绣球菌人工栽培技术研究进展

林衍铨，马璐，应正河，江晓凌
福建省农业科学院食用菌研究所，特色食用菌繁育与栽培国家地方联合工程研究中心，福建福州

　　摘要：绣球菌是近年来人工栽培成功的一种食（药）用菌，由于其具有卓越的抗癌、防癌、免疫调节等功效，全世界越来越多的学者对其展开了研究。本文对绣球菌的营养生理特性，栽培环境因子、栽培历史及人工栽培技术进行综述，以期为广大研究人员提供参考。
　　关键词：绣球菌，营养生理特性，栽培技术

　　绣球菌（Sparasis crispa (Wulf.) Fr.），又名绣球蕈、绣球菇，因其子实瓣片曲折、形似巨大绣球而得名，在日本被誉为梦幻神奇的菇，是一种新近开发的食（药）用菌新品种，其名贵程度可比肩冬虫夏草、羊肚菌、块菌等珍品。绣球菌肉质脆嫩，口感鲜美，香气浓郁，含有人体所需的多种氨基酸及矿质元素[1][2][3][4]，干品中维生素E含量也很丰富[3]。据报道，绣球菌子实体中粗多糖含量高于灵芝、姬松茸等食（药）用菌，具有抗癌、防癌的功效，可预防及改善高血压、高血糖等诸多疾病的症状，具有提高免疫力及增加机体造血的功能[5][6][7]，许多研究工作还发现，绣球菌可产生多种生物活性物质[8][9][10][11][12][13][12]。近年来，随着人们对绣球菌营养功效的逐步认识与接受，市场需求不断增加，许多学者纷纷开展了人工栽培技术的研究。目前，全世界仅日本、韩国、中国可实现绣球菌人工栽培。在我国福建省，绣球菌栽培已形成一定规模，并进入商业化生产阶段。为了加快对绣球菌的开发利用及深入研究，本文对绣球菌的营养生理特性、栽培环境因子、栽培历史及现状进行总结，以期促进该品种的开发利用和栽培现状的改进。
　　一、营养生理研究
　　1 碳源
　　1998年，Jae-Ouk Shim等对绣球菌菌丝生长的基本条件进行研究后发现，适宜的碳源为麦芽糖、果胶糖、甘露醇[14]。游雄等综合成本、胞内外多糖产量、菌丝生长量等因素，认为淀粉、麦芽糖是较为合适的碳源，并确定了最佳的培养基组成[15]。2007年，林衍铨等研究了不同种类淀粉基质中绣球菌原基形成及子实体生长发育的情况，认为栽培料中添加淀粉可促进绣球菌的生长，且新鲜去皮马铃薯块比马铃薯淀粉效果好[16]。随后，黄建成也发现菌丝生长的最适碳源为糯米淀粉，其次为麦芽糖，以葡萄糖和蔗糖为碳源时菌丝生长速度和长势一般，菌丝不能利用甲基纤维素[17]。根据王伟科的报道，以半乳糖为碳源时，绣球菌接种后菌丝不萌发，以5%的淀粉和甘露醇为碳源时，菌丝生长速度快；淀粉为碳源时，菌丝尖端生长整齐，出现疏密相间条纹，菌丝洁白浓密，菌丝生长速率可达2.8mm/d[18]。2011年，在以上研究的基础上，林衍铨等对绣球菌母种培养基配方进行了优化，以葡萄糖为碳源时，菌丝生长速度快，菌丝浓密、健壮，其次为果糖、半乳糖、木糖[19]。随后，王忠艳等对采自长白山林区的绣球菌进行了菌丝营养特性研究，结果表明，淀粉是影响菌丝干重的主要因素[20]。从以上研究结果可以看出，麦芽糖、葡萄糖、淀粉类物质适宜绣球菌菌丝的生长，但由出发菌株不同，不同学者关于绣球菌菌丝生长最适碳源的报道略有不同。
　　2 氮源
　　Jae-Ouk Shim等认为适宜菌丝生长的氮源为甘氨酸[14]；游雄等的研究结果表明，牛肉浸膏、酵母膏适宜菌丝生长，酵母粉、玉米粉、麸皮等适宜胞内多糖的产生[15]。
　　2007年，林衍铨等在研究绣球菌营养生理过程中发现，菌丝在蛋白胨培养基中生长最佳，其次为添加硫酸铵和尿素的培养基，复合肥对菌丝生长有抑制作用[16][21]。王伟科和黄建成等的研究结果也表明，以蛋白胨、酵母膏、豆饼粉为氮源时，菌丝生长速率快、菌丝洁白、浓密[22][17]。随后，林衍铨等研究了不同来源蛋白胨对菌丝生长的影响，认为以鱼粉蛋白胨为氮源时，菌丝生长浓密、健壮，无机氮源中仅能利用硫酸铵[19]。王钟艳等在研究长白山野生绣球菌菌丝生长的营养特性后发现，酵母膏是菌丝生长的最佳氮源，菌丝日均长速最快，菌丝浓密、粗壮、边缘整齐、干重最大[20]。
　　综上所述，在各种氮源中，绣球菌对有机氮源的利用优于无机氮源，有机氮源中蛋白胨、酵母膏适宜菌丝生长，无机氮源中对硫酸铵的利用较好。
　　3 无机盐、维生素、植物生长调节剂以及其它营养物质
　　根据Jae-Ouk Shim的研究结果，有机酸中的反丁烯二酸或乳酸适宜菌丝生长[14]。马璐等研究了不同无机盐、维生素以及植物生长调节剂对绣球菌菌丝生长的影响，结果表明，培养基中加入硫酸镁、磷酸二氢钾可促进菌丝生长，硫酸钠和氯化钙在一定范围内对菌丝生长有促进作用，但效果不明显；维生素B1、B4、B6对菌丝生长促进作用较强，且菌丝在含有8mg/L维生素B4的培养基中生长最快，维生素B2、B12对菌丝生长影响不显著；6-BA对菌丝促进作用较强，6-KT高浓度时可促进菌丝生长[23]。
　　4 pH值
　　绣球菌是一种适宜偏酸性条件下生长的食药用菌，菌丝在pH3.5～7范围内均可正常生长，最适pH为4～5[18]，pH低于3时菌丝难以生长，超过7.5时菌丝生长受阻[24]。
　　二、栽培环境因子研究
　　1 温度
　　绣球菌菌丝生长的温度范围在10～30℃之间，适宜温度为20～24℃，最适温度为22～24℃，此时菌丝生长速度快，菌丝浓密、健壮、长势好，在10℃以下和30℃以上菌丝生长停止，菌丝生长的限制温度为30℃，致死温度为40℃[17]。原基形成的最适温度为20～22℃；子实体发育温度范围在15～20℃之间，最适温度为16～19℃[24]。
　　2 湿度
　　绣球菌培养基的适宜含水量为60%～65%，菌丝培养结束后进入原基诱导阶段，此时空气相对湿度在85%～90%左右[18]，随后原基发育逐渐增大，表面出现突起并分化出小叶片，完成原基分化；在子实体发育阶段，空气相对湿度保持在90%～95%之间[24]。
　　3 空气
　　绣球菌属好氧性真菌，菌丝生长、原基诱导及子实体生长发育阶段都需要充足的氧气。菌丝生长期间，需经常对培养室进行通风换气。林衍铨等认为在绣球菌原基形成与分化阶段，空气中的二氧化碳浓度对其极其敏感，既怕二氧化碳又嫌二氧化碳，具有独特的原基发育生理现象[16]。据报道，绣球菌子实体生长阶段，CO2浓度需保持在0.03%以下[25]。
　　4 光照
　　绣球菌菌丝生长期间不需光照，在黑暗环境下也可生长。子实体生长发育需较多光照，是目前所知的需要光照最多的一种食用菌，有“阳光蘑菇”之称。据林衍铨等的研究，光强调控在500～800Lx，能维持绣球菌子实体正常发育。
　　三、栽培历史及人工栽培技术研究
　　1 栽培历史
　　日本最早于20世纪80年代进行野生绣球菌的菌株分离、驯化工作，1990年开始进行人工栽培技术研究，包括培养基选择、栽培各阶段环境因子调控等，直至1993年人工栽培出全世界第一朵绣球菌，1995年绣球菌的原木栽培技术得到完善，1996年瓶栽成功，2000年以后人工栽培绣球菌进入小面积生产并推向市场，引起轰动。目前在日本，已有一些企业开始进行绣球菌人工栽培，如UNITIKA[26][27][28][5][11][29]、Minahealth[30][7][31]，但其栽培技术处于完全保密阶段。
　　韩国对绣球菌的研究也较早，2004年人工栽培绣球菌获得成功，成为世界上第二个掌握绣球菌人工栽培技术的国家。Jae Min Lee等对绣球菌菌丝生长的适宜培养基配方进行研究后发现，适宜菌丝生长及子实体形成的树种为落叶松，适宜的基质配方为：落叶松（Larix kaempferi）木屑60%、红松（Pinus densiflora）木屑20%、麦麸15%、葡萄糖5%[32]。Ryu Sung Ryul等采用瓶栽技术，研究了落叶松（Larix kaemferi）对不同菌株生长发育的影响，包括菌丝生长速度、栽培周期及子实体产量等，并筛选出三株较优菌株[33]。
　　我国是继日本、韩国之后，第三个掌握绣球菌栽培技术的国家。国内关于绣球菌的研究最早始于上世纪80年代，有学者对其形态特征、地理分布及生态环境进行了调查，并对分离到的菌种进行了驯化研究[34][35]，但由于人工栽培难度大，直到近些年关于其栽培的研究才逐渐火热起来。2004年，福建省农业科学院食用菌研究所在国内率先开始对绣球菌的营养生理、生物学特性、基质配方及工厂化栽培技术进行了研究。2005年，林衍铨等在《首届海峡两岸食用菌学术研讨会》上对绣球菌菌丝生长的营养生理特性进行了报道，认为绣球菌适宜的母种培养基为PDPA，南方的芒果、马尾松可作为栽培基质，米糠、麸皮、玉米粉可作为其栽培辅料[21]。黄建成等也对绣球菌人工栽培驯化技术进行了报道[24]，包括培养基的筛选，菌种制备，栽培配方及栽培技术等方面。
　　2010年，贾培培等探讨了绣球菌菌丝及子实体生长发育的条件，并成功栽培出绣球菌[36]。随后，刘建伟等研究了松木屑不同处理方法对菌丝生长的影响，结果表明，松木屑经处理后（常压煮沸、高温高压、混菌发酵），绣球菌可在任何松木屑上生长，高温高压处理松木屑耗时少，菌丝生长速度快，适宜大规模生产[37]。此外，国内还有其他单位对绣球菌的人工栽培技术进行了研究，如四川省绵阳市食用菌研究所、杭州市农业科学院蔬菜研究所、吉林农业大学等。经过国内食用菌工作者的共同努力，绣球菌栽培技术取得了很大的进步，为绣球菌产业的发展奠定了基础。
　　2 栽培技术
　　2.1 栽培方式
　　绣球菌属中低温型菌类，可采用自然栽培或工厂化栽培方式。目前，绣球菌主要采用工厂化栽培模式进行生产，日本、韩国以瓶式栽培为主[33]，我国以袋栽为主[38]。
　　2.2 栽培原料
　　绣球菌属木腐型真菌，能利用木材中的纤维素作为营养物质，属褐腐类型。人工栽培时，多种农业废弃物及农作物下脚料均可作为其栽培基质，如针叶林木屑[32][33]、麦麸[32]等。
　　2.3 栽培管理
　　2.3.1 菌丝培养
　　接种后至菌丝封面，培养室温度控制在25℃左右，以利于接种菌块萌发生长。菌丝培养后期，由于生物热的产生，保持空间环境温度22～24℃为宜，温度高于28℃时要及时通风散热，低于20℃时需关闭门窗保温发菌。培养期间，空气相对湿度在70%～80%之间。菌丝生长期间需保持新鲜空气，培养室CO2浓度保持在0.3%以下，培养期间，经常开启门窗通风换气，以利于菌丝生长。菌丝培养期间，室内无需光照，后期需散射光照射，以诱导原基分化，黑暗条件下菌丝难以从营养生长转向生殖生长。
　　2.3.2 出菇管理
　　绣球菌原基形成后，去掉棉花赛和套环，将菌袋移入出菇室，温度调至16～18℃，空气湿度需达到90%～95%，光强800～1000Lx。在此环境条件下培养20～30d,子实体发育成熟，即可采收。
　　四、存在问题与展望
　　绣球菌是新近人工开发、极具市场潜力的一种食药用菌，随着对其药用保健功效研究的逐步深入，许多与其相关的产品也已纷纷出现。我国对绣球菌的相关研究起步较晚，目前仅涉及绣球菌的生物学特性、人工栽培技术方面的研究，但进展显著，迄今我国已成为第三个成功栽培绣球菌的国家。然而，绣球菌的诸多研究、开发、应用尚属空白，今后，急需加强如下几方面研究：
　　首先，加强绣球菌野生种质资源的收集、保藏及驯化工作。我国虽然在野生菌株的驯化、人工栽培等方面取得了一定的进展，但是关于绣球菌种质资源的搜集、保存、评价、优良特性的发掘及其种质创新的研究还远远不够。总体而言，目前国内关于绣球菌的研究还未充分揭示其种质资源的优良特性和利用潜力，在一定程度上影响和制约着我国野生绣球菌种质资源的有效利用及其育种的进一步发展。
　　其次，加快新品种的选育及其高产栽培技术的研究。目前为止，我国仅有一个可用于商业化栽培的绣球菌菌株（闽绣1号），与其它菇类相比较还有着较大的差距。
　　第三，加强深层发酵生产工艺和技术的研究。利用液体发酵进行产业化生产，可克服人工栽培子实体生产周期长、劳动强度大等因素，是开发绣球菌活性物质的有效手段，为绣球菌深加工和开发利用开辟了广阔前景。
　　最后，加强绣球菌的化学成分、药理作用和作用机制以及临床应用等方面的研究。明确绣球菌及其产物主要功能作用的物质基础，探明绣球菌有效活性成分作用的途径与机理，为进一步开发新药和第三代功能性食品奠定良好的基础。
　　总之，随着对绣球菌营养和药用价值的深入研究，特别是对绣球菌提高免疫力、防癌抗癌功能认识的不断提高，绣球菌将日益受到全世界人民的重视，发展绣球菌产业具有广阔的产业化前景和可观的经济效益。
　　参考文献：
　　[1] 黄建成,李开本,林应椿,etal.绣球菌子实体营养成分分析[J].营养学报,2007,29(5):514-515.
　　[2] 黄建成,李开本,应正河,et al.绣球菌蛋白质的营养评价[J].菌物研究,2007,5(1):51-54.
　　[3] Shin H., Oh D., Lee H., et al. Analysis of Mineral,Amino Acid and Vitamin Contents of Fruiting Body of Sparassis crispa[J]. Journal of Life Science, 2007, 17(9): 1290-1293.
　　[4] 陈士瑜.(1988).食用菌生产大全:农业出版社.
　　[5] Kyosuke Y., Takashi K., Akio S., et al. Anti-angiogenic and anti-me-tastatic effects of β-1,3-D-glucan purified from Hanabiratake, Sparassis crispa[J]. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2009, 32(2): 259-263.
　　[6] Hasegawa A., Yamada M., Dombo M., et al. Sparassis crispa as biological response modifier[J]. Gan To Kagaku Ryoho, 2004, 31(11): 1761-1763.
　　[7] Harada T., Miura N., Adachi Y., et al. Effect of SCG, 1,3-β-D-glucan from Sparassis crispa on the hematopoietic response in cyclophosphamide induced leukopenic mice[J]. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2002, 25(7): 931-939.
　　[8] Woodward S., Sultan H., Barrett D., et al. Two new antifungal me-tabolites produced by Sparassis crispa in culture and in decayed trees[J]. Microbiology, 1993, 139(1): 153-159.
　　[9] Jiang M. Y., Zhang L., Dong Z. J., et al. Two New me-tabolites from Basidiomycete Sparassis crispa[J]. Zeitschrift Fur Naturforschung Section B-a Journal of Chemical Sciences, 2009, 64(9): 1087-1089.
　　[10] KAWAGISHI H. Novel Bioactive Compound from the Sparassis crispa Mushroom[J]. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2007, 71(7): 3.
　　[11] Yoshikawa K., Kokudo N., Hashimoto T., et al. Novel Phthalide Compounds from Sparassis crispa (Hanabiratake), Hanabiratakelide A-C, Exhibiting Anti-cancer Related Activity[J]. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2010, 33(8): 1355-1359.
　　[12] Bae I. Y., Kim K. J., Lee S., et al. Response surface optimization of β-glucan extraction from cauliflower mushrooms (Sparassis crispa)[J]. Food Science and Biotechnology, 2012, 21(4): 1031-1035.
　　[13] Kim M. Y., Seguin P., Ahn J. K., et al. Phenolic compound concentration and antioxidant activities of edible and medicinal mushrooms from Korea[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(16): 7265-7270.
　　[14] Shim J., Lee M., Son S., et al. The optimal factors for the mycelial growth of Sparassis crispa[J]. The Korean Journal of Mycology, 1998, 26(1): 39-46.
　　[15] 游雄, 钱秀萍, 吴丽燕, et al. 绣球菌的诱变育种和深层发酵工艺的初步研究[J]. 中国食用菌, 2006, 25(003): 41-45.
　　[16] 林衍铨,林兴生,余应瑞,et al.绣球菌生物学特性若干问题的研究[J].菌物研究,2007,5(4):237-239.
　　[17] 黄建成,应正河,余应瑞,et al.绣球菌菌丝营养生理特性研究[J].食用菌学报,2007,14(3):33-36.
　　[18] 王伟科,周祖法,袁卫东,et al.绣球菌生物学特性与栽培技术[J].杭州农业与科技,2010,(5):44-45.
　　[19] 林衍铨,马璐,应正河,et al.碳源和氮源对绣球菌菌丝生长的影响[J].食用菌学报,2011,18(3):22-26.
　　[20] 王忠艳,陈艳秋,张吉子,et al.长白山绣球菌菌丝营养特性研究[J].延边大学农学学报,2013,34(4):319-323.
　　[21] 林衍铨,李开本,余应瑞,et al.绣球菌菌丝生长营养生理研究[J].首届海峡两岸食(药)用菌学术研讨会论文集,2005,24:170-173.
　　[22] 王伟科,袁卫东,周祖法.不同碳,氮源对绣球菌菌丝生长的影响研究[J].浙江农业科学,2007,147-49.
　　[23] 马璐,林衍铨,江晓凌,et al.无机盐,维生素与植物生长调节剂对绣球菌菌丝生长的影响[J].菌物研究,2011,(3):172-175.
　　[24] 黄建成,池美香,王茂珠,et al.绣球菌驯化栽培研究[J].江西农业学报,2007,19(8):120-122.
　　[25] 朱斗锡,何荣华.珍稀名贵绣球菌的经济价值及开发前景[J].食用菌,2008,(3):8.
　　[26] Kwon A., Qiu Z., Hashimoto M., et al. Effects of medicinal mushroom (Sparassis crispa) on wound healing in streptozotocin-induced diabetic rats[J]. The American Journal of Surgery, 2009, 197(4): 503-509.
　　[27] Yao M., Yamamoto K., Kimura T., et al. Effects of Hanabiratake (Sparassis crispa) on allergic rhinitis in OVA-sensitized mice[J]. Food Science and Technology Research, 2008, 14(6): 589-594.
　　[28] Yamamoto K., Kimura T. Dietary Sparassis crispa (Hanabiratake) Ameliorates Plasma Levels of Adiponectin and Glucose in Type 2 Diabetic Mice[J]. Journal of Health Science, 56(5): 541-546.
　　[29] Yamamoto K., Kimura T. Orally and Topically Administered Sparassis crispa (Hanabiratake) Improved Healing of Skin Wounds in Mice with Streptozotocin-Induced Diabetes[J]. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 2013, 77(6): 1303-1305.
　　[30] Harada T. IFN-γ induction by SCG, 1,3-β-D-glucan from Sparassis crispa, in DBA/2 mice in vitro[J]. Journal of interferon & cytokine research,, 2002, 22(12): 1227-1239.
　　[31] Ohno N., Miura N., Nakajima M., et al. Antitumor 1,3-β-glucan from cultured fruit body of Sparassis crispa[J]. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2000, 23(7): 866-872.
　　[32] Lee J. M., Kim S., Lee T., et al. Sawdust Media Affecting the Mycelial Growth and the Fruiting Body formation of Sparassis crispa[J]. Mycobiology, 2004, 32(4): 190-193.
　　[33] Ryu S. R., Ka K. H., Park H., et al. Cultivation Characteristics of Sparassis crispa Strains Using Sawdust Medium of Larix kaempferi[J]. The Korean Journal of Mycology, 2009, 37(1): 49-54.
　　[34] 孙朴, 汪欣, 刘平. 绣球菌引种驯化研究初报[J]. 中国食用菌, 1985, (3): 7-8.
　　[35] 刘正南. 一种珍贵的食用菌-绣球菌[J]. 食用菌, 1986, (5): 6-7.
　　[36] 贾培培, 卢伟东, 郭立忠, et al. 绣球菌驯化栽培[J]. 食用菌学报, 2010, 17(3): 33-36.
　　[37] 刘建伟, 卢伟东, 贾培培, et al. 松木屑不同处理方法对绣球菌生长的影响[J]. 中国食用菌, 2010, 29(1): 70-71.
　　[38] 林衍铨, 马璐, 江晓凌, et al. 绣球菌栽培条件优化[J]. 食用菌学报, 2012, 19(4): 35-37.