Элективность субстратов для выращивания вешенки.

Н.А. Бисько, В.Т. Билай

Ин-т ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины,
ул.Терещенковская, 2, 01601 Киев, Украина

Биотические факторы играют значительную роль в жизнедеятельности высших съедобных грибов при интенсивном культивировании на ферментированных растительных субстратах. Микроорганизмы, населяющие субстрат, во многом определяют степень его элективности (избирательности) для роста культивируемых видов грибов, в том числе для вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus).

Съедобные грибы рода Вешен­ка культивируют на расти­тельных субстратах (солома, кочерыжки кукурузы, подсолнечная шелуха и т.д.) с разнообразной по составу микрофлорой. Посред­ством изменения компонентного состава субстрата и режима его ферментации можно влиять на сос­тав популяции микроорганизмов, создающих, наряду с абиотически­ми факторами (pH, содержание азо­та, доступность источников углеро­да, структура, содержание воды и т.д.), благоприятные условия для быстрого роста мицелия вешенки.

Роль биотического фактора при интенсивном культивировании ее- шенки изучена недостаточно. Для определения основных биотических факторов создания элективного субстрата мы исследовали влияние состава популяций микроорганиз­мов в процессе подготовки субстра­та на рост мицелия вешенки. 1

Пастеризация и ферментация субстрата (на основе пшеничной со­ломы) для культивирования вешен­ки проводилась нами по приведен­ному графику (рис.1).

Исследования качественного и количественного состава микроор­ганизмов до и после подготовки субстрата показали, что после фер­ментации значительно увеличива­ется количество термофильных бак­терий, преимущественно рода Ба­цилл юс( Bacillus), и сокращается ко­личество мезофильных бактерий и микроскопических грибов (рис.2).

2

Эти данные подтвердила скани­рующая электронная микроскопия.

Образцы соломы, взятые до подго­товки, содержали значительно меньшее количество клеток бацил- люс мацеранс (Bacillus macerans) (фото 1), тогда как после окончания подготовки субстрата вся поверх­ность соломы была покрыта клетка­ми термофильной бактерии бациллюс мацеранс (фото 2).

3

Мы исследовали влияние дли­тельности обработки пшеничной со­ломы при 50оС на состав микрофло­ры субстрата (рис.З). Было показа­но, что двухсуточное выдерживание пшеничной соломы при 50оС являет­ся оптимальным для активизации деятельности термофильных бакте­рий (преимущественно рода Бацил- люс). Увеличение срока выдержива­ния соломы при 50оС свыше 2-х су­ток приводит к резкому уменьше­нию популяции термофильных бак­терий, определяющих элективность субстрата для вешенки и увеличе­нию количества целлюлозоразру­шающих микроорганизмов (рис.З), что ведет к снижению содержания целлюлозы — основного источника питания для вешенки.

4

Анализ данных по влиянию про­должительности ферментации пше­ничной соломы на скорость роста мицелия вешенки также свидетель­ствует, что при увеличении времени обработки соломы до 4 и 7 суток скорость роста мицелия вешенки уменьшается на 15% и 40% соответ­ственно в сравнении с ростом ве­шенки на соломе, ферментирован­ной 2 суток.

В последующих опытах мы ис­пользовали один из штаммов ве­шенки из коллекции живых культур отдела микологии Института бота­ники им. Н.Г.Холодного НАН Украи­ны и штаммы бациллюс мацеранс ВЗ, В5, В11, B13.N3, N5, Р9, Р11, Р13, Р14 выделенные из пшенич­ной соломы после её ферментации в течение 2-х суток.

5

Основными компонентами субстратов, используемых при ин­тенсивном культивировании вешен­ки, являются целлюлоза и лигнин. В опытах мы изучили способность вы­деленных штаммов бациллюс маце­ранс разлагать эти сложные поли­меры. Из 10 проверенных штаммов 7 обладали высокой целлюлозоли­тической способностью.

Данные рисунка 4 свидетель­ствуют, что добавление фильтратов изучаемых штаммов бациллюс ма- церанс по разному влияет на при­рост биомассы мицелия вешенки. Наибольший прирост биомассы ве­шенки получен в варианте с добав­лением фильтрата бациллюс маце- ранс штамма Р9, что можно объяс­нить спецификой биосинтетической активности данного штамма.

Добавление суспензии культуры бациллюс мацеранс штамм Р9 к сте­рильной соломе с последующей её ферментацией приводило к тому, что при последующем росте вешенки на этом субстрате усиливалось разложе­ние целлюлозы на 30,8% и лигнина на 27,4% по сравнению с процессом раз­рушения этих компонентов монокуль­турой вешенки (рис. 5,6). Это явление связано как с целлюлазной и оксидаз- ной активностью бациллюс мацеранс, так и со стимуляцией метаболизма вешенки вследствие образования бактерией внеклеточных полисахари­дов — источников углеродного пита­ния, выделения витаминов и стимуля­торов роста (гетероауксинов).

6

Исследование взаимоотношений термофильных бактерий (в первую очередь рода Бациллюс) и мицелия вешенки с помощью сканирующего электронного микроскопа показало, что бактерии формируют гифосфе- ру вешенки (фото 3).

Было установлено, что водораст­воримые полисахариды, которые выделяют термофильные бактерии, во время развития в субстрате явля­ются хорошим источником углерода для роста мицелия вешенки. Кроме того, мицелий вешенки обладает протеазной активностью в широком диапазоне pH, что позволяет мице­лию этого вида гриба использовать клетки термофильных бактерий в качестве источника углерода, азота и фосфора, утилизируя за 21 сутки до 75% биомассы бактериальных клеток (фото 4 а, 6).

По данным ряда авторов анало­гичную роль в создании элективнос- ти ферментированного субстрата играют и другие виды бактерий рода Бациллюс: бацилл юс субтилис (Вас. subtilis), бациллюс мезентерикус (Вас. mesentericus), бациллюс поли- микса (Вас. polymyxa). В процессе ферментации эти бактерии также выделяют в субстрат водораствори­мые полисахариды, различные вита­мины, стимуляторы роста и другие биологически активные вещества, способствующие быстрому росту мицелия вешенки на субстрате.

7

Кроме того, факторами улучше­ния условий питания съедобных гри­бов рода Вешенка на ферментиро­ванной соломе являются следую­щие: накопление биомассы клеток термофильных бактерий, как допол­нительного источника углерода, азо­та и фосфора, а также усиление фер­ментативной способности вешенки разлагать целлюлозу и лигнин.8

Таким образом, популяция тер­мофильных бактерий рода Бациллюс, формирующаяся в процессе ферментации пшеничной соломы, определяет элективность этого субстрата для развития съедобных грибов рода Вешенка.

91011