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热带食用菌Calocybe indica菌丝体快速定殖的微生物促生策略:Micromonospora sp. TBJPDA3代谢产物对锯末基质生物转化的增强作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月02日 来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 3.4
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针对热带食用菌Calocybe indica菌丝体在锯末基质中定殖速率低的问题,研究人员从子实体共生菌中筛选出Micromonospora sp. TBJPDA3,发现其发酵液(SB)可使菌丝生长提升28.83%,并显著增强木质素降解酶(锰过氧化物酶活性提高30.98%)活性,为可持续食用菌栽培提供了新型生物刺激方案。
在热带地区备受推崇的食用菌Calocybe indica(乳白蘑菇)因其高蛋白、低脂肪的营养特性成为功能性食品开发的热点。然而其商业化栽培面临核心瓶颈——菌丝体在锯末基质中的定殖过程长达1-3个月,不仅延缓生产周期,更增加杂菌污染风险。传统化学促生剂存在环境负担,而通过优化基质配比或环境参数的效果有限。这一困境催生了新的科学思考:能否利用蘑菇自身生态伙伴——子实体共生菌的代谢产物来加速这一过程?
国家研究与创新署(BRIN)的研究团队Nadya Jihandariputri等人在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》发表的研究给出了肯定答案。他们从C. indica子实体分离的细菌中,发现放线菌Micromonospora sp. TBJPDA3的发酵液(spent broth, SB)能突破性提升菌丝生长速率,同时激活木质素降解关键酶系,为食用菌栽培提供了"微生物代谢引擎"的创新方案。
关键技术方法
研究采用子实体表面消毒法分离共生菌,通过平板对峙实验筛选菌丝生长促进细菌(MGPBs)。利用16S rRNA基因测序鉴定菌种,非靶向代谢组学分析SB活性成分。酶活性检测涵盖漆酶(Lac)、木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP),所有实验均设置锯末基质模拟栽培环境。
研究结果
菌株筛选与鉴定
TBJPDA3和TBJPDA4在PDA平板上分别使C. indica菌落直径增加26.85%和18.33%。分子鉴定显示TBJPDA3属于放线菌纲Micromonospora属,该属首次被报道具有食用菌促生功能。
锯末基质中的促生效应
TBJPDA3的SB在锯末中使菌丝生物量提升28.83%,远超平板实验效果,表明其代谢产物特别适应木质纤维素降解环境。代谢组学揭示SB富含含碳/氮化合物,可能作为菌丝生长的营养信号分子。
木质素降解酶激活
SB处理组中LiP活性暴增100%,MnP和Lac分别提高30.98%和26.13%。这种"三位一体"的酶活提升暗示TBJPDA3代谢物可能通过调控真菌次级代谢通路,协同破解锯末的木质素屏障。
讨论与意义
该研究开创性地将子实体共生菌代谢产物开发为"生物刺激剂",其双重机制——直接提供生长因子和间接激活木质素降解酶系,解决了食用菌栽培中基质转化效率低的痛点。相较于活菌接种,SB处理避免了微生物群落失衡风险,操作更便捷。未来研究可聚焦TBJPDA3活性成分的分离纯化,以及其在其他木质纤维素基质中的普适性应用。这项成果为可持续农业提供了微生物资源利用的新范式,尤其适合热带地区小规模食用菌种植的提质增效。
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