全 文 ：第 50 卷 第 5 期
2 0 1 4 年 5 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50，No. 5
May，2 0 1 4
doi:10．11707 / j．1001-7488．20140515
收稿日期: 2012 － 11 － 28; 修回日期: 2013 － 12 － 25。
基金项目: 国家自然科学基金项目(31270601) ; 云南省自然科学基金项目(2009CD068)。
* 邱坚为通讯作者。
花斑木菌种筛选*
何海珊1 伍建榕2 邱 坚1 郭梦麟3 甘昌涛1
(1. 西南林业大学材料工程学院 昆明 650224; 2. 西南林业大学林学院 昆明 650224; 3. 爱荷华州立大学 埃姆斯 IA50011)
摘 要: 为了获得花斑木菌种并人工培育花斑木，从采集的花斑木中分离出菌株，将菌株接种到无花斑的西南桤
木、毛白杨等木材上，以便筛选出有效菌株。共筛选菌株 9 种，即炭角菌属(4 种)、蔡氏轮层炭角菌、扩散炭角菌、
拟茎点霉、粘束孢霉、、Nectria rigidiuscula，其中 N． rigidiuscula 在木材表面形成红色，其他菌种则由表及里产生带线
花纹。Xylaria venosula、拟茎点霉和粘束孢霉是植物内生真菌或常见植物病原真菌，在 8 周内形成的带线花纹丰
富，腐朽程度轻，是培育花斑木的优良菌种，也是首次报道的花斑木菌种。菌株在毛白杨上形成数量最多的带线
花纹。
关键词: 木材装饰; 真菌鉴定; 炭角菌属; 染色; 带线花纹
中图分类号: ST18. 81 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2014)05 － 0118 － 05
Screening Fungi for Wood Spalting
He Haishan1 Wu Jianrong2 Qiu Jian1 Guo Menglin3 Gan Changtao1
(1. College of Materials and Engineer，Southwest Forestry University Kunming 650224; 2. College of Forestry，
Southwest Forestry University Kunming 650224; 3. Iowa State University Ames IA50011)
Abstract: Spalting is any form of wood coloration caused by fungal colonization． The colorful and intricate zone lines
make the wood very attractive and decorative． It is valuabled to find the fungi that cause wood spalting． In this study，
spalted wood was collected in the wild and the fungi in the spalted wood were isolated and cultivated，followed by
inoculating the cultivated fungi on the normal wood of Alnus nepalensis，Populus tomentosa and so on． Nine fungal species
were identified from collected spalted wood samples，i． e． Xylaria spp． (4 species)，Nemania diffusa，Daldinia childiae，
Nectria rigidiuscula，Phomopsis sp． and Graphium sp． Nectria rigidiuscula caused red stain on wood surface while others
formed zone lines which extended deeply into wood． Xylaria venosula，Phomopsis sp． and Stilbum sp． are endophytic
fungi and plant pathogenic fungi but had never reported as wood spalting fungi． In this study these fungi were found to
bring about excellent wood spalting，which formed numerous zone lines in the inoculated wood with little wood decay in 8
weeks． Also，these fungi formed more intricate zone lines in Populus tomentosa wood than in Alnus nepalensis wood．
Further research is need，especially on the mechanism of zone line formation．
Key words: wood decoration; fungi identification; Xylaria; pigment; zone lines
花斑(Spalting)是指由真菌引起木材着色形成
的花斑纹(Ｒobinson et al．，2009)，人们可利用真菌
着色使木材具有独特的装饰效果(Ｒobinson et al．，
2011a)。在北美洲，花斑木从 15 世纪开始已成为一
种流行的工艺材料(Blanchette et al．，1992)，目前具
有形成大规模市场的潜力(Ｒobinson et al．，2010a)。
利用真菌形成的具有美丽花斑纹的木材作为装饰材
料可制成高价装饰品，如花瓶和贴面单板 (郭梦麟
等，2010)。目前国内刚刚开始对花斑木开展相关
研究和利用。
20 世纪 80 年代，美国杨百翰大学设立了最早
的花斑木研究室，并于 1987 年分离确定了几种能形
成带线花纹的白腐菌(Wikipedia，2012)。后续的研
究发现，形成带线花纹的主要是担子菌和子囊菌
(Ｒobinson et al．，2010b)。目前常见的有 7 种真菌
能形 成 可 靠 的 基 本 固 定 不 变 的 花 斑: Xylaria
第 5 期 何海珊等: 花斑木菌种筛选
polymorpha、Trametes versicolor、Bjerkandera adusta、
Polyporus brumalis、 Arthrographis cuboidea、
Chlorociboria aeruginascens、 Ceratocystis virescens
(Ｒobinson et al．，2010a)。X． polymorpha 是花斑木
试验研究中常用的形成带线花纹的真菌。 T．
versicolor 是常见的可快速造成白腐的真菌(戴玉成，
2010)，与其他菌种组合接种于木材上可形成腐朽
较轻的花斑(Ｒobinson et al．，2007)。A． cuboidea 在
木材表面及内部形成红色，其中不同株的染色能力
不同(Ｒobinson et al．，2011b)。Ch． sp． 形成可深入
木材的绿色(Blanchette et al．，1992)，Ce． virescens 形
成可深入木材的蓝色(Wikipedia，2012)。
花斑木的形成是真菌作用于活立木或木材
的结果，一定菌种在一定树种上形成的花斑基本
固定不变，因此筛选出可形成花斑的菌种对花斑
木菌种资源收集利用及花斑木形成机制研究有
重要意义。
1 材料与方法
1. 1 标本采集、菌株分离纯化及筛选
2011 年 4 月 9 日及 29 日分别于云南省昆明市
金殿公园及其附近林地采集花斑木标本，树种包括
尼泊尔桤木( Alnus nepalensis)、梨(Pyrus sp． )、高盆
樱桃(Cerasus serasoides)等。
试验方法参考方中达(1998)、伍建榕等(2007)
分离纯化真菌的方法，Ｒobinson 等(2010b)及 Liers
等(2005)培养及接种真菌的方法。
分离纯化:取具花斑的部分切成小块，75%酒精
浸泡 10 ～ 20 s，0. 1%氯化汞中浸泡 3 ～ 6 min，无菌
水洗涤后接于 PDA 培养基上，于 (26 ± 2 ) ℃恒温
箱中培养，纯化并保存。
培养及接种真菌:以 2 种方法扩繁，一是在 PDA
培养基上扩繁至菌丝几乎布满平板，为固态菌种;
二是在 PDA 培养基(无琼脂)中旋转震荡培养至形
成明显成团的菌丝体，为液态菌种。木材［尼泊尔
桤木、西南桦 ( Betula alnoides )、毛白杨 ( Populus
tomentosa)、轻 木 ( Ochroma pyramidale )、思 茅 松
(Pinus kesiya var． langbianensis)］锯成 2 × 2 × 3
(cm)小块，每瓶 1 ～ 3 块置于 4 × 4 × 12( cm)培养瓶
中并加约 17 mL 水，蛭石装入三角瓶并加水至湿润，
用高压蒸汽灭菌器以 121 ℃ 0. 1 MPa 灭菌 60 min。
接种前将培养瓶中剩余水分倒出。固态菌种接种是
用解剖刀把菌落切成约 2 cm2 小块贴在木块上，液
态菌种接种是用镊子夹菌丝体到木块上。接种后以
蛭石覆盖，于(26 ± 2) ℃培养箱中黑暗培养。每株
菌株重复 12 瓶，隔 2 个星期每株取 3 瓶观察。
通过观察、扫描或拍照记录花斑形成的颜色、深
度、腐朽情况，将腐朽轻、染色多、带线多的菌株作为
有效菌株。
1. 2 菌株鉴定
形态鉴定: 观察真菌的菌丝、产孢结构、孢子等
形态特征，参照《真菌鉴定手册》(魏景超，1979)、《半
知菌属图解》(巴尼特等，1972)鉴定。分子鉴定: 以
试剂盒法提取菌株总 DNA，以菌株 DNA 为模板，以引
物 ITS1 和 ITS4 进行 PCＲ 扩增，PCＲ 反应体系为:
2 μLDNA 模版、1. 5 μL 引物 ITS1、1. 5 μL 引物 ITS4、
Taqmix25μL、去离子水 20 μL，总体系 50 μL。PCＲ 反
应程序为: 94 ℃4 min; 94 ℃1 min，50 ℃45 s，72 ℃1
min，35 个循环; 72 ℃10 min。将 PCＲ 反应产物送到
生物科技公司测序得 ITS 序列，经校对，利用 NCBI
Blast 工具进行最大相似度比对。
2 结果与分析
2. 1 花斑特征
共筛选出有效菌株 14 株。菌株 J1 － 2 及 QM －
4 在 7 天后即可形成表面不均匀红色，4 周后染色面
积更大，色彩更红(图 1a); 其余 12 株形成相似而
略有差别的带线花纹，带线随培育时间延长而深入
木块(图 1b-e)。所选有效菌株在西南桤木、西南
桦、轻木、毛白杨、思茅松上均可形成相似花斑。一
些菌株( J2 － 2，HD － 4，J9 － 1)造成的腐朽较轻，带
线较丰富; 各菌株在毛白杨上形成的带线花纹较其
他材种更丰富。液态菌种接种形成的带线花纹倾向
于无规则的错综复杂的图案，深色染色较多 (图
1b); 固态菌种接种形成的带线花纹倾向于小圈闭
合状图案，深色染色较少(图 1c)。而 L － 2 两种接
种方式形成的圈为粗线的大圈，与 J2 － 2 等株由表
及里形成的细线不同，粗线的大圈贯穿于木块中部
(图 1d-e)。
2. 2 鉴定结果
2. 2. 1 形态特征鉴定 鉴定为 9 种，并通过分子鉴
定验证，如表 1 所示。
菌种形态特征描述如下，沿用表 1 序号。
1． Nectria rigidiuscula ［无 性 态 为 镰 刀 菌
(Fusarium sp． )］。7 天，菌落直径 49 mm，厚约 4 mm，
圆形，具轮纹，疏松绒状; 菌丝末端白色，中间红色，
培养基红色，中央产黄色粘液状分生孢子团; 镰刀形
孢子产自瓶型分生孢子梗，6 ～ 9 分隔，两端细胞透
明，渐弯曲细削，(60 ～ 80)μm × (7 ～ 12)μm; 卵圆形
分生孢子(5 ～ 7)μm × (3 ～ 4)μm(图 2a，b)。
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林 业 科 学 50 卷
图 1 不同真菌形成的花斑特征
Fig． 1 Characteristics of spalting inoculated with different fungi
a． Nectria rigidiuscula; b． Xylaria venosula; c． 拟茎点霉 Phomopsis sp． ; d － e．蔡氏轮层炭角菌 Daldinia childiae．
图 2 形态特征鉴定
Fig． 2 Morphological identification
a － b． 镰刀菌分生孢子 Conidia of Fusarium sp． ; c － e． Xylaria venosula 子实体，c 为野外生长形成，d － e 为培养形成
Sporocarp of Xylaria venosula(Nature growth in Fig． c，cultivation in Fig． d － e) ; f． 蔡氏轮层炭角菌子实体 Sporocarp of
Daldinia childiae; g － h．拟茎点霉子座及孢子 Stroma and conidia of Phomopsis sp． ; i． 粘束孢霉胞梗束 Conidiophores of
Graphium sp．
表 1 菌株鉴定结果
Tab． 1 Strains identification results
序号
No．
菌株
Strains
拉丁名
Latin names
中文名
Chinese names
1 J1 － 2，QM － 4 Nectria rigidiuscula —
2 J2 － 2，J12 Xylaria venosula —
3 C － 1 Xylaria sp． 炭角菌
4 L － 1 Xylaria sp． 炭角菌
5 YT － 1 Xylaria sp． 炭角菌
6 J6 － 1 Nemania diffusa 扩散炭层菌
7 L －2，YT －2，J13 －2，SQ Daldinia childiae 蔡氏轮层炭角菌
8 J9 － 1，J13 － 3 Phomopsis sp． 拟茎点霉
9 HD － 4 Graphium sp． 粘束孢霉
2． Xylaria venosula。9 天，菌落直径 65 mm，平
展，圆形，具轮纹; 菌丝密实，短绒状，白色，背面有
一圈黑色轮纹，边缘平整; 15 天形成 0 ～ 1 cm 黑色
短棒状子实体。直立黑色棍棒状子实体(图 2c)，高
1 ～ 2. 5 cm，直径 0. 1 ～ 0. 4 cm，内部白色，子囊壳球
形，子囊圆筒形，深色子囊孢子 8 个，有侧丝。在木
块上培育 8 周形成 1 ～ 4. 5 cm 黑色棍棒状不育子实
体(图 2d，e)。
3． 炭角菌。7 天，菌落直径 33 mm，平展，正面
白色，背面浅黄色，圆形; 菌丝密实，短绒状，边缘平
整; 15 天形成 0 ～ 0. 3 cm 直立黑色分枝棒状子实
体，末端白色，未产生孢子; 木块培育无子实体
产生。
4． 炭角菌。7 天，菌落直径 45 mm，平展，白色，
圆形; 菌丝密，绒状，边缘平整，扇形突出，具轮纹;
15 天形成 0 ～ 0. 5 cm 直立黑色分枝棒状子实体，末
端白色，未产生孢子; 木块培育无子实体产生。
5． 炭角菌。7 天，菌落直径 43 mm，平展，白色，
边缘微隆起，圆形; 菌丝密，绒状，边缘平整，扇形突
出。直立棍棒状子实体，子囊壳埋于子座内，深色子
囊孢子 8 个，有侧丝。木块培育无子实体产生。
021
第 5 期 何海珊等: 花斑木菌种筛选
6． 扩散炭层菌。7 天，菌落直径 41 mm，平展，
中央微隆起，圆形，正面白色，背面浅黄色; 菌丝密，
绒状，边缘平整。黑色垫状炭质子座常连成一片，球
形子囊壳埋生于炭质组织间，8 个子囊孢子单胞
暗色。
7． 蔡氏轮层炭角菌。7 天，菌落布满平板，圆
形，扁平; 菌丝疏松棉絮状，由白色变为浅褐色，边
缘平整; 15 天后菌落为黑色，色素渗入培养基; 散
发清甜香味。半球形漆黑色子座(图 2f)，无柄，聚
生或单生，直径 1 ～ 2. 5 cm，高 1. 3 ～ 1. 6 cm，黑色木
质轮层，子囊壳管状，子囊孢子深色，椭圆形。
8． 拟茎点霉。7 天，菌落直径 83 mm，正面白
色，背面浅黄褐色，形状不规则; 菌丝密集，毛毡状，
边缘不平整; 15 天后菌落为粉色，散生直径 1 ～ 4
mm 黑色块状子座，分生孢子器埋生，分生孢子一种
卵圆形至纺锤形，一种线型(图 2g)，另有一种厚壁
孢子形成于子座外的菌丝上(图 2h)。
9． 粘束孢霉。7 天，菌落布满平板，圆形，具轮
纹，正面奶白色，中央部位少许菌丝呈黄色束状，背
面黄褐色且轮纹色较深; 菌丝疏松，绒毛状，边缘平
整。在木块上培育 8 周产胞梗束，中、下部黑褐色，
上部浅褐色，散开的顶部产无色单胞椭圆形分生孢
子(图 2i)。
2. 2. 2 分子鉴定 将所得序列在 NCBI 中比对后，
选择相似度最大的 1 ～ 2 株 GenBank 序列，选择
Neurospora crassa 与 Morchella conica 作为外类群，使
用 Mega 4. 0 软件以 NJ 法构建系统发育树。所得发
育树包括 2 个大类群，其中小的分支为 Neurospora
crassa 与 Phomopsis sp． 构成，大的分支为炭角菌科
真菌所构成，包括 Xylaria、Daldinia、Nemania(图 3)。
图 3 基于 ITS 序列和 NJ 分析方法构建的系统发育树
Fig． 3 The phylogenetic tree based on ITS sequences with NJ
3 结论与讨论
筛选所得菌株均属于子囊菌及半知菌，有性态
均为子囊菌，其中以炭角菌科炭角菌属真菌居多。
所得炭角菌属真菌均造成木材白腐，其中 X．
venosula 腐朽速度最慢，带线较丰富，是银杏(Ginkgo
biloba)及药用石斛(Dendrobium nobile)的内生真菌
(张禧庆等，2008; 刘小莉等，2009); 拟茎点霉属
(Phomopsis sp． )及粘束孢属(Graphium sp． ) 的内真
菌多为植物病原真菌，且一株拟茎点霉被报道为印
楝(Azadirachta indica)内生真菌(吴少华等，2008)，
这 2 株菌腐朽慢，带线丰富。X． venosula、拟茎点霉
及粘束孢霉是花斑木培育的优选菌种，三者为植物
内生真菌或病原真菌，腐朽木材的速度比一般白腐
菌慢。
N． rigidiuscula 无性态为镰刀菌，菌丝体红色，
色素渗入 PDA 培养基，7 天可将木材表面染红色，
随时间延长不深入木块内部，不造成木材腐朽，为菌
丝分泌色素到菌丝体外使木材细胞染色。诸多镰刀
菌属真菌及其他真菌可在基物上产生红、黄、绿等色
素，可利用真菌染色使木材甚至织物等其他材料染
色，产生更多形式与色彩。
一些担子菌例如刺槐多年卧孔菌(Perenniporia
robiniophila) (戴玉成等，2005 )、淡黄木层孔菌
(Phellinus gilvus) (戴玉成等，2004)及能使寄主染
红色的硬锈红菌(Erythromyces crocicreas)(Qin et al．，
2009)、红木色孔菌( Tinctoporellus epimiltinus) (Dai，
2012)或可形成花斑。从系统发育树可知 2 大分支
亲缘关系较远，说明可形成带线花纹的真菌类群较
广泛。
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林 业 科 学 50 卷
所得菌株在试验树种上均形成花斑，在毛白杨
形成的带线及染色数量最多，其次为西南桦、尼泊尔
桤木和轻木。而 Ｒobinson 等(2010b)比较糖槭(Acer
saccharum)、美洲山杨 ( Populus tremuloides)、黄桦
(Betula alleghaniensis)，美洲椴 ( Tilia americana)后
发现美洲山杨是形成带线最丰富的树种。
液态菌种接种时，菌丝体携带培养液，因此菌株
培育时生长快，菌落茂盛，菌丝体覆盖木块，最终形
成错综复杂的带线花纹; 固态菌种接种生长慢，在
约 5 周后因易于吸收利用的营养消耗或干燥生长势
走向衰退，随后在衰退时菌丝集结处留下深入木块
的闭合的圈状的带线花纹。
花斑木在实验室的培育是成功的，但大规模花
斑木生产还需考虑过程易污染、菌种保藏及可能的
菌株活力退化等问题。
国外多数研究认为带线的形成是由于菌种间的
对抗或单株真菌菌丝体细胞不亲和性(Ｒobinson et
al．，2010c)，但未能证明，解释诸多菌种以单一菌株
形成错综复杂的带线花纹也较牵强。试验中，带线
时常形成于在蛭石与木块及木块与培养瓶接触面的
边缘，说明菌株在遇到阻碍时易形成带线。在病理
学方面，Henson 等(1999)认为植物病原真菌(禾顶
囊壳菌 Gaeumannomyces graminis，无性态为瓶霉属
Phialophora)形成黑色素是为了保护组织对抗不良
环境压力，甚至不直接与致病性相关。
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(责任编辑 朱乾坤)
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