食用菌子實(shí)體發(fā)生研究進(jìn)展
鄭永標(biāo) 陳濟(jì)琛 林新堅
?（福建省農(nóng)科院土壤肥料研究所，福州350013）
?食用菌子實(shí)體發(fā)生是指菌絲在培養(yǎng)基質(zhì)中經(jīng)營養(yǎng)生長后，菌絲扭結(jié)、原基出現(xiàn)、子實(shí)體形成并向生殖生長過渡的生理過程，此生理過程對食用菌的生物學(xué)效率有重要的影響，是食用菌研究的主要領(lǐng)域。本文綜述了近年來食用菌子實(shí)體發(fā)生的研究進(jìn)展。
1食用菌子實(shí)體發(fā)生時生化成分與培養(yǎng)基物理性質(zhì)的變化
?食用菌子實(shí)體發(fā)生時，營養(yǎng)菌絲和子實(shí)體的細(xì)胞壁多糖結(jié)構(gòu)和組分顯著不同。CalonjeM（1996）發(fā)現(xiàn)，雙孢蘑菇?(Agaricusbisporus)?的營養(yǎng)菌絲和子實(shí)體細(xì)胞壁的可溶性多糖含量和多糖中單糖比例不同，兩種細(xì)胞壁的糖苷鍵和多糖構(gòu)象也不同??［1］?。劉春卉（1998）的試驗(yàn)表明，金耳?（Tremellaaurantialba）?液體發(fā)酵菌絲體純多糖由半乳糖、葡萄糖、甘露糖、巖藻糖和鼠李糖組成，而段木栽培子實(shí)體的純多糖由葡萄糖、甘露糖、木糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸組成，單糖組分的差異與營養(yǎng)菌絲分化形成子實(shí)體密切相關(guān)??［2］?。
?OguriS（1996）發(fā)現(xiàn)，從姬菇?（Pleurotuscornucopiae）?菌絲中分離的凝集素與從子實(shí)體中分離的凝集素，其氨基酸序列不同。菌絲凝集素由雙核菌絲在子實(shí)體形成前產(chǎn)生，子實(shí)體形成時消失，單核菌絲不能產(chǎn)生凝集素??［3］?。FornaleS（1999）等發(fā)現(xiàn)，卷邊樁菇?（Paxillusinvolutus）?游離的多胺在菌絲中含量較高，腐胺和亞精胺的比例隨菌齡而變化。菌絲中含有與菌絲衰老相關(guān)的精氨酸脫羧酶和鳥氨酸脫羧酶，鳥氨酸脫羧酶參與腐胺的生物合成，其活性隨著菌絲成熟而下降。菌絲吸收腐胺，會降低鳥氨酸脫羧酶的活性，但不影響精氨酸脫羧酶的活性??［4］?。
?食用菌子實(shí)體發(fā)生時，培養(yǎng)基物理性質(zhì)發(fā)生了變化。OhgaS（1999，2000）觀察到，香菇?（Lentinulaedodes）?培養(yǎng)基在接種前到子實(shí)體發(fā)生時，其pH從6.3變?yōu)?.0，根據(jù)溴酚藍(lán)(BPB)從藍(lán)紫色變?yōu)辄S色，可判斷菌絲成熟度，這與第一潮菇產(chǎn)量相關(guān)。此外，還觀察到培養(yǎng)基的水勢，在子實(shí)體發(fā)生前后分別為-0.7MPa和-4.0MPa，菌絲長勢好、密度大、成熟度高，其培養(yǎng)基水勢較高??［5，6］?。
2食用菌子實(shí)體發(fā)生的生理生化研究
?許多研究表明，在食用菌菌絲從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)化到子實(shí)體發(fā)生發(fā)育的過程中，各種酶活性的變化與食用菌子實(shí)體的發(fā)生發(fā)育有直接聯(lián)系。有的酶活性在菌絲營養(yǎng)生長期間保持低水平，而在子實(shí)體發(fā)生發(fā)育時增強(qiáng)。王玉萬（1991，1992）??［7，8］?，Davidwood(1995)，楊紅(1997)??［9］?，陳錫時（1995）??［10］?，潘迎捷（1996）??［11］?，張金霞（1996）??［12］?和倪新江（2001）??［13］?在他們的研究中相繼發(fā)現(xiàn)，胞外羧甲基纖維素酶、濾紙纖維素酶和半纖維素酶活性在子實(shí)體形成時顯著增加，采收后明顯下降。TokimotoK（1997）等發(fā)現(xiàn)，段木栽培的香菇在子實(shí)體形成過程中幾丁質(zhì)酶不斷增加??［14］?。鄭海歌（1994）報道，香菇在菇蕾形成前Ca??2+??ATP酶及Mg??2+??ATP酶活性最高，菇蕾形成后這兩種酶的活性均明顯下降??［15］?。DavidWood（1995），楊紅(1997)觀察到，雙孢蘑菇中漆酶活性隨著菌絲生長相應(yīng)增強(qiáng)，子實(shí)體出現(xiàn)后漆酶活性銳減??［9］?。陳錫時（1995）報道，在木耳?(Auriculariaauricula)?子實(shí)體形成期，淀粉酶活性下降至較低水平，而隨著子實(shí)體成熟，淀粉酶活性上升??［10］?。某些酶活性受到抑制時，子實(shí)體形成也受到抑制。IkegayaN（1994）等觀察到，香菇接種7d后，往培養(yǎng)基中加入二乙基二硫代氨基甲鹽，可抑制NAD?GDH酶活性和子實(shí)體的形成??［16］?。TerashitaT（1998）等人發(fā)現(xiàn)，真姬菇?（Hypsizygusmarmoreus）?培養(yǎng)基中加入金屬蛋白酶專性抑制劑膦酰二肽時，其子實(shí)體形成受抑制??［17］?。而酸性蛋白酶活性受到抑制時，卻可促進(jìn)和誘導(dǎo)子實(shí)體的形成。村尾澤夫（1988）發(fā)現(xiàn)，放線菌發(fā)酵的代謝產(chǎn)物S-PI（具有2個非天然型氨基酸的乙酰五肽）能抑制酸性蛋白酶的活性，縮短香菇、金針菇?（Flammulinavelutipes）?等子實(shí)體形成的天數(shù)??［18］?。劉華珍（1990）報道，從鏈霉菌提取的福菇肽，可抑制酸性蛋白酶的活性，增強(qiáng)中性蛋白酶的活性，并提高香菇、草菇?（Volvariellavolvacea）?和雙孢蘑菇的產(chǎn)量??［19］?。潘迎捷（1996）發(fā)現(xiàn)，在香菇整個生長過程中，Ｆ型菌株（能結(jié)實(shí)）的纖維素酶、半纖維素酶、漆酶、酸性蛋白酶和果膠酶的活性均高于Ｎ型菌株（不能結(jié)實(shí)）??［11］?。對食用菌菌絲生長和子實(shí)體形成期間酶活性變化等生理生化代謝活動的研究，為采用物理、化學(xué)和有益微生物等手段抑制或增強(qiáng)酶活性來提高食用菌的生物學(xué)效率提供了理論上的指導(dǎo)，為闡明高等真菌形態(tài)分化的機(jī)制奠定了生理生化基礎(chǔ)，為進(jìn)一步在細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)水平上對其進(jìn)行研究也有積極意義。
3食用菌子實(shí)體發(fā)生的有益微生物誘導(dǎo)作用研究
?除了光和低溫等物理因素外，大量研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌、放線菌和霉菌等有益微生物的代謝產(chǎn)物可以誘導(dǎo)和促進(jìn)子實(shí)體的形成和發(fā)育。Stanek(1974)，楊民和(1997)發(fā)現(xiàn)，嗜熱發(fā)線菌和耐熱真菌分解纖維素所產(chǎn)生的維生素，有利于雙孢蘑菇菌絲的生長，而存在于菌絲周圍的一些革蘭氏陰性菌有利于雙孢蘑菇菌絲的快速定殖和擴(kuò)展，并可促進(jìn)原基產(chǎn)生??［20］?。據(jù)JohnM.Wells(1988)，潘迎捷(1990)報道，在雙孢蘑菇子實(shí)體形成機(jī)制的研究過程中，發(fā)現(xiàn)40種細(xì)菌（大多數(shù)為假單胞菌）在無菌培養(yǎng)料中可以誘導(dǎo)子實(shí)體的形成。據(jù)此提出了雙孢蘑菇子實(shí)體形成的負(fù)調(diào)節(jié)假說，認(rèn)為這些細(xì)菌的作用與活性碳和自然調(diào)節(jié)一樣，能消除菌絲營養(yǎng)生長期產(chǎn)生的自抑物質(zhì)，使菌絲從營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化??［21］?。MasayukeAzuma（1992）從鏈霉菌B-412培養(yǎng)物中提取的擔(dān)子菌分化醌可以誘導(dǎo)漏斗棱孔菌?（Favolusarcularius）?子實(shí)體的形成??［22］?。ArkanO（1994）等在袋栽雙孢蘑菇時，于滅過菌的覆土層接種從覆土層中分離到的假單胞菌，可促進(jìn)子實(shí)體的形成，并增加產(chǎn)量??［23］?。GutierrezI（1996）等發(fā)現(xiàn)，從根霉中制備含有植物激素的產(chǎn)品用在糙皮側(cè)耳?(Pleurotusostreatus)?生產(chǎn)上，可以增產(chǎn)100%，并使子實(shí)體大小提高?49.2%???［24］?。ShinGabgyun（1997）等發(fā)現(xiàn)，酵母提取物可促進(jìn)香菇子實(shí)體形成，進(jìn)一步的試驗(yàn)表明，是提取物中的硫胺素起了主要作用??［25］?。4食用菌子實(shí)體發(fā)生的分子生物學(xué)研究
?分子生物學(xué)的快速發(fā)展，使食用菌生長發(fā)育機(jī)制的研究也深入到分子水平，一些與食用菌子實(shí)體生長發(fā)育有關(guān)的基因和特異蛋白得到了分離研究。
?GrootPWJde（1995，1997）等從雙孢蘑菇原基形成期的cDNA文庫中，分離到9條在雙孢蘑菇子實(shí)體發(fā)生和成熟期得到誘導(dǎo)和特殊表達(dá)的cDNA，這些cDNA的大小在372至1019bp之間，雜交的轉(zhuǎn)錄物為400～1600個核苷酸。在雜交菌種（HorstRUl）中，有4條cDNA只在子實(shí)體發(fā)生期表達(dá)，另外5條cDNA在菌絲營養(yǎng)生長期表達(dá)??［26，27］?。GrootDWJde（1999）等從雙孢蘑菇中分離到編碼疏水蛋白的兩條cDNA?（hyp?A和?hyp?B基因），在未分化的白色菌絲組成的組織片段中可檢測到?hyp?AmRNA的聚集，?hyp?B在原基分化成菌蓋和垂直伸長菌柄的緊密菌絲中高度表達(dá)。子實(shí)體成熟時，?hyp?B轉(zhuǎn)錄物大量聚集在菌蓋和菌柄過渡組織中??［28］?。StoopJMH（1998）等觀察到，鹽脅迫下雙孢蘑菇子實(shí)體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脫氫酶（MtDH）大量產(chǎn)生，子實(shí)體成熟時，MtDHRNA聚集。他據(jù)此認(rèn)為，MtDH活性與子實(shí)體發(fā)育相關(guān)，甘露糖醇代謝在雙孢蘑菇子實(shí)體發(fā)生和耐鹽等生理活動中起著重要作用??［29］?。PenasMM（1998）等發(fā)現(xiàn)，糙皮側(cè)耳子實(shí)體中含有疏水蛋白（Fbh1），在單核和雙核菌絲中不存在Fbhl，只在子實(shí)體發(fā)生期才能檢測到表達(dá)Fbh1的mRNA，在其它生長時期未發(fā)現(xiàn)表達(dá)Fbhl的mRNA。糙皮側(cè)耳各個生長階段含有的不同疏水蛋白，具有提高菌絲抵御干燥和細(xì)菌及害蟲侵害的能力，增強(qiáng)菌絲粘附力和降低培養(yǎng)基表面張力的生物功能??［30］?。OhgaS(1999)等在雙孢蘑菇菌絲生長和子實(shí)體形成期提取RNA，檢測到漆酶基因?（lcc1和lcc2）?轉(zhuǎn)錄物在菌絲定殖期最高，在子實(shí)體發(fā)育期減少，于第一潮菇采收后和第二潮菇發(fā)生時重新增加。在菌絲定殖期和子實(shí)體形成前期檢測不到纖維素水解酶cel3轉(zhuǎn)錄物，而在子實(shí)體破膜期其含量最高，在子實(shí)體采收后下降，第二潮菇發(fā)生時重新升高。此現(xiàn)象與已知的雙孢蘑菇各生長階段漆酶和纖維素水解酶活性變化相一致??［31］?。NehlsU（1999）等從哈蟆菌?（Amanitamuscaria）?的cDNA文庫中篩選到?Sc13和Sc25兩個基因，Sc?13編碼翻譯的蛋白質(zhì)由184個氨基酸組成，與已知的蛋白質(zhì)不同，為新蛋白，?Sc13在菌絲體中的表達(dá)量是在子實(shí)體中表達(dá)量的50倍。Sc?25編碼翻譯的蛋白質(zhì)，具有198個氨基酸，與植物的伸展蛋白具有同源性，在子實(shí)體中的表達(dá)量是在菌絲中表達(dá)量的30倍??［32］?。ZeppaS（2000）等利用mRNA差別顯示技術(shù)分析了白色塊菌?(Tuberborchii)?菌絲生長期和子實(shí)體發(fā)生期的基因表達(dá)差異，三條cDNA片段（Tbf12，Tbf20，Tbf21）只在子實(shí)體發(fā)生期表達(dá)??［33］?。LeungGSW（2000）等利用RNA指紋技術(shù)，研究了香菇菌絲營養(yǎng)生長期、原基期、幼菇期和子實(shí)體成熟期的基因表達(dá)差異，有13個RAP片段與已知的表達(dá)質(zhì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、細(xì)胞周期蛋白、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)、線粒體生物合成、胞外運(yùn)輸和中間代謝的基因相關(guān)，其中有2個基因在整個生長過程的表達(dá)水平不變，另有11個基因在生長過程得到不同程度的表達(dá)。根據(jù)基因表達(dá)情況，認(rèn)為菌絲生長期細(xì)胞膜運(yùn)輸最重要；在原基發(fā)生和子實(shí)體菇蕾期，特殊信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄控制起重要作用；子實(shí)體形成時，有關(guān)代謝途徑的基因表達(dá)占優(yōu)勢??［34］?。這些基因的分離，揭示了子實(shí)體發(fā)生機(jī)制在分子研究水平上的新方向。
?DavidMoore(1998)從生物化學(xué)、生理學(xué)、細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)角度，較全面地探討了真菌（菌絲、孢子和子實(shí)體）的形態(tài)發(fā)育機(jī)制??［35］?。隨著研究手段的進(jìn)步，在大量研究的基礎(chǔ)上，將能更全面地闡明食用菌子實(shí)體的發(fā)生機(jī)制。
??參考文獻(xiàn)
?［1］CalonjeM,GarciaMendozaC,NovaesLedieuM.Newcontributionstothewall polysaccharidestructureofvegetativemyceliumand fruitbodycellwallsof?Agaricusbisporus?［J］.Microbiologia，1996,12（4）:599～606.
?［2］劉春卉,謝紅,劉芰華,等.金耳子實(shí)體和發(fā)酵菌絲體多糖的分離、純化與結(jié)構(gòu)的比較研究［J］.菌物系統(tǒng)，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］王玉萬，王云.培養(yǎng)溫度和側(cè)耳子實(shí)體形成對胞外纖維分解酶活性的影響［J］.微生物學(xué)通報，1991,18(1)：9～11.
?［8］王玉萬，柏玉萍，王云.滑菇子實(shí)體階段胞外CMC酶和HC酶活性增加與培養(yǎng)溫度和子實(shí)體形成的關(guān)系［J］.微生物學(xué)通報，1992,19(1)：7～9.
?［9］楊紅.蘑菇子實(shí)體的發(fā)生與酶活性有關(guān)［J］.中國食用菌，1997，16（1）：21.
?［10］陳錫時，夏炎，李闖.胞外多糖酶活性和木耳子實(shí)體形成的關(guān)系［J］.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1995,26(4)：403～407.
?［11］潘迎捷，鄭志仁.木質(zhì)纖維素的降解和五種酶的活性對香菇子實(shí)體形成的影響［J］.食用菌學(xué)報，1996，3(3)：25～30.
?［12］張金霞，左雪梅.食用菌菌種結(jié)實(shí)性和產(chǎn)量性狀早期鑒定的初步研究［J］.食用菌學(xué)報，1996，3(4)：30～34.
?［13］倪新江，丁立孝，潘迎捷，等.姬松茸在兩種培養(yǎng)基上生長期間九種胞外酶活性變化［J］.菌物系統(tǒng)，2001，20（2）：222～227.
?［14］TokimotoK,FukudaM.Changesinenzymeactivitiesinbed logsof?Lentinulaedodes?accompanying fruit body development［J］.JournaloftheJapanWoodResearchSociety,1997,43（5）：444～449.
?［15］鄭海歌，楊瑞長，顧天釗，等.香菇出菇階段的能量需求［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，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］村尾澤夫(吳家源譯).促進(jìn)、誘導(dǎo)子實(shí)體形成的物質(zhì)［J］.國外食用菌，1988，（3）：33～35.
?［19］劉華珍，陳偉，劉T5”，7钅KG-**6奇T5”英.福菇肽對食用菌的增產(chǎn)效果［J］.中國食用菌，1990，9（4）：21～22.
?［20］楊民和.食（藥）用菌與微生物相互作用效應(yīng)研究進(jìn)展［J］.中國食用菌,1997,16（3）：3～5.
?［21］JohnMWells，etal(潘迎捷譯).雙孢蘑菇子實(shí)體形成機(jī)制的調(diào)節(jié)［J］.國外食用菌，1990，（3）：46.
?［22］MasayukeAzuma,KayakoHori,YuhjioHashi,et.al(黃建軍，劉紅譯).鏈霉菌菌株中促進(jìn)漏斗棱孔菌子實(shí)體形成的一種新誘導(dǎo)劑――擔(dān)子菌分化醌的結(jié)構(gòu)［J］.國外食用菌，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.
