由于食用菌產業的迅速發展,隨之制作菌種的單位個人也越來越多。但由于有些菌種廠專業知識差、制種工藝失誤;或者一個新的菌株育成后,由于生理、生態失控等因素,致使菌種出現老化甚至退化現象,直接影響菌種質量,給栽培戶造成損失。以下就菌種老化、退化的原因及防止措施,略作簡介,僅供同行參考:
菌種的老化
老化和退化是兩個截然不同的概念。菌種培育過程中隨著菌齡的增加,養分不斷消耗,菌種必然會出現老化現象。菌絲老化后,其生命力衰退,色素分泌增加,細胞中空泡增多,甚至破裂。老化的菌種接入培養料后表現為菌絲生長慢、抵抗雜菌能力弱、出菇遲。老化現象不會傳給子代,這是與退化的最大區別。
菌種老化與線粒體DNA的改變及類質粒DNA (Plas-mid-like DNA,簡稱PIDNA)的存在密切相關。PIDNA的產生和插入可能是造成老化的一個重要原因,PIDNA的產生和反轉錄酶有關,可以自我復制,并能在菌絲中轉移。
一旦菌株出現了異常現象,首先要分清是老化還是退化,或是因為外界培養條件發生變化而引起。如果是因老化或外界條件變化引起的異常,采用新的培養基及適合的培養條件后菌株生長會恢復原狀;如果是因退化而引起,則不會改變生長的惡劣狀況,這時就要對菌株進行復壯。復壯方式是啟用該菌株的原始菌株,從保藏袋取出菌種,經多次轉管培養后,使其恢復到原菌株的生長狀況。另一種復壯方法是對該菌株進行人工栽培,對子實體進行單孢分離及組織分離,看菌絲體能否恢復到原菌株的狀態。如果還不行,那只有重新進行菌株分離或采取對原菌株進行雜交、誘變等措施。
菌種的退化
菌種退化的本質是染色體的變異。自然界中生物體發生變異是絕對的。隨著生物由低等向高等進化,這種變異機率越來越小。如果這種變異朝著人們認為是壞的方向發展,就稱為退化。菇類某一菌種的整體性能在不因外界條件因素而變得惡劣且這種性能會遺傳給下一代,就稱為菌株退化。
1.1 退化表現
菌種退化的形態表現:某些雙核菌絲出現生長緩慢和白色、濃密的角形菌落;菌絲長勢變稀,子實體原基的產生減少;產生無性孢子的能力大幅度上升或大幅度下降。代謝產物的變化:藥用菌產生有藥理活性次生代謝產物的能力大幅度下降;菌絲越來越稀,菌球少,毛刺少,培養周期越來越長,菌絲易老化,鏡檢時發現空泡多。色香的變化:菌株斜面培養時,產生異常的色素或由產出色素變為不產色素,或產出色素量大幅度增加或減少。鏡檢時,大量的菌絲由原來的鎖狀聯合變成無鎖狀聯合而出現大量單核化菌絲。菌種退化直接導致食用菌產量減少和品質下降,直至影響經濟效益。
1.2 退化原因
菌種退化原因涉及到較復雜的生理、生化。目前,認為可能引起退化的因素有以下6個方面:
1.2.1 細胞內酶合成能力下降 在菇菌有性與無性繁殖過程中,由于基因發生了重組,控制酶的合成與表達的遺傳密碼發生自然變異。盡管這些變異的頻率很低,但長期使用的結果是變異逐漸積累,當變異程度影響到基因表達時,會導致酶的合成能力下降或不能高效地表達,從而影響菌株有效地進行物質的分解與轉化,由于缺少足夠的養分,從而導致菌絲長勢弱,影響子實體的產生與發育,產量下降。
1.2.2 病毒干擾正常代謝 特別是香菇和雙孢蘑菇的老菌種,會不同程度地感染上病毒,這可在電子顯微鏡下觀察到。病毒與染色體同步復制,形成一種平衡狀態,在正常情況下,這種平衡不會對菌絲生長發生影響。但是,當菌株特定的遺傳及生態環境發生了變化時,這種平衡就會被打破,菌絲細胞內的病毒顆粒大量復制、數量驟增,既攝取大量營養,又干擾細胞正常代謝活動,使菌絲活性衰退,長勢減弱。
1.2.3 極性變異與單核化 老菌種的單核體中,控制菌絲配對繁殖的極性因子會出現丟失現象,還伴隨著其他基因的丟失或變異,從而影響雙核菌絲的產生,導致菌絲長勢減弱及子實體原基的產生減少。另外,雙核體的單核化也是菌株退化的一個主要遺傳標記。鏡檢時發現不產生或極少產生鎖狀聯合,是單核化的表現形式。
1.2.4 無限傳代 食用菌產業迅速發展,制種技術已經不是少數科技人員所控制。群眾性菌種生產發展,在技術和條件差別很大、甚至違反科學生產的現象時有發生;母種生產中,只做組織分離,不做出菇鑒定,分離出來的菌種直接應用于生產,有的對擴大母種無限制地傳代、無限制地轉管,轉管越多,創傷越多,頻繁無性繁殖一般都是負變異占絕對優勢。這種變異的長期積累,當達到一定程度時,就會出現菌絲減弱、產量降低等現象,且能遺傳給后代,成為退化。
1.2.5 營養不良 現在多用斜面試管PDA培養基,它是微生物萬能培養基。固體培養基多數用木屑添加麥麩、米糠等,配方大同小異。一個優良菌株,如果長期使用基本相同的培養基,其營養不能達到生理要求,長此以往繁殖下去,必然造成營養不良;或因菌種培養時間延長,瓶內養分耗盡,菌絲生長活力由強變弱。衰老是生物學過程,是菌株中遺傳密碼失去對菌株生長發育的調控,導致整個機體死亡的過程。
1.2.6、長期低溫保藏 菌種長期保存或長期使用后,菌絲長勢減弱,容易提前出現老化現象。菌株在低溫下保藏,并未停止其生命活動,仍然存在著變異的潛在可能。
1.3 防止退化措施
1.3.1 減少擴接 食用菌的退化性變異,是在繁殖過程中發生的,常用控制菌種移接次數來防止。生產中減少菌種移接次數,當獲得優良菌種后,轉管擴接最多不要超過5次。
1.3.2 防止基因突變 低溫保藏菌種,一般宜在0~4℃。目前國內、外為防止菌種退化,均采用液態氨在超低溫條件下保藏。
1.3.3 分離純化 對保藏的優質菌種需要經常分離純化,一般每次出菇后,都應挑選符合本品種特征的優良子實體進行組織分離,每年進行一次孢子分離,并經出菇鑒定后,選擇性狀優良者再進行組織分離。總之,有性孢子分離與無性組織分離要交替使用。以有性繁殖來發現好的變異菌株,用組織分離來鞏固這些優良菌株的遺傳。
1.3.4 菌種復壯 復壯只能使菌種恢復健康,而不能使其恢復年輕。當某一菌種因環境條件不適宜、生長發育不良時,給予適宜的條件,菌絲會比原來長得旺盛,就叫復壯。復壯的措施很多,如選擇該菌種適合的培養基、培養溫度、環境、pH、防止雜菌污染及避免多品種混合栽培等。
1.3.5 活化移植 菌種在保藏期間,通常每隔3~4個月要重新移植1次,并放在適宜的溫度下培養1星期左右,待菌絲基本布滿斜面后,再用低溫保藏。但應在培養基中添加磷酸二氫鉀等鹽類,使培養基pH變化不大。
1.3.6 更新養分 各種菌類往往對培養基的營養成分喜新厭舊,連續使用同一種木屑培養基,會引起菌種退化。因此,應注意變換不同樹種和配方比例的培養基。也可在配制中添加VE,用注射筒注入VE膠丸溶液,制作斜面培養基,可增強菌種新的生活力,促進良性復壯。
1.3.7 改善環境 一個品質優良的菌種,如果受不良外界環境的影響,也會造成衰退。因此,在制種過程中,應創造適宜的溫度;并注意通風換氣,保持室內干燥,使其在適宜的生態條件下生長,保持性狀穩定。
1.3.8 保證菌種的純培養 不用被雜菌污染的菌種,不要用同一食用菌種類的不同菌株混合或近距離相連接培養。