ГЛАВА 1

ЗНАКОМСТВО С КУЛЬТУРОЙ ГРИБОВ

(Перевод CHAPTER I INTRODUCTION TO MUSHROOM CULTURE из книги Пола Стаметса “The Mushroom Cultivator”)

ОБЗОР МЕТОДОВ РАЗВЕДЕНИЯ ГРИБОВ

Методы разведения грибов, независимо от вида, в основном схожи. Несмотря на то, что два вида могут отличаться по требованиям к температурным условиям, предпочтительному уровню кислотности среды или типу субстрата, шаги ведущие к плодоношению в сущности одни и те же. Заключаются они в следующем:

1. Приготовление и разлив агара по чашкам Петри.
2. Проращивание спор и выделение чистого грибного мицелия.
3. Увеличение массы мицелия на агаровом носителе.
4. Приготовление зерна.
5. Инокуляция зерна чистым мицелием с агара.
6. Инкубация грибницы на зерне.
7. а) перенос зерновой грибницы в лотки,
или б) инокуляция зерновой грибницей бедного субстрата.
8. Гобтировка (кейсинг) — нанесение увлажнённого покровного слоя из смеси торфа и других материалов.
9. Плодоношение — снижение температуры, повышение влажности до 95%, увеличение циркуляции воздуха, снижение уровня углекислого газа и/или
10. Сбор урожая — поддержание температуры, снижение влажности до 85–92%, поддержание циркуляции воздуха, углекислого газа и/или уровня освещённости.

Многие виды могут дать небольшие урожаи прямо на зерне с покровным слоем. Но культиватор может пойти дальше ещё на один шаг и инокулировать зерном компост, солому или дерево. В любом случае для плодоношения грибам необходимы условия с высоким и легко контролируемым уровнем влажности. Без правильной влажности грибы расти не будут.

В последующих главах будут рассмотрены стандартные методы проращивания спор, а затем и способы выращивания мицелия на агаре, производство грибницы на зерне и/или отрубях, приготовление компостных и некомпостных субстратов, инкубация грибницы, гобтировка (кейсинг) и образование примордий. После последнего шага методы для плодоношения различных видов расходятся и приёмы присущие каждому грибу излагаются отдельно. Список обычно встречающихся проблем поможет культиватору определить и преодолеть встречающиеся затруднения. Затем следует исчерпывающий разбор инфекций и вредителей грибной культуры и глава посвящённая генетическим особенностям грибов. В целом книга представляет собой систему знаний объединяющую опыт накопленный грибоводами всего мира, используя который вполне реально вырастить грибы дома.

ГРИБЫ И ГРИБНАЯ КУЛЬТУРА

Тем кто сталкивается с грибами впервые они обычно внушают благоговейный трепет. Они иные. Непохожие ни на растения, ни на животных грибы обладают исключительно собственной фактурой, наружностью и манерой развития. Высшие грибы представляют малую ветвь эволюции царства грибов эумицетов известную как «мясистый гриб». В сущности, грибы это лишённые хлорофилла организмы, которые эволюционировали из водорослей. Основная роль грибов в экосистеме это разложение – звено в цепочке микробов, которые разрушают и перерабатывают мёртвую органическую массу. И хотя известны десятки тысяч грибов, высшие грибы составляют только малую долю насчитывающую несколько тысяч видов.

Независимо от вида, несколько шагов являются универсальными в культивации всех грибов. Не удивительно что они в точности повторяют жизненный цикл грибов. Задача культиватора здесь состоит в том, чтобы изолировать требуемый вид от агрессивных соперников природного мира и поместить его в подготовленную среду, которая даст выращиваемому грибу явные преимущества над конкурирующими организмами. Три главных шага в выращивании грибов соответствуют трём фазам в их жизненном цикле:

1. Сбор спор, проращивание спор и изоляция мицелия; или клонирование ткани гриба.
2. Приготовление инокуляционного материала путём наращивания массы мицелия на обогащённом питательном носителе на основе агара и затем на зерне. Высаживание зерновой грибницы в компостные и некомпостные субстраты или использование непосредственно зерна как субстрата для плодоношения.
3. Создание условий для появления и развития плодовых тел (собственно грибов).

Понимание основ жизненного цикла гриба значительно упрощает изучение базовых методов культивации.

Плодовые тела это цветы грибного растения – мицелия. Мицелий пронизывает землю обширными сетями соединённых между собой клеток и живёт практически вечно. Скрытый от глаз мицелий производит плодовые тела, которые мы и называем грибами, только в оптимальных условиях включающих в себя температуру, влажность и наличие питательных веществ. В большинстве случаев у мицелия есть практически только одна возможность обеспечить выживание вида: выбросить чудовищное количество спор.

В масштабе жизненного цикла грибного растения плодовое тело появляется лишь на мгновение. Сети мицелия могут находиться в состоянии спячки месяцами, а иногда и годами и произвести единственную волну грибов. В течении этих нескольких недель плодоношения мицелий переходит в состояние бешеного роста, аккумулируя питательные вещества и формируя уплотнения в виде маленьких шариков называемых примордиями, которые со временем увеличатся и образуют плодовые тела грибов. Первыми из тканей развиваются гимениальные пластинки на нижней части шляпки, проявляясь сначала как складки, превращаются затем в прямые гребни и в конечном счёте вытягиваются образуя плоские вертикальные пластинки. Эти симметричные рационально расположенные пластинки покрыты клетками производящими споры – базидиями.

С конструктивной точки зрения гриб является эффективным репродуктивным телом. Его шляпка выступает куполообразным щитом, защищающим расположенные под ним гимениальные пластинки от разрушающего воздействия дождя, ветра и солнца. Многие виды грибов обладают так называемой частичной вуалью защищающей пластинки, растягиваясь от шляпки и окаймляя ножку. Споры начинают сыпаться как раз незадолго до разрыва вуали. После отсоединения частичной вуали спороношение продолжается с нарастающей скоростью. Шляпка гриба опирается на подобную колонне ножку, которая поднимает гимениальные пластинки над землёй, где даже малейшие потоки воздуха с лёгкостью уносят споры. Совершенно очевидно, что каждая часть плодового тела гриба предназначена для того чтобы дать спорам наилучшие возможности для созревания и распространения во внешней среде, условия которой зачастую оказываются суровыми и резко изменяющимися.

По мере созревания гриба продуцирование спор замедляется, прекращаясь в итоге вовсе. Это последние часы жизни плодового тела. Вскоре в процесс вступают бактериальное разложение и низшие грибы, которые быстро превращают некогда величественный гриб в комочек склизкой и зловонной массы, стекающей в землю из которой она и произошла.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ГРИБА

Культивация грибов это одна из лучших возможностей для наблюдения Жизненного Цикла Гриба во всей его полноте. Жизненный цикл начинается со споры, которая порождает первичный мицелий. Вторичный появляется при скрещивании клеток мицелия произошедших от двух разных спор. Этот мицелий продолжает развиваться вегетативно. Когда вегетативный мицелий созреет, его клетки будут способны на феноменально быстрый уровень деления, на пике которого он возводит плодовые тела грибов. Это последнее функциональное изменение в результате которого он становится третичным мицелием. Эти три типа мицелия представляют собой три последовательные фазы жизненного цикла гриба.

Споры большинства грибов генетически гаплоидны (1N) и одноядерны. Это значит что каждая спора содержит в себе одно ядро и половину набора хромосом своего вида. Таким образом у споры есть «пол» в том смысле что для созревания до мицелия способного к произведению потомства ей необходима спора противоположного типа. Сразу после выбрасывания споры представляют собой полностью готовые к прорастанию объёмные «влажные» клетки. Но вскоре начинается их обезвоживание и высыхая стенки клетки свёртываются к центру. В таком виде они смогут находится в состоянии покоя, пережидая сухие сезоны или сильные засухи. Когда погодные условия смягчатся и предоставят достаточный уровень влажности споры снова напитаются влагой и вернутся к прежнему объёму. Только в этом случае возможно прорастание спор.

В пределах одного вида структура и форма спор в некоторой степени схожи. Однако если рассматривать споры разных видов то можно заметить значительные отличия. Некоторые гладкие в и имеют форму лимона (род Copelandia, к примеру); многие эллиптические (как у рода Psilocybe); тогда как другие обладают неправильной формой и сложной структурой поверхности (Lactarius или Entoloma). Верхушечные зародышевые поры присутствуют у спор многих грибов и особенно у псилоцибиновых видов.

Зародышевая пора это округлое углубление на одном конце споры из которого выпускается гаплоидная ниточка мицелия, называемая гифом. Гиф продолжает расти и разветвляясь образует мицелиальную сеть. При встрече двух генетически взаимодополняющих гифовых сетей в момент соприкосновения стенки клеток входящих в контакт растворяются и происходит обмен цитоплазматическим и генетическим материалом. Эротично это или нет, но это «грибной секс». Весь мицелий появляющийся впредь будет двухъядерным и дикариотическим. Это означает, что в каждой клетке будет содержаться два ядра и полный набор хромосом. За несколькими исключениями, только полностью зрелый (дикариотический) мицелий способен к производству плодовых тел. Обычно дикариотический мицелий быстрее колонизирует субстрат и в принципе более сильный, чем монокариотический. Плодоношение уже принципиально возможно, как только мицелий вступает в дикариофазу. У Psilocybe cubensis период между прорастанием спор и появлением зачатков плодовых тел может занять всего две недели; у некоторых видов Panaeolus это может произойти уже через неделю. У большинства грибов тем не менее на это уходит несколько недель или месяцев.

Культиваторы занимающиеся выведением новых штаммов путём скрещивания выделенных односпоровых культур используют как признак для определения зрелости (перехода в дикариофазу) мицелия наличие так называемых спаечных соединений. Спаечные соединения это микроскопические мосты объединяющие две клетки и встречаются они только в дикариотическом мицелии. Спайки можно легко увидеть даже с помощью слабого микроскопа с увеличением X100–400. Не все виды образуют спаечные соединения. (Agaricus brunnescens не образуют, зато почти все виды Psilocybe и Panaeolus образуют). И напротив у мицелия полученного из гаплоидных спор спайки отсутствуют. Эта характерная особенность является бесценным инструментом для исследователя выводящего новые штаммы. (За дополнительной информацией о стратегиях селекции см. Главу XV.)

Две сети мицелия растущие вместе могут обменяться генетической информацией и образовать новый штамм. Это случается при объединении двух гифальных систем и называется анастомоз. А если пересекаются две несовместимых колонии мицелия, то зачастую в месте их встречи образуется участок подавленного роста. На агаре подобный участок несовместимости будет виден невооружённым взглядом.

Когда мицелий начинает плодоносить в его метаболизме происходит несколько радикальных перемен. До этого момента он развивался вегетативно. В вегетативной стадии гифальные клетки накапливают питательные вещества. Удивительно что количество ядер в каждой клетке постепенно увеличивается и иногда даже достигает десяти в момент перед началом образования примордий. Непосредственно перед формированием плодовых тел эти ядра передаются через стенки вновь образующимся клеткам и их количество усредняется до двух на клетку. По-видимому такое увеличение количества ядер является необходимым условием для плодоношения у многих видов грибов.

По мере формирования гимениальных пластинок появляется всё больше базидиальных клеток, проявляясь поначалу маленькими пузырьками напоминающими булыжную мостовую. Базидия – это основная цель репродуктивной фазы жизненного цикла гриба. Тем не менее базидии не созревают все сразу. К примеру у вида Panaeolus базидиальные клетки появляются очагами придавая поверхности пластинок пятнистый вид. Клетки из которых образуется базидия обычно двухъядерные, и т.к. каждое ядро содержит одинарный набором непарных хромосом (1N), то клетка является дикариотической. И состав новых базидиальных клеток сходный. В определённый момент времени два ядра базидии начинают движение навстречу друг другу и объединяются в одно целое диплоидное (2N) ядро. Это превращение известно как кариогамия. Вскоре после этого диплоидное ядро претерпевает мейоз в результате которого обычно рождаются четыре гаплоидных дочерних клетки.

На поверхности базидии возникают стеригмы – выступы похожие на щупальца, по которым движутся эти ядра. У большинства видов на кончиках этих выступов образуются четыре споры. Споры продолжают развиваться до тех пор пока некое усилие не вытолкнет их в пространство. Сам механизм освобождения споры пока не объяснён учёными. Но наиболее распространённая в микологическом сообществе модель основывается на предпосылке что это происходит из-за пузырька газа образующегося в месте соединения споры и стеригмы. Пузырёк газа надувается и взрывается «отстреливая» спору в полость между пластинками откуда её уносят воздушные потоки. Обычно подобным образом освобождаются и другие споры. Спороношение завершает жизненный цикл гриба.

Не у всех видов грибов базидии производят четыре гаплоидных споры. Agaricus brunnescens (= Agaricus bisporus), обычный шампиньон, обладает базидиями с двумя диплоидными (2N) спорами. Это означает, что мицелий полученный из одной такой споры уже полностью готов к плодоношению. Agaricus brunnescens – это только один пример диплоидного биполярного вида. У некоторых Copelandian Panaeoli (сильно синеющие виды рода Panaeolus) две споры и те же условия созревания что и у Agaricus brunnescens. У других видов грибов базидии только с тремя спорами; у некоторых с четырьмя; а у несколько видов, таких как лисичка обыкновенная, на каждую базидию приходится восемь спор!

Осведомлённость начинающего грибовода о жизненном цикле значительно упростит первые попытки выращивания грибов. Как только будет достигнуто понимание сути грибной культуры и жизненного процесса этих организмов, культиватор сможет перейти к более сложным и интересным темам, таким как генетика и селекция штаммов. Такой всесторонний подход способствует углублению понимания вопроса и закладывает фундамент для развития инновационного подхода к разведению грибов.