【育种】|| 野生香菇菌株农艺性状分析及其子实体氨基酸营养评价

1.1 试验材料

1.1.1 供试菌株

由不同地点采集的野生子实体分离获得，按采集时间顺序编号(表1)，共50株。其中，2019年1—3月在浙江省庆元县采集18个野生香菇样品，编号为1—8、41—50;2019年3月在福建省龙岩市采集32个野生香菇样品，编号为9—40。

1.1.2 主要仪器及试剂

仪器：GXMQ-D-22蘑菇灭菌器(连云港国鑫食用菌成套设备有限公司)、GZX-9240MBE电热鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)、DT-100高速粉碎机(上海机械设备有限公司)、835-50氨基酸自动分析仪(日立公司，日本)。

试剂：硼酸、硫酸(98%)、盐酸(37%)、氢氧化锂、氢氧化钠、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钠，均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司;茚三酮和氨基酸分析仪所用缓冲液购自日立公司(日本)。

xa0

1.2 试验方法

将培养料(按木屑78%、麸皮20%、石膏1%、红糖1%的配方进行预混合，加水至终含水量为60%，pH自然)装入16cm×34cm低压高密度聚乙烯袋，每袋约350g。扎口，116℃高压灭菌，保持2h，自然冷却至50—60℃后放入无菌室。继续冷却至28℃以下后，在无菌条件下接种。接种时取菌种塞入栽培袋的接种口，将接种后的菌包放培养室层架，发菌期控制温度为22—26℃，空气相对湿度为50%，发菌过程中进行1次刺孔操作，按常规方法进行转色和出菇管理，保持适当散射光，待菌包发满菌、转色并达到菌龄要求后脱袋出菇。菇盖七至八分成熟时采收，记录产量。每个菌株栽培30个菌包。

xa0

1.3 指标测定

1.3.1 菌丝生长情况

取生长均匀的菌包，待接种口菌丝长到3cm左右开始第一次划线(H1)，5d后再次在菌丝生长边缘划线(H2)，测量H2和H1之间的距离D(mm)。每个菌株随机选5个菌包进行测定。

xa0

1.3.2 生物转化率

1.3.3 样品中氨基酸含量

选择无损伤、无变质的香菇子实体，摘取可食部分，在45℃电热鼓风干燥箱内烘干至恒重。采用高速粉碎机将干燥子实体研磨粉碎，充分混合，四分法取样待测。依照GB 5009.124—2016的操作规程，采用酸水解法、利用氨基酸分析仪检测样品中的16种氨基酸含量(天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸和精氨酸)。

样品氨基酸含量在平行条件下测定，设3次重复，结果表示为平均值±标准差。采用SPSS22.0软件进行主成分分析(PCA)：对16种氨基酸的数据集进行标准化，通过因子分析进行降维处理，抽取主成分(PC)及向量特征贡献值。

1.3.4 氨基酸营养价值评估

以氨基酸总含量计为蛋白质含量，依据WHO/FAO/UNU发布的模式谱，计算氨基酸评分(AAS)和蛋白质消化率校正氨基酸得分(PDCAAS)，参照IOM指南计算IOM模式评分(IOMS)，以全鸡蛋蛋白质为参比蛋白计算化学评分(CS)。

本研究从浙江省庆元县和福建省龙岩市两个生态环境优良、野生种质资源丰厚的地区采集了50个菌株。它们均可在常规香菇栽培料(78%木屑和20%麸皮)上生长繁殖，其原因为白腐菌将生物基质中的木质素和生物素降解为单糖，以支持菌丝生长分化和子实体发育。50个菌株中有49个菌株可以出菇，菇盖总体较薄，鲜香菇的口感滑嫩可口，干香菇香味浓郁，口感与剁花法生产的香菇堪有一比，且其中11个菌株子实体个体大、产量高、菇质优。香菇菌株的遗传背景如基因频率、连锁平衡、遗传力等决定了其生长速度、产量、子实体颜色等性状，也对其生育期、机械化适应性、抗病虫性、抗逆性有广泛的影响。本研究中，野生菌株存在天然差异，推测与自身的遗传背景有关。生物转化的效率与真菌的水解酶含量和活性关联紧密，在栽培料不同时也受其物理化学性质影响。香菇在常规栽培料、玉米芯、玉米芯和麸皮复合配方基质的生物转化率为39.30—80.23%，本研究中11个优选菌株的生物转化率较高，达59.38%—83.36%。

优选11个菌株栽培出菇，对其蛋白质品质进一步分析，发现样品干香菇中氨基酸的总量达13.24%—16.29%，其中IAA占比为41.13%—42.39%，与金针菇等一些食用菌接近，略高于球状香菇(35.38%)，IAA/TAA均在40%以上，表明其营养价值良好。PCA方法可将因子间交互和样本数据的落点矩阵化，可从中抽取有用的变量和信息，将庞大的营养成分数据集降维，建立综合质量参数，使营养评估聚焦在核心元件上，简化评价过程，更高效地实现产品分类和质量控制。该方法已在14种食用蘑菇和桑椹、禽蛋蛋清、家畜乳、甜菜的氨基酸分析中得到应用。本研究采用PCA法评价优选菌株的香菇子实体的氨基酸水平，建立综合评估参数，可有效区分样本间差异，为产品分类和质量控制提供科学依据。香菇蛋白质中含量最高的氨基酸为谷氨酸，谷氨酸是重要的鲜味成分，具有不可替代的风味价值且对人体和环境无毒，广泛应用于调味品行业。从IAA含量、AAS、IOMS和CS评分参数来看，香菇中具有相对优势的IAA是甲硫氨酸。膳食中的甲硫氨酸是机体最重要的甲基供体，为体内还原力核心物质谷胱甘肽和生理活性物质牛磺酸、软磷脂、磷脂酰胆碱等提供必要的前体，对维持细胞的氧化还原态、免疫系统功能和肝脏稳态、心肌健康至关重要。甲硫氨酸是水果、蔬菜、豆类的限制性氨基酸，将香菇等食用菌与其他植物蛋白一起食用，有利于机体的氨基酸摄取平衡。

综上，本研究从50个野生菌株中筛选出了产量和子实体外观更优的11个菌株，对后续育种驯化具有重要指导意义。氨基酸分析结合PCA特征剖绘发现，19号、9号和20号菌株栽培的香菇在氨基酸水平上具有优势。WHO和IOM评分模型表明，优选菌株栽培的香菇蛋白质中的IAA达到指南依据人体需求推荐的参考IAA模式值，甲硫氨酸是香菇蛋白质中的优势氨基酸。本研究为进一步开展香菇优质育种，评估香菇营养价值、指导日常膳食搭配提供了科学依据。