“靈芝的實驗室培養”實驗設計*

劉開湘 （廣東省大埔縣大麻中學 廣東梅州 514299）

靈芝是一種珍貴藥材，被古人譽為“仙草”，具有補氣益血、養心、安神、利關節、止咳平喘等功效。現代認為，靈芝孢子粉有抗癌作用，藥效為靈芝的75 倍［1］。人教版選修1 開設了“微生物的實驗室培養”的專題實驗，為了培養學生學習微生物學知識的興趣，筆者通過靈芝栽培拓展設計實驗，讓學生在栽培實驗中學習微生物菌種及其來源，培養基制備、接種、培養，以及子實體形成、防止污染等微生物學基礎知識。

1 基礎知識

1.1 培養基配方 靈芝通常生活在腐樹或活樹木的根部，對木質素、纖維素等有很強的吸收、分解能力。采用木屑、棉籽殼、麥麩、米糠或農作物秸稈作為原料，再補充適量氮源和水配制培養基。培養基原料組成如下：棉籽殼65%，麥麩20%，黃豆粉10%，石膏1%，石灰1%，磷酸二氫鉀1%，食鹽1%，蔗糖1%化水，總料:水=1∶1.3。不添加殺蟲劑 和抗生 素［2］。

1.2 無菌技術 對實驗操作的空間、培養室、操作者的衣著和手進行清潔、消毒；對實驗器具、接種工具和培養基（袋裝培養料）進行常壓蒸汽高溫消毒；接種等實驗操作在酒精燈火焰附近進行。

2 實驗操作

2.1 制備木質素培養基 培養基原料按配方比例稱量，按先多量、后少量順序混合，干翻至原料均勻，蔗糖水拌入料中，濕翻幾次至料粒均勻、濕水，并緊握培養料有水滲出但不下滴（含水量約60%）。選取長33 cm、寬15 cm 且一側封口的低壓聚乙烯塑料袋，每袋裝入攪拌均勻的培養料1.5 kg 左右，裝料時要先塞緊4 角，并按外實內松要求裝至16 cm 高，用塑料繩扎緊袋口。

2.2 培養基消毒 裝好料后要及時消毒，采用常壓蒸汽高溫消毒。為了消毒徹底，保持培養料在100℃的蒸鍋中連續消毒8～9 h。高溫消毒結束并冷卻至30℃以下時即可接種。

2.3 接種 采購靈芝栽培菌種用于接種。接種時嚴格執行無菌操作，在接種時雙手入箱，用75%酒精擦手后，再用酒精擦洗菌種瓶外壁及接種鉤。將接種鉤在火焰上方充分灼燒、冷卻后打開菌種瓶蓋，轉動瓶口用酒精燈火焰滅菌，迅速挑取菌種接入料袋中，及時密封袋口。

2.4 發菌 接種前要對培養室的培養環境進行消毒和除蟲處理。接種后將菌袋置于培養室，平放在地面上層層堆積。發菌期間保持室溫和一定的濕度，白天保持有足夠的散射光。經過30 d 左右的培育，菌絲發滿整個菌袋。

2.5 出芝 菌絲長滿后，用消毒后的刀片在袋口處劃開1 個出芝口，培養一定時間后出芝口會有乳白色的靈芝子實體原基形成。此時，保持濕度和通風，讓子實體開片。用噴水進一步加大空氣相對濕度，并加強通風透氣，促使靈芝菌蓋快速膨大。

2.6 孢子粉和子實體采收 組織學生進行采集孢子粉和采收子實體。在子實體即將成熟時，指導學生將滅菌后的采集袋罩在靈芝菌蓋外，采集袋的袋口扎緊在靈芝菌柄上，在采集袋下部開有一組通氣孔，位于靈芝菌蓋下方。一段時間后，將采集袋取下，收集采集袋內孢子粉，并用排筆毛刷收集靈芝菌蓋上的孢子粉。收集完孢子粉后，采收子實體，指導學生一手按住菌袋，一手握住子實體菌柄慢慢轉動，輕輕拔出靈芝。

3 實驗結果和分析

3.1 實驗結果 本實驗是微生物實驗室培養的拓展，生物學興趣小組經過3 個月的實踐操作，取得了一定成果，收獲子實體30 個，采集子實體生產的孢子粉16.2 g。具體實驗結果見表1、圖1～圖4。

表1 靈芝的實驗室培養實驗的結果統計表

圖1 袋裝培養料

圖2 出芝

圖3 受污染的培養基

圖4 收集的孢子粉

3.2 討論和分析 實驗操作中，袋裝培養基制作和接種是成功的。但有6 袋培養袋沒有出芝，其中4 袋在培養過程中出現了被青霉等雜菌感染的情況。師生討論和分析認為：學生在制備培養料和接種過程嚴格按照操作程序進行，設備和培養室消毒得當，制料和接種的滅菌是嚴謹的。但在發菌過程中，培養料袋的翻動次數不夠、發菌時濕度過大等因素造成個別培養基發菌不理想。此外，在劃口出芝操作中，個別學生使用的刀片未經嚴格消毒，導致培養基被青霉等雜菌污染，造成出芝失敗。通過實驗，學生深刻體會到微生物培養過程中保持培養物純凈和無菌操作的重要性。

實驗操作中，對靈芝菌種的來源進行了討論：接種的菌種是怎樣獲得的？收集的靈芝孢子粉是否可作為菌種進行接種栽培？師生通過討論后分析認為：靈芝屬于擔子菌，孢子是單核的擔孢子。在自然條件下，孢子長成單核菌絲，通過兩性單核菌絲結合成雙核菌絲進行繁殖。人工栽培中，靈芝孢子或單核菌絲不用于作菌種，母種可通過培養單核菌絲結合成雙核菌絲或通過子實體組織進行選擇培養而獲得，母種再經過多次培養，制成大量的原種和栽培種。本實驗接種的菌種是靈芝栽培種。

4 實驗總結

本節實驗操作是教材實驗的拓展，從生產實例入手，構建“與社會聯系”的教學情境，讓學生體驗科學技術聯系社會［3］。讓原本略顯枯燥的微生物學實驗變得有趣而充滿收獲的成功感。實驗中充分發揮了學生的主動性，讓學生通過親身體驗和操作實踐，學習培養基的制備、接種和無菌操作等微生物培養的基本技能，在實踐中充分掌握“微生物的實驗室培養”的核心概念和知識。此外，通過理論聯系實際，學生拓展學習了靈芝栽培的菌種形成和靈芝繁殖的相關知識，有效激發了學習微生物學的興趣。