蛹蟲草人工栽培研究進展

黃寶菊

［安發(fā)(福建)生物科技有限公司 352100］

蛹蟲草屬子囊菌亞門核菌綱球殼目麥角菌科蟲草屬，與冬蟲夏草同屬異種［1］。蛹蟲草作為傳統(tǒng)珍貴中藥材，在中藥典籍中早有記載。現(xiàn)代研究表明，蛹蟲草中含有蟲草素、蟲草多糖等多種生物活性物質(zhì)，在抗炎、抗癌、抗菌、增強免疫等方面起著重要的作用，可作為冬蟲夏草的代用品［2－4］。近年來，蛹蟲草的開發(fā)利用倍受關(guān)注，特別是野生蟲草資源有限，許多研究人員關(guān)注并致力于蛹蟲草的人工栽培研究，取得較大進展。我國是第1個對蛹蟲草進行商業(yè)化栽培的國家，1986年吉林省蠶科研究所以家蠶和柞蠶為寄主培養(yǎng)蛹蟲草，獲得與天然蛹蟲草相一致的子實體，開啟了我國蛹蟲草人工栽培的新紀元。自1992年開始推廣蛹蟲草大規(guī)模人工栽培技術(shù)起，蛹蟲草的固體發(fā)酵、液體發(fā)酵培養(yǎng)已被廣泛研究。本文對近年來蛹蟲草的人工栽培研究進展進行論述，旨在為進一步深入研究蛹蟲草的人工栽培及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供參考。

1 蛹蟲草的人工栽培

1.1 固體培養(yǎng)

固體培養(yǎng)是目前蛹蟲草人工培植的主要方式之一，因其具有投資較小、簡便易行的優(yōu)點，已在國內(nèi)許多地區(qū)得到應(yīng)用。宋仙妹等［5］通過研究碳源、氮源、碳氮比、微量元素、溫度、培養(yǎng)基初始pH值、光照強度等因素，對蛹蟲草C.M.203菌絲體培養(yǎng)特性的影響，結(jié)果表明:玉米粉、黃豆餅粉分別為最適碳源、最適氮源，最適碳氮比為20∶1;K+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Ca2+和維生素 B1對菌絲生長影響不大，菌絲生長的最適溫度為25℃、最適pH值為7，光照強度對菌絲的生長速度有抑制作用。事實上，蛹蟲草培養(yǎng)基液體配方所含成分雖然差異不大，但蛹蟲草在不同培養(yǎng)基培養(yǎng)下其含量、周期和產(chǎn)量等卻不同。楊東生等［6］研究表明，蛹蟲草誘變菌株N165固體培養(yǎng)基營養(yǎng)液的最佳配方為酵母浸粉10.33 g/L、蔗糖27.24 g/L、KH2PO45.60 g/L、蛋白胨 5.00 g/L、MgSO4·7 H2O 1.00 g/L、ZnC120.011 g/L、維生素B 10.05 g/L和 (NH4)2SO421.00 g/L。對碳、氮源的篩選，徐沖等［7］研究表明，蛹草擬青霉可以利用常規(guī)飼料原料中的碳、氮源，試驗所設(shè)計的豆粕、麩皮、玉米面等固體配方均可滿足蛹蟲草菌絲生長的要求。此外，張金艷等［8］研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)瓶透氣性會影響蛹蟲草的生長。透氣程度越高，菌絲體封面所需時間越短，原基形成越早，子實體平均生長速度越快;同時每瓶子實體的鮮重也越大，生物轉(zhuǎn)化率也越高。蛹蟲草菌絲體生長、原基分化及子實體生長需要良好的透氣性，透氣性最大的培養(yǎng)瓶無菌封E1膜是適合蛹蟲草培養(yǎng)瓶的封口材料。

1.2 液體培養(yǎng)

液體培養(yǎng)是指用液體培養(yǎng)基生產(chǎn)菌種或獲得菌絲體及其代謝產(chǎn)物的培養(yǎng)方法。從生物學(xué)角度看，蟲草真菌在液體培養(yǎng)基中發(fā)酵能夠產(chǎn)生大量有經(jīng)濟價值的菌絲，其成分與蛹蟲草子實體成分類似，并有藥用作用相似的化學(xué)物質(zhì)，因此能保證藥用物質(zhì)的來源，并緩解野生蛹蟲草資源緊張的現(xiàn)狀。

朱雅紅等［9］利用液體通氣發(fā)酵培養(yǎng)蛹蟲草菌種，發(fā)現(xiàn)以體積分數(shù)2%的接種量，在pH 7.0、20℃環(huán)境下培養(yǎng)96 h，可達到最佳發(fā)酵效果;培養(yǎng)基料量占培養(yǎng)容器體積的1/5、添加5%的營養(yǎng)素是最經(jīng)濟的培養(yǎng)基配方。秦秀麗等［10］研究表明，蛹蟲草液體培養(yǎng)基最佳碳源、氮源分別為蔗糖、酵母膏，并篩選出蛹蟲草液體培養(yǎng)基適宜配方為蔗糖3%、酵母膏3%、KH2PO40.1%、MgSO40.15%;液體培養(yǎng)適宜條件的溫度為24℃，pH 5.5，接種量為15%，搖瓶轉(zhuǎn)速為140 r/min，發(fā)酵罐通氣量為1∶1.2～1∶1.6 V/(V· min)。

菌體得率及培養(yǎng)得到的產(chǎn)物常常會被作為蛹蟲草培養(yǎng)基優(yōu)化的指標。徐方旭等［11］以干菌體得率為指標，篩選出蛹蟲草液體發(fā)酵的最適培養(yǎng)基配方為葡萄糖30 g/L、蛋白胨16 g/L、磷酸二氫鉀6 g/L、硫酸鎂 2 g/L、水1000 mL，干菌體得率為46.5 g/L。程紅艷等［12］以蛹蟲草菌絲體發(fā)酵液中的菌絲體干重和粗多糖產(chǎn)量為指標，篩選出液體培養(yǎng)基的最適碳源為蔗糖，最適氮源為黃豆粉，發(fā)酵培養(yǎng)基的最佳配方為馬鈴薯20%、蔗糖5%、黃豆粉2%、磷酸二氫鉀0.1%、硫酸鎂0.1%、維生素B 0.01%。此外，確定了搖瓶最優(yōu)發(fā)酵工藝條件為每三角瓶 (250 mL)裝液量100 mL，菌齡為72 h，接種量為15%，起始pH 6.0，溫度24℃，搖床轉(zhuǎn)速150 r/min，最適發(fā)酵周期為120 h。

陳懷宇等［13］研究氮源、碳源、溫度、pH、光照條件和基質(zhì)含水量對蛹蟲夏草菌絲體生長的影響，結(jié)果表明:蛹蟲夏草菌絲生長最適氮源為蛋白胨和檸檬酸銨;最適碳源為葡萄糖和蔗糖;最適溫度為20～25℃，最適pH為6～7，最適基質(zhì)含水量為80%;暗培養(yǎng)對菌絲體生長有明顯的促進作用。張玉鐸等［14］對影響蛹蟲草栽培發(fā)菌速度進行研究，結(jié)果表明，影響順序為大米類型＞料液比＞氮源種類＞菌種稀釋倍數(shù)，各因素的最佳組合為秈米、料液比1∶1.0、蛋清2個/L、液體菌種稀釋1倍。

在氮源、碳源考察方面，方華舟等［15］比較觀察了常見無機氮源硝酸鉀、尿素及常見有機氮源蠶蛹粉、蛋白胨、蛋清液、魚粉對菌種質(zhì)量、菌絲生長狀況、發(fā)菌及出草情況的影響，結(jié)果表明:各種氮源對蛹蟲草菌絲體生長均有一定的促進作用;有機氮源顯著優(yōu)于無機氮源，液體菌種生長以蛋白胨為佳;發(fā)菌出草培養(yǎng)基最佳氮源依次為蠶蛹粉、蛋白胨、魚粉、蛋清液等有機氮源。劉苗苗等［16］研究表明，葡萄糖和蛋白胨為蛹蟲草培養(yǎng)的最佳碳氮源。通過響應(yīng)面分析對葡萄糖濃度、蛋白胨濃度、培養(yǎng)時間3個因素優(yōu)化，得到的蛹蟲草液體培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)條件為葡萄糖濃度33.30 g/L、蛋白胨濃度12.50 g/L、發(fā)酵時間8 d，在此條件下菌絲體生物量達到18.05 g/L、多糖產(chǎn)量為1.13 g/L。

1.3 蠶蛹培養(yǎng)

蠶蛹 (一般都指活體蠶蛹)可作為蛹蟲草的理想培養(yǎng)基，許多研究人員對在蠶蛹上接種培養(yǎng)蛹蟲草進行研究。宋越冬［17］在豆天蛾上的接種試驗表明，不同接種方法對豆天蛾幼蟲和蛹感染蟲草能力有影響。從感染蟲草菌能力方面看，用浸過蟲草液體菌種的洋槐葉飼喂的豆天蛾幼蟲為寄主進行接種的效果最好，其次為在已經(jīng)發(fā)滿菌絲的固體培養(yǎng)基上用洋槐葉飼喂的豆天蛾幼蟲為寄主進行的接種試驗;而豆天蛾蛹接種的最佳方法為注射50μL的液體菌種。此外，在以槐尺蠖蛹為寄主進行蛹蟲草的接種試驗結(jié)果表明，寄主用0.5%醫(yī)用碘伏浸泡3 min或用3%雙氧水浸泡2 min進行表面消毒，然后把菌種注射到寄主體內(nèi)，培養(yǎng)50 d后子實體成熟，出草率達90%以上［18］。

2 人工栽培蛹蟲草的研究展望

目前，蛹蟲草作為冬蟲夏草代替品已被越來越多的人接受，其巨大的市場潛力正在迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂枨螅⒊蔀橛枷x草產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要動力。蛹蟲草產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要問題是產(chǎn)量低、成本高、工廠化模式生產(chǎn)不成熟等，通過對人工栽培進一步深入探究，推動蛹蟲草產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，是今后蛹蟲草人工栽培研究的主要方向。

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(責(zé)任編輯:林玲娜)