姬松茸富鎘機制研究進(jìn)展及防控技術(shù)初探

龔子慧 羅坤

摘 要：姬松茸是一種營養(yǎng)價值極高的食用菌，但其具有很強的鎘富集能力。目前姬松茸富鎘機制研究最新發(fā)現(xiàn)：姬松茸對鎘的富集有限度且不同品種姬松茸富集能力不同，這一差異可能與姬松茸不同品種的鎘耐受基因差異有關(guān)。姬松茸鎘污染常見防控技術(shù)：1）選擇低富鎘姬松茸品種。2）添加有益金屬元素。3）選擇深層土壤作為栽培覆土材料。4）選擇低污染的栽培原料。5）生產(chǎn)中應(yīng)用粗柄型菌株。

關(guān)鍵詞：姬松茸；鎘；富集

姬松茸（Agaricus Blazei Murill），又稱巴西蘑菇，是一種在夏季和秋季生長的腐生菌。 最初產(chǎn)于巴西和秘魯，性平，具有杏仁香氣，口感嫩，味道鮮美。蛋白質(zhì)，碳水化合物、礦物質(zhì)含量高且低脂肪，高營養(yǎng)[1]。蛋白質(zhì)組成中包括18種氨基酸，其中就有人體的8種必需氨基酸。除此以外，姬松茸中多種維生素、麥角甾醇和其所含甘露聚糖等物質(zhì)，具有抗癌、防治心血管病、防治糖尿病和增強精力等功效[2]。姬松茸含有的活性多糖體，有扶正固體、增強人體免疫力的功效。目前，在魏占英等姬松茸在糖尿病防治中作用的研究進(jìn)展[2]中，已初步證明，雖實驗結(jié)論僅建立于動物實驗上，且姬松茸及其活性成分在調(diào)控血糖、胰島素敏感性及血脂水平方面的具體作用和機制尚不明確，但姬松茸對血糖、胰島素敏感性、炎癥因子和血脂水平等均有調(diào)控作用，其未來對糖尿病防治很可能有重大貢獻(xiàn)。用姬松茸的子實體、菌絲和發(fā)酵液提取活性物質(zhì)并制成一系列產(chǎn)品這一設(shè)想在眾多學(xué)者的研究中已成為現(xiàn)實，姬松茸營養(yǎng)豐富，藥食兩用，開發(fā)前景廣闊，它在中國食用菌產(chǎn)業(yè)具有較高的經(jīng)濟價值。

然而，隨著食用菌產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大的同時，食用菌的質(zhì)量和安全性逐漸成為公眾關(guān)注的焦點。 其中以重金屬污染問題最為引人矚目[3]。 重金屬是指包括金（ Au）、銀（ Ag）、銅（ Cu）、鐵（ Fe） 、鉛（ Pb）、鎘（ Cb）等在內(nèi)的密度大于4.5 g/ cm3的金屬。研究證實，姬松茸對重金屬鎘具有很強的富集能力，鎘是目前土壤重金屬污染物中最具危險性的元素之一。鎘在自然界以化合物形式存在，含量一般較低，正常狀態(tài)下不會對人體健康造成影響。當(dāng)環(huán)境受到鎘的污染后，鎘會在生物體內(nèi)富集，通過食物鏈進(jìn)入人體。人體內(nèi)鎘的積累不僅會導(dǎo)致貧血，高血壓和腎臟損害。還會使骨骼的生長代謝受阻，造成骨質(zhì)疏松、萎縮和變形等疾病[4]。目前，研究已發(fā)現(xiàn)姬松茸的鎘富集系數(shù)可達(dá)65.235～108.135，子實體中鎘含量過高是姬松茸產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大阻力[5]。因此，姬松茸富集鎘的機理的探索和低濃度姬松茸的培育是姬松茸產(chǎn)業(yè)的研究熱點。

1.姬松茸富集鎘機理研究進(jìn)展

早在1998年，李開本等人在姬松茸富鎘特性研究初報[6]中，對來自不同產(chǎn)地的姬松茸子實體的重金屬元素含量進(jìn)行測定，最終發(fā)現(xiàn)子實體中普遍鎘含量較高，后來通過栽培試驗又發(fā)現(xiàn)，種植姬松茸的材料中鎘含量均低于0.1μg/g，而子實體中鎘含量卻高達(dá)4.0～6.8μg/g。且根據(jù)氨基酸分析的結(jié)果，姬松茸子實體中與富鎘特性相關(guān)的胱氨酸含量高達(dá)1875mg/100mg，而對照組的普通蘑菇中胱氨酸含量僅有0.575mg/100mg。這一結(jié)果可以證明，姬松茸具有富集鎘元素的生物學(xué)特性。

2005年，在林衍銓等[7]的實驗中，使用姬松茸N2和A6作為實驗材料，向培養(yǎng)材料中加入不同濃度的鎘溶液。隨著鎘溶液濃度的增加，姬松茸子實體的鎘富集量逐漸增加，但姬松茸對鎘富集量有一定的限制。當(dāng)鎘濃度高于10 mg / kg時，子實體中鎘富集率下降。2006年，黃建成等[8]對姬松茸富鎘特性做了進(jìn)一步的研究，通過對福建省姬松茸產(chǎn)地培養(yǎng)料污染情況進(jìn)行調(diào)查與測定，探究不同的培養(yǎng)料配方中鎘污染對姬松茸子實體的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同培養(yǎng)料鎘污染程度為：過磷酸鈣>干牛糞>稻草，培養(yǎng)料中的鎘被菌絲吸收在姬松茸子實體中富集，培養(yǎng)料中的鎘含量與子實體中鎘累積量呈顯著正相關(guān)。在2007年，黃建成[9]對鎘脅迫下姬松茸菌絲和子實體生長發(fā)育受到的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。通過測定姬松茸子實體中鎘的含量和菌絲的生長速度發(fā)現(xiàn)，隨著鎘濃度的增加，姬松茸菌絲的生長速度明顯受到抑制，EC50為20.2375mg/kg。黃建成等[9]以姬松茸菌株 N-2為實驗材料，對姬松茸中的鎘富集量與培養(yǎng)料中鎘濃度的關(guān)系進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，子實體中的鎘含量與培養(yǎng)料中鎘濃度符合 MICHAELIS MENTEN模型，曲線關(guān)系方程為 Y=1387.163 X/（ X+31.5792）， F=438.3380**（ P=0.0001）。 結(jié)論：培養(yǎng)料中鎘的濃度對姬松茸子實體中鎘的富集有重要影響。當(dāng)培養(yǎng)料中外源鎘的量小于10mg / kg時，子實體中鎘的富集速度迅速上升。當(dāng)外源鎘的鎘濃度超過10 mg / kg時，富集速度上升較緩。實驗表明，姬松茸子實體對鎘的積累有上限。 與林衍銓等[7]的實驗結(jié)論基本一致。

姬松茸菌株品種的差異也會導(dǎo)致鎘富集能力的差異。徐麗紅等[10]在2010年以姬松茸菌株J1、J77為實驗材料，分析鎘脅迫下分析兩種不同菌株的表現(xiàn)差異，結(jié)果表明：在相同濃度的鎘脅迫下，J77子實體中鎘的富集量低于 J1，差異顯著（P<0.01），在低濃度的外源鎘脅迫下，J77中半胱氨酸含量高于J1，在高濃度外源鎘條件下，J1中半胱氨酸含量高于 J77。半胱氨酸可能與姬松茸富集密切相關(guān)； 在李波等[11]人2016年的研究中，姬松茸J77、J85子實體中SOD、POD、CAT、APX四種酶的活性和MDA的含量變化相似，都呈現(xiàn)為先上升后下降，但四種酶活性達(dá)到最大時兩種姬松茸的外源鎘濃度有一定差異。當(dāng)J85姬松茸子實體中酶活性最高時，外源鎘的濃度低于J77，J85姬松茸子實體中MDA含量總高于J77子實體，且最大值出現(xiàn)時的外源鎘濃度低于J77?？梢圆聹y，不同品種姬松茸鎘富集能力與姬松茸在鎘脅迫下細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度有關(guān)，與姬松茸不同品種間鎘耐受基因差異有關(guān)。

2.姬松茸鎘污染防控技術(shù)

1）選擇低富鎘姬松茸品種。不同品種姬松茸對鎘的富集能力有差異，徐麗紅[10]對7種

不同姬松茸菌株（0號、、8號、2好、13號、5號、3號和1號）的鎘富集能力進(jìn)行對比實驗，篩選出鎘富集量最低的1號菌株，其比鎘富集量最多的0號菌株鎘累積量低61.11%，適合作為低富鎘姬松茸栽培的優(yōu)選菌株。

2）添加有益金屬元素。 通過對江啟沛等的姬松茸富鎘特性及其拮抗抑制作用的研究[12]， 發(fā)現(xiàn)二價重金屬離子中，銅離子和高濃度鐵離子對姬松茸生長的影響較大，低濃度的鋅離子和鐵離子對姬松茸的生長沒有顯著影響。在二價重金屬離子對姬松茸鎘富集的拮抗作用方面，Cu2 +> Zn2 +>Fe2 +>Ca2 +。 低濃度Zn2+和Ca2+能減少子實體的鎘的含量，同時還能提高生物學(xué)效率。 因此，Zn2+和Ca2+比較適合作為鎘的拮抗改良劑，通過有益金屬離子進(jìn)行拮抗作用來抑制鎘的富集作用或是一條可行的道路。

3）選擇深層土壤作為栽培覆土材料。姬松茸生產(chǎn)栽培中往往直接使用地表土層作為覆土材料，選擇含有較少有機質(zhì)的深層土壤作為覆土材料，可以減少重金屬污染的風(fēng)險[13]。

4）選擇低污染的栽培原料。 食用菌栽培材料主要是秸稈、棉籽、木屑和玉米秸稈等，來自化工廠附近的植物材料、大田作物的秸稈的使用增加了姬松茸重金屬超標(biāo)的風(fēng)險。嘗試新的低重金屬污染的栽培原料可從源頭上降低姬松茸的重金屬污染風(fēng)險[3]。

5）生產(chǎn)中應(yīng)用粗柄型菌株。 研究發(fā)現(xiàn)，在外源鎘脅迫下，姬松茸菌蓋中鎘的積累量比菌柄高約3倍。不同品種菌株的菌蓋與菌柄的比例有較大差異。因此，選擇粗柄型菌株用于生產(chǎn)和栽培可以作為培養(yǎng)低富鎘姬松茸的措施之一[9]。

參考文獻(xiàn)

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