基于双孢蘑菇工厂化制种的菌种质量评价与制种管控体系研究

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yesky556
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双孢蘑菇(Agaricus bisporus(J.E.Lange)Imbach)是世界上人工栽培最广泛的食用菌。我国是双孢蘑菇生产大国,近几年产量占世界总产量的三分之二。菌种繁育是双孢蘑菇栽培的首要环节,但目前我国双孢蘑菇菌种繁育缺乏系统的、高效的菌种质量评价体系和质量控制体系,严重制约我国双孢蘑菇工厂化生产的可持续发展。针对以上现状,本文以我国双孢蘑菇主栽品种As2796和W192为研究对象开展了系列研究,主要结果如下:1、菌丝量是菌种质量量化评价指标之一,本文以双孢蘑菇品种As2796和W192不同培养时间及不同培养基配方中的液体培养菌丝为研究对象,测定并优化菌丝体中几丁质、麦角固醇和核酸的提取和含量测量方法,然后分析菌丝量与其相关性。发现了As2796和W192菌丝体中的几丁质、麦角固醇和核酸含量OD值分别与菌丝量之间具有良好的线性关系,所有决定系数R2都超过0.999,这表明几丁质、麦角固醇和核酸可作为衡量双孢蘑菇菌丝量的指标。然后,基于几丁质和麦角固醇作为真菌细胞特有组分,选取在PD液体培养基中24℃培养7 d后的菌丝中二者浓度作为测定双孢蘑菇菌丝量的基准值。2、根据液体培养菌丝的几丁质和麦角固醇含量,分别测量并计算出双孢蘑菇麦粒栽培种的相对菌丝量。通过几丁质和麦角固醇标准曲线的建立,测定和计算出As2796液体培养纯菌丝的几丁质和麦角固醇含量分别为118.06μg·mg﹣1和4.47μg·mg﹣1(二者含量比为26.41);W192液体培养纯菌丝的几丁质和麦角固醇含量分别为121.93μg·mg﹣1和6.15μg·mg﹣1(二者含量比为19.83)。然后,基于上述数值和相应的线性方程,测算得到As2796麦粒栽培种菌丝量基于几丁质和麦角固醇测算出的2个数值分别为123.3mg·g﹣1和180.0 mg·g﹣1,W192麦粒栽培种菌丝量的2个数值分别为120.8 mg·g﹣1和139.2mg·g﹣1。3、菌种老化与否是菌种质量评价指标之一。利用高通量转录组测序技术并结合菌丝细胞透射电镜图片及几丁质、麦角固醇的测定结果对双孢蘑菇老化的机制进行研究。本论文通过选取正常菌株As2796和老化菌株As2796Y进行RNA-Seq分析,以正常菌株As2796为参考基因组,测序结果表明老化菌株As2796Y出现了1610个差异基因,其中上调基因877个,下调基因733个。转录组分析中GO和KEGG功能富集显示,差异基因中有两个差异基因编码几丁质合成酶和UDP-N-乙酰半乳糖胺磷酸化酶,与几丁质的合成具有非常密切的关系,并呈上调表达趋势,基因的上调表达导致最终产物几丁质含量的增加,从而导致老化菌株细胞壁增厚。同时,老化菌株As2796Y大量下调的基因富集在碳代谢途径中,且与糖酵解途径相关的酶基因表达量均下降,说明碳代谢对于菌株活力具有重要的作用,基础能量代谢的降低、紊乱可能是导致菌株的老化的根本原因。透射电镜图片也表明在老化菌株As2796Y中质壁分离、液泡增大现象较正常菌株严重,同时几丁质/麦角固醇比值高于正常菌株As2796,这可能是老化菌株后期通过细胞壁的增厚来抵御外界环境侵害的一种防御机制。因此,双孢蘑菇菌种老化的机制可能是糖酵解中烯醇化酶合成受阻致使麦角固醇含量降低、从而造成细胞膜稳定性变差,最终致使质壁分离并形成吐黄水现象。4、为了改善双孢蘑菇栽培种的营养结构,进一步筛选其高产优质抗病的新合成基质。通过分析43种富氮原料,结合单因素考察和正交试验,分别以双孢蘑菇菌丝生长速度、菌丝量和基质配方N含量为评价指标,优化出最佳配方为蛭石:膨胀珍珠岩=3:1,以此重量为基础,玉米粉10%、羽毛粉15%、麸皮15%。该配方的合成基质栽培种菌丝量分别比麦粒栽培种提高120%和170%;出菇试验表明:合成基质栽培种单产比对照的2种麦粒栽培种提高3%和17%,绿霉发生率仅为对照的10%。5、为了建立完善的双孢蘑菇栽培种生产的质量控制体系,修订了双孢蘑菇透气袋制种GMP规程15条;制定了双孢蘑菇透气袋制种SSOP文件12条;在建立双孢蘑菇透气袋制种HACCP体系过程中,先探明九道工序中3个方面的危害因子加以分析(HA),在此基础上明确了其制种工艺流程中的4个关键控制点(CCP)。最终形成GMP、HACCP和SSOP三位一体的双孢蘑菇透气袋栽培种工厂化生产管控体系。
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