賴騰強(qiáng) 謝娜 吳伯文
(福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建福州 350007)
靈芝為我國傳統(tǒng)名貴中藥,也是我國目前研究和開發(fā)較多的藥用菌[1]。《本草綱目》記載靈芝有“滋補(bǔ)強(qiáng)壯、延年益壽、利關(guān)節(jié)、治耳聾”等神奇功效,將其列為藥中上品[2]。靈芝含有豐富的生物活性物質(zhì),如多糖、三萜、不飽和脂肪酸、生物堿、甾醇類物質(zhì)等[3]。其中靈芝多糖、三萜是主要藥效成分,靈芝多糖具有降“三高”、抗癌、提高免疫力等作用[4];靈芝三萜具有保肝排毒、抑制腫瘤細(xì)胞、抗HIV 病毒、降低膽固醇、調(diào)血脂和抗炎等活性[5-6]。
靈芝的藥用價(jià)值被廣泛發(fā)掘,其市場需求快速增長,野生靈芝資源已遭到過度采摘和破壞,有些品種已瀕臨滅絕,保護(hù)野生靈芝種群及其生物遺傳多樣性,對(duì)野生靈芝的馴化栽培和仿野生栽培等技術(shù)手段進(jìn)行合理開發(fā)利用,具有重大意義[7]。野生靈芝可能具有栽培靈芝所沒有的優(yōu)良性狀,存在人們意想不到的優(yōu)良菌株,值得進(jìn)行深入研究[8-9]。
在福清市枇杷種植戶的枇杷園內(nèi)采集到一株野生黃褐色靈芝(圖1),對(duì)其進(jìn)行菌蓋內(nèi)菌肉組織分離,并進(jìn)行前端菌絲轉(zhuǎn)接,獲取較純的菌絲體,暫命名為農(nóng)芝1 號(hào),現(xiàn)保藏于福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食用菌栽培實(shí)訓(xùn)室。對(duì)野生靈芝農(nóng)芝1號(hào)進(jìn)行馴化栽培研究,了解其生物學(xué)特性、栽培特性及多糖、三萜含量,以期為進(jìn)一步開發(fā)農(nóng)芝1 號(hào)提供參考。
1.1.1 供試菌株農(nóng)芝1 號(hào),由福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院組織分離、保藏;韓國靈芝、日本靈芝、美國靈芝、荷蘭紫芝、大紅芝,引自江蘇省高郵市科學(xué)食用菌研究所。
1.1.2 供試培養(yǎng)基母種培養(yǎng)基設(shè)4 個(gè)配方(自然pH),原種培養(yǎng)基設(shè)1 個(gè)配方,栽培袋培養(yǎng)基設(shè)2 個(gè)配方(表1)。原種、栽培袋培養(yǎng)基均添加輔料:麩皮10%、紅糖1%、石灰0.5%、過鈣0.5%,自然pH。
表1 供試培養(yǎng)基配方及滅菌要求
1.2.1 野生靈芝組織分離及命名選取野生靈芝幼嫩的子實(shí)體,進(jìn)行菌蓋內(nèi)菌肉組織分離。在超凈工作臺(tái)內(nèi),用 75%酒精棉球擦洗進(jìn)行表面消毒,用長柄手術(shù)刀切開野生靈芝子實(shí)體,分割成5.0 mm×5.0 mm 菌肉,并將菌肉接種在母種配方①培養(yǎng)基的斜面中間,放在培養(yǎng)箱中以25℃恒溫、暗光培養(yǎng)。
分離接種2~3 d 后菌肉周圍長出白色菌絲,8~10 d 后菌絲可長滿整個(gè)試管斜面。挑取無污染、菌絲潔白濃密、氣生菌絲多的試管,進(jìn)行前端菌絲轉(zhuǎn)接獲取較純的菌絲體,暫命名為農(nóng)芝1 號(hào)。
1.2.2 農(nóng)芝1 號(hào)生物學(xué)特性研究采用18 mm×180 mm 試管做容器,試管斜面長 8 cm。取5.0 mm×5.0 mm 菌塊接種在試管斜面中間,在25℃(溫度實(shí)驗(yàn)除外)的培養(yǎng)箱中暗光培養(yǎng),各處理重復(fù)5 次。(1)溫度試驗(yàn):采用母種配方①培養(yǎng)基,設(shè)7 個(gè)梯度溫度(5、10、15、20、25、30、35℃)。(2)濕度試驗(yàn):采用原種培養(yǎng)基,設(shè)6 個(gè)梯度的濕度(60%、61%、62%、63%、64%、65%),試管裝料高8 cm。(3)pH 試驗(yàn):采用母種配方①培養(yǎng)基,設(shè)8 個(gè)梯度的pH(5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5)。(4)營養(yǎng)試驗(yàn):采用母種培養(yǎng)基,設(shè)置4 種不同的營養(yǎng)配方①②③④。定期測量菌落直徑,取平均值作衡量菌絲生長速度指標(biāo);用肉眼觀察菌絲體生長粗壯、厚薄等情況,衡量其長勢[10]。
1.2.3 農(nóng)芝 1 號(hào)栽培特性研究采用17 cm×33 cm×0.05 cm 的聚丙烯塑料袋裝料,每袋料高14 cm,干料重385 g,經(jīng)高壓滅菌后待料溫降至25℃以下,按無菌操作規(guī)范接種。設(shè)6 個(gè)靈芝菌株,2 種不同的栽培袋配方A、B(表1)。(1)農(nóng)芝1 號(hào)出芝栽培試驗(yàn)的培養(yǎng)基采用栽培袋配方A;(2)6 個(gè)靈芝菌株栽培特性比較試驗(yàn)的培養(yǎng)基采用栽培袋配方B。用原種直接接種栽培袋,各接種50 袋。在溫度25℃、濕度65%~70%的走菌室暗光培養(yǎng),適當(dāng)通風(fēng)。走菌期間,觀測蓋面時(shí)間、滿袋時(shí)間、菌絲長速、菌絲長勢等。
對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)進(jìn)行出芝栽培試驗(yàn):(1)袋子開口,在室內(nèi)自然溫度下栽培;(2)在室外桃樹下,脫袋覆土栽培。在初步了解農(nóng)芝1 號(hào)具有出芝能力后,與其他5 個(gè)不同靈芝菌株進(jìn)行栽培比較試驗(yàn),比較不同菌株的栽培特性及靈芝多糖、三萜含量,從而了解農(nóng)芝1 號(hào)生長周期、出芝情況、生物學(xué)效率和多糖、三萜含量等,以此判斷農(nóng)芝1 號(hào)是否為優(yōu)良菌株。
當(dāng)菌絲長滿袋或有原基形成時(shí),統(tǒng)一放入栽培室,在自然溫度下出芝,按參考文獻(xiàn)[11]進(jìn)行出芝管理。出芝期間,觀測現(xiàn)原基時(shí)間、分化時(shí)間、孢子彈射時(shí)間等。當(dāng)靈芝菌蓋邊緣的白邊變?yōu)楹稚珪r(shí)即可采收,采收后及時(shí)烘干至恒重,烘干溫度以不超過60℃為宜。采收期間,觀測采收時(shí)間、袋單產(chǎn)量、色澤、形狀、孢子量、菌柄長、菌蓋寬、菌蓋厚等。除產(chǎn)量記錄第1、2 潮外,其余數(shù)據(jù)只記錄第1 潮。計(jì)算生物學(xué)效率,其公式為:
式中:BE,生物學(xué)效率;Fdw,子實(shí)體干重;Sdw,基質(zhì)干重。
1.2.4 農(nóng)芝1 號(hào)活性成分研究委托福建仙芝樓生物科技有限公司,對(duì)配方A、B 栽培的第1 潮靈芝多糖、三萜含量進(jìn)行測定,按照中國藥典[12]的標(biāo)準(zhǔn);其中,靈芝三萜以齊墩果酸、干基計(jì),靈芝多糖以干基計(jì)。
獲得純菌絲體后,對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)進(jìn)行生物學(xué)特性研究,了解其菌絲生長所需的溫度、濕度、酸堿度、營養(yǎng)條件等,從而為進(jìn)一步栽培創(chuàng)造條件。
2.1.1 不同溫度對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響由表2 可以看出,5℃時(shí),農(nóng)芝1 號(hào)菌絲不萌發(fā);溫度10~35℃菌絲均能生長,且隨著溫度的升高,菌絲萌發(fā)時(shí)間變?cè)?,生長速度加快,長勢趨好;溫度35℃時(shí),菌絲生長速度減慢,長勢趨弱;其中溫度25~30℃,菌絲稠密,長勢旺;溫度30℃時(shí),菌絲生長最快,菌絲長速達(dá)0.639 cm/d。
表2 不同溫度對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響
2.1.2 濕度對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響由表3可以看出,農(nóng)芝1 號(hào)菌絲在濕度60%~65%均能生長,菌絲萌發(fā)時(shí)間相差不大;濕度60%~63%,隨著培養(yǎng)基濕度增加,菌絲生長速度加快,長勢趨好;濕度64%~65%,隨著培養(yǎng)基濕度增加,菌絲生長速度減慢,長勢趨弱。濕度62%~63%,菌絲稠密,長勢旺;濕度63%時(shí),菌絲生長最快,菌絲長速達(dá)0.522 cm/d。
表3 濕度對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響
2.1.3 不同pH 對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響由表4 可以看出,農(nóng)芝1 號(hào)菌絲在pH 5.0~8.5 均能生長;pH 5.0~6.5,隨著pH 增加,菌絲萌發(fā)時(shí)間變?cè)?,生長速度加快,長勢趨好;pH 7.0~8.5,菌絲萌發(fā)時(shí)間變長,生長速度減慢,長勢趨弱;pH 6.0~6.5,菌絲稠密,長勢旺;pH 為6.5 時(shí),菌絲生長最快,菌絲長速達(dá)0.616 cm/d。
表4 不同pH 對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響
2.1.4 不同營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響由表5 可以看出,農(nóng)芝1 號(hào)菌絲在供試培養(yǎng)基上均能生長,配方②④菌絲長勢最好,配方③較好,配方①長勢一般。配方④菌絲長速最快,達(dá)0.645 cm/d;其次是配方③(0.583 cm/d);配方①菌絲長速最慢,只有0.456 cm/d。
表5 不同營養(yǎng)對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長的影響
出芝栽培試驗(yàn)結(jié)果表明,農(nóng)芝1 號(hào)具有出2潮靈芝的能力(圖2、3),脫袋覆土栽培的子實(shí)體(圖4)性狀正常,2 種方式所栽培出的農(nóng)芝1號(hào)子實(shí)體形態(tài)與野生靈芝基本相同。
2.2.1 不同靈芝菌株生長周期比較從表6 可知,供試靈芝菌株萌發(fā)時(shí)間一致,均為1 d,但生長周期有所不同。在蓋面時(shí)間上,美國靈芝最快,只需3 d;其次是農(nóng)芝1 號(hào)、日本靈芝、大紅芝,需3.5~4.0 d;荷蘭紫芝最慢,需要5.5 d。在滿袋時(shí)間上,美國靈芝最短,只需28.5 d;其次是大紅芝、日本靈芝,需31.5~32.5 d;荷蘭紫芝最慢,需要40.5 d。在菌絲長速上,美國靈芝最快,菌絲長速達(dá)0.558 cm/d;其次是大紅芝,為0.512 cm/d;荷蘭紫芝最慢,只有0.381 cm/d。在菌絲長勢上,日本靈芝、美國靈芝、大紅芝最好,其余的較好。在原基期上,大紅芝現(xiàn)原基最早,只需36 d;其次是日本靈芝、農(nóng)芝1 號(hào),需38~39 d;美國靈芝最遲,需要47 d。在分化期上,農(nóng)芝1 號(hào)、大紅芝原基分化最早,只需55 d;其次是韓國靈芝、日本靈芝,需56~57 d;荷蘭紫芝最遲,需要66 d。在孢子期上,農(nóng)芝1 號(hào)彈射孢子最早,只需75 d;其次是韓國靈芝、美國靈芝,需76 d;最遲的是荷蘭紫芝,需要81 d。大紅芝采收期最早,只需90 d;其次是農(nóng)芝1 號(hào)、日本靈芝,需91~92 d;荷蘭紫芝最遲,需要103 d。
表6 不同靈芝菌株生長周期比較
2.2.2 不同靈芝菌株子實(shí)體形態(tài)特征比較從表7 可知,在形狀上,韓國靈芝為扇形,荷蘭紫芝為半圓形,其余均為腎形。菌柄長達(dá)到4 cm 以上的菌株有農(nóng)芝1 號(hào)、美國靈芝、大紅芝,最長的是農(nóng)芝1 號(hào),達(dá)4.73 cm。菌蓋寬達(dá)到8 cm 以上的菌株有農(nóng)芝1 號(hào)、日本靈芝、大紅芝,最寬的是農(nóng)芝1 號(hào),達(dá)9.17 cm。菌蓋厚達(dá)到1 cm 以上的菌株有農(nóng)芝1 號(hào)、日本靈芝、荷蘭紫芝、大紅芝,最厚的是大紅芝,達(dá)1.27 cm。在色澤上,荷蘭紫芝為紫黑色,其余均為黃褐色,農(nóng)芝1 號(hào)、大紅芝色澤最鮮艷(圖5、6),其余次之。在分枝量上,韓國靈芝、荷蘭紫芝最多,其次為日本靈芝、大紅芝,農(nóng)芝1 號(hào)、美國靈芝較少。在孢子量上,日本靈芝、美國靈芝最多,其次為農(nóng)芝1 號(hào)、韓國靈芝、大紅芝,荷蘭紫芝最少。
表7 不同靈芝菌株子實(shí)體形態(tài)特征比較
從表8 可知,農(nóng)芝1 號(hào)在枇杷枝屑(配方B)、雜木屑(配方A)上的產(chǎn)量、品質(zhì)有所差異,配方B 的生物學(xué)效率和多糖、三萜含量均高于配方A,生物學(xué)效率高0.32%,多糖含量高0.22%,三萜含量高0.25%。
表8 不同靈芝菌株生物學(xué)效率及活性成分比較
供試靈芝菌株在枇杷枝屑(配方B)上的產(chǎn)量、品質(zhì)也有所差異。在生物學(xué)效率上,大紅芝最高,為8.60%;其次是農(nóng)芝1 號(hào),為7.56%;美國靈芝最低,為3.67%。在多糖含量上,大紅芝最高,為 7.42 mg/g,其次是農(nóng)芝 1 號(hào),為6.68 mg/g;日本靈芝最低,為4.88 mg/g。在三萜含量上,大紅芝最高,為9.60 mg/g;其次是農(nóng)芝1 號(hào),為9.27 mg/g;荷蘭紫芝最低,為6.51 mg/g。
試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),農(nóng)芝1 號(hào)在枇杷枝屑(配方B)的生物學(xué)效率和多糖、三萜含量均高于雜木屑(配方A),生物學(xué)效率高0.32%,多糖含量高0.22%,三萜含量高0.25%,表明利用枇杷枝屑作為培養(yǎng)基栽培靈芝能提高靈芝的產(chǎn)量和品質(zhì),這與文獻(xiàn)[13-14]報(bào)道的相一致。
在不同營養(yǎng)對(duì)農(nóng)芝1 號(hào)菌絲的影響試驗(yàn)中,添加枇杷枝屑的配方②④較未加枇杷枝屑的配方①③菌絲長勢好、長速快,表明枇杷枝屑有利于農(nóng)芝1 號(hào)菌絲的生長,這與文獻(xiàn)[14-15]報(bào)道的相一致,具體是何種物質(zhì)促進(jìn)菌絲的生長,有待進(jìn)一步研究。
同時(shí),農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長環(huán)境偏酸性,適宜pH 為6.0~6.5,這與文獻(xiàn)[16]報(bào)道的枇杷樹種植土壤以微酸性為最佳(土壤pH 6.0~6.5)相一致,表明農(nóng)芝1 號(hào)對(duì)枇杷枝屑產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性,枇杷樹適宜酸性土壤。
試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),供試靈芝菌株的第1 潮子實(shí)體分枝量較少,而第2 潮子實(shí)體的分枝量較多,究其原因,應(yīng)是袋子開口的問題,因此在栽培靈芝時(shí),應(yīng)根據(jù)市場需求選擇是否袋子開口。
在子實(shí)體生長期間,給以一定的通風(fēng)量,子實(shí)體均不形成鹿角狀,而是形成片狀;而通風(fēng)量過小時(shí),子實(shí)體不開片,呈鹿角狀。因此在栽培過程中,應(yīng)加強(qiáng)管理,注意調(diào)整通風(fēng)量,以栽培出商品性狀較好的靈芝子實(shí)體[17]。
內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacer,ITS)序列為高度可變區(qū),進(jìn)化速度最快,能夠承受更多的變異,因此利用ITS 序列研究種的分類階元,其分子鑒定的結(jié)果可信,而ITS-RFLP 酶切片段是固定的,結(jié)果更可靠[18-19]。解凡等[8]、趙麗麗等[20]、鄒莉等[21]采用ITS 測序比對(duì)、ITS-RFLP 分子標(biāo)記等技術(shù)手段對(duì)野生靈芝進(jìn)行鑒定,對(duì)于農(nóng)芝1 號(hào)是否為新菌株,可采用ITS 測序、ITS-RFLP分子標(biāo)記等技術(shù)手段對(duì)其作進(jìn)一步鑒定。
生物學(xué)特性研究結(jié)果表明:農(nóng)芝1 號(hào)菌絲生長適宜溫度為25~30℃,適宜濕度為62%~63%,適宜pH 為6.0~6.5。當(dāng)溫度為5℃時(shí),菌絲不萌發(fā),轉(zhuǎn)移至溫度25℃培養(yǎng)時(shí),菌絲開始萌發(fā)且生長良好,表明可采用冰箱4℃低溫保藏菌種。
栽培特性比較研究結(jié)果表明:農(nóng)芝1 號(hào)菌絲4 d 蓋面,37 d 滿袋,菌絲長速為0.441 cm/d;39 d原基形成,55 d 原基分化,75 d 孢子彈射,91 d可采收第1 潮;腎形,菌柄長4.73 cm,菌蓋寬9.17 cm,菌蓋厚1.19 cm;色澤鮮艷,第1 潮靈芝分枝較少,孢子量較多;2 潮干芝總單重29.11 g,生物學(xué)效率7.56%,多糖含量6.68 mg/g,三萜含量9.27 mg/g。第2 潮靈芝分枝多,色澤鮮艷,適合靈芝盆景制作。
在發(fā)菌情況上,日本靈芝、美國靈芝、大紅芝較好,其次為農(nóng)芝1 號(hào)、韓國靈芝,荷蘭紫芝相對(duì)較差。在出芝時(shí)間上,農(nóng)芝1 號(hào)、日本靈芝、大紅芝較早;其次為韓國靈芝、荷蘭紫芝,美國靈芝相對(duì)較遲。在芝形上,農(nóng)芝1 號(hào)、大紅芝較好,其次為日本靈芝、荷蘭紫芝,韓國靈芝、美國靈芝相對(duì)較差;在孢子量上,日本靈芝、美國靈芝最多,其次為農(nóng)芝1 號(hào)、韓國靈芝、大紅芝,荷蘭紫芝最少。在產(chǎn)量上,大紅芝最高,其次為農(nóng)芝1 號(hào),美國靈芝最低。在多糖含量上,大紅芝最高,其次為農(nóng)芝1 號(hào),日本靈芝最低。在三萜含量上,大紅芝最高;其次為農(nóng)芝1 號(hào),荷蘭紫芝最低。
在出芝栽培試驗(yàn)和栽培比較試驗(yàn)中,農(nóng)芝1號(hào)發(fā)菌情況、出芝時(shí)間、芝形、孢子量、產(chǎn)量及多糖、三萜含量等方面相差不大,且馴化栽培的子實(shí)體形態(tài)與野生靈芝基本相同,說明農(nóng)芝1 號(hào)具有穩(wěn)定的遺傳性。
綜上所述,農(nóng)芝1 號(hào)在菌絲生長周期、子實(shí)體性狀及多糖、三萜含量等綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)上,表現(xiàn)出菌絲生長較快、出芝較早、芝形較好、孢子量較多、產(chǎn)量較高及多糖、三萜含量較高等良好性狀,該菌株既適合藥用栽培又適合培育盆景,且遺傳性穩(wěn)定。因此,農(nóng)芝1 號(hào)是適合栽培的優(yōu)良菌株,具有潛在的開發(fā)利用價(jià)值,可用于進(jìn)一步推廣栽培。