肖自添,劉 明,何煥清,徐 江
(廣東省農業科學院蔬菜研究所/廣東省蔬菜新技術研究重點實驗室,廣東 廣州 510640)
蕉嶺地區袋栽靈芝優良菌株篩選試驗
肖自添,劉 明,何煥清,徐 江
(廣東省農業科學院蔬菜研究所/廣東省蔬菜新技術研究重點實驗室,廣東 廣州 510640)
立足蕉嶺當地豐富雜木屑資源,篩選孢子粉產量高、品質好的優良菌株,為以采收孢子粉為目的袋栽地區提供技術支持。分析比較了6個靈芝菌株的生長情況、農藝性狀、孢子粉及子實體產量、品質以及效益等指標,篩選出優良菌株梅靈3號。該菌株菌絲生長速度快(0.83 cm/d)、芝形好,孢子粉產量高,達13.17 g/包,比對照梅靈2號提高38.24%,孢子粉產量比子實體高41.39%,孢子粉粗多糖和硒含量分別為0.59%、0.0832 mg/kg,比對照提高15.69%和43.68%。每噸原材料產生的總產值比對照提高28.58%,收益提高29.21%。試驗結果表明梅靈3號孢子粉產量高、品質好、綜合收益高,適合在以采收孢子粉為主的袋料栽培地區推廣應用。
孢子粉;袋栽;粗多糖;富硒;品種篩選
靈芝作為中華醫藥庫中的“瑰寶”,早已家喻戶曉,其具有補中益氣、扶正固本的藥用功效,一直都被中醫列為“上藥”[1]。現代醫學研究表明,靈芝具有多糖、三萜類、核苷酸、多種氨基酸等生物活性成分[2],在抗腫瘤[3]、抗癌[4]、抗氧化[5]、調節免疫[6]、降血脂[7]、降血糖[8]、保護肝臟[9]等方面具有較好的藥理活性。靈芝傳統的藥用部位為子實體[10],近年來隨著對孢子粉的化學成分[11-14]、藥理作用[15-17]等的深入研究,表明靈芝孢子粉具有更廣泛的應用價值[18],因此越來越受人們的關注,在生產上也逐漸從以生產子實體為主轉向以生產孢子粉為主[19],在品種篩選上也逐漸加大對孢子粉產量和品質的優良菌株篩選[20-21],但鮮有針對袋料栽培優良菌株的選育研究。蕉嶺地處廣東省東北部,屬亞熱帶地區海洋性季風氣候,夏長冬短,光照充足,雨量充沛,森林覆蓋率達79.34%,土壤平均含硒量為0.613 mg/kg(土壤含硒量≥0.4 mg/kg為富硒),2014年被評為“世界長壽鄉”。靈芝是當地十大長壽產品之一,靈芝孢子粉約占當地靈芝產業效益的80%~90%[22]。蕉嶺乃至梅州、粵東北等地區,形成了具有廣東地方特色的以采收孢子粉為主的室內靈芝袋料栽培模式,具有投資少、產品質量穩定等特點,非常受當地種植戶的歡迎[23]。但是當地主栽品種已經連續種植超過15年,存在品種退化、抗逆能力下降等現象,及時選育新的優良菌株,提高孢子粉產量和品質,是穩定和提升當地靈芝種植產業的當務之急,對提高農村農民經濟收益,以采收孢子粉為目的的室內靈芝袋料栽培提供優良菌種選擇均具有積極意義。
供試6個赤靈芝(Ganoderma lingzhi),其中甜芝、圓芝、四川赤芝、黑龍江赤芝、梅靈3號為廣東省農業科學院蔬菜研究所食用菌研究室保存種,梅靈2號(對照品種)為梅州市微生物研究所保存種。雜木屑、麩皮、玉米粉、石灰、石膏等購自蕉嶺當地經銷商,雜木屑過篩后備用。
培養基配方:(1)母種培養基配方:去皮馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,瓊脂粉20 g,蛋白胨2 g,KH2PO43 g,MgSO41.5 g,VB115 mg,蒸餾水1 L。(2)原種、栽培種培養基配方:棉籽殼87%,麩皮10%,石灰1%,石膏1%,蔗糖1%。(3)栽培配方:雜木屑84.8%、麩皮11%、玉米粉2.2%、石灰1%、石膏1%。
試驗采用室內常規袋栽出芝方式。原材料混勻后調整含水量至60%,栽培包用規格為15 mm×33 mm的聚丙烯塑料袋,121℃ 0.15 MPa高壓滅菌3 h,菌袋冷卻至室溫后接種,接種后在培養室中避光培養。待菌包長滿后,整齊排放在出菇房進行出芝管理。空氣相對濕度保持80%~90%,一定散射光,避免陽光直射,溫度保持25~28℃,期間進行修剪,保證1袋1芝。當子實體邊緣沒有白色邊、菌蓋開始變灰褐色時,進行上架,收集孢子粉。孢子粉收集采用培養架收集法。上架前把長好的靈芝和菌包一起清洗干凈,去除表面灰塵雜質,整齊擺放在培養架上,用白紙墊底,四周用棉網紗密封,房間保持濕度在75%~85%。培養50 d,對孢子粉和子實體進行采收。采收時隨機抽取10包測定孢子粉產量和子實體商品性狀等,3次重復。
子實體粗多糖、總三萜、硒、重金屬等有效成分委托中國廣州分析測試中心完成。原材料硒、重金屬等委托廣東省農業科學院農業資源與環境研究所分析測試中心完成。
采用SPSS 20 軟件進行數據統計分析,采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和LSD法進行差異顯著性測驗。
如圖1(封二)所示,品比的6個靈芝菌株菌絲長勢較好,潔白、旺盛,其中梅靈3號菌株菌絲長速與對照相同,達2.83 mm/d(表1),其次是甜芝菌株,三者沒有顯著差異,黑龍江赤芝菌株菌絲生長速度最慢,顯著低于其他品種。甜芝菌株菌蓋直徑最大(圖2,封二),達10.2 cm,大于對照,但二者沒有顯著差異,梅靈3號菌株菌蓋直徑排第3位,但顯著小于對照和甜芝。圓芝菌株菌蓋直徑最小,但菌柄最長,對照的菌柄最短,其次是甜芝菌株,二者沒有顯著差別,四川赤芝、黑龍江赤芝、梅靈3號菌株菌柄長度沒有差異。綜上觀察,甜芝菌株從菌絲長勢、長速、子實體外形等與對照相似,沒有顯著差異。圓芝、四川赤芝、黑龍江赤芝、梅靈3號菌株與對照在菌蓋直徑、菌柄長度等均存在顯著差異。但是蕉嶺地區的靈芝以收孢子粉為目的,菌柄長反而不利于孢子粉的收集。

表1 不同菌株菌絲體及子實體生長情況比較

圖1 不同菌株菌絲生長情況比較

圖2 不同菌株子實體生長情況比較

圖3 不同菌株孢子粉收集情況
如圖3(封二)所示,梅靈3號菌株孢子粉彈射最多,產量達13.17 g/包(表2),極顯著高于其他處理,比對照提高38.24%,引進的其他菌株孢子粉產量均極顯著低于對照。甜芝菌株子實體干重達13.48 g/包,極顯著高于其他菌株,比對照提高15.02%,圓芝、四川赤芝、黑龍江赤芝、梅靈3號菌株子實體干重極顯著低于對照。梅靈3號菌株的總產量(孢子粉+子實體)為22.48 g/包,比對照提高5.83%,甜芝菌株總產量與對照比下降5.91%,但三者沒有顯著差異(圖4)。圓芝、四川赤芝、黑龍江赤芝菌株總產量極顯著低于對照,三者間沒有顯著差異。梅靈3號菌株總生物轉化率最高,為8.03%,其次為對照、甜芝菌株,三者沒有顯著差異。圓芝、四川赤芝、黑龍江赤芝菌株總生物轉化率較低,顯著低于對照。如圖4所示,梅靈3號菌株孢子粉轉化率為4.70%,顯著高于其他菌株,且6個菌株中只有梅靈3號菌株孢子粉轉化率高于子實體,高41.39%,表明梅靈3號菌株適合以采收孢子粉為主的袋料栽培。對照的孢子粉和子實體生物轉化率比較穩定,其中子實體轉化率高于孢子粉18.71%。甜芝菌株子實體轉化率比孢子粉轉化率提高51.70%,表明甜芝菌株更適合以采收子實體為主的栽培。

圖4 不同菌株生物轉化率比較

表2 不同菌株產量比較(g/包)
選取生長情況較好、孢子粉產量較高的梅靈3號和對照菌株進行產品成分分析。如表3所示,梅靈3號菌株子實體總三萜含量為1.0%,比對照提高33.33%,但子實體粗多糖比對照降低27.27%。梅靈3號菌株孢子粉粗多糖含量高于對照,比對照提高15.69%,總三萜與對照相同。梅靈3號菌株子實體粗多糖和總三萜含量合計為1.16%,比對照提高19.59%;梅靈3號菌株孢子粉粗多糖和總三萜含量為0.69%,比對照提高13.11%。靈芝具有富集微量元素的作用,梅靈3號菌株和對照菌株產品硒含量均高于原材料,其中子實體分別比原材料提高108.92%、45.41%%,孢子粉分別比原材料提高124.86%、48.38%。梅靈3號菌株孢子粉和子實體硒含量分別較對照提高43.68%和51.55%,表明梅靈3號菌株富硒能力比對照好。蕉嶺地區土壤硒元素含量豐富,下一步將開展富硒靈芝栽培研究。梅靈3號菌株和對照菌株產品重金屬含量均符合國家食用菌衛生標準,其中鉻、鉛含量低于原材料,表明本試驗的這2個靈芝菌株對這兩個元素均沒有富集作用。綜合分析,梅靈3號菌株子實體和孢子粉品質均優于對照。

表3 梅靈3號菌株和CK菌株子實體和孢子粉品質分析
如表4所示,梅靈3號菌株每投入1 t原材料可生產47.04 kg孢子粉,根據市面孢子粉價格計算,產值約47 036元,比對照提高38.24%。甜芝菌株每投入1 t原材料可產生48.14 kg子實體,產值約7 703元,比對照提高15.02%。圓芝、四川赤芝、黑龍江赤芝菌株子實體和孢子粉產量、產值均低于對照。從總產值上看,梅靈3號菌株每噸原材料產生的總產值達52 358元,比對照提高28.58%。雖然梅靈3號菌株的子實體產量、產值低于對照和甜芝菌株,但是孢子粉產值極顯著高于其他菌株,因此總產值最高。甜芝菌株雖然子實體產量最高,但因子實體產值遠遠低于孢子粉,因此甜芝菌株總產值低于對照。根據目前孢子粉和子實體的市場價格計算,扣除原材料成本,每投入1 t原材料,梅靈3號菌株粗收益可達51 475元,比對照提高29.21%,比甜芝菌株提高71.19%。從總效益來看,梅靈3號菌株表現優于對照,適合在當地推廣應用。

表4 不同菌株經濟效益比較分析
靈芝的傳統生產方法為闊葉椴木栽培,隨著我國實施“天然林保護工程”后,靈芝的生產方式由椴木栽培逐漸轉為袋式栽培,利用雜木屑、棉子殼、桑枝、茶樹枝、枇杷枝等農林下腳料袋栽靈芝取得較好效果,節約了大量的椴木資源,有效地保護了原生林。近年來袋栽靈芝發展迅速,各地根據不同地區、不同原材料、不同栽培習慣等開展靈芝袋栽優良菌株篩選研究。張平等[24]開展適合枇杷枝屑袋栽靈芝優良菌株篩選試驗,以子實體產量、菌絲長勢等為評價指標,篩選出優良靈芝圓芝8號和大紅靈芝。劉明香等[25]以子實體生長狀況、多糖含量等為評價指標篩選出適合茶枝屑袋栽靈芝優良菌株韓芝8號、G10033和0786。前人對袋栽靈芝優良菌株的篩選大多以子實體產量和菌絲生長速度等為評價指標,甚少以孢子粉產量和品質為評價指標。本試驗以篩選高孢子粉產量菌株為目的,對6個靈芝菌株進行品比試驗,結果表明,梅靈3號菌株長速快(0.83 cm/d)、芝形好,孢子粉產量高,達13.17 g/包,比對照提高38.24%;孢子粉粗多糖和硒含量為0.59%、0.0832 mg/kg,分別比對照提高15.69%和43.68%;在供試的6個菌株中,梅靈3號是唯一一個孢子粉產量高于子實體的菌株,產量比子實體高41.39%,前人所篩選出的優良靈芝菌株孢子粉產量高于子實體產量的極少,表明梅靈3號菌株是一株孢子粉高產菌株,適合以采收孢子粉為主的袋料栽培地區推廣應用。
靈芝富硒作用明顯,且富硒靈芝兼具靈芝與硒的生物活性,在抗氧化、抗腫瘤、提高免疫力等方面效果較好[26],一直是國內外研究的熱點。尚德靜等[27]研究表明靈芝的富硒能力強,是猴頭菇、金針菇、香菇的10~20倍,對硒的耐受能力可達500 μg/g,菌絲內有機硒含量最高達8 000 μg/g。蕉嶺是“世界長壽之鄉”,土壤平均含硒量為0.613 mg/kg(土壤含硒量≥0.4 mg/kg為富硒),非常適合發展富硒靈芝栽培。本試驗篩選出的優良菌株——梅靈3號富硒能力強,孢子粉和子實體硒含量分別比原材料提高124.86%和108.92%。但與當地土壤硒元素含量相比,靈芝產品硒元素含量仍然較低,如何將土壤硒元素有效轉化利用為靈芝產品的有機硒,是一個非常值得研究的課題,本試驗篩選的優良菌株孢子粉產量高、品質好、富硒能力強,下一步將開展靈芝富硒相關研究。
[1]林志彬. 靈芝的現代研究[M]. 第4版. 北京:北京大學醫學出版社,2015.
[2]趙友興,吳興亮,黃圣卓. 中國藥用菌化學成分與生物活性研究進展[J]. 貴州科學,2013,31(1):18-27.
[3]Zhang J,Tang Q,Zhou C,et al. GLIS,a bioactive proteogly can fraction fromGanoderma lucidum,displays anti-tumour activity by increasing both humoral and cellular immune response[J]. Life Sci,2010,87:628-637.
[4]Bao P P,Lu W,Cui Y,et al. Ginseng andGanoderma lucidumuse after breast cancer diagnosis and quality of life:a report from the Shanghai Breast Cancer Survival Study[J]. PLoS One,2012,7:e39343.
[5]Zeng Q,Zhou F,Lei L,et al.Ganoderma lucidumpolysaccharides protect fibroblasts against UVB-induced photoaging[J]. Molecular Medicine Reports,2017,15(1):111-116.
[6]Huang S Q,Ning Z X. Extraction of polysaccharide fromGanoderma lucidumand its immune enhancement activity[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2010,47(3):336-341.
[7]Pan D,Zhang D,Wu J,et al. Antidiabetic,antihyperlipidemic and antioxidant activities of a novel proteoglycan fromGanoderma lucidumfruiting bodies on db/db mice and the possible mechanism[J]. PLoS One,2013,8(7):e68332.
[8]Tang X,Cai I W,Xu B. Comparison of the Chemical Profiles and Antioxidant and Antidiabetic Activities of Extracts from Two Ganoderma Species(Agaricomycetes)[J]. International Journal of Medicinal Mushrooms,2016,18(7):609-620.
[9]Wu H,Tang S,Huang Z,et al. Hepatoprotective Effects and Mechanisms of Action of Triterpenoids from Lingzhi or Reishi Medicinal MushroomGanoderma lucidum(Agaricomycetes)on α-Amanitin-Induced Liver Injury in Mice[J].International Journal of Medicinal Mushrooms,2016,18(9):841-850.
[10]國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典(2015年版)[M]. 北京:中國醫藥科技出版社,2015:188-189.
[11]陳若云,于德泉. 赤芝孢子粉三萜化學成分研究[J]. 中國藥學(英文版),1993,2(2):91-96.
[12]王金艷,王晨光,張勁松,等. 靈芝孢子粉中核苷類成分分析[J]. 菌物學報,2016,35(1):77-85.
[13]靜靜,胡曉琴,張新鳳,等. 赤芝孢子粉和子實體主要化學成分變異規律研究[J]. 中國中藥雜志,2014(21):4246-4251.
[14]Soccol C R,Bissoqui L Y,Lucas Y,et al.Pharmacological Properties of Biocompounds from Spores of the Lingzhi or Reishi Medicinal MushroomGanoderma lucidum(Agaricomycetes):A Review.Int J Med Mushrooms,2016,18(9):757-767.
[15]Chen Y L,LV J,LI K,et al. Sporoderm-Broken Spores ofGanoderma lucidumInhibit the Growth of Lung Cancer:Involvement of the Akt/mTOR Signaling Pathway[J]. Nutrition and Cancer,2016,68(7):1-10.
[16]Zhao D,Chang M W,Li J S. et al. Investigation of ice-assisted sonication on the microstructure and chemical quality ofGanoderma lucidumspores[J]. J Food Sci,2014,79(11):E2253-65.
[17]Wang S Q,Li X J,Zhou S,et al. Intervention Effects ofGanoderma LucidumSpores on Epileptiform Discharge Hippocampal Neurons and Expression of Neurotrophin-4 and N-Cadherin[J]. PLOS ONE,2013,8(4):1-7.
[18]劉艷榮,黃厚今. 靈芝孢子粉功能作用的研究進展[J]. 中國食物與營養,2016,22(4):65-69.
[19]張祝健. 靈芝孢子粉高產穩產經驗[J]. 中國食用菌,1990(4):32-33.
[20]張蕾,王瑛,朱惠照,等. 赤靈芝新株“仙芝圓芝”的選育[J]. 食用菌學報,2014,21(1):15-20.
[21]忠,鐘瑩瑩,王志達,等. 5個靈芝菌株在梅州的比較試驗[J]. 中國食用菌,2012,31(6):20-23.
[22]曾振基,陳逸湘,凌宏通,等. 室內靈芝栽培孢子粉收集密封材料的比較試驗[J].中國食用菌,2014,33(2):61-62.
[23]鐘瑩瑩,李忠,陳逸湘,等. 梅州市靈芝產業現狀及發展建議[J]. 廣東農業科學,2012,39(21):228-229,232.
[24]張平,賴騰強,謝娜,等. 枇杷枝屑代料栽培靈芝的優勢菌株篩選[J]. 現代農業科技,2013(24):79-83.
[25]劉明香,林忠寧,陳敏健,等. 茶枝屑代料栽培靈芝菌株的篩選[J]. 福建農林大學學報(自然科學版),2012,41(2):183-186.
[26]楊洋,吳小勇,張湛,等. 富硒靈芝發酵培養工藝及產物抗氧化能力研究[J]. 現代食品科技,2010,26(12):1349-1353.
[27]尚德靜,王關林. 四種食用菌富硒能力的比較研究[J]. 食用菌學報,1966,6(3):17-20.
Screening of dominant strain in Ganoderma lingzhi cultivated in Jiaoling area
XIAO Zi-tian,LIU Ming,HE Huan-qing,XU Jiang
(Vegetables Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Sciences /Key Laboratory of Guangdong Vegetables Newly Technology,Guangzhou 510640,China)
To screen the suitable strain of Ganoderma lingzhi cultivated with bagging,six strains were employed for cultivation test. The suitable strain was selected base on the comprehensive analysis of growth situation,characteristics,yield,product quality and value. The results showed that the strain G. meiling NO.3 grew well and fast (0.83 cm/d),produced the highest spore powder,yield reaching a mean of 13.17g/bag,38.24% higher than CK,and the spore yield was 41.39% higher than fruitbody. The spore crude polysaccharides content was 0.59%,selenium content was 0.0832 mg/kg,and 15.69% and 43.68% higher than CK respectively. The output and income were 28.58% and 29.21% higher than CK produced by one ton raw material. In conclusion,G. meiling NO.3 produces better yield,good quality and well benefit,is suitable to popularize in spore collection cultivated area using bagging cultivation technology.
spore;bag cultivation;crude polysaccharide;selenium enriched;varieties screening
S567.3+1
A
1004-874X(2017)07-0019-06
肖自添,劉明,何煥清,等.蕉嶺地區袋栽靈芝優良菌株篩選試驗[J].廣東農業科學,2017,44(7):19-24.
2017-04-10
廣東省科技廳協同創新與平臺環境建設項目(2014A070713009);廣東省科技廳農村科技領域計劃項目(2015A02010076);廣東省農業科學院院長基金(201607);廣東省農業科學院蔬菜研究所所長基金(所-201504)
肖自添(1981-),女,碩士,助理研究員,E-mail:xzt2006@163.com
何煥清(1964-),男,研究員,E-mail:hhq407@sina.com
(責任編輯 楊賢智)