2株間座殼屬真菌培育白木香菌紋木的條件篩選實(shí)驗(yàn)

何海珊 甘昌濤 郝嘉奇 邱 堅(jiān)

( 1. 西南林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650233；2. 西南林業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院，云南 昆明 650233)

菌紋木是指由真菌引起著色的木材，也即花斑木。“花斑木”之稱由美國(guó)愛荷華州立大學(xué)郭夢(mèng)麟老師所著的《木材腐朽與維護(hù)》[1]一書中所翻譯的“花斑”一詞而來(lái)，指來(lái)源于美國(guó)俗語(yǔ)的Spalted wood[2]，隨后又譯為菌紋木。因該技術(shù)在歐美國(guó)家的歷史上主要流傳下來(lái)的菌紋木工藝品多為教堂等的鑲嵌畫、家具貼面作品，與我國(guó)多使用礦物作為彩色顏料作壁畫及建筑裝飾不同，故菌紋木制作也可稱為木材生物彩繪或木材真菌彩繪。菌紋中的菌紋線類型所形成的黑色及黑褐色線條主要由黑色素構(gòu)成，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定[3-5]，歐洲一些著名教堂中的壁畫等藝術(shù)作品歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，色彩仍然鮮艷[2]。美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的Robinson對(duì)菌紋木在現(xiàn)代的應(yīng)用做了大量研究，其中規(guī)?；瘧?yīng)用的研究包括了樹種的優(yōu)選、菌種組合、染色方法、滅菌條件等方面[6-9]。

白木香（Aquilaria sinensis）是形成名貴中藥沉香的樹種，其木質(zhì)部淀粉含量豐富[10]，有利于真菌在木材上生長(zhǎng)，且材色較淺，便于突顯深色菌紋，是制作菌紋木的優(yōu)選材料。我國(guó)人工種植白木香的面積大，但因結(jié)香技術(shù)局限，結(jié)香率低[11-13]，市場(chǎng)上出現(xiàn)了結(jié)香效果更優(yōu)良的奇楠品種，一些先鋒企業(yè)已經(jīng)開始將種植多年的白木香樹砍伐后嫁接奇楠品種[14-16]，由此將產(chǎn)生大量的白木香木材剩余物。

菌紋木在實(shí)驗(yàn)室的培育已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但規(guī)?；纳a(chǎn)還需要考慮在培育過程中易污染、菌種保藏及可能的菌株活力退化等問題[6,17]。本研究以白木香木材為材料，以消毒及滅菌的方法處理木材及接種過程，并進(jìn)行加糖和不加糖處理，比較菌紋形成效果，以期簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 試樣處理

白木香木段為10年生白木香樹高2.5～3.5 m處主干，直徑6～7 cm，2016年采集后置于通風(fēng)處氣干，木材材色白色至淺黃色，生長(zhǎng)輪不明顯。直徑較大者鋸成2～3 cm高的小圓盤8片（編號(hào)W1～W8），直徑較小者鋸成長(zhǎng)25 cm的木段8段（編號(hào)Y1～Y8）。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《木材含水率測(cè)定方法》GB/T 1931—2009測(cè)量白木香氣干條件下的含水率，測(cè)得白木香木樣平均含水率為10.76%（樣本重復(fù)5，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.001 6，變異系數(shù)1.52%）。為將木材含水率調(diào)節(jié)至適宜菌株Diaporthesp. 63-4生長(zhǎng)的40%含水率[18]，根據(jù)白木香氣干材質(zhì)量，計(jì)算各木樣達(dá)到40%含水率所需的葡萄糖溶液（20%質(zhì)量濃度）體積或過濾水體積。

加糖處理。編號(hào)Y1～Y8木樣兩端以電鉆打孔6 cm深孔洞，用滴管將葡萄糖溶液滴入一端的孔洞，并以水循環(huán)式真空泵在另一端抽氣，讓木樣吸收葡萄糖溶液；編號(hào)W1～W4木樣橫斷面上以毛筆蘸葡萄糖溶液畫一條通過髓心的橫線，直至計(jì)算的葡萄糖溶液完全滲入木樣；在W5～W8木樣橫斷面上以毛筆蘸過濾水畫類似的橫線。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)置4組處理，分別為：A組為未滅菌加糖處理接種Diaporthesp. 63-4；B組為未滅菌加糖處理接種Diaporthesp. ZXH18-6；C組為滅菌加糖處理接種Diaporthesp. 63-4；D組為滅菌不加糖處理接種Diaporthesp. 63-4。每組處理重復(fù)4塊木樣。

1.3 真菌接種及培育

菌種為經(jīng)證實(shí)可以形成菌紋的菌株Diaporthesp. 63-4、Diaporthesp. ZXH18-6[18]，挑取菌絲至馬鈴薯葡萄糖液體（PD）培養(yǎng)基，于SHA-BA型恒溫水浴振蕩器（水溫（25±2）℃，轉(zhuǎn)速131 r/min，時(shí)間5 d）培養(yǎng)得到接種物。

未滅菌木樣接種真菌，編號(hào)Y1～Y4木樣接種菌株Diaporthesp. ZXH63-4，編號(hào)Y5～Y8木樣接種菌株Diaporthesp. ZXH18-6。木樣在實(shí)驗(yàn)室中2盞酒精燈前，以燒通紅并冷卻后的鑷子夾取菌絲團(tuán)，塞滿試件孔洞，涂在木樣樹皮上，用保鮮膜包裹，放入裝有已滅菌木屑（起到固定及保溫作用）的密封塑料箱中，把溫濕度記錄儀（妙昕TH10R-EX型）的探頭放入塑料箱中，每小時(shí)記錄1次溫濕度值，塑料箱用保鮮膜密封。

滅菌木樣接種菌株Diaporthesp. ZXH63-4。木樣以白紙包裹，稱量記為m1，經(jīng)高溫蒸汽滅菌（博迅BXM-30R立式壓力蒸汽滅菌器，120 ℃，45 min）后稱量，在超凈工作臺(tái)上吹風(fēng)并打開紫外燈，調(diào)整含水率至40%（質(zhì)量恢復(fù)至m1），在超凈工作臺(tái)上接種菌絲團(tuán)，接種后以保鮮袋包裝，隨后置于恒溫箱（25±2）℃中黑暗培養(yǎng)。

1.4 分析方法

菌紋的量為Scion Image軟件分析菌紋與總面積的占比[18]。掃描木樣表面，從中間劈開后掃描木樣內(nèi)部，由于木段縱面圓弧不便掃描分析，以相機(jī)分別從兩側(cè)拍1張清晰照片，經(jīng)Photoshop軟件將背景扣除后，再進(jìn)行分析。利用SPSS進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

白木香木樣不同處理?xiàng)l件下污染情況及菌紋形成效果見表1。未滅菌處理的木樣出現(xiàn)污染情況，污染現(xiàn)象為大面積深入木材內(nèi)部的灰黑色染色，表面染色面積占整塊木樣的50%以上，菌紋僅在木樣表面局部形成（圖1a、1b）。Diaporthesp. 63-4形成的表面菌紋顯著較Diaporthesp.ZXH18-6多（表2）。

表1 白木香木樣不同處理?xiàng)l件下污染情況及菌紋形成效果Table 1 Contamination and zone lines formation under different treatment conditions on A. sinensis

圖1 滅菌與未滅菌處理白木香形成菌紋情況Fig. 1 Formation of zone lines on sterilized and unsterilized A. sinensis

表2 白木香試樣不同處理?xiàng)l件培育菌紋木的菌紋占比Table 2 Proportion of zone lines on A. sinensis under different treatment

滅菌處理的木樣僅在表面出現(xiàn)少量青霉污染，青霉污染為接種后套保鮮袋時(shí)造成。滅菌后加糖處理的木樣和不加糖處理的木樣表面菌紋量差異不顯著，但均較未滅菌木樣的菌紋量顯著減少（表2）；所有處理中，僅滅菌加糖處理的木樣形成內(nèi)部菌紋（圖1c），但4個(gè)重復(fù)中有1個(gè)木樣沒有形成內(nèi)部菌紋。

用溫濕度記錄儀記錄塑料箱中的溫濕度范圍（圖2），在室溫6.0～24.7 ℃、濕度76.1%～96.4%，較昆明室內(nèi)溫度略高，塑料箱的溫度有時(shí)在下午升高，是由于塑料箱在下午約16：00—18：00被西斜的陽(yáng)光照射，木屑保溫作用明顯。

圖1 昆明冬季室內(nèi)塑料箱培育菌紋木的溫濕度記錄Fig. 2 Record of temperature and humidity in plastic bin cultivated spallted wood in room in winter, Kunming

3 結(jié)論與討論

本研究以2株間座殼屬真菌Diaporthesp.ZXH18-6及Diaporthesp. ZXH63-4在滅菌與未滅菌、加糖與不加糖條件下接種到白木香木材上，在室內(nèi)和恒溫箱中分別培育60 d。經(jīng)過分析得出以下結(jié)論：

1）未滅菌白木香木樣在培育過程中木塊攜帶的雜菌生長(zhǎng)造成塊狀灰黑色染色。

2）加葡萄糖的滅菌白木香木樣更容易形成內(nèi)部菌紋，未加葡萄糖或未滅菌白木香木樣的內(nèi)部沒有形成菌紋，加葡萄糖處理有利于菌紋真菌Diaporthesp. 63-4及Diaporthesp. ZXH18-6在白木香木材上定殖。

3）Diaporthesp. 63-4及Diaporthesp. ZXH18-6菌株可以在裝了木屑保溫的塑料箱內(nèi)（昆明冬季，室溫6.0～24.7 ℃、濕度76.1%～96.4%）生長(zhǎng)并形成菌紋，木屑起到了保溫作用。

調(diào)查表明易于形成菌紋木的樹種多為邊材樹種，絕大部分樹種的邊材均可以形成菌紋[19]，而本實(shí)驗(yàn)中添加葡萄糖的木樣更容易形成菌紋，因此木材中的小分子糖成分含量高，有利于真菌成功定殖于木材，對(duì)于材色較淺但小分子糖含量相對(duì)較低的木材可以通過接菌前添加小分子糖加快真菌定殖速度與成功率，縮短菌紋木培育時(shí)間并增加菌紋量。

木材在未滅菌條件下培育花斑木，其本身攜帶的真菌或造成污染。Robinson等[7]將糖槭（Acer saccharum）和山楊（Populus tremuloides）原木放在表面消毒的塑料箱種，接種3種在滅菌條件下只形成黃色染色的真菌Scytalidium lignicola、Scytalidium ganodermophthorum及Inonotus hispidus，恒溫恒濕條件下培養(yǎng)12個(gè)星期，S. lignicola除了形成滅菌條件下形成的黃色染色，還有藍(lán)色染色，S. ganodermophthorum除了藍(lán)色染色菌紋線，Inonotus hispidus形成的染色與滅菌條件下的一致，除了黃色染色以外的真菌染色應(yīng)該來(lái)源于木材本身攜帶菌。本實(shí)驗(yàn)中Diaporthesp. 63-4及Diaporthesp. ZXH18-6也在類似未滅菌條件下培養(yǎng)，除了菌紋線還形成了灰黑的塊狀染色，應(yīng)該也是由于木塊本身攜帶真菌所致，不同木材攜帶菌類不一樣，因此增加的著色不同。如果在不滅菌條件下規(guī)?；a(chǎn)菌紋木，需要根據(jù)市場(chǎng)需求情況及該批樹種本身攜帶菌的情況來(lái)擬定生產(chǎn)方案。