由吉林省科学技术协会主办的2020年吉林省研究生科技论文演讲比赛（决赛）落下帷幕。来自省科协所属省级学会和全省各研究生培养单位的18名研究生进入决赛，我院2名博士研究生入围。经过激烈角逐，我院徐帅所演讲的《玉米秸秆栽培香菇的代料配方优化及相关性分析》获一等奖，张金鹏所演讲的《变栖克雷伯菌FH-1对莠去津降解机制的研究》获二等奖。

徐帅

徐帅，男，共青团员，植物保护学院菌物学博士，在校期间，思想积极进步，热爱生活，团结集体。曾获校级“英语微视频创作特等奖”，被评为校级“优秀学生干部”；科研勤奋刻苦，公开发表SCI论文一篇、中文核心期刊两篇、获得国家已授权发明专利1项。

各位老师，同学：

大家下午好！

我是来自吉林农业大学植物保护学院的研究生—徐帅。今天我汇报的内容题目是《玉米秸秆栽培香菇的代料配方优化及相关性分析》，我的指导教师的李玉教授。图中的香菇就是使用秸秆栽培出来的，那么这么美丽的蘑菇后面到底有什么秘密，让我们一起来探究。

本研究的项目来源是，公益性行业农业科研专项。

我将从以下几个部分来汇报我的内容。

随着全球人口的不断上升，农业生产力也在飞速提高，同时超量的农作物秸秆被生产。我国于2018年修订并实施了大气污染法严格控制秸秆燃烧，那么如何处理这些农业废弃物是一大难题。这些废弃物主要分为2类，第一类是糖和纤维素含量较高的农业废弃物-棉籽壳，玉米秸秆等。第二类是以树叶和果木纸条为主的林业废弃物，它们的木质素含量更高。越来越多的研究学者针对不同种类的废弃物，开发出了生物燃料，纤维素木板和可食用甲壳素等来回收废弃物中的可循环资源。

本实验利用菌丝通过固体发酵处理农业废弃物-玉米秸秆-并获得药食同源的食物-香菇。提及真菌，不得不介绍一下真菌在人类社会中的重要地位，公元前2600年埃及人民通过真菌发酵获得面包解决了生活生产的难题，公元前1000年聪慧的亚洲人民利用娄地青霉制作美味可口的蓝纹奶酪，近现代利用甾体的微生物转化药物已经挽救了全球许多人的生命。今天，真菌开发已经延伸到环境治理和食品科学等领域。

不同的香菇菌株对秸秆的利用能力有所不同，首先要筛选出更适合使用秸秆栽培的菌株。我们对保存在吉林农业大学菌种库的31个香菇菌株的木质纤维素利用能力进行初步筛选，测定了利用玉米秸秆制作的液体培养基培养7天时不同菌株的漆酶和纤维素酶活性，结果表明有29.03%和25.80的菌株酶学活性超过平均值，在液体培养基中，漆酶活性要高于纤维素酶活性，其中有2个香菇菌株表现出较强的木质纤维素利用能力。

接着进行出菇实验，为了更加高效快捷的筛选配方，利用单型格子法辅助设计了6个混合秸秆配方，由于香菇栽培的特殊性，我们对配方内的秸秆添加量设置了限制因素，并测量了不同配方间的C,N含量和C/N。

首先关注产量结果，产量的回归公式的R方均是显著的，相关系数表明玉米芯和玉米秸秆粉的混合添加不利于产量形成因素。传统的种植者们认为利用农林废弃物种植香菇会有产量“后劲不足”的现象，我们统计了不同配方间的产量分布图发现，部分秸秆配方例如1，2，3，第一潮和第二潮菇的产量上要高于传统的木屑配方，然而当统计了第三潮菇的产量后，CK组的产量就反超了。本研究仅统计了3潮菇子实体，如果把整个采收期的时间拉长，也许传统配方在产量上的优势愈加明显。但是在工厂化逐渐普及的今天，能够在短周期内生产出较多子实体的混合秸秆配方更具优势。

香菇依据国家标准在售卖时是分等级的，那些能够生产 高产量配方的子实体形态又是怎样的呢？是否能够获得较好的经济利润呢？我们统计了不同配方间的子实体单菇重分布图，图中白色点是重量大小顺序的中位数，黑色矩形的上边缘是上四分位数，下边缘是下四分位数。我们发现那些产量较高的配方往往满足以下3个特征，第一：中位数大于24.00g，2：有超过50.00%的单菇重集中在中位数附近，3：有一个较小的变化区间，它的极差小。单菇重分布趋近于蛋形有利于于提高售卖等级。比如产量同样是60g的2个配方， 1号生产了3个子实体单重为20.20.20g的子实体，而2号配方却生产了10.10和40g的子实体。大多数消费者偏爱子实体形状更好的1号配方，这种消费驱动的因素也应该被加入到配方筛选中。

种植玉米时会施用农药和化肥从而使玉米秸秆内富集了大量的重金属，香菇是一种富集金属元素较强的食用菌，我国在食品安全标准中给香菇单独制定了严格的有害金属含量界限。那么施用玉米秸秆种植香菇会不会造成子实体的重金属超标呢？结果表明各配方的 神格工钱4种金属元素均未超过国家标准，并且我们还发现混合秸秆生产的子实体在NA，锰和铁元素上有较大优势，同时香菇子实体是天然的镁库，远高于一般蔬菜。

栽培基质中的C含量影响子实体营养元素，尤其是总糖含量。传统的木屑配方虽然C/N对适合香菇产量形成因素，，但是其C含量较低，从而使得子实体总糖含量要远低于混合的秸秆配方。混合秸秆生产出的子实体有3个优势：经过评价它是一种安全的绿色产品，富含金属元素且有着高蛋白和低脂肪的特点。

本实验利用吉林地区的玉米秸秆生产出珍贵的食药用菌-香菇，使用单行格子法辅助筛选配方并提供了多种筛选栽培基质的方法，最后评价了利用玉米秸秆栽培香菇的食品安全性。

最后我们在吉林延边地区完成了中试试验，同样筛选出了适合秸秆配方的液体菌种接种方法。液体种制备快捷，接入菌包后萌发点多，更加适合工厂化栽培中使用，在吉林延边示范57.6万袋。本项目累计利用秸秆生产食用菌7541.5吨，其中香菇181.44吨。2020年习近平总书记在柞水，点赞，小木耳 大产业。我们利用本研究中的单型格子法为当地筛选出了适合黑木耳栽培的林业废弃物-柠木条。

谢谢 请各位老师批评指正。

张金鹏，现2018级农药学博士，在读期间思想上积极上进，主动学习党中央的政策路线，拥护党的路线方针政策，政治立场坚定，注重个人综合素质的提升，积极参加各项活动。参与了导师多项课题的研究，申报了《莠去津新型降解菌生物菌剂》专利一项,发表学术论文6篇，其中以第一作者，发表SCI论文3篇，EI论文1篇。先后获得专业一等奖学金（3次）、专业三等奖学金（1次）、2020年博士研究生国家奖学金、全国大学生英语竞赛A类一等奖、院学术年会二等奖、2020年吉林省科技协会科技演讲比赛二等奖。

各位老师，同学：

大家下午好！

我是2018级农药学博士研究生—张金鹏，来自吉林农业大学植物保护学院，我们都知道，我国是世界上的玉米种植大国，吉林省更是我国的玉米主要种植区域。前不久，习近平总书记来吉林省考察，在我省四平市梨树县，国家百万亩绿色食品原料标准化生产核心示范区，走进了玉米田，了解了农业科技的研发利用，以及黑土地的保护情况。农药的大量使用，农药的残留，农药对人体的危害，想必是在座的每一位人在生活中都关心的问题，下面就让我们聊一聊现在新一代年轻学农人是如何解决这些问题的。

我今天演讲的题目是《变栖克雷伯菌FH-1对莠去津降解机制的研究》，

莠去津，由于其价格低廉高效等特点，已经成为玉米田防治阔叶杂草的首选。但是由于其化学性质的稳定，残留时间长等特点，已经对玉米田土壤造成严重的破坏，同时随着地下水的迁移，对水生生物和人体造成不可逆的影响，不但可以使青蛙在分化的过程中雌性的比率增大，更能造成人的免疫系统、淋巴系统、生殖系统和内分泌系统紊乱，有可能产生畸形、诱导有机体突变。因此我们就试图从多年施用莠去津的土壤中找到一株可以高效降解莠去津的降解菌，来修复环境中的莠去津。

我们成功的分离出一株可以高效降解莠去津的降解菌，将其命名为FH-1，现已保藏在国家菌种保藏中心中。通过形态学观察，生理生化鉴定，以及16s分子生物学分析，最终将FH-1，鉴定为克雷伯菌属变栖种。

在对FH-1降解基因的研究中，发现在FH-1中存在4个与莠去津降解相关的基因。分别是atrA, atrC, trzN, trzD。

在对莠去津降解产物的分析中我们发现了3种降解产物，分别是HEIT,MEET,AEEO。

在对FH-1降解莠去津降解特性的研究中，发现当莠去津的初始浓度为50mg/L，pH值为中性和弱碱性，温度为25℃的时候，FH-1对莠去津的降解效率是最高的。通过替换无机盐液体培养基中的金属离子，我们发现当有Zn2+存在的情况下，FH-1对莠去津的降解速率明显提高。我想此时大家一定会和我有一样的疑问，为什么Zn2+的加入会使FH-1降解莠去津的速率提高呢？接下来我将对这一疑问进行解答。

首先我们对FH-1的基因组进行了测序分析，通过对基因组数据的组装，成功获得了FH-1染色体基因组和其中一个比较大的质粒的基因组。

随后我们对FH-1的基因组数据进行了GO,COG,KEGG三个数据库的基因功能注释，发现在FH-1基因组中存在4个与Zn2+相关的锌离子辅助性水解酶，我们猜测这4个与Zn2+相关的锌离子辅助性水解酶是造成这一现象的原因，因此，我们对这4个与Zn2+相关的锌离子辅助性水解酶进行了基因敲除，

通过同源重组的手段将Kan抗性基因替换掉4个与Zn2+相关的锌离子辅助性水解酶基因，同时利用pCP20对替换成功的Kan抗性基因进行剔除，最终获得了4个突变体，通过比对四个突变体和野生型对莠去津的降解速率，发现只有ORF3597这个基因所编码的锌离子辅助性水解酶pydC,起到促进FH-1对莠去津降解的作用。

为了进一步加以验证，我对pydC蛋白进行了异源表达，并在SWISS-MODEL网站上进行比对，成功的获得了pydC的最佳模板蛋白，5i4m, 我们发现最佳的模板蛋白5i4m是酰胺基类的水解酶，因此通过酰胺基酶测定酶活的手段对其进行酶活的测定。

同时发现随着Zn2+的加入会对FH-1的细胞活性和细胞膜的通透性起到促进的作用，我们都知道细胞膜的通透性的一个增加，可以增加细胞膜内的蛋白向细胞外分泌的过程中阻碍减少，进而增加使降解莠去津的酶与莠去津接触的几率增大，最终是FH-1对莠去津降解速率的提高。

最后我们研究了FH-1对北方黑土中的修复，通过筛选合适的载体材料，最终成功的制作了以麦麸为最适载体材料的生物菌剂。通过在莠去津污染的土壤中施用生物菌剂，并在修复后的土壤中种植对莠去津敏感的大豆和黄瓜两种作物，发现，修复后的土壤中与对照组相比，大豆和黄瓜的药害明显降低，同时修复后的土壤中的细菌和真菌的总数都得到了回升，细菌和真菌的菌群结构都得到了改善。

以上的研究结果发表在以下的SCI期刊中，并申请国家专利一项，我想作为一名农药学的博士研究生，应该脚踏实地的在黑土地环境的保护和绿色防控等领域做出自己的贡献，希望今天的演讲可以让新一代学农人知道要将论文写在大地上，更能激励新一代年轻人走进农田，了解农业，热爱农业科学，不辜负时代所赋予我们的使命。以上是我今天演讲的全部内容，感谢各位评审老师，谢谢！