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食用菌菌渣替代常规基质培养蛹虫草的研究

范文

李斯陶武祥睿崔旭杰李道朋刘师君唐保宏

摘要：为提高蛹虫草的产量、降低生产成本、提高蛹虫草种植业的收益，进行了以部分培养基替换为菌渣对于蛹虫草生长影响的研究。通过菌渣替代比例及蚕蛹粉添加试验和栽培试验，利用Graphpad Prism 8软件对结果进行数据整理和分析，最终确定培养基的最优配方：在添加4g蚕蛹粉的条件下，菌渣替代比例为10%，可以在不影响子实体形态的前提下，缩短栽培时间，降低畸形率，并显著提高蛹虫草的产量，提高蛹虫草种植的收益。

关键词：蛹虫草;菌渣;栽培基质;产量

中图分类号 Q815文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）09-0036-04

Study on the Cultivation of Cordyceps militaris （L.） Fr. with Edible Fungus Residue Partially Replacing Conventional Substrate

Li Sitao et al.

（School of Life Sciences，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China）

Abstract：In order to increase the yield of Cordyceps militaris （L.） Fr.，reduce the cost of culture medium，and improve the income of Cordyceps militaris （L.） Fr. cultivation，the effect of replacing some culture medium with waste rod on the growth of Cordyceps militaris （L.） Fr. was studied. Through comparing with the fresh weight of Cordyceps militaris （L.） Fr. fruiting body in the pre experiment，and using Graphpad Prism 8 statistics software to collate and analyze the data，the better formula of the culture medium was determined：the mass ratio of rice to waste rod was 9∶1 under the condition of adding silkworm cnysalis power 4g. It can shorten the cultivation time，reduce the deformity rate，improve the output of Cordyceps militaris （L.） Fr. and reduce the cost of Cordyceps militaris （L.） Fr. culture medium without affecting the fruiting body shape.

Key words：Cordyceps militaris （L.） Fr.; Mushroom Dregs; Cultivation Substrate; Output

蛹虫草[（Cordyceps militaris （L.） Fr.）]又名北冬虫夏草，是蛹虫草真菌寄生在鳞翅目昆虫蛹上形成的子座与菌核的复合体[1]，其除具有抗微生物、抗癌、抗氧化等多种药用价值以外[2]，还具有生产茶饮[3]、酱[4]、香醋[5]和米酒[6]等的食用价值。目前蛹虫草栽培技术较为成熟，但在大規模工厂化生产中，多以蚕蛹、大米、小麦等栽培基质，成本较高[7-10]。我国是食用菌生产大国，在香菇、平菇栽培中使用木屑等原料作为基质，经过多次出菇后会产生大量的废弃菌渣。菌渣残留有大量未利用完全的有机质及菌丝体，具有丰富的营养成分[11-12]，且具有疏松多孔的特性[13]，有利于真菌菌丝体的生长。目前利用食用菌菌渣进行栽培草菇、榆黄蘑、蒜苗等方面的研究较多[14-16]，但利用食用菌菌渣栽培蛹虫草的研究相对较少[17]。本研究探讨了平菇栽培废弃菌渣替代常规原料栽培蛹虫草的可行性，既保证蛹虫草子实体的产量及品质、降低生产成本，又实现了废弃菌渣的资源化利用，为废弃菌渣大规模替代传统基质生产蛹虫草提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂试验菌种为郑州大学生命科学学院真菌多样性与利用实验室保藏蛹虫草真菌Cordyceps militaris TC02。马铃薯、大米由超市采购;蚕蛹粉采购自郑州市陈寨花卉市场;平菇菌渣采购自惠州逍遥生态农业有限公司;葡萄糖购自天津市科密欧化学试剂有限公司;琼脂粉、蛋白胨、酵母膏均购自北京奥博星生物技术有限责任公司;VB1购自西安锦源生物科技有限公司;KH2PO4购自天津市风船化学试剂科技有限公司;MgCl2购自上海麦克林生化科技有限公司。

1.2 仪器及设备光照培养箱（LRH-250-G）：上海贺杰仪器有限公司;恒温培养振荡器（KYC-100B）：上海圣科仪器设备有限公司;高压蒸汽灭菌锅（MJ-78A）：上海巴玖实业有限公司;双人桌面（水平）净化工作台（RZ-2D2G）：广州瑞智净化设备有限公司;电热鼓风干燥箱（101A）：广州沪瑞明仪器有限公司;霉菌培养箱（MJ-70-I）：苏州维菱电子科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 培养基的配制及菌种的保藏活化采用PDAY培养基（配制参考文献[18]进行），其中酵母粉含量为2g/L。制备液体培养基[19]，其中VB1 10mg、蛋白胨3g、MgCl2 0.5g、KH2PO4 1g、pH值7.0，并分装后每瓶添加15粒玻璃珠，于115 ℃下灭菌20min。

营养液配制参考文献进行[20]，其中蛋白胨10g/L、酵母膏1g/L、MgSO4 0.5g/L，且不含葡萄糖。

1.3.2 菌种活化及液体菌种制备将蛹虫草母种接种至PDAY培养基平板上，在23℃避光条件下培养7d得到活化菌种。

在蛹虫草活化平板上用打孔器无菌操作制备直径为6mm的菌饼，向含100mL液体培养基的250mL锥形瓶中接种3～4块菌饼，摇床内进行避光150r/min振荡培养，温度为25℃，5d获得糊状菌丝体的菌液。

1.3.3 试验设计

1.3.3.1 菌渣替代比例及蚕蛹粉添加试验菌渣替代试验在200mL培养瓶内进行，含20g培养基质和30mL营养液。以20g大米为对照，分别研究了菌渣比例为5%、10%、15%和20%时栽培基质对子实体鲜重的影响。接种量为5mL/瓶，每个处理设置4个平行，接种好的培养基，在25℃、相对湿度为65%左右的条件下暗培养3d左右，至菌丝穿透并长满培养基，表面出现一些隆起后，在22℃、相对湿度为75%左右、200～400lx光照条件下培养5～7d[21-23]。至培养基完全转为橙色后，进行温差处理，温差保持在5℃左右（白天温度控制在25℃，晚上温度控制在20℃），其他条件不变，培养10d左右[23]，至小刺尖状突起形成、原基分化后开始进行恒温培养，条件控制为22℃、相对湿度为85%～90%、光照强度为700～1000lx，并每天按光照10h、黑暗14h进行培养[24]，培养35d左右，当子实体尖端稍有膨大时即可采收，检测子实体鲜重。考察蚕蛹粉添加对子实体鲜重影响时每瓶补加4g蚕蛹粉[25]，接种量和培养条件等同上，子实体成熟时检测鲜重。

1.3.3.2 栽培试验栽培试验处理类型及基质配比见表1，营养液添加量、蚕蛹粉添加量、接种量和培养条件同1.3.3.1。每个处理设置8个平行，定期观察子实体生长形态，待子实体成熟时对子实体成熟用时、子实体个数、鲜重、干重、畸形率和生物学效率进行统计分析。

1.3.4 数据将每个处理中子实体已经成熟的组别分别进行收集，并统计其培养成熟时所用时间、所采集的子实体个数，至全部采集完毕计算每个处理的平均培养时间及平均子实体个数。每采集1瓶子实体后，称量其鲜重并统计其中畸形子实体鲜重（将生长出来形状不规则、不同于一般子实体的子实体均判定为畸形子实体，一般贴壁生长），后置于80 ℃干燥箱中烘干至恒重后称量干重[26]，至全部采集完毕计算每个处理的平均鲜重、平均畸形子实体鲜重及平均干重。

采用如下公式计算生物学效率[27]：生物学效率（%）=蛹虫草平均鲜重/培养基干料重×100;采用如下公式计算畸形率：畸形率（%）=畸形子实体总鲜重/子实体总鲜重×100。

数据处理采用软件Graphpad Prism 8进行。

2 结果与分析

2.1 不同菌渣替换比例对子实体鲜重的影响以20g大米为对照研究了不同菌渣替换比例对子实体鲜重的影响，结果见图1。由图1可见，5%、10%组与CK相比子实体鲜重有所增加，15%、20%组与CK相比子实体鲜重略有下降，但经成组数据t检验分析后，每一组与CK相比差异不显著（P>0.05）。

2.2 蚕蛹粉对子实体鲜重的影响添加蚕蛹粉条件下不同菌渣替换比例对子实体鲜重影响的结果见图2。由图2可知，与CK相比，添加蚕蛹粉后的0%、5%、10%、15%及20%组子实体鲜重均有所增加，经成组数据t检验后，添加蚕蛹粉后0%和5%组与CK相比差异具有显著性（P<0.05），添加蚕蛹粉的10%、15%及20%组与CK相比差异极显著（P<0.01）。

2.3 栽培试验的基质配方对蛹虫草成熟用时、子实体个数影响按栽培試验的基质配方栽培蛹虫草时，可以缩短蛹虫草的栽培周期（表2）。在菌渣替换比例适当时，栽培周期会明显缩短，最多相差1.9d。当替换比例达到10%时，栽培时间最短，平均耗时54.1d。继续提高菌渣的替换比例，栽培时间反而会提升。将部分大米替换为菌渣对生长出的子实体个数有较大影响（图3），总体来说，在一定的菌渣添加比例范围内，子实体的生长个数随着菌渣替换比例的增加而不断增加。因此，菌渣替换量越大，每根子实体的平均鲜重就越小，但子实体的粗细更为均一。由于菌渣中含有的残留菌丝体提供了丰富的营养物质，且具有疏松多孔的结构，增加了培养基质的透气性，不仅可以减少培养时间，又可以很大程度上促进原基的形成。

2.4 栽培试验基质配方对蛹虫草产量的影响通过t检验发现菌渣替换量在5%、10%、15%、20%及25%处理组的子实体平均鲜重均高于对照组（表3），其中菌渣替换量为10%的处理组与对照组的差异极显著（P=0.004），子实体鲜重最高为13.4g/瓶。而菌渣替换量为35%处理组的平均鲜重则明显低于对照组（P=0.009）。向大米培养基中部分替换菌渣对蛹虫草的生物学效率有一定影响（图4），生物学效率最高为54.97%。

处理组中除35%组子实体干重平均值低于对照组外，其他组均高于对照组，其中10%、15%、20%替换组与对照组的差异极显著，25%替换组与对照组的差异具有显著性，可见适量菌渣的替换可以增加蛹虫草子实体的平均干重。

2.5 栽培试验基质配方对蛹虫草畸形率的影响由图5可见，替换菌渣处理组的畸形率均略小于对照组，且畸形率最低的为替换比例30%的处理组。事实上，畸形率从大体上是随着菌渣替换比例的升高而降低的。

3 结论与讨论

本研究结果表明，用适当比例的菌渣替换掉一些目前已经被广泛应用的大米栽培基质，能够进行蛹虫草的栽培生产，但对产量增加等影响并不显著。经进一步改良添加蚕蛹粉后，可以在不影响子实体形态的前提下缩短栽培时间、降低畸形率，且显著地提高蛹虫草的产量。因此，最适合蛹虫草生长及子实体形成的栽培基质配方：在添加4g蚕蛹粉的条件下，菌渣的替换比例为10%。

可能是由于菌渣较为疏松多孔，从而使栽培基质的透气性增加，增加了菌丝体的生长速度，同时菌渣上残留的营养物质和蚕蛹粉提供的生长因子促进了蛹虫草子实体原基的形成。根据相关研究结果可知，适当地添加蚕蛹粉可使蛹虫草的子实体产量及虫草素含量提升。因此虽然添加蚕蛹粉使成本有所升高，但菌渣作为种植食用菌后的废弃物，成本低廉且便于获取，在扩大栽培规模时可以在成本略升高甚至不增加的情况下，使蛹虫草产量显著提高，以此增加蛹虫草种植的收益。

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（责编：王慧晴）

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