外源维生素C对工厂化生产斑玉蕈产量作用的研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangqi1234
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斑玉蕈(Hypsizygus marmoreus)生产周期通常为100-120天,约为金针菇和杏鲍菇生产周期的两倍,生产效率相对较低。本课题组前期研究发现,添加富氢水、皂苷和曲酸不仅能够有效提高斑玉蕈子实体的产量,而且缩短了菌丝的后熟期,促进原基的形成。本文进一步研究了添加外源维生素C对斑玉蕈产量、抗氧化物质含量及酶活性、抗氧化酶基因和信号途径相关基因表达的影响,初步探索了维生素C影响斑玉蕈产量的作用机理。研究内容和结果如下:(一)本研究首先通过外源添加不同浓度的维生素C,研究发现不同浓度的维生素C均能提高斑玉蕈子实体产量,可使斑玉蕈单产增加1.8%-9.7%,其中外源维生素C浓度为400 mg/L时斑玉蕈增产效果最佳;并研究了 400 mg/L浓度的维生素C对不同培养时间的斑玉蕈产量的影响,发现菌丝培养时间60天的处理组子实体产量比80天的对照组高,说明维生素C能够缩短斑玉蕈的生产周期。(二)研究了斑玉蕈生长发育四个关键时期菌丝体生化指标(MDA、H2O2、抗超氧阴离子、Vc、GSH、GSSG)、抗氧化酶活性(SOD、CAT、GR、GPX、TrxR、TPX)及其酶基因的相对表达量。外源维生素C能降低斑玉蕈细胞内MDA和H2O2的含量。在菌丝恢复期、转色期和原基期,处理组MDA的含量均比对照组低。在菌丝恢复期和转色期,处理组H2O2的含量比对照组低,在原基期对照组和处理组H2O2的含量差异不显著。外源维生素C处理组能够使抗超氧阴离子活力在菌丝恢复期、原基期和子实体期均保持在较高水平,有效地清除细胞内的超氧阴离子,进而降低斑玉蕈细胞膜脂氧化程度,但是在转色期处理组抗超氧阴离子活力比对照组低。添加外源维生素C处理组Vc的含量呈不断下降的趋势,对照组呈先上升后下降的趋势。在菌丝恢复期,处理组Vc的含量高于对照组,呈显著性差异(P<0.05);在转色期和原基期处理组比对照组低;子实体期处理组比对照组高,但差异性不显著。对照组和处理组GSH含量、GSSG含量均呈先上升后下降的趋势。在斑玉蕈生长发育的四个关键时期,维生素C处理组SOD和CAT活力只有在子实体期显著的比对照组高,在转色期比对照组低,其它两个时期变化不显著,说明SOD和CAT两个抗氧化酶在外源添加维生素C后的反应机制类似。GR酶活力只有在子实体期处理组比对照组高,在菌丝恢复期对照组和处理组无明显差异,在转色期和原基期处理组比对照组低。在转色期外源维生素C处理组TPX活力比对照组要低,在菌丝恢复期、原基期和子实体期对照组和外源维生素C处理组TPX活力差异不显著,表明这4种酶在维生素C调控的抗氧化机制中发挥次要的作用。在菌丝恢复期和转色期,处理组GPX活力比对照组要高,尤其转色期,具有显著性差异(P<0.05),但在原基期和子实体期对照组和处理组GPX活力差异不显著;在菌丝恢复期、转色期、原基期和子实体期处理组TrxR活力均比对照组高。外源维生素C处理组sod基因相对表达量均比对照组高;外源维生素C处理组在菌丝恢复期cat和gr的相对表达量较对照组低,其它时期相对表达量上调;外源维生素C处理组在菌丝恢复期gpx、trxr和tpx的相对表达量上调。(三)研究了外源添加维生素C对斑玉蕈生长发育时期ROS信号通路、Ca2+信号通路、MAPK信号通路相关基因的相对表达量,研究发现:在菌丝恢复期、转色期和原基期,添加外源维生素C使cac、pka、pkc和ste7的相对表达量上调;cpe、ste20基因的相对表达量在菌丝恢复期和原基期处理组比对照组高,在转色期和子实体期比对照组低;处理组noxa和noxb基因相对表达量在菌丝恢复期和子实体期比对照组高,在转色期和原基期比对照组低;在菌丝恢复期和原基期外源维生素C处理组noxr基因的相对表达量是对照组数几倍,转色期处理组与对照组基因表达量差异不显著;处理组mapk基因在菌丝恢复期和转色期相对表达量下调,在原基期和子实体期上调。综上所述,本研究表明添加外源维生素C能缩短斑玉蕈菌丝恢复与再生的时间,有利于损伤菌丝的增殖与分化;添加外源维生素C能减少斑玉蕈细胞内丙二醛和活性氧含量,提高了抗氧化酶基因表达量,激活信号通路中cac、pka、pkc、ste7、cpe、ste20、noxa、noxb和noxr基因的表达。本研究为外源维生素C对斑玉蕈子实体形成及其产量提高的作用机制的揭示初步探明了方向。
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