Введение
Данная исследовательская работа будет посвящена изучению особенностей образования зачатков плодовых тел грибов шиитаке и вешенки на твердой питательной среде.
Мы будем рассматривать систематическое положение, географическое распространение, цикл развития и особенности культивирования данных грибов; анализировать образование зачатков плодовых тел вешенки и шиитаке на твердой питательной среде.
Объектами исследования явились шиитаке((Lentinula edodes) штамм “370”) и вешека обыкновенная(Pleurotus (jacq.: fr.) Kumm.) штамм “Черный принц” катайского происхождения, полученный из лаборатории академии наук Киргизии(г.Бишкек)).
Цель нашей работы - изучить особенности образования зачатков плодовых тел на твердой агаровой среде у изучаемых видов грибов.
Имеющийся в настоящее время экспериментальный материал по плодоношению базидиальных грибов в культуре, позволяет указать на некоторые факторы, влияющие на образование плодовых тел.
К ним относятся свет, состав питательной среды, температура, влажность, аэрация. (Зооинженерный факультет МСХА URL:http://www.activestudy.info/kontrol-chistoty-kultur-i-identifikaciya-pri-kultivirovanii-miceliya-sedobnyx-gribov-na-zhidkix-sredax/)
Задачи исследования:
1. Приготовление твердой агаровой среды и помещение её в чашки Петри.
2. Инокуляция культуры вешенки и шиитаке в твердые питательные среды в чашках Петри.
3. Наблюдение за ростом и развитием колоний мицелия на поверхности твердой питательной среды с образованием зачатков плодовых тел.
4. Статистическая обработка полученных результатов.
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Морфология и систематическое положение грибов базидиомицетов
Класс базидиомицеты насчитывает около 30 тыс. видов грибов. Они имеют хорошо развитый клеточный мицелий и гифы с перегородками. В их клетки входит по два ядра. Характерный признак класса образование в гимении базидий, на которых экзогенно образуются неподвижные споры -- базидиоспоры. По типу питания разделяются на сапротрофов и ксилтрофов.
(Биологическая энциклопедия. Класс базидиомицеты. Федоров А.А Жизнь растений: в 6-ти томах.-- М.: Просвещение. 1974.:URL:http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biology/1358/КЛАСС)
Морфология и систематическое положение вешенки-Pleurotus (jacq.: fr.) Kumm.)
Вешенка имеет весьма крупные плодовые тела. Шляпка достигает 5-15 см в диаметре, голая, гладкая, уховидная, неправильно округлая. Цвет шляпки колеблется от темно-коричневого, темно-серого и синевато-черного.до белого и кремового. Мякоть плодового тела белая, сочная. Пластинки гименофора распологаются тесно, белого или беловатого цвета. Ножка короткая или отсутствует, расположена сбоку. В сечении - цилиндрическая или эсцентрическая. Может быть гладкой или покрытой волосками (Рис.1).
Рис.1 Вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus)
Надцарство: Эукариоты _ Eucaryota
Царство: Грибы - Fungi
Отдел: Базидиомицеты- Вasidiomycota
Класс: Агариковые- Agaricomycetes
Порядок: Агариковые- Agaricales
Семейство: Вёшенковые- Pleurotaceae
Род: Вёшенка- Pleurotus
Вид: Вешенка обыкновенная- Pleurotus ostreatus
Морфология и систематическое положение шиитаке- Lentinula edodes
Шляпка гриба достигает 20 см в диаметре, выпуклая, полусферическая, имеющая небольшие чешуйки. По мере созревания может растрескиваться. На ощупь бархатистая, сухая. По мере роста становится более плоской. Края ровные, у зрелых грибов немного согнутые и более тонкие, волнистые. Цвет шляпки варьируется от темно-коричневой до светлых кофейных оттенков у зрелых грибов. Пластинки ровные, белые при надавливании приобретают коричневый оттенок (Рис.2). Пластинки молодых шиитаке защищены покрывалом (тонкой мембраной), открывающимся во время созревания. Ножка волокнистая, ровная, немного зауженная в основании. Мякоть плотная, мясистая с приятным грибным ароматом. Грибы шиитаке растут одиночно ( http://ya-gribnik.ru/syedobnye-griby/shyitake.php).
Рис.2 Шиитаке (Lentinula edodes)
Надцарство: Эукариоты _ Eucaryota
Царство: Грибы - Fungi
Отдел: Базидиомицеты- Вasidiomycota
Класс: Агариковые- Agaricomycetes
Порядок: Агариковые- Agaricales
Семейство: Негниючниковые- Marasmiaceae
Род: Лентинула- Lentinula
Вид: Шиитаке- Lentinula edode
1.2Географическое распространение грибов
Географическое распространение грибов вешенки-Pleurotus
Вёшенка космополит. Встречается на всех континентах земного шара, кроме Антарктиды.
Вёшенки растут в умеренных широтах ,обычно большими группами, образуя многоярусную конструкцию: грибы располагаются друг над другом черепицеобразно. Одиночные экземпляры встречаются редко. Грибы вёшенки можно встретить в лесу на брёвнах, валежнике, пнях. Они растут на древесине тополя, осины, березы, ольхи, граба, реже- на хвойных деревьях. Увидеть их можно в городских парках, садах и скверах, на яблонях, каштанах. Появляются вёшенки в сентябре-октябре и плодоносят до декабря(заморозков не боятся).
Географическое распространение грибов шиитаке- Lentinula edodes
В природе распространен на Дальнем Востоке, в Японии, Китае, Корее и некоторых других странах Юго-Восточной Азии.
В природных условиях этот гриб растет на мертвой древесине широколиственных пород деревьев, таких как бук, дуб, каштан, граб, береза, клен, карликовый каштан.
Естественное местообитание: Дальний Восток, Япония, Китай, Корея и другие страны Юго-Восточной Азии. В Европе и Америке природный ареал не обнаружен. В природных условиях шиитаке растет как сапротроф на мертвой древесине широколиственных пород деревьев, большей частью семейства Fagacea (буковые): дуб (Quercus), бук (Fagus), каштан (Castanea), карликовый каштан (Castanopsis) или дерево "шии" и др. (Васильева ,1978).
1.3 Цикл развития базидиомицетов
Цикл развития грибов вешенки-Pleurotus
Цикл развития вешенки как и у всех базидиомицетов включает вегетативную фазу (мицелий) - от прорастания базидиоспры до начала формирования генеративных органов (базидий) и, генеративную - от начала формирования генеративных органов до образования базидиоспор. Базидиоспоры у вешенки формируются на части плодовых тел, которая называтся гименофором. Как и у всех базидиомицетов, у вешенки полностью отсутствуют специализированные половые клетки и половой процесс осуществляется по типу соматогамии, т.е., функцию половых клеток выполняют вегетативные (соматические) клетки. Половой процесс у вешенки осуществляется путём слияния двух вегетативных клеток гаплоидного мицелия, вырастающего из базидиоспор. Вешенка относится к т.н. гетероталлическим видам. У этих видов сливаются клетки гиф, которые берут начало от спор противоположных половых знаков “+” и “-“ . При этом происходит слияние цитоплазмы, а ядра объединяются в пары - дикарионы (синкарионы) , которые затем синхронно делятся. Такой дикариотический мицелий может существовать длительное время (Федоров, 1974).
Цикл развития грибов шиитаке- Lentinula edodes
Шиитаке относится к порядку Agaricales (шляпочные грибы) и классу Basidiomycetes. Базидиомицеты формируют базидии, на которых образуются базидиоспоры. У шиитаке на нижней стороне шляпки расположены пластинки, на которых в период созревание грибов образуются базидиоспоры. Базидиоспоры очень мелкие и легко подхватываются и распространяются потоками воздуха. Некоторые споры попадают в благоприятные условия и прорастают, образуя первичный мицелий. Стадия первичного мицелия в природе обычно короткая. Два различающихся генетически, но совместимых первичных мицелия сливаются и образуют вторичный мицелий, клетки которого содержат уже два разных ядра (дикарион). Вторичный мицелий растет значительно быстрее первичного, а главное, способен образовать плодовые тела. Сначала вторичный мицелий колонизирует и осваивает древесный субстрат, накапливая питательные вещества, и только после полного освоения древесины начинается плодоношение. Грибы образуются в ответ на изменения внешней среды, которые являются стрессовыми для мицелия, сигнализируя, что настало время искать новый субстрат.
В природных условиях шиитаке плодоносит весной и осенью после прошедших дождей. Сначала образуются узелки из гиф или гифальные агрегаты. Затем они увеличиваются до размеров горошины или фасоли - это стадия примордиев. В дальнейшем происходит формирование плодового тела: образуется ножка, шляпка и покрывало, соединяющее ножку и шляпку. Плодовое тело растет, ножка удлиняется и загибается кверху, а шляпка располагается горизонтально, пластинками вниз. Затем покрывало разрывается и созревшие споры разбрасываются во все стороны с потоками воздуха (Тишенков , 2000).
Рис. 3. Цикл развития базидиальных грибов.
1.4 Генетика отдельных признаков базидиомицетов
Высшие базидиомицеты, к которым относится большинство видов культивируемых съедобных грибов, по методологии селекционно-генетических работ имеют больше общих с высшими растениями чем, с микроорганизмами:
1.Как и пищевые растения, съедобные грибы культивируют ради пищевых продуктов, поэтому предметами селекции являются макроморфологические признаки ( количество и вес плодовых тел, их форма и т.д ), в то время как большинство промышленных микроорганизмов, включая грибы, культивируются ради биологически активных веществ, поэтому пердметом их селекции являются биохимические продукты;
2.Культивационный цикл этих грибов растянут во времени ( до нескольких месяцев ), приближаясь по продолжительности к циклам некоторых высших растений;
3.В жизненном цикле съедобных грибов, как и в цикле высших растений, преобладает функционально диплоидная фаза( дикариофаза), предполагающая наличие скрытого резерва изменчивости в виде рецессивных генов;
4.Для них (как и для высших растений) гибридизация, способная привести к объединению положительных качеств родителей и усилию урожая вследствие гетерозиса, является более важным селекционным приемом, чем мутагенез, при котором рецессивные мутации в дикарионе будут маскироваться доминантными аллелями дикого типа.
Вместе с тем способность к росту гомо- и гетерокариотичных штаммов на стандартных искусственных питательных средах в строго контролируемых условиях, использование селективных сред для отбора единичных мутантов, рекомбинантов или трансформантов из огромной популяции, небольшой геном, удобный для проведения манипуляций с рекомбинантной ДНК, - все это объединяет селекционных работ с ними.
Рассмотрим генетические способы улучшения сортов съедобных грибов.
1.Создание максимума изменчивости в изучаемой популяции;
2.Отбор в варьирующей популяции нужных генотипов (Дьяков ,2005)
1.5 Особенности культивирования вешенки и шиитаке
Культивирование вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus)
Особое внимание среди всех культивируемых грибов привлекает вёшенка обыкновенная, или устричная. Ее можно выращивать на соломе, ветках, полусгнивших стволах деревьев, пнях, растительных остатках, отходах древесины. Технология выращивания проще, устойчивость к болезням выше, чем у шампиньонов, она не требует существенных затрат и по вкусовым качествам не уступает шампиньону.
Впервые вешенку начали культивировать в Германии около 1900 г., затем в 30-х годах XX века она появилась в Китае. Выращивать вешенку на дисках древесины начал немецкий исследователь Фальк. В годы первой мировой войны из-за нехватки продуктов питания вешенку выращивали в Германии на пнях и на частях стволов деревьев. Постепенно выяснили, что гриб хорошо растет и плодоносит на различных искусственных субстратах растительного происхождения. Французскими исследователями было установлено, что вешенка поражает только ослабленные, отмершие ткани древесины, она не способна заражать здоровые деревья и поэтому отрицательно не влияет на их рост и развитие. (Федоров ,1976)
В настоящее время вешенку выращивают в культивационных помещениях и в открытом грунте во многих странах мира. Крупные предприятия по производству данного гриба созданы в Венгрии, Голландии, Италии, Франции, Испании, Швейцарии и других странах. В последние годы налажено производство вешенки и в России. Так как для культивирования вешенки подходят практически все растительные отходы, то ее можно с успехом выращивать не только в специализированных хозяйствах в промышленных масштабах, но и на приусадебных и садовых участках.(http://www.tsvetnik.info/mushrooms/pleurotus.htm)
Вешенка обладает высокими вкусовыми качествами, по пищевым достоинствам она превосходит многие овощи. В пищу употребляют шляпки и ножки грибов, которые богаты полноценными белками. Белок, имеющий многие незаменимые для человека аминокислоты, по их соотношению близок к белку куриного яйца. В состав плодовых тел вешенки входит значительное количество углеводов, жиров, органических кислот, минеральных веществ и целый комплекс витаминов. Кроме того, в плодовых телах много азотистых соединений, таких, как пептоны, амиды, пуриновые и пиримидиновые основания, аминокислоты. Плодовые тела вешенки содержат 1-2% жира, 40-50% сырого протеина, 1-2% углеводов. Зольная часть грибов представлена в основном такими элементами, как калий, фосфор, сера, марганец, кальций и магний. Среди минеральных веществ основное место принадлежит солям фосфора (84 мг на 100 г сухой массы) и калия (277 мг на 100 г сухой массы). В грибах содержатся витамины В1, В2, В6, РР, D, Е, С и провитамин А. Грибы вешенки ценны еще и наличием в них таких микроэлементов, как медь, йод, марганец, цинк, которые очень важны при обмене веществ в организме человека. В плодовых телах и грибнице были обнаружены эргостерин, фунгестерин, церевистерин. Кроме этого, вешенка обладает лечебными свойствами. Регулярное употребление гриба способствует повышению устойчивости организма к радионуклидам, препятствует развитию опухолей. Вешенка обладает способностью выводить из организма радиоактивные элементы. Плодовые тела вешенки, а также мицелий способствуют снижению холестерина, триглицеридов у животных, что является доказательством ее антисклеротического действия.