文章获得国家自然科学基金（32060708）的资助。

论文链接：《甘露醇对草菇继代菌株生产性状和ROS清除能力的影响》

引用本文：

赵风云, 程志虹, 谭强飞, 朱嘉宁, 孙万合, 张紊玮, 贠建民. 甘露醇对草菇继代菌株生产性状和ROS清除能力的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(1): 190-203.ZHAO FengYun, CHENG ZhiHong, TAN QiangFei, ZHU JiaNing, SUN WanHe, ZHANG WenWei, YUN JianMin. Effects of Mannitol on Production Characteristics and ROS Scavenging Ability of Volvariella volvacea Subcultured Strains[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(1): 190-203.