科研进展丨研究团队在蛹虫草绿色低成本栽培研究中取得进展
科研进展丨研究团队在蛹虫草绿色低成本栽培研究中取得进展
近日,上海市农业科学院食用菌研究所科研团队提出利用食用菌生产过程中产生的废弃培养基(SMS)替代传统蚕蛹粉,用于蛹虫草工业化栽培,为降低生产成本和推动循环农业发展提供了新思路。相关研究成果在国际期刊Industrial Crops & Products(一区TOP,IF=6.2)上发表。
蛹虫草是一种重要的食药用真菌,其规模化栽培存在成本较高和可持续性不足等问题。针对这一瓶颈,研究团队对7种不同来源的食用菌菌渣进行筛选,发现真姬菇菌渣(Hypsizygus marmoreus)表现最佳,可使蛹虫草子实体鲜重提高约35%,促产效果与蚕蛹粉基本相当。
本研究通过DNA甲基组与转录组的整合分析,发现热胁迫环境下不结球白菜会对自身基因组进行DNA甲基化“标记”,通过重塑基因组转录模式进而提升植株对热胁迫环境的适应性;而当通过外源施加DNA甲基化抑制剂“强行”降低甲基化水平后,植株对热胁迫的耐受性显著下降,表明DNA甲基化修饰能够正调控不结球白菜的耐热性。进一步的研究发现,热胁迫环境下不结球白菜中IQD21等耐热负调控因子的启动子区域会发生特异性甲基化修饰,这些修饰可显著抑制这些负调控因子在热胁迫下的转录活性与表达水平,使得植株产生对热胁迫环境的适应和耐受性。
进一步研究表明,真姬菇菌渣不仅能够提供基础营养,还含有与蛹虫草生长密切相关的有机酸成分。其中,苹果酸被鉴定为重要的促生长因子,单独添加可使子实体鲜重提高约21%。转录组分析显示,苹果酸主要在原基形成阶段发挥调控作用,通过影响三羧酸循环、磷酸戊糖途径等核心碳代谢过程,促进子实体形成和发育。
在应用层面,研究对菌渣替代蚕蛹粉的成本进行了评估。结果显示,在合理控制菌渣干燥、粉碎、筛分等处理成本的前提下,该替代方案具有一定经济优势,并可实现食用菌生产副产物的再利用,为蛹虫草绿色低成本生产提供了技术支撑。
此前,研究团队还围绕蛹虫草菌株复壮申请了发明专利《一种蛹虫草菌株的复壮方法》。该专利提出利用大米和木腐菌菌渣构建培养基,对退化蛹虫草菌株进行复壮,可提高其产子实体和虫草素的能力,具有操作简单、绿色环保、成本较低等特点。
总体来看,论文研究与前期专利工作均围绕菌渣资源化利用和蛹虫草绿色低成本生产展开,体现了食用菌废弃物在蛹虫草栽培、复壮和提质增效中的应用潜力。相关成果为构建绿色、低成本、可持续的蛹虫草生产技术体系提供了新的支撑。
上海市农业科学院食用菌研究所汪滢研究员、上海海洋大学联培研究生陈文杰为该论文的第一作者,邹根研究员和李冰助理研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2023YFF1000800)和上海市农业科学院卓越团队建设计划 [ ( 2022 ) 014 ] 的资助。
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