张津京:为缩短斑玉蕈栽培周期提供机制支撑
【课题介绍】 缩短斑玉蕈栽培周期的机制研究 本课题选择不同菌丝培养时间,考察曲酸对不同后熟期子实体产量的影响,筛选出最佳添加时间;跟踪检测了培养料中木质纤维素含量、漆酶纤维素酶和曲酸含量的变化及其相关基因表达水平的变化。最后,利用转录组测序技术对菌丝恢复期、菌丝转色期和原基期的菌丝在曲酸调控下的差异表达基因变化进行分析。 提及斑玉蕈,也许很多市民不熟悉,其实就是我们常说的真姬菇、蟹味菇,它是一种食药兼用菌。因为其味道鲜美,肉厚质嫩,口感甚佳,在日本有“香在松茸,味在玉蕈”之说,在国内也得到消费者的青睐。斑玉蕈是我国已经实现工厂化生产的主要食用菌之一,产量仅次于金针菇和杏鲍菇。《缩短斑玉蕈栽培周期的机制研究》课题主持人张津京说:“特别感谢青年人才成长计划这个平台,让我提升了科研的能力,有机会通过调控斑玉蕈子实体发育的进程,缩短其后熟时间的方法,从而提高其规模化生产的效率。” 找寻物质缩短斑玉蕈栽培周期 张津京来自上海市农科院食用菌所,从硕士期间便跟着导师研究斑玉蕈,到如今已有近十年的时间。聊起斑玉蕈,张津京是熟悉到不能再熟悉。她告诉记者,斑玉蕈是异宗配合的四极性担子菌,其发育周期过程主要分为营养生长和生殖生长两个阶段,其中生殖生长主要分为菌丝扭结、菌丝转色、原基发生和子实体成熟四个阶段。斑玉蕈从接种到商品子实体采收的生产周期长达100-120天,约为金针菇、杏鲍菇、柳松菇栽培过程的两倍,所以,工业化生产的效率相对较低。 斑玉蕈栽培周期长主要归因于其独特的生理特点,即从菌丝生长向子实体生长转化前必须经过一个60-70天的菌丝体的后熟阶段。如果后熟阶段的时间偏短,子实体产量将会下降,而目前后熟阶段确切的生理作用尚不明确。因此,通过调控斑玉蕈子实体发育的进程,缩短其后熟时间的方法,提高其规模化生产的效率。 张津京考察了曲酸对不同斑玉蕈菌丝培养时间的子实体产量的影响,发现在菌丝墙养时间是60-80天增产效果最佳,进一步研究发现曲酸加速培养基质中木质纤维素的降解,为子实体生长提供更多的能源。她告诉记者,简言之,她这个课题分为两部分,寻找曲酸添加的最适菌丝培养时间来缩短斑玉蕈栽培周期和揭示其缩短栽培周期的机制。“研究过程相对并不复杂,这一切得益于一直没有间断的基础研究。” 科研脚步永不停歇 找到了曲酸这个关键物质,张津京的课题才完成了一半,“找到其能缩短斑玉蕈栽培周期的机制,才是最关键的部分。”张津京并没有因为找到曲酸而停止课题研究的脚步,“通过子实体发育的机制研究,找到一系列安全有效的物质,提高斑玉蕈工厂化生产效率才是我们最终目的。” 张津京通过研究发现,漆酶和纤维素酶活性的分泌模式和活性高低都被曲酸调控。利用转录组技术对曲酸调控斑玉蕈子实体发育中的差异表达基因进行了全局的分析,发现曲酸不仅调控了碳原代谢过程的基因,抗氧化基因也被曲酸调控。值得一提的是,这些研究结果在国内外都属于首次发现和报道。“发表学术论文8篇,其中SCI论文6篇,中文一类核心期刊2篇和申请发明专利两项”两年多的时间内,张津京超额完成了当初设定的目标,交出漂亮答卷。 斑玉蕈栽培周期长,相比于其他工厂化食用菌,其工厂化生产效率相对较低。而这课题研究发现搔菌后外源添加曲酸可以缩短斑玉蕈的栽培周期,这个技术完全可以应用到斑玉蕈的工厂化栽培生产中。斑玉蕈工厂化生产中有个搔菌后补水的环节,将补充的水代替为一定浓度的曲酸,可以缩短斑玉蕈栽培周期,操作简单方便。如今,上海光明森源生物技术有限公司作为试验基地,在斑玉蕈生产线上进行了多次试验,都有明显的增产效果。“斑玉蕈栽培周期长,主要是其菌丝长满瓶后还需要经过一个40-60天的后熟时间,因此其生产效率低。在斑玉蕈的工厂化生产中,可以将曲酸开发为一种增产剂,应用到工厂化生产中,为提高斑玉蕈工厂化效率找到一个简便有效的途径。”在成长项目研究基础上,张津京又申请到国家青年自然科学基金,她说:“我对斑玉蕈研究的脚步不会停歇。”
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