镉胁迫对杏鲍菇菌丝生长及酶活性的影响

镉（Cdmium）是常见的动植物非必需元素， 在联合国规划署提出的 12 种具有全球性的危险化学物质中镉位列首位。 镉可通过食物链 在人体内累积， 对人体健康造成直接或间接的危害，引起诸 如：贫血，高血压，骨质疏松症，肾功能不全，肺障碍，生殖功能损伤和癌症等疾病。食用菌对镉等重金属比较敏感，在生产栽培过程容易发生镉等重金属累积与超标现象，进而影响绿色生产与食品安全，引发人们高度重视。本研究通过以杏鲍菇为试验材料， 研究不同浓度镉胁迫对杏鲍菇菌丝长势及酶活性等生理生化指标的影响，旨在进一步了解镉对杏鲍菇毒害机理， 研究杏鲍菇对镉的耐受性及反应机制， 为杏鲍菇富镉机理研究和低镉杏鲍菇选育提供科学依据。

①　不同浓度镉处理对杏鲍菇菌丝生长的影响。
采用平板菌丝培养培养方式，13 个镉梯度处理，分别为0、 0.5、 1、 1.5、 2、 2.5、 5、10、 15、 20、 25、 50、 75 mg/L 。设置对照组（CK），对照组（CK）培养基中不添加镉。每个处理设置 3个重复。平板菌丝培养用来测定不同镉浓度胁迫下菌丝的平均生长速率与生长抑制率、菌落形态。 
②　不同浓度镉处理对杏鲍菇菌丝酶活性的影响
采用液体菌丝培养 ，13 个镉梯度处理，分别为0、0.5、1、1.5、2、2.5、 5、10、15、20、25、50、75 mg/L ，设置对照组（CK），对照组（CK）培养基中不添加镉。每个处理设置 3个重复。用液体菌丝培养来检测不同镉浓度胁迫对菌丝酶活性的影响， 测定超氧化物歧酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、丙二醛（MDA）、过氧化氢酶（CAT）、 抗坏血酸过氧化物酶（APX）酶活性5种酶活性。

 食用菌是富有营养且优质可口的特色食品，食用菌开发可为乡村产业振兴与农民增收致富提供重要发展途径。然而，食用菌重金属污染事件时有报道，尤其是镉的污染占据较大的比例。就其原因分析，一方面是由于部分品种本身内在富集特性所致，另一方面是城乡经济快速发展与环保措施的脱节而带来的水源、土壤和植物体的重金属污染，在很大程
度上致使部分食用菌产品重金属含量超标问题更加突出。这不仅会对食用菌产业绿色发展带来不利的影响，而且对城乡消费者健康产生威胁。食用菌富集重金属已引起人们高度关注。
杏鲍菇作为一种侧耳属食药两用的珍稀食用菌,据国家统计局数据，2018年在我国食用菌产量中位列第六， 其菌肉肥厚、质地脆嫩、口感爽滑柔软,可全部食用, 有着“菇中之王”的美誉。杏鲍菇具有降血脂、降胆固醇、促进肠 道消化、防止心血管病、提高免疫力等良好的食疗效果。杏鲍菇作为重要的食用菌之一，也具有富集重金属，使子实体镉超标，影响产业的绿色发展。
  不同品种对镉富集程度不同
研究数据说明了不同食用菌品种对镉的生物富集效应各异，其在很大程度上依赖或者取决于品种的内在特性与环境因素的交互作用。采集了7个不同的食用菌品种（66 个样品）进行测定与分析，得出只有2种血红乳菇、白草菇受环境变化影响程度比较大，野蘑菇等其余 5个品种则主要受蘑菇的内在特异性影响。通过对平菇、香菇、鸡腿菇镉富集能力比较，对镉的富集能力以平菇最强，其次是香菇，鸡腿菇相对比较弱。
  镉对菌丝生长的影响
镉的富集对食用菌菌丝生长都具有抑制作用。超过一定临界值后将使食用菌无法正常生长通过对镉胁迫对香菇生长的影响可以发现，香菇生长过程对镉耐受程度较高，但培养料中镉浓度超过临界值香菇菌丝则无法正常生长。在镉对黑木耳研究中，随着Cd浓度由小到大的过程，黑木耳菌丝的生长趋势是先增加后减小，当培养基中添加的重金属高到一定程度时，黑木耳菌丝完全不生长，当Cd的浓度到达 5.0 mg／L 时，培养基中黑木耳菌丝不生长。Cd胁迫对大球盖菇的菌丝生长具有抑制作用。在对姬松茸镉胁迫的研究中菌丝姬松茸菌丝平均生长速度均呈上升-下降-再上升-再下降的变化趋势。
  镉对食用菌活性氧、抗氧化酶具有一定影响
在对大球盖菇的研究中，镉对Cd 胁迫浓度的增加，促进了丙二醛(MDA)含量的升高， 同时也促进了非酶类抗氧化剂抗坏血酸(ASA)含量、还原型谷胱甘肽(GSH)含量的增加。过氧化氢(H2O2)含量则先上升后下降，谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活力也都呈现先上升后下降的趋势。在对姬松茸镉胁迫条件下，超氧化物歧酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）酶活性及丙二醛（ MDA）含量变化均随着镉浓度的 增加而呈现先上升后下降的趋势。虽然是对不同食用菌进行的研究，考察指标也不尽相同，但趋势一致。
不同食用菌在生产过程中对镉的吸收机制各异，不仅不同品种影响程度不一，而且同一个品种的不同菌株对镉吸收与累积状况也不尽相同。
食用菌生产过程对镉存在主动吸附机制。镉进入食用菌菌丝体或者子实体的细胞质中，相当部分镉将会与氨基酸、金属硫蛋白等物质结合，一旦形成螯合物，就会明显降低镉对细胞中遗传物质的毒害作用
    镉胁迫条件下，对杏鲍菇菌丝生长、菌落形态及先关酶活性的生理生化指标影响鲜有报道，因此探究镉胁迫对杏鲍菇的影响，对杏鲍菇对镉耐受性及反应机制，为杏鲍菇富镉机理研究和低镉杏鲍菇选育提供科学依据。

镉胁迫对杏鲍菇菌丝长势及酶活性等生理生化指标的影响。

技术路线：

拟解决的问题：本研究通过以杏鲍菇为试验材料， 研究不同浓度镉胁迫对杏鲍菇菌丝长势及酶活性等生理生化指标的影响，旨在进一步了解镉对杏鲍菇毒害机理，研究杏鲍菇对镉的耐受性及反应机制， 为杏鲍菇富镉机理研究和低镉杏鲍菇选育提供科学依据。
 
预期成果：研究报告一份，发表文章1篇。

①　2022.8-2022.8购买市售杏鲍菇进行组织分离，获得杏鲍菇母种。
②　2022.9-2022.9在不同镉浓度下，平板培养杏鲍菇，测定菌丝的平均生长速率与生长抑制率、菌落形态。
③　2022.10-2022.10不同镉浓度处理下液体培养杏鲍菇，完成酶活性测定。
④　2022.11-2022.12完成数据处理，文章撰写
⑤　2023.1-2023.6论文发表、结题报告撰写。