北蟲(chóng)草人工代料栽培的幾種碳源比較

雷 剛，姜 琴，范雅迪，王紅衛(wèi)，曹曉文

（江漢大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430056）

北蟲(chóng)草人工代料栽培的幾種碳源比較

雷 剛，姜 琴，范雅迪，王紅衛(wèi)，曹曉文

（江漢大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430056）

研究用4種不同糧食作物作為培養(yǎng)基主料，生產(chǎn)的北蟲(chóng)草在產(chǎn)量和質(zhì)量上的差別。在其他條件相同的情況下，分別用大米、高粱、玉米、小麥為主要碳源制作培養(yǎng)基，從液體菌種培養(yǎng)直到子實(shí)體成熟。隨機(jī)抽樣檢測(cè)其產(chǎn)量、質(zhì)量。結(jié)果表明：小麥、大米作培養(yǎng)基主料，子實(shí)體的產(chǎn)量、質(zhì)量較好，高粱其次，玉米較差。

北蟲(chóng)草；人工代料栽培；培養(yǎng)基；碳源

北蟲(chóng)草是北冬蟲(chóng)夏草的簡(jiǎn)稱，又叫蛹蟲(chóng)草。為菌物界、真菌門、子囊菌亞門、核菌綱、麥角菌目、蟲(chóng)草屬。其起源于我國(guó)，是我國(guó)一味傳統(tǒng)的珍貴中藥藥材。

北蟲(chóng)草與冬蟲(chóng)夏草在分類學(xué)上，是同屬異種的兩種真菌。在重要化學(xué)成分、功效上，兩者相似。野生冬蟲(chóng)夏草功效卓越，但資源極其稀少且遭到過(guò)度開(kāi)采。人工栽培冬蟲(chóng)夏草，目前結(jié)果不甚理想，還不能有效地培養(yǎng)子實(shí)體，更不能規(guī)?；a(chǎn)。人工栽培北蟲(chóng)草可以克服這些問(wèn)題。首先，其化學(xué)成分、功效均相似于甚至優(yōu)于天然冬蟲(chóng)夏草［1-2］；其次，北蟲(chóng)草人工栽培技術(shù)已逐漸成熟，人工栽培的方法有：液體深層發(fā)酵、人工代料培養(yǎng)和活體培養(yǎng)3種。人工代料培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：相比液體深層發(fā)酵培養(yǎng)出來(lái)的產(chǎn)品，其外形更加接近于天然北蟲(chóng)草，氣味純正且無(wú)異味，易被消費(fèi)者所接受；相比接種于昆蟲(chóng)上活體培養(yǎng)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，成本低、技術(shù)要求低、生產(chǎn)周期短［3-6］。人工代料培養(yǎng)的方法，目前已經(jīng)廣泛用于生產(chǎn)和科研上。

人工代料培養(yǎng)北蟲(chóng)草時(shí)，北蟲(chóng)草的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源于固體培養(yǎng)基。因此，找出在人工代料培養(yǎng)中，適合北蟲(chóng)草生長(zhǎng)發(fā)育的培養(yǎng)基是研究重點(diǎn)。對(duì)此，科研工作者已經(jīng)做了許多相關(guān)研究，其中，針對(duì)北蟲(chóng)草代料中碳源的研究表明，葡萄糖、麥芽糖、淀粉等作為碳源時(shí)，效果不如大米、小麥等糧食作物作為碳源。但是由于北蟲(chóng)草的來(lái)源、試驗(yàn)環(huán)境等條件的不同，針對(duì)糧食作物作為北蟲(chóng)草人工代料栽培的碳源的研究，其結(jié)果多樣化［7-9］。為了得出適合北蟲(chóng)草人工代料培養(yǎng)時(shí)的碳源，本試驗(yàn)采用單因素單水平的研究方法，對(duì)比4種不同的糧食作物作為培養(yǎng)基主料時(shí)，北蟲(chóng)草在產(chǎn)量和質(zhì)量上的差別，得出適宜碳源，為人工生產(chǎn)北蟲(chóng)草提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

馬鈴薯，葡萄糖，磷酸二氫鉀，硫酸鎂，蛋白胨，維生素B1，蠶蛹粉；大米，高粱，玉米碎，小麥；北蟲(chóng)草固體斜面菌種從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)處購(gòu)得。

1.2 試驗(yàn)方法

玻璃罐頭瓶分別裝4種糧食作物40 g，水料比1∶1.6，pH控制在6.5～6.8，高壓蒸氣滅菌，每瓶接種5 mL液體菌種，全黑暗發(fā)菌、溫差刺激和輔以光照轉(zhuǎn)色，約60 d子實(shí)體成熟，分類采收。

1.3 參數(shù)測(cè)定

在不同階段分別測(cè)定菌絲生長(zhǎng)，原基生成的狀況，子實(shí)體物理性質(zhì)和子實(shí)體干重、濕重及生物轉(zhuǎn)化率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同主料對(duì)菌絲發(fā)育的影響

從表1可知，采用高粱與小麥為主料的菌絲長(zhǎng)滿培養(yǎng)基表面的瓶數(shù)最高，為25瓶，大米次之，玉米最小。

表1 菌絲長(zhǎng)滿培養(yǎng)基表面瓶數(shù)

從表2可以看出，菌絲生長(zhǎng)的平整度，大米和高粱為主料的明顯要好于小麥和玉米。玉米菌絲生長(zhǎng)不平整可能是因?yàn)橛衩最w粒大于大米、小麥等，顆粒間隙大的原因。

表2 菌絲生長(zhǎng)平整的瓶數(shù)

菌絲平均長(zhǎng)度的差異見(jiàn)表3。從表中可知，玉米的菌絲平均長(zhǎng)度要大于其他幾種主料培養(yǎng)基，經(jīng)分析是由于氣生菌絲生長(zhǎng)旺盛。

表3 菌絲平均長(zhǎng)度 /cm

菌絲生長(zhǎng)緊密狀況見(jiàn)表4。小麥、高粱、大米的菌絲生長(zhǎng)致密度明顯好于玉米，菌絲如毛氈狀，氣生菌絲很少。

表4 菌絲生長(zhǎng)緊密（緊實(shí)的毛氈狀）的瓶數(shù)

綜合來(lái)看，玉米培養(yǎng)基，前期菌絲長(zhǎng)速最快，但是菌絲生長(zhǎng)不整齊、不緊密，其原因可能是玉米碎顆粒偏大（一破三），培養(yǎng)基較為疏松，且表面不平整；小麥培養(yǎng)基，前期菌絲長(zhǎng)速最慢，但是菌絲生長(zhǎng)整齊、緊密，其原因可能是這種培養(yǎng)基較致密，通透性不是很好，前期菌絲發(fā)育可能受到一定的影響，生長(zhǎng)速度相對(duì)較慢一些；大米、高粱培養(yǎng)基的菌絲的情況介于這兩者之間。

2.2 不同主料對(duì)原基形成的影響

從表5可知，原基初期生成的分布以玉米最佳，大米次之，高粱和小麥較稀疏分布。這說(shuō)明較為疏松的培養(yǎng)基更利于原基初期生成。

表5 原基初期生成的狀況

2.3 不同主料對(duì)子實(shí)體的影響

2.3.1 對(duì)產(chǎn)量的影響 從表6可以看出，大米培養(yǎng)基子實(shí)體每瓶鮮重均在20 g以上，其次是小麥培養(yǎng)基。玉米培養(yǎng)基子實(shí)體鮮重最小，這與它原基形成時(shí)良好的狀況相矛盾，仔細(xì)觀察它子實(shí)體生長(zhǎng)的狀況，其培養(yǎng)基上子實(shí)體生長(zhǎng)不致密，雖然單根子實(shí)體較為粗壯，但整體數(shù)量偏少，因而總體鮮重偏小。造成這種現(xiàn)象的原因有待進(jìn)一步研究。子實(shí)體干重的結(jié)果是小麥培養(yǎng)基最高，其次是大米培養(yǎng)基，玉米培養(yǎng)基仍然是最低。

表6 子實(shí)體干重和鮮重 /g

2.3.2 對(duì)生物轉(zhuǎn)化率的影響 表7反映了各種培養(yǎng)基生物轉(zhuǎn)化率的情況，大米每瓶的生物轉(zhuǎn)化率均在50個(gè)百分點(diǎn)以上，單瓶甚至達(dá)到70個(gè)百分點(diǎn)以上，小麥與大米接近，高粱和玉米的總生物轉(zhuǎn)化率不足50%。

2.3.3 對(duì)外觀質(zhì)量的影響 不同主料對(duì)外觀質(zhì)量的影響見(jiàn)表8。從表中可知，小麥培養(yǎng)基生產(chǎn)出來(lái)的子實(shí)體，顏色最深，偏橙紅色，平均長(zhǎng)度最長(zhǎng)，密集但不粗壯；玉米培養(yǎng)基的子實(shí)體較粗壯，但顏色最淺，偏淡黃色，長(zhǎng)度也是幾種培養(yǎng)基中最小的。大米培養(yǎng)基子實(shí)體的顏色為橙色，平均長(zhǎng)度、粗細(xì)均度較好。

表7 生物轉(zhuǎn)化率

表8 子實(shí)體的物理性質(zhì)

3 討論

自從北蟲(chóng)草于大米培養(yǎng)基上成功進(jìn)行人工培養(yǎng)以來(lái)，科研工作者就其他的糧食作物代替大米且提高其產(chǎn)量的可能性進(jìn)行了探尋。學(xué)者們或?qū)追N不同的作物單獨(dú)比對(duì)，或?qū)煞N作物按比例梯度調(diào)配比較，或?qū)⒏鞣N作物兩兩組合比較。研究得出的結(jié)論不盡相同［7-9］。

本試驗(yàn)說(shuō)明以大米、高粱、玉米、小麥4種糧食作物作為培養(yǎng)基主要碳源栽培北蟲(chóng)草，其子實(shí)體產(chǎn)量和質(zhì)量差異明顯。

菌絲萌發(fā)、生長(zhǎng)和原基形成階段，雖然玉米培養(yǎng)基由于通透性較好，其菌絲長(zhǎng)速快，原基形成也較均勻，但是菌絲的長(zhǎng)速不一致，也不致密，氣生菌絲生長(zhǎng)過(guò)旺，營(yíng)養(yǎng)消耗過(guò)多，嚴(yán)重影響后期子實(shí)體的生長(zhǎng)。而小麥和大米培養(yǎng)基中的菌絲雖然在此階段長(zhǎng)速較慢，但菌絲生長(zhǎng)較為致密、敦實(shí)，為其后續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育打下了良好的基礎(chǔ)。

采收的子實(shí)體，小麥和大米測(cè)定鮮重都在90 g以上，平均每瓶干重高于4 g；生物轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%以上。而玉米測(cè)定鮮重只有74 g，較小麥和大米低24%；平均每瓶干重不足3 g，較小麥和大米低35%左右；生物轉(zhuǎn)化率只有46%，明顯低于大米和小麥。

小麥、大米生產(chǎn)的子實(shí)體顏色橙紅色或橙色、粗細(xì)均勻、產(chǎn)品外觀優(yōu)于高粱和玉米。

綜合子實(shí)體的質(zhì)量和數(shù)量性狀，可以看出，小麥、大米是北蟲(chóng)草人工代料培養(yǎng)基的較好碳源，高粱次之，玉米較差。據(jù)此認(rèn)為，玉米主產(chǎn)區(qū)域，可以考慮按一定比例搭配玉米、小麥或大米作為人工代料培養(yǎng)基的碳源，不單一使用玉米，以改善菌絲生長(zhǎng)狀態(tài)和保證子實(shí)體生長(zhǎng)期的碳源需要。小麥蛋白質(zhì)含量較豐富，表皮中含有較多的維生素，有利于提高子實(shí)體品質(zhì)。大米、小麥作物主產(chǎn)區(qū)域，在使用大米和小麥作為主要碳源時(shí)，也需要考慮添加適量的玉米或高粱等糧食作物，一方面可以改善培養(yǎng)基的物理結(jié)構(gòu)，增加通透性，促進(jìn)菌絲和原基的生長(zhǎng)和形成，另外也可降低生產(chǎn)成本。

［1］ 楊杰，程紅艷，韓曉芳，等.蛹蟲(chóng)草人工栽培研究進(jìn)展［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（7）：747-750.

［2］ 曹麗茹，馬妍，胡俊琴，等.蛹蟲(chóng)草栽培應(yīng)用研究［J］.遼寧林業(yè)科技，2006（2）：25，39.

［3］ 姚國(guó)洪，劉喜屏，劉廣紅，等.蛹蟲(chóng)草菌絲生長(zhǎng)研究［J］.微生物學(xué)雜志，2003，23（1）：61-62.

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Comparison of Carbon Source in Cordyceps militaris Artificial Substitute Cultivation

LEI Gang，JIANG Qin，F(xiàn)AN Ya-di，WANG Hong-wei，CAO Xiao-wen
（School of Life Sciences，Jianghan University，Wuhan 430056，Hubei，China）

In order to obtain the best carbon source of Cordyceps militaris artificial substitute cultivation，studied the quality and yield differences of Cordyceps militaris when 4 different kinds of crops were the main ingredient of culture medium.When the other conditions were the same，rice，sorghum，corn and wheat were used to be the culture medium，from liquid seed to fruiting body ma?turity.Surveyed and evaluated the quality and yield differences of fruiting bodies with random sam?pling.The results showed that the wheat and rice were the best carbon source，sorghum was the next while the corn was the worst.

Cordyceps militaris；artificial substitute cultivation；culture medium；carbon source

S567.35

：A

：1673-0143（2013）06-0105-04

（責(zé)任編輯：陳 曠）

2013－06－27

湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術(shù)研究中心開(kāi)放基金項(xiàng)目（2013-02）

雷 剛（1957—），男，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)。