“灵芝木霉病:一场“霉菌大战”,谁是赢家”
灵芝(Ganoderma lucidum)是一种传统的药用蘑菇,因其高营养和药用特性而长期被食用。灵芝及其副产物具有多种生物学功能,包括抑制黑色素合成和调节肠道微生物群等,重要的是具有抗炎和抗肿瘤的特性。总之,灵芝是一个天然的健康宝库,多吃灵芝,为你的健康加分!
由于其在自然界的产量有限,灵芝已被广泛地人工栽培。在龙泉县和中国其他地区已经实现了段木栽培灵芝,以获得含有丰富活性三萜类和多糖类的灵芝子实体。然而,灵芝培养过程中容易受到竞争性真菌的危害,如:木霉(Trichoderma spp.),给当地农民带来损失。
WANG等报道了“Diversity and effects of competitive Trichoderma species in Ganoderma lucidum–cultivated soils”。2021年4月灵芝子实体的新芽发育时,WANG等发现蘑菇房的栽培土壤表面开始出现木霉菌菌落,经过2年的灵芝栽培,从灵芝菇房中分别收集到701和685个木霉菌株。基于tef-1α和rpb2序列的组合,使用最大似然法构建了73个具有不同形态特征的代表性木霉菌株的系统发育树。组合序列矩阵包含2271 bp(tef 1-α为1118bp,rpb 2为1031bp)。在这些分离物中鉴定出8种木霉菌,如:深绿木霉(T. atrioviride)、贵州木霉(T. guizhouense)、钩状木霉(T. hamatum)、哈茨木霉(T. harzianum)、康宁木霉(T. koningiopsis)、侧耳木霉(T. pleuroticola)、螺旋木霉(T. spirale)、绿色木霉(T. virens)。然而,木霉菌株在灵芝培养过程中的种群动态及其对灵芝生长的潜在影响仍然是未知的。因此,本研究旨在探索木霉菌株在灵芝栽培土壤中的多样性及其作用。作者所在团队收集了木霉菌,并根据翻译延伸因子1-α(tef 1-α)和第二大RNA聚合酶亚基编码基因(rpb 2)的组合部分序列的序列分析来鉴定它们的种。同时,还研究了土壤培养过程中木霉菌在土壤表面的数量变化,并探究了木霉的挥发性产物和非挥发性产物对木霉的抑制作用,研究结果为进一步了解木霉菌的多样性及其拮抗特性提供了依据。

灵芝培养过程中木霉菌群落结构存在显著差异。在灵芝栽培结束时,绿色木霉是最大的优势种,分别占Lanju和Chengbei试验地木霉群落的32.50%和33.33%。哈茨木霉分别占分别占Lanju和Chengbei试验地木霉群落的20.37%和14.10%。侧耳木霉类数量最少,分别占Lanju和Chengbei试验地木霉群落的3.89%和4.65%。

钩状木霉在13℃下接种后7 d内的半径长度最大,而侧耳木霉的半径长度最小。所有木霉菌种在23℃和31℃下生长迅速。侧耳木霉在31℃下比在23℃下生长迅速。哈茨木霉在38℃下比其他物种生长速度快。

8种木霉属物种在pH 4.5-7.5下正常生长。在这些种类中,康宁木霉在pH4.5时,生长速率最低。从灵芝栽培土壤中分离的8种木霉菌可以在广泛的pH值范围内存活。

在对峙试验中,在PDA平板上不同木霉属物种的8个代表性分离物与灵芝之间的相互作用中观察到拮抗区,这表明所有8个物种均表现出对灵芝的抗真菌活性。深绿木霉、哈茨木霉和绿色木霉严重抑制灵芝长。贵州木霉、钩状木霉、康宁木霉、侧耳木霉和螺旋木霉对灵芝菌丝体的抑制活性较低,但在灵芝菌丝体上长满并蔓延。

不同木霉菌的非挥发性和挥发性代谢产物对灵芝的抑制作用不同。来自绿色木霉的非挥发性物质对灵芝的抑制率为85.42%,表现出最强的拮抗活性。其次是贵州木霉、哈茨木霉和康宁木霉活性较低,抑制率分别为67.62%、66.07%和64.29%。在挥发性物质中,深绿木霉对灵芝菌丝生长的抑制率为70.29%,拮抗活性最高,其次是哈茨木霉和康宁木霉。螺旋木霉对灵芝菌丝生长的抑制率最低,抑制率为17.4%。
纯化学品6-PP对灵芝菌丝体生长表现出抑制作用。SPME-GC-MS分析显示,八种木霉菌株都产生6-PP,但具有不同的生产水平。6-PP产生量最大的是深绿木霉,其次是贵州木霉、哈茨木霉和侧耳木霉最低。

深绿木霉、贵州木霉、钩状木霉、哈茨木霉、康宁木霉、侧耳木霉、螺旋木霉、绿色木霉的非挥发性和挥发性代谢产物均对灵芝生长的抑制作用,其中,深绿木霉产生的挥发性对灵芝生长的抑制作用最强。绿色木霉产生的非挥发性代谢产物灵芝生长的抑制作用最强,在灵芝培养过程中,木霉菌群体数量显著增加。
总之,绿色木霉是破环灵芝生长的最大罪魁祸首,6-PP是迫害灵芝的最大毒性化合物。由此可见,木霉可以产生大量具有抗真菌活性的次生代谢产物,这种物质对灵芝具有高度的拮抗作用,可能导致木霉种群的聚集,并威胁灵芝的生长发育[1]。
参考文献
[1] WANG Y, ZENG L, WU J,et al. Diversity and effects of competitive Trichoderma species in Ganoderma lucidum–cultivated soils [J]. 2022, 13
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