灰树花的生长需要哪些营养？
(1)灰树花细胞干重的一半由碳组成，可见碳在灰树花生长发育中的重要性。在灰树花的生长发育中，碳提供了两个基本功能。一是为细胞关键成分的合成提供碳，构成这些关键成分的基本骨架，如碳水化合物、蛋白质、脂肪、核酸等。其次，碳源的氧化过程为灰树花的基本生命过程提供能量。
灰树花没有光合能力，也就是不能固定空气中的二氧化碳。它吸收和利用的碳来自于基质中的含碳有机物，如纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蔗糖、葡萄糖、一些有机酸和一些醇类。常见的碳源中，单糖、有机酸、醇类等小分子化合物都能被菌丝体细胞直接吸收，而纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等大分子化合物不能被直接吸收，只能被灰树花的纤维素酶、淀粉酶、半纤维素酶、木质素酶分解为葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖和果糖后才能被吸收利用。葡萄糖、麦芽汁、酵母膏、马铃薯汁、锯末汁和可溶性淀粉都是母种培养的良好碳源。原种子和栽培种子的碳源主要来自栗木屑(或与其接近的一个物种的木屑)、棉籽壳、蔗糖和麸皮。
1.单糖葡萄糖是灰树花菌丝体可以直接吸收利用的碳源。因此，在培养基的制备中经常添加葡萄糖。葡萄糖是一种含有醛基的单糖，分子式为C6H12O6，是生物体内最重要的单糖。工业上由淀粉水解制成，为白色或微黄色结晶粉末，易溶于水，甜度为蔗糖的70%。在灰树花母培养基或以木屑为主的培养基中，用量为1% ~ 2%。以葡萄糖为碳源，灰树花生长最好，菌丝产量最大，符合真菌的生理代谢特点。真菌呼吸途径的主要碳源是葡萄糖的磷酸化衍生物。
灰树花在葡萄糖中比在果糖中生长得更好，这表明醛糖比酮糖更容易被灰树花利用。麦芽糖是由两个葡萄糖单体组成的二糖，蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的二糖。结果，灰树花菌丝体在以麦芽糖为碳源的培养基中的生长是在蔗糖上的两倍以上。蔗糖就是常见的红糖和白糖，由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合而成。分子式为C12H22O11。广泛分布于甘蔗和甜菜中，味甜，晶体形式为大单斜晶，易溶于水。当与酸一起加热或在转化酶(转化酶)的作用下，蔗糖水解生成等分子的葡萄糖和果糖，混合物称为转化酶。是制备食用菌培养基的常用成分，浓度一般为1% ~ 2.5%。
灰树花利用单糖及其衍生物的能力差异很大，尽管有些单糖的生化性质相似。葡萄糖、半乳糖和甘露糖都是六碳醛糖，其中葡萄糖是灰树花喜欢利用的良好碳源。果糖是五碳酮醛糖，是仅次于葡萄糖的良好碳源。其他单糖，如山梨糖、阿拉伯糖、木糖和鼠李糖，灰树花很少使用。虽然有些单糖不能像葡萄糖一样让灰树花最大限度的生长，但是可以看出，单糖结构越接近葡萄糖，就越能被灰树花利用。这可能是因为灰树花利用单糖的能力取决于将其转化为磷酸化葡萄糖衍生物的难度，磷酸化葡萄糖衍生物可以进入呼吸途径。
许多糖醇，如山梨醇、甘露醇和甘油，可以被灰树花作为碳源吸收，但通常不如单糖有效。甘露醇是个例外，因为它来源于果糖或甘露糖，它能让一些灰树花达到和葡萄糖一样的生长效果。
单糖的吸收是通过两种方式完成的:辅助扩散和主动转运。葡萄糖通过辅助扩散和主动转运吸收，海藻糖和麦芽糖通过主动转运吸收。载体分子是蛋白质，它们的活性受温度、pH和抑制剂的影响。因为氢离子参与许多分子的同向转移，所以pH值特别重要。主动运输受到化学和物理因素的影响，这些因素影响细胞的呼吸和能量产生。此外，特定的无机离子，如钾离子(K+)作为转移的辅助因子影响吸收，它们在质子共转移中保持电子中性，可能影响细胞渗透。
2.双份糖。灰树花也能很好的利用双糖。最常见的二糖是麦芽糖、纤维二糖、蔗糖和乳糖。麦芽糖是淀粉水解的产物，由葡萄糖分子通过α-糖苷键连接而成。纤维二糖和麦芽糖一样，都是由葡萄糖分子组成，葡萄糖分子之间通过β-糖苷键连接。纤维素是纤维素的分解产物。蔗糖含有一分子葡萄糖和一分子果糖；乳糖是牛奶的一种成分，由一分子葡萄糖和一分子半乳糖组成。这些二糖可分别被麦芽糖酶、纤维二糖酶、蔗糖酶和乳糖酶消化。
3.多糖。淀粉是一种植物多糖。以淀粉为碳源培养灰树花时，培养基中可检测到淀粉酶的存在。如果把培养基中的淀粉换成其他碳源，淀粉酶的产量会明显减少，甚至停止分泌。证明灰树花的淀粉酶是一种诱导酶，只有淀粉存在时才能合成。
纤维素也是一种广泛分布于植物组织中的多糖，是灰树花等木腐真菌可利用的主要碳源。灰树花可以产生一系列分解纤维素的酶，俗称纤维素酶，可以很容易地将纤维素降解为葡萄糖单位。首先是“C1-纤维素酶”，主要作用于不溶性结晶纤维素，使其成为可溶性纤维素形式，其次是“Cx-纤维素酶”，将可溶性纤维素水解为单糖。第三种酶是纤维二糖酶，它将纤维二糖酶水解成葡萄糖。灰树花可以合成这种复合纤维素酶，可以降解各种结构的纤维素，在自然物质循环中发挥重要作用。
木质素是多年生木本植物的主要成分。在自然界中，它是仅次于纤维素的丰富有机聚合物，是腐生灰树花具有广阔潜力的碳源。木质素是一类密切相关的化合物，结构复杂，相对分子质量大。它是含有香豆素醇、松柏醇和芥子醇三种取代醇的聚合物。这些亚基的比例因物种而异。
木质素的结构阻止了它被大多数微生物利用，能利用木质素的主要是木腐菌(白腐菌或褐腐菌)。目前对木质素降解的机理知之甚少，只知道木腐菌的胞外酶氧化芳香环和脂肪族侧链，产生分子量相对较小的产物，然后加以利用。在这个过程中，酚氧化酶如漆酶和过氧化物酶是木质素降解中不可缺少的酶。实验证明，不能产生酚氧化酶的草菇(如草菇)不能降解木质素。
(2)氮气。氮源是灰树花生长发育不可缺少的。其主要功能是合成各种关键的细胞成分，包括铵、尿素、氨基酸、蛋白质、嘌呤、核酸、氨基葡萄糖、甲壳素和各种维生素。这里主要讨论灰树花可以利用的氮源的主要类型以及影响其利用的因素。
1.尿素尿素又称尿素，是蛋白质的代谢产物，是哺乳动物尿液中主要的含氮物质。分子式为CO(NH2)2，是一种含氮46%的白色晶体，加热到熔点以上分解成氨(NH3)。溶于水，溶液呈中性。灰树花生产中，常作为固体培养基(料)的补充氮源，用量一般为0.1% ~ 0.2%。量大了，对菌丝体有毒。
用14C-尿素对灰树花吸收尿素的实验证明了尿素转运系统的存在。第一个是主动转运系统，是低浓度下的效应。该系统由尿素诱导，但被天冬氨酸和谷氨酰胺抑制。另外，尿素可以通过扩散吸收，这是高浓度(500微摩尔/升)时的效应，这个系统既不能诱导也不能抑制。
2.铵肥。铵的化合物种类很多，有碳酸氢铵(NH4HCO3，N=17.5%)、硫酸铵[(NH4 )2SO4，N=21.2%]、氨水(NH3H2O，N=23%)和硝酸铵(NH4NO3，N=35%)。当以硫酸铵和硝酸铵为氮源时，培养基的最终pH值变得很低，这主要是由于NH4+被利用后残留了NO3-和SO42-，所以称为生理酸式盐。如果加入适当的缓冲盐，可以调节pH以稳定反应，如石膏和碳酸钙。
使用碳酸氢铵、硫酸铵等无机氮源时，菌丝可被利用，但生长缓慢。灰树花不使用硝酸盐，可能是因为灰树花不能合成硝酸还原酶。
3.有机氮。灰树花能将自然界中的蛋白质分解成可吸收的氨基酸。此外，灰树花还可能通过转运系统吸收短链肽，如二肽和三肽。已经证明灰树花可以利用嘌呤和嘧啶作为氮源。常用的氮源有酵母膏、牛肉酱、蛋白胨、酪蛋白等。这些有机氮源能被菌丝迅速降解吸收，所以在母培养基中使用这些复合氮源时，灰树花菌丝体生长迅速，生物量高。
(1)蛋白胨。蛋白胨是天然蛋白质经酸、碱或酶水解后的产物，称为蛋白胨。由动物肉制成的肉蛋白胨和胰蛋白胨；由大豆制成，称为植物蛋白胨或大豆蛋白胨。生化试剂蛋白胨，溶于水，不溶于醇和乙醚，加热不凝固，在饱和硫酸铵溶液中不沉淀，无腐臭气味。烧焦后残渣不大于2.5%，干耗不大于8%，脂肪含量不大于0.5%，微量还原糖不大于0.5%。是灰树花母培养基的良好有机氮源，用量一般为0.2% ~ 1.5%。
(2)酵母泥。它是酵母水溶性成分的浓缩溶液，粘稠，深褐色，有酵母味。含有多种维生素、氨基酸和灰分元素。能刺激灰树花生长，常用母种培养基，浓度为0.05% ~ 0.2%。
麦麸、玉米粉、大豆粉、豆饼粉、棉籽饼和牲畜粪便是生产中常用的氮源。这些农副产品加工中的副产品不仅含有丰富的蛋白质，还含有多种生长刺激因子，不仅比蛋白胨、酵母膏、牛肉酱等有价值的氮源好，而且成本也低得多。
(3)培养物的碳氮比。培养料的碳氮比(C/N)是否合适是衡量其质量的重要指标，直接影响灰树花的发生时间和产量。灰树花培养料适宜的碳氮比为15 ~ 20 ∶ 1，含氮量为1.6% ~ 2%。出菇期后碳氮比为30 ~ 35: 1。也就是说，如果培养基含碳100 kg，就需要配3 ~ 3.5 kg的氮。否则，生物同化不能顺利进行。灰树花培养基的配比和氮的添加量应严格遵循这一要求。氮肥不足，会明显影响灰树花的产量；如果氮肥太多，不仅造成浪费，还会因为碳氮比失衡而难以出菇。在适当的范围内，培养基中的氮含量与产量呈正相关。
一般来说，用于栽培灰树花的天然材料碳氮含量相对较高，如木屑在50∶1左右；禾本科植物的碳氮比为30 ~ 80: 1。显然，锯末或秸秆中的氮明显不足，所以在栽培灰树花时需要添加氮，使培养料的碳氮比适当或平衡。
木屑、农作物秸秆和农产品中含有丰富的加工下脚料，只要适当调整其碳、氮含量，均可作为灰树花培养料。常见原材料相关数据见表2-1。
表2-1常用原料的碳氮含量和碳氮比(C/N)
用稻草或甘蔗渣栽培灰树花有什么效果？陈等(1995)进行试种(表2-2)，证明灰树花属于木腐真菌，但也可以用秸秆、甘蔗渣栽培，生长良好。第一次潮汐菇袋栽的生物学效率可达40%左右，表明灰树花对培养料的适应性广，可作为多种农作物副产品的培养料。
表2-2稻草和甘蔗渣栽培灰树花的试验结果
注:每种配方添加20%土壤和17(麸皮11%，玉米粉5%，石膏1%)。
(4)无机盐。在灰树花培养过程中，当培养基中缺乏某些无机元素时，细菌的生长就会缓慢或繁殖能力降低。这些无机元素被称为必需无机营养素。无机元素的主要作用不仅是细胞的成分，也是酶的成分，维持酶的活性，调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。与碳源和氮源相比，灰树花所需无机元素的量很低，一般每升培养基只需要几百毫克。
根据灰树花所需无机养分的多少，无机元素分为两类:一类是宏量元素，如磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、硫(S)、镁(Mg)、钠(Na)等；另一类是微量元素，要求不大，包括铁(Fe)、锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)、钼(Mo)等。灰树花培养基除大量元素外，一般不需要添加微量元素。在生产配方中，经常添加少量矿物质和无机盐，具体如下:
1.石膏石膏的化学名称为硫酸钙，分子式为CaSO42(H2O)。颜色有白色、粉色、浅黄色或灰色、透明或半透明。呈板状、纤维状或细粒状，具有玻璃光泽。加热至150℃使熟石膏脱水，分子式为(CaSO4)2H2O。石膏熟石膏在灰树花生产中广泛用作固体培养基(料)的辅料，一般用量为1% ~ 2%。其作用是直接供给灰树花生长所必需的钙、硫等营养物质；还能加速原料中有机质的分解，促进可溶性磷、钾的快速释放；还能中和培养基的pH值。
钙离子进入灰树花细胞膜的过程既有主动运输又有扩散。目前认为钙离子通过细胞膜双向转运，这种吸收和外渗是循环的。钙离子吸收的周期与细胞有丝分裂有关。钙离子在有丝分裂前期和后期积累，中期流出，但吸收的变化并不引起细胞内钙离子浓度的大量变化。由于钙离子可以引起动物细胞中微管亚基的解聚，因此认为也许是灰树花细胞有丝分裂过程中钙离子的循环流入刺激了储存在细胞核周围的钙的释放，钙离子通过影响微管(纺锤体)的形成来调节有丝分裂。
2.碳酸钙。碳酸钙是通过研磨石灰石制成的。纯品为白色晶体或粉末。分子式是CaCO3。石灰石粉在培养基中停留时间长，功效长。碳酸钙不溶于水，其水溶液呈弱碱性。当水中二氧化碳较多时，可以溶解生成可溶性碳酸氢钙。灰树花菌丝体通过在适宜的水、营养等环境条件下排出二氧化碳，并被碳酸钙吸收生成碳酸氢钙，可以持续为灰树花提供钙营养，缓冲酸碱。也是堆积灰树花和覆土补钙的好材料。用量一般为1% ~ 2%。如果没有碳酸钙，可以用石灰代替。
3.石灰生石灰的化学名为氧化钙(CaO)，生石灰遇水变成熟石灰，即氢氧化钙[Ca(OH)2]。含有2% ~ 20%的石膏，可以中和培养基中过多的酸，补充培养基中的钙。还能驱赶和杀死一些害虫和杂菌。石灰是碱性物质，为防止其功能降低，不宜与化肥混合使用。用量为1% ~ 2%。
此外，熟石灰还有一些作用:①在5%的碳酸溶液中加入1%的石灰进行环境杀菌，效果可达98.9%。(2)食用菌与原料混合时，加入800倍的多菌灵稀释液，再加入1%的复合肥和石灰粉，能更有效地抑制霉菌污染。(3)材料出现酸味时，用石灰水中和，效果很好。④栽培灰树花时，用15% ~ 20%石灰水涂抹木材断面和表皮，对木霉等杂菌有明显的抑制作用。
4.过磷酸钙过磷酸钙也叫过磷酸钙。常用的是水溶性的、灰白色到深灰色或粉红色的粉末。有酸的味道，水溶液呈酸性。主要化学成分为磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2H2O]和无水硫酸钙(CaSO4)，磷含量(P2O5)为14% ~ 20%。磷是微生物细胞代谢中非常活跃的元素，是核酸、磷脂及其高能化合物ATP的组成元素。过磷酸钙不仅可以为灰树花的生长提供磷，还可以消除铵味，中和培养基中过高的pH值。过磷酸钙因其酸性，仅用于原种和栽培种的固体培养料中，用量一般为1% ~ 2%。
5.硫酸镁硫酸镁在医学上俗称泻盐。分子式为MgSO47H2O，无色或白色，易风化结晶或白色粉末，味苦、咸，溶于水。因为镁离子(Mg3+)可以激活微生物细胞中的酶，例如，己糖激酶的作用将因镁离子的存在而增强。硫酸镁是灰树花各种培养料中最常用的添加剂，一般用量为0.03% ~ 0.2%。
正常情况下，菌丝体细胞中的Mg2+浓度与培养基中的Mg2+浓度成正比。但当外界Mg2+浓度增加时，细胞内Mg2+浓度表现出一定的稳定性。例如，当外界浓度增加到1400倍时，细胞内的Mg2+浓度只增加到1.5 ~ 3.3倍。在细胞中，Mg2+参与大量的代谢过程。因为它们有带负电荷的磷酸基团，所以Mg2+是最常见的与核苷酸形成复合物的离子。灰树花中需要Mg2+的重要酶是脱氧核糖核酸(DNA)聚合酶、几丁质酶、纤维素酶和谷氨酰胺合成酶。
Mg2+可以影响细胞膜的结构和功能。细胞膜上糖蛋白的合成需要Mg2+，Mg2+可以使蛋白质成分聚集在一起维持膜的稳定性，Mg2+还可以增加膜的密度，降低其通透性，抑制转运。Mg2+可以影响大量的生化过程，所以Mg2+影响生长发育也就不难理解了。这也是为什么在培养灰树花的培养基中经常添加硫酸镁的原因。
硫是蛋白质和维生素的成分，所以生物体需要大量。氨基酸中的蛋氨酸和胱氨酸都含硫。胱氨酸中的巯基(-SH)在稳定蛋白质结构中起着重要作用。两个半胱氨酸通过二硫键连接形成胱氨酸。蛋白质中的二硫键有助于维持折叠构型，这影响了蛋白质在细胞中的行为方式。硫还参与辅酶、硫胺素、生物素、辅酶a和硫酸锌的构建。硫酸盐是灰树花利用硫的最常见形式。
硫进入蛋白质的过程主要分为两个阶段。第一阶段，硫酸根最初通过与三磷酸腺苷(ATP)反应生成腺苷硫酸而被活化，然后释放出腺嘌呤，部分硫被还原为亚硫酸盐，最后游离亚硫酸盐被还原为二价硫离子；第二阶段是二价硫离子转化为有机硫，形成半胱氨酸和蛋氨酸(蛋氨酸)。虽然硫酸盐的吸收不是由硫酸盐的还原和有机硫的形成所控制，但是从胞外硫到胞内半胱氨酸和蛋氨酸的途径是由前体和终产物共同控制的。灰树花可以以各种形式储存多余的硫。比如硫同化途径中的蛋氨酸、半胱氨酸、高半胱氨酸都可以起到储存的作用。
6.磷酸二氢钾和磷酸二氢钾的分子式为KH2PO4，白色细粒状，微酸性；磷酸氢二钾的分子式是K2HPO4，也是白色细晶，微碱性。两者都能为灰树花提供磷、钾营养，并能缓冲培养基(料)中的pH值。一般用量为0.1% ~ 0.2%。
以PO43-形式存在的磷是许多重要大分子如脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、磷脂、硫胺素焦磷酸、维生素B12、辅酶A(CoA)等的成分。此外，PO43-参与细胞内的能量储存和转化。
灰树花吸收的磷以PO43-的形式吸收，灰树花分泌磷酸酶，将PO43-从磷酸盐化合物中分离出来。在灰树花的研究中发现，PO43-的吸收是活跃的。
灰树花中钾离子的主要功能是调节渗透压。细胞的渗透压与培养基中的水是否进入细胞并提供生长所需的膨胀压力有关。钾离子的吸收降低了培养基与细胞质之间的渗透压差，改变了钠离子对灰树花的抑制作用。钾离子也与细胞中的蛋白质结合来激活酶，如醛缩酶和丙酮酸。
(5)生长素。灰树花的生长需要少量的有机物，这些有机物并不像上面提到的碳源、氮源、无机物那样作为营养物质，而是作为辅酶成分或者具有辅酶功能。一般来说，维生素在0.01 ~ 0.1 μ g/g可以促进生长发育。还有一些不属于维生素，但在低浓度下对灰树花生长有活性的有机物，称为“有机生长因子”，如肌醇、脂肪酸、生长激素等。
1.硫胺素(维生素B1)灰树花最需要的是硫胺素，硫胺素的作用是调节糖代谢，其活性形式是硫胺素焦磷酸酯(TPP)。硫胺素焦磷酸是碳代谢中一些酶的辅酶，如丙酮酸脱羧酶、酮转移酶、戊二酸脱氢酶等。硫胺素焦磷酸是丙酮酸脱羧酶和酮转移酶亚基结合的必要辅助因子。硫胺素焦磷酸作为一种重要的辅助因子，具有显著的生物学效应。如果缺乏，菌丝就会生长发育缓慢。当它严重缺乏时，它的生长完全停止。此外，核黄素、烟酸和抗坏血酸能促进菌丝体的生长。土豆、麦芽、酵母、米糠中含有丰富的维生素，用这些材料配制培养基时没有必要添加。但大部分维生素不耐高温，温度在120℃以上易被破坏。因此，在对培养基进行灭菌时，必须防止温度过高或时间过长。
2.生物素。生物素是仅次于硫胺素的生长因子。其活性形式是羧化酶的一些活性位点与赖氨酸相连。这种生长素-赖氨酸复合物被称为biocytin。其功能是转移CO2或羧基辅酶。需要生物素的酶包括丙酮酸羧化酶、乙酰辅酶a羧化酶和尿素羧化酶。生物素在里面也有同样的作用，先连接CO2或羧基，再转移到底物上。
除了上述维生素，还有许多其他有机化合物也影响灰树花的生长发育。这些物质被称为生长调节剂或生长因子，与维生素不同的是，它们的功能不像辅酶。这些调节剂包括一些脂肪酸、植物激素和一些挥发性物质。脂肪酸在低浓度下可以刺激灰树花的生长发育。已经对植物激素或其类似物在灰树花生长和发育中的作用进行了许多研究。例如，赤霉酸(GA)、吲哚乙酸(IAA)和乙酸钠(NAA)可以刺激灰树花的孢子萌发和菌丝生长。吲哚乙酸还能刺激蘑菇体重、菌盖直径和菌柄长度的增加。最常用的激素是植物生长激素三十烷醇。用低浓度的三十烷醇处理灰树花菌丝体可以促进其生长。适宜浓度为0.5 ~ 1.0g/吨，增产效果明显，但浓度过高会抑制菌丝生长。
迪可丰是河北大学生物技术开发公司研制的新型复合氨基酸生长促进剂，主要由多种氨基酸、核苷酸、微量元素和高效活性物质组成。增产剂“地可丰”在灰树花栽培中的应用。在栽培料中添加0.2%可提高生物转化率20%，灰树花菌丝体生长快，出菇早5 ~ 7天，花形大而整齐，病菇率低。