蛹蟲草人工栽培技術(shù)研究進(jìn)展

徐 艷 崔林虎 張 鵬 趙 麗*

（1延邊林管局森林經(jīng)營部，吉林延吉133001；2延邊林業(yè)科學(xué)研究院，吉林延吉133001）

蛹蟲草（Cordyceps militaris）是蟲草屬真菌中研究最深入的一種蟲草，屬子囊菌亞門（Ascomycotina），麥角菌科（Clavicipitaceae）、蟲草屬（Cordyceps），在我國作為食藥用真菌而廣泛應(yīng)用[1]。

蛹蟲草為全草入藥，含蛹體、子座、菌絲體等。性平，味甘，具有抗疲勞、抗衰老、增強(qiáng)免疫和性功能等作用，可殺滅喉癌細(xì)胞，能補(bǔ)肺益腎壯陽，有扶虛損、益精氣、止血、化痰、鎮(zhèn)靜、免疫等多種功效[2]。

蟲草素能干擾DNA和RNA合成，抑制不正常的細(xì)胞分裂，促進(jìn)細(xì)胞分化，改變細(xì)胞骨架分布，抑制蛋白質(zhì)激酶活性等。蟲草多糖作為蟲草中含量最高的生物活性物質(zhì)，醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的免疫促進(jìn)劑之一，可增強(qiáng)機(jī)體免疫力，同時(shí)還具有抗氧化、抗病毒、抗凝血、降血糖、降血脂等作用。蟲草多糖含量已經(jīng)成為衡量北冬蟲夏草（蛹蟲草）質(zhì)量的重要指標(biāo)[3]。

蛹蟲草的藥用價(jià)值和保健功能已經(jīng)被人們廣泛接受，市場需求正不斷擴(kuò)大，其研究與開發(fā)也在近30年里取得了迅猛的發(fā)展[4]。經(jīng)過多年的研究，蛹蟲草在分類學(xué)[5]、優(yōu)良菌株選育及人工栽培[6]、活性成分及藥效[7-8]、分子生物學(xué)研究[9-10]等均有深入詳盡的報(bào)道。

筆者所在單位目前致力于研究使用噴灑接種的方法接種高壓滅菌后的桑蠶蛹以批量獲得蛹蟲草的栽培方法，目前已取得一定進(jìn)展?，F(xiàn)綜述蛹蟲草的菌絲體液體發(fā)酵培養(yǎng)、人工固體培養(yǎng)、蠶蛹等動物基質(zhì)培養(yǎng)三種培養(yǎng)方法，供相關(guān)科研人員交流討論，為促進(jìn)蛹蟲草栽培技術(shù)科研發(fā)展提供借鑒。

1 菌絲體液體發(fā)酵培養(yǎng)

菌絲體液體發(fā)酵培養(yǎng)周期短，獲得的菌絲體產(chǎn)量高、生長一致，生產(chǎn)不受季節(jié)限制，且可以提高蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖等代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，能有效提高生產(chǎn)效益，目前液體發(fā)酵技術(shù)已日趨成熟。

龍思穎等[11]對蛹蟲草菌絲進(jìn)行液體培養(yǎng)，篩選出最佳液體培養(yǎng)基是麥芽粉培養(yǎng)基，最適pH 6.8，增稠劑羧甲基纖維素的最佳用量為0.45%，并且確定麩皮粒型種可作為試驗(yàn)使用的良好試管菌種。試驗(yàn)添加Na2SeO3后蛹蟲草菌絲體硒吸收率達(dá)39.22%，為規(guī)模化生產(chǎn)富硒蛹蟲草菌絲提供了參考。

焦子偉等從優(yōu)化發(fā)酵工藝方面入手，篩選出了最佳的發(fā)酵條件，提出了蛹蟲草菌種培養(yǎng)與發(fā)酵生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵控制要點(diǎn)，并對蛹蟲草菌株種子液發(fā)酵生產(chǎn)中菌株活化、接種、液體搖培、發(fā)酵罐調(diào)試、發(fā)酵罐封裝滅菌、發(fā)酵培養(yǎng)、保存等方面提出了明確的技術(shù)要求，為批量制備蛹蟲草菌種培養(yǎng)液提供技術(shù)依據(jù)[12]。

2 人工固體培養(yǎng)

20世紀(jì)30～60年代，國外研究人員就進(jìn)行了有關(guān)蛹蟲草生態(tài)調(diào)查和人工馴化栽培研究。1932年，小林義雄首次在米飯培養(yǎng)基上成功獲得蛹蟲草子座，拉開了米飯培養(yǎng)基栽培蛹蟲草的序幕[13]。目前，人工固體培養(yǎng)蛹蟲草使用的基質(zhì)多為大米、小麥、玉米或添加蛹粉及其他營養(yǎng)成分，栽培容器多為玻璃瓶或淺盤等。

李楠等采用人工接種固體培養(yǎng)基與柞蠶蛹模擬自然生態(tài)環(huán)境培養(yǎng)北冬蟲夏草，培育出同野生北冬蟲夏草形態(tài)一致的子實(shí)體[14]。

胡樹貴等總結(jié)出用小麥粒作培養(yǎng)基栽培蛹蟲草，產(chǎn)量高、質(zhì)量好，而且小麥粒成本低，經(jīng)濟(jì)效益高[15]。鄭英訓(xùn)等確定蛹蟲草人工栽培最佳的培養(yǎng)條件組合為大米培養(yǎng)基，接種量為20 mL，子實(shí)體生長溫度為21℃，光照時(shí)間為14 h/d[16]。

羅瑩等[17]對蛹蟲草菌株的栽培料配方進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)適宜人工栽培的蛹蟲草栽培料配方是麥粒30 g，蠶蛹粉5 g，硫酸鎂0.15%，磷酸二氫鉀0.3%，最適料液比1∶1.5；常廣寧等確定了液體菌種、蛹蟲草菌絲生長、子實(shí)體原基分化和發(fā)育、子實(shí)體生長、蛹蟲草轉(zhuǎn)色和子實(shí)體生長的最佳環(huán)境條件[18]。

3 蠶蛹等動物基質(zhì)培養(yǎng)

1936年，Shanor報(bào)道用蛹蟲草無性階段的分生孢子成功感染普羅米錫天蛾的活蛹，并用潮濕的苔蘚將其包裹后，獲得了具有成熟子囊殼的子座，標(biāo)志蠶蛹栽培蛹蟲草的成功[19]。

1986年谷恒生等用一個(gè)高產(chǎn)蛹蟲草菌種接種到家蠶和柞蠶的活蛹，成功地培養(yǎng)出上百千克的蛹蟲草子實(shí)體[20]，我國成為世界上第一個(gè)使用昆蟲蛹人工大批量培養(yǎng)蛹蟲草子實(shí)體的國家。

李亞潔等研究表明采用孢子分離技術(shù)選育菌種保證了蟲草高產(chǎn)；接種不同狀態(tài)的菌種時(shí)，液體菌種效果好，硬化率高，從而產(chǎn)量也高；接種劑量在0.3～0.5 mL時(shí)蛹體完全變僵蛹時(shí)間明顯縮短，產(chǎn)量也高，菌絲生長期25℃恒溫培養(yǎng)，蛹體完全變硬時(shí)改為20℃恒溫培養(yǎng)，蛹體硬化快，子實(shí)體分布均勻，長勢好，產(chǎn)量較高[21]。

張楊等發(fā)現(xiàn)接種前削去蠶繭后放置2 d，可有效去除病蛹及有生命體征的蠶蛹；接種的蠶蛹蟲草液體菌絲的活力越高，接種后的蠶蛹僵化越快；接種部位選擇蠶蛹翼翅正后方與第3環(huán)節(jié)交叉點(diǎn)，菌絲完成營養(yǎng)生長后，給予300 lx光照和10℃溫差刺激培養(yǎng)7～10 d能有效促進(jìn)蠶蛹蟲草菌絲轉(zhuǎn)色和子座的形成[22]。

朱榮才等試驗(yàn)總結(jié)了包括柞蠶蛹蟲草培育的基本設(shè)施及要求、菌種制備、蠶蛹準(zhǔn)備、接種、栽培管理、采收保存等柞蠶蛹栽培蛹蟲草的完整生產(chǎn)技術(shù)[23]。

申鴻等研究發(fā)現(xiàn)蠶蛾培養(yǎng)基、糯米+蛹粉培養(yǎng)基上的蛹蟲草生長較好；家蠶蛹、蛾培養(yǎng)基培育蛹蟲草子實(shí)體中的蟲草素含量較高。在相同培養(yǎng)條件下，蛹蟲草子實(shí)體中的蟲草素含量高于菌絲體和培養(yǎng)基質(zhì)。家蠶蛹、蛾培養(yǎng)基可以生產(chǎn)出高品質(zhì)蛹蟲草[24]。

翁梁等發(fā)現(xiàn)在純蛹培養(yǎng)基中添加適量黃豆、玉米糝、蛋白胨有利于提高蛹蟲草中活性物質(zhì)[25]；都興范等研究發(fā)現(xiàn)米飯培養(yǎng)蟲草中的蟲草素、蟲草多糖和蟲草酸含量均高于柞蠶蛹蟲草和冬蟲夏草，尤其是蟲草素含量為2465 mg/kg，是冬蟲夏草的20倍；三種蟲草均含有18種氨基酸，氨基酸總量最高的是柞蠶蛹蟲草為27 130 mg/100 g，是冬蟲夏草的1.4倍[26]。

2014年，玄永男等從野生蛹蟲草中分離并篩選出了優(yōu)良菌種，以桑蠶蛹作為培養(yǎng)基質(zhì)，采用自動接種設(shè)備接種，實(shí)現(xiàn)了用蠶蛹為培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行規(guī)?；耘嘤枷x草，并且經(jīng)檢測其蟲草素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過野生蛹蟲草中的蟲草素含量，并已被授權(quán)發(fā)明專利（ZL 201310192693.4）[27-28]。

4 小結(jié)與展望

研究發(fā)現(xiàn)用不同培養(yǎng)基培養(yǎng)蛹蟲草菌絲體及子實(shí)體時(shí)，其轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜都存在差異[29-30]。Yin等比較了菌絲體階段和子實(shí)體階段的蛋白質(zhì)組，結(jié)果表明，人工培養(yǎng)基培養(yǎng)的菌絲體或子實(shí)體與天然或用鱗翅目蛹培養(yǎng)的子實(shí)體具有類似活性成分的說法不具可靠性[31]。蛹蟲草基因組中含有大約9600個(gè)蛋白編碼基因，約16%的蛋白編碼基因參與真菌—昆蟲的相互作用，不存在編碼對人類有害的已知真菌毒素的基因[32]，這在分子生物學(xué)角度再一次證明了蛹蟲草的安全性和可靠性。

蛹蟲草中活性物質(zhì)的保健價(jià)值被越來越多的人認(rèn)可，其研究與開發(fā)進(jìn)程也逐年加快。菌絲體液體發(fā)酵培養(yǎng)操作方便、生產(chǎn)周期短、代謝產(chǎn)物獲取速度快，具有極大發(fā)展空間。優(yōu)質(zhì)、健康、安全的蛹蟲草產(chǎn)品隨著人們生活水平的不斷提高，化學(xué)檢測手段的不斷完善，將具有更大的市場。

栽培蛹蟲草中菌種退化是無法忽視的問題，目前沒有有效解決的方法，只能通過減少傳代次數(shù)、菌株復(fù)壯、新菌株分離等方法來保持菌種活力。因此，進(jìn)行目的性的選育蛹蟲草菌種對于蛹蟲草產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。