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猪苓纯菌种的分离及培养条件的研究



全 文 :d ib le fu n g i2011(6)
猪苓 [Polyporus umbellatus (Pers) Fr.] 或 [Grifola um-
bel1atea(Pers,Fr.)Pilat],又称猪茯苓、地乌桃,俗名野猪粪,在
分类学上隶属于真菌门、担子菌亚门、层菌纲、多孔菌目、多孔
菌科、猪苓属。猪苓为药用真菌,以菌核入药,是我国著名的传
统中药材,药用史已达 2 100 年以上。
长期以来,药用猪苓主要来自采挖野生菌核,由于人为过
度采集,野生资源被大量滥采乱挖,猪苓生长环境受到严重破
坏,野生资源濒危绝迹,我国已将其列为三级保护野生药材。
为此,近年来笔者对中条山野生猪苓资源的分布范围、发生与
发展规律、土壤与植被生态环境特征进行了考察研究,同时以
采自中条山区的野生猪苓为研究材料, 开展了无性繁殖菌丝
体的纯化培养,目的是为猪苓的人工栽培提供纯菌种。现将主
要研究结果报道如下。
1 材料和方法
1.1 供试材料 白苓、灰苓、黑苓均是采自山西省中条山的
野生猪苓菌核。
1.2 供试培养基
1.2.1 母种培养基 a.PDA 加富培养基:马铃薯 200 g,葡萄
糖 25 g,磷酸二氢钾 2 g,硫酸亚铁 0.1 g,1%硫酸锌 5 mL,琼脂
25 g,水 1 000 mL。b.腐殖土浸出液培养基:取野生猪苓采集地
的腐殖土 100 g 于铝锅中加 1 000 mL 水煮 10 min, 澄清后取
清液过滤,加水定量成 1 000 mL,其它成分与培养基 a 相同。
1.2.2 原种培养基 ①阔叶树木屑 79%, 米糠 20%, 石膏
1%。 ②阔叶树木屑 77%,米糠 20%,腐殖土 2%,石膏 1%。 ③
阔叶树木屑 75%,米糠 20%,腐殖土 2%,石膏 1%,磷肥 1%,
葡萄糖 1%。 ④阔叶树木屑 73%,米糠 20%,腐殖土 4%,石膏
1%,磷肥 1%,葡萄糖 1%。 ⑤阔叶树木屑 71%,米糠 20%,腐
殖土 6%,石膏 1%,磷肥 1%,葡萄糖 1%。
上述 5 个配方配制时均按料水比 1∶1.5、pH 值 6.5 配制。
1.3 试验方法
1.3.1 菌核组织分离 先将猪苓菌核清洗干净,再放入 0.2%
的金霉素溶液中浸一下,立即取出,用无菌棉搽干净,然后按
无菌操作要求,用刀片从猪苓核中间切开,用无菌镊子在菌核
中央挑取一块 0.5 cm 大小的菌肉, 迅速将其放于制备好的
PDA 加富培养基斜面上,置于 23℃±2℃条件下培养。
1.3.2 生长指标 以猪苓菌丝生长势 (菌丝萌发情况、 粗细
度、色泽等),菌落形态和菌丝体日均生长速度等为评价指标,
分析不同处理猪苓菌丝体的生长情况。
1.3.3 碳源试验 在培养基中分别加入蔗糖、麦芽糖、乳糖、
淀粉、麸皮,分析不同碳源在两种培养基中对猪苓菌丝生长的
影响。
1.3.4 氮源试验 在培养基中分别加入酵母膏、牛肉膏、豆饼
粉,分析不同氮源在两种培养基中对猪苓菌丝生长的影响。
1.3.5 酸碱度试验 在培养基加入柠檬酸调整 pH 值,pH 值
设 5、5.5、6、6.5、7、7.5、8 七个梯度, 分析不同 pH 值对猪苓菌
丝生长的影响。
1.3.6 温度试验 设置 6℃、10℃、14℃、18℃、22℃、26℃、30℃。
培养温度温差±2℃,分析不同温度条件下的菌丝生长情况。
1.3.7 原种培养基试验 按照配方组合分别配制, 腐殖土取
自野生猪苓采集地林间地表层,筛去枯枝烂叶,暴晒风干后按
比例加入。每个配方配制菌种瓶 10 瓶,高压灭菌后,无菌条件
下接入猪苓母种, 22℃条件下培养。
2 结果与分析
2.1 不同菌核组织分离效果 分别取白苓、灰苓、黑苓三种
菌核进行组织分离,实际分离菌块数,白苓 141 个,灰苓 126
个,黑苓 115 个,在 21~23℃条件下试管斜面培养,观察菌块
的萌发、污染与存活情况,结果见表 1。
表 1 结果表明,从白苓和黑苓分离的菌块污染率都很高,
黑苓分离污染率最高达 86.9%,存活率最低仅有 13.0%,菌块
萌发差且稀疏;从白苓分离的菌块污染率也高达 78.0%,存活
率为 21.9%,菌块萌发较快,但菌丝较细,不粗壮。从灰苓分离
的菌块污染率最低仅有 46.1%,存活率最高达 53.9%,而且菌
丝萌发快,菌丝生长粗壮、较浓。在污染的试管培养基中,以细
表 1 野生猪苓不同苓核组织分离结果
猪苓纯菌种的分离及培养条件的研究
李彩萍 1 葛存梅 2
(1 山西省农业科学院农业环境与资源研究所,山西太原 030006;2 山西省中条山国有林管理局,山西侯马 043000)
摘 要 以采自中条山区的野生猪苓菌核为研究材料,通过对
菌核不同生长阶段的白苓、灰苓、黑苓进行组织分离和菌丝体的
纯化培养。 结果表明:猪苓组织分离的最佳材料是灰苓菌核,白
苓菌核次之,不宜采用黑苓菌核。母种菌丝体最适宜在以腐殖土
浸出液制成的 PDA 加富培养基上生长, 最适宜培养温度 21~
23℃, 最适宜 pH6~6.5。 原种培养基适宜配方是阔叶树木屑
75%,米糠 20%,腐殖土 2%,石膏 1%,磷肥 1%,葡萄糖 1%。
关键词 猪苓 菌种 培养条件
文章编号 1000-8357(2011)06-0015-02
收稿日期:2011-06-15
菌核 菌块数 萌发数 污染数 存活数 存活率/% 菌丝长势
白苓 141 124 110 31 21.9 萌发快、菌丝较细
灰苓 126 120 58 68 53.9 萌发快、菌丝较浓
黑苓 115 33 100 15 13.0 萌发差、菌丝细疏
注:污染数包括了未萌发污染和虽萌发但菌块周围有污染的总数
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菌污染最多,占 80%以上。
通过分别挑取从不同苓核分离成活后的菌落, 转接到平
皿培养基内, 仔细观察菌丝生长的强弱及有无细菌或霉菌斑
点,进一步进行菌丝体的纯化培养,结果见表 2。
纯化过程中菌落仍有污染,但全部为细菌斑点,菌丝体生
长弱的可能存在生理及遗传缺陷,或仍伴有隐性污染。纯化的
结果,作为初筛,淘汰掉菌丝生长弱和一般的菌落,把菌丝体
壮的菌落分别转接在试管斜面中, 编号为 Z100,Z101,Z102,
……Z124。
把编号不同的菌株继续通过在平皿中三点接入培养,观
察各菌丝体的生长势差异。结果表明,各菌丝体的生长能力不
同,差异非常明显,生长势强的菌株在平皿上表现为菌丝萌发
快,沿基质扩展迅速,侵入生长势弱的菌株菌落后,继续生长,
复盖平皿的大部分培养基平面, 说明不同菌株在生理活性方
面存在较大差异。由此,根据各菌株间的生长差异,做为复筛,
把萌发慢、 菌丝纤细、 生长势弱的菌株淘汰, 把表现好的
Z101、Z112、Z115 三个菌株保留,转接到试管保存,进一步做
相关试验。
2.2 菌落特征及菌丝显微结构的观察 通过在平皿培养基
平面上观测比较,不同菌株菌落形态基本一致,菌丝呈白色、
絮状,气生菌丝致密、均匀、菌落分明,菌丝具爬壁能力。 在母
种低温贮藏时则试管内斜面培养基上常出现明显的菌索。 显
微镜下观察菌丝细胞狭长,多锁状联合现象(图 1),菌丝的直
径在 2.0~4.0 μm,多条菌丝纠结形成菌索结构,如图 1 中深色
粗大的菌丝体部分,菌索直径可达 10.0 μm 以上。
2.3 碳源优选试验结果 在两种培养基中的菌丝长势均以
加入米糠表现最好(表 3),菌丝粗壮、菌落整齐,气生菌丝发
达。但从菌丝日均生长速度来看,以玉米粉生长最快,在 a培养
基中日均长速为 1.6 mm/d,在 b培养基中日均长速为 1.4 mm/d。
2.4 氮源优选试验结果 在两种培养基中均以加入酵母膏
或蛋白胨最有利于菌丝生长(表 4),菌丝粗壮,菌落整齐,气
生菌丝发达。 从菌丝日均长速来看, 也以酵母膏和蛋白胨最
快,在 a 培养基中菌丝日均长速为 1.7 mm/d,在 b 培养基中日
均长速为 1.5 mm/d。
添加不同碳、 氮源的 a 培养基和 b 培养基中猪苓菌丝体
选优试验,表明猪苓菌丝在腐殖土浸出液培养基中生长较好,
并且在培养基中添加米糠和酵母膏或蛋白胨的菌丝长势更
好。 因此,通过对表 3 和表 4 的结果分析,优化出的猪苓母种
培养基配方为:葡萄糖 25 g,米糠 50 g,酵母膏 3 g,蛋白胨 3 g,
磷酸二氢钾 2 g,硫酸亚铁 0.1 g,1%硫酸锌 5 mL,琼脂 25 g,
腐殖土浸出液 1 000 mL。 进一步试验表明,在该培养基上猪
苓菌丝萌发后沿培养基伸展能力更强,长势更好。
2.5 猪苓菌丝生长的适宜 pH 试验表明, 猪苓菌丝生长的
适宜 pH 值为 6~7,pH<6,菌丝萌发力弱,菌丝仅在菌块周围
形成团状的菌落。 pH>7,菌丝萌发后生长势逐渐减弱,满管度
降低,菌丝生长无力,先端菌丝纤细灰白,接着好象“扎”入培
养基,不再向前扩展。
2.6 猪苓菌丝生长的适宜温度 试验表明,猪苓菌丝生长的
温度为 6~30℃,最适温度为 22℃,在适温下菌丝生长均匀一
致,高于 26℃菌丝萌发快,但纤细,沿培养基伸展能力差,高
于 30℃菌丝生长受抑制,低于 14℃菌丝萌发慢,菌丝生长慢,
培养周期延长,易造成培养基斜面脱水,不利于菌丝生长。
2.7 不同二级种培养基对菌丝生长的影响 猪苓菌丝在 5
个原种培养基上均可生长, 不同配方培养基菌丝生长速度差
异并不显著,在①培养基上菌丝生长较快,但在③培养基上菌
丝生长势最强,菌丝浓白粗壮(表 5),因此,③培养基应为最
适培养基。
表 4 不同氮源对猪苓菌丝体生长的影响
表 3 不同碳源对猪苓菌丝体生长的影响
表 2 纯化培养结果
菌核 转接数 污染数 存活数 菌丝体弱 菌丝体一般 菌丝体壮
白苓 31 12 19 11 5 6
灰苓 68 25 43 25 7 18
黑苓 15 4 11 5 6 0
培养基 氮源
菌丝
长势
菌落
整齐度
气生
菌丝量
菌丝日均长
速/(mm·d-1)
a. PDA 加富
培养基
米糠 +++ 整齐 多 1.4
麸皮 ++ 较整齐 中 1.4
玉米粉 + 松散 少 1.6
b. 腐殖土浸出
液培养基
米糠 +++ 整齐 多 1.2
麸皮 +++ 整齐 多 1.4
玉米粉 ++ 较整齐 中 1.4
注:+ 、++ 、+++ 分别表示菌丝长势弱、一般、强,下同
培养基 氮源
菌丝
长势
菌落
整齐度
气生
菌丝量
菌丝日均
长速/(mm·d-1)
a. PDA 加富
培养基
酵母膏 +++ 整齐 多 1.6
蛋白胨 +++ 整齐 多 1.6
牛肉膏 ++ 较整齐 中 1.3
豆饼粉 ++ 较整齐 中 1.2
b. 腐殖土浸出
液培养基
酵母膏 +++ 整齐 多 1.5
蛋白胨 +++ 整齐 多 1.6
牛肉膏 ++ 较整齐 中 1.3
豆饼粉 ++ 较整齐 中 1.3
育 种 驯 化
(下转 P24)
表 5 不同原种培养基对菌丝生长的影响
培养基
吃料
时间/d
菌丝
长势
满 瓶
天 数 /d
菌丝日均长速
/(mm·d-1)
③ 11 +++ 35 0.9
② 12 +++ 36 0.8
④ 12 ++ 36 0.8
⑤ 13 ++ 37 0.8
① 12 ++ 36 0.8
注: 吃料时间是指在菌瓶内菌丝布满平面后开始向下料中生长
的时间。
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中必须保证通气量充足。但当通气量提高到一定程度后,菌丝产
量又开始减少,这说明过多的氧气也会抑制菌丝的生长。
工厂化生产液体菌种菌丝球和黏稠度不能太大, 否则易
堵塞接种机喷头,而且接种不均匀。 试验中以 1∶0.8 的通气量
条件下菌含量、 菌丝球的大小及菌液的黏稠度最适于接种操
作,菌含量也已经达到接种要求。故生产上选择发酵过程的通
气量为 1∶0.8。
2.7 不同初始 pH 值对发酵结果的影响 由图 1 可知,3 个
不同起始 pH 范围的处理在培养过程中 pH 的变化趋势大致
相同,培养初期,pH 均略有上升,在培养 72 h 后,pH 略有下
降的趋势,在培养 120 h 后,pH 变化减缓,一直到培养结束,
pH 值几乎维持不变。
表 7 结果表明,发酵液的起始 pH 值在 4~7 的范围内,菌
丝量相差不大,但 pH 与菌丝球的大小呈正相关,与菌丝球个
数呈负相关。从液体菌种应用方面看,菌丝球小而个数多较为
有利。 首先,不易堵塞接种机喷头,其次,有利于菌液喷洒均
匀,使料面上均匀满布菌丝球,加快菌丝封面的速度。因此,从
菌丝球大小和菌丝量两方面来综合考虑, 培养基的 pH 应调
节在 pH 5~6 之间。
3 结 论
食用菌液体菌种生产周期短,菌种萌发封面快,菌龄均匀
一致、出菇整齐,品质好。所以,试验研究真姬菇液体菌种工艺
技术, 并将液体菌种新技术新工艺应用于真姬菇的工厂化生
产,对于解决目前真姬菇工厂化生产存在的周期长、高污染,
提升真姬菇工厂化生产经济效益具有重要意义。
综上所述,工厂化生产真姬菇液体菌种制备主要包括摇瓶
和发酵罐两个阶段,培养条件主要参数包括摇床转速、接种量、
温度、pH 值、通气量大小、培养周期等几个方面。 研究通过对
主要参数进行试验, 确定工厂化栽培真姬菇需液体菌种的制
备工艺条件为摇瓶装液量为 400 mL、 摇床转速为 160 r/min、
培养温度(23±1)℃、接种量 0.5%、初始 pH 5~6、通气量 1∶0.8、
发酵周期 7~8 d。 菌含量在 2.70 g/10 mL 以上,接到栽培种上
之后 24 h 封面,极大地降低了污染率。
参考文献
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3 结论与讨论
3.1 通过对中条山野生猪苓的分离纯化和培养, 筛选出了
Z101、Z112 、Z115 3 个菌株,其中有二个是从灰苓组织分离获
得的,有一个是从白苓获得,无黑苓菌核分离菌株。 说明组织
分离猪苓菌丝的最佳材料是灰苓菌核、白苓菌核次之,不宜采
用黑苓菌核。
3.2 研究选出的三个菌株菌落形态基本一致, 菌丝呈白色、
絮状,气生菌丝致密、均匀、菌落分明,菌丝具爬壁能力,在低
温下培养基内有明显的菌索是猪苓菌丝的一个主要特征,通
过显微观察三个菌株菌丝均有锁状联合现象。
3.3 试验表明 3 个猪苓菌株的生物学特性表现出相对的一
致性,在腐殖质浸出液培养基中均生长较好,腐殖液的成分较为
复杂,其综合作用可能与其促进了菌丝对碳、氮源的利用有关。
3.4 目前,药用猪苓的主要还是野生采挖,猪苓在人工规模
化栽培方面存在较大难度, 主要原因是现在采用的人工栽培
方法需要野生或栽培收获后的菌核作为种子, 由于猪苓生长
发育周期长,一般从栽培到收获至少需要 3 年时间,收获后的
菌核除了销售外,只有剩余的少部分可作为种子使用。菌核来
源少、种子资源匮乏是制约猪苓产业发展的主要瓶颈。 此外,
在生产上由于反复使用相同菌核的后代作为种子使用, 造成
了种性的变劣和退化,易感病害增多,易产生“空窝”现象。 因
此, 采用猪苓纯菌种来代替猪苓菌核进行人工栽培是实现猪
苓规模化栽培的唯一途径, 本研究已在人工培养基上获得了
猪苓的纯培养菌株, 采用猪苓菌种代替猪苓菌核的栽培试验
仍在进行之中。
参考文献
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[J].食用菌,2008(4):4-5.
(上接 P16)
表 7 不同初始 pH值对菌丝量、菌丝球个数及大小的影响
pH

菌丝鲜重/(g·10 mL-1) 培养结束时
48 h 72 h 96 h 120 h144 h168 h 10 mL 菌液内直径≥1 mm的菌丝球个数
10 mL 菌液内
菌丝球个数
4~5 0.18 0.23 0.40 0.70 1.09 1.41 180 13 000
5~6 0.27 0.30 0.42 1.01 1.59 2.09 240 10 500
6-7 0.29 0.34 0.67 1.22 1.90 2.64 390 8 800
00000000000000000000000000000000000000000000000000000
育 种 驯 化
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