广东省科学院微生物研究所白肉灵芝团队在提升多糖含量基质配方研究中取得新进展
白肉灵芝(Ganoderma leucocontextum)是2015年由广东省科学院微生物研究所发现并命名的灵芝新种,因其菌肉呈白色而得名,是青藏高原特有的珍稀药用真菌。近年研究表明,白肉灵芝的多糖和三萜含量是普通赤芝的2-3倍,具有免疫调节、抗炎、抗氧化、抗衰老等多种功效。然而,如何通过栽培基质优化进一步提升其多糖含量,一直是制约产业提质增效的关键瓶颈。
近日,广东省科学院微生物研究所胡惠萍、刘远超、雍天乔等人在国际学术期刊 Journal of Fungi(JCR Q1区,IF=4.2)发表题为“Enhancement of Polysaccharides in Ganoderma leucocontextum by Growing with Fruit-Tree Wood–Bagasse Substrate Through Prostaglandin A1-Phosphoglucomutase Correlatively”的研究论文。研究团队通过系统比较七种不同栽培基质配方对白肉灵芝子实体多糖含量的影响,首次发现了一种以果树木和甘蔗渣为核心成分的基质配方——GMTZ(30.20%果树木 + 60.47%甘蔗渣),能够显著提升白肉灵芝的多糖含量。
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No. |
Substrate |
Formula (by Mass Weight Ration) |
Charecteristics |
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1 |
TZBR |
80.00% bagasse, 12.00% wheat bran, 5.00% soybean meal, 1.50% calcium carbonate, 1.50% calcium powder |
80.00% bagasse |
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2 |
ZMBR |
90.70% oak, 5.00% wheat bran, 3.00% soybean meal, 0.60% calcium carbonate, 0.60% calcium powder |
90.70% oak |
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3 |
ZMTZ |
30.20% oak, 60.47% bagasse, 5.00% wheat bran, 3.00% soybean meal, 0.60% calcium carbonate, 0.60% calcium powder |
30.20% oak and 60.47% bagasse |
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4 |
GMBR |
90.70% fruit-tree wood, 5.00% wheat bran, 3.00% soybean meal, 0.60% calcium carbonate, 0.60% calcium powder |
90.70% fruit-tree wood |
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5 |
GMTZ |
30.20% fruit-tree wood, 60.47% bagasse, wheat bran 5.00%, 3.00% soybean meal, 0.60% calcium carbonate, 0.60% calcium powder |
30.20% fruit-tree wood, 60.47% bagasse |
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6 |
ZMBR |
86.70% cottonseed husk, 7.20% wheat bran, 4.33% soybean meal, 0.87% calcium carbonate, 0.87% calcium powder |
86.70% cottonseed husk |
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7 |
MZTZ |
43.35% cottonseed husk, 43.35% bagasse, 7.20% wheat bran, 4.33% soybean meal, 0.87% calcium carbonate, 0.87% calcium powder |
43.35% cottonseed husk, 43.35% bagasse |
实验结果表明,GMTZ基质栽培的白肉灵芝子实体多糖含量高达3.19 ± 0.56%,显著高于柞木基质(2.11 ± 0.35%,p<0.01)和柞木-甘蔗渣混合基质(2.31 ± 0.05%,p<0.05)。纯甘蔗渣基质(TZBR)的多糖含量也达到2.95 ± 0.15%,同样显著高于纯柞木基质。这一发现表明白肉灵芝对果树木和甘蔗渣具有明显的代谢偏好——果树木和甘蔗渣的组合能够有效促进多糖的合成与积累。
研究团队进一步利用代谢组学技术解析了GMTZ基质提升多糖含量的深层机制。研究发现,GMTZ作为一种特化基质,能够将代谢流高效导向多糖和二萜类的生物合成。主成分分析(PCA)证实,不同基质配方对白肉灵芝的代谢组产生了深远影响:GMTZ促进了以支持合成代谢和细胞稳态为特征的“生长与合成”代谢表型,而富含木质素的柞木基质则诱导了“防御与胁迫”代谢表型,将资源转向解毒和胁迫响应,抑制了多糖的合成。
代谢物与多糖含量的相关性分析发现,前列腺素A1、脱氧胆酸、葫芦素E和1-羟基-2-萘甲酸与多糖合成呈正相关;而4-庚氧基苯酚、反式-十六碳-2-烯酰肉碱、四氢可的松等则呈负相关。基于上述发现,研究团队提出了前列腺素A1-磷酸葡萄糖变位酶通路可能是GMTZ增强多糖合成的关键机制之一。该研究为通过基质优化定向提升白肉灵芝多糖含量提供了科学依据和可直接应用的配方方案。
GMTZ基质配方的核心优势在于:果树木和甘蔗渣均为农业和林业废弃物,来源广泛、成本低廉,符合绿色循环农业的发展方向。该配方不依赖珍稀木材资源,对保护森林生态也具有积极意义。广东、西藏等是甘蔗和果树种植大省,蔗渣和果木枝条资源丰富,GMTZ配方的推广应用具有得天独厚的原料优势。
本研究是广东省科学院微生物研究所白肉灵芝团队继2015年发现并命名白肉灵芝新种之后,在栽培基质优化领域的又一重要突破。研究得到了国家重点研发计划(2023YFF1000300)、广东省农业农村厅“特殊支持计划”项目(NYQN2024016)、林芝市科技计划项目(LZZX-05)等多项课题的资助。该成果不仅为白肉灵芝的高品质栽培提供了技术支撑,也为其他珍稀食药用菌的基质优化研究提供了新思路和新方法。
本研究得到了广东粤微生物技术有限公司 的大力支持与协助,在此表示诚挚感谢。
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