蛹虫草人工栽培技术研究进展

徐 艳 崔林虎 张 鹏 赵 丽*

（1延边林管局森林经营部，吉林延吉133001；2延边林业科学研究院，吉林延吉133001）

蛹虫草（Cordyceps militaris）是虫草属真菌中研究最深入的一种虫草，属子囊菌亚门（Ascomycotina），麦角菌科（Clavicipitaceae）、虫草属（Cordyceps），在我国作为食药用真菌而广泛应用[1]。

蛹虫草为全草入药，含蛹体、子座、菌丝体等。性平，味甘，具有抗疲劳、抗衰老、增强免疫和性功能等作用，可杀灭喉癌细胞，能补肺益肾壮阳，有扶虚损、益精气、止血、化痰、镇静、免疫等多种功效[2]。

虫草素能干扰DNA和RNA合成，抑制不正常的细胞分裂，促进细胞分化，改变细胞骨架分布，抑制蛋白质激酶活性等。虫草多糖作为虫草中含量最高的生物活性物质，医学界公认的免疫促进剂之一，可增强机体免疫力，同时还具有抗氧化、抗病毒、抗凝血、降血糖、降血脂等作用。虫草多糖含量已经成为衡量北冬虫夏草（蛹虫草）质量的重要指标[3]。

蛹虫草的药用价值和保健功能已经被人们广泛接受，市场需求正不断扩大，其研究与开发也在近30年里取得了迅猛的发展[4]。经过多年的研究，蛹虫草在分类学[5]、优良菌株选育及人工栽培[6]、活性成分及药效[7-8]、分子生物学研究[9-10]等均有深入详尽的报道。

笔者所在单位目前致力于研究使用喷洒接种的方法接种高压灭菌后的桑蚕蛹以批量获得蛹虫草的栽培方法，目前已取得一定进展。现综述蛹虫草的菌丝体液体发酵培养、人工固体培养、蚕蛹等动物基质培养三种培养方法，供相关科研人员交流讨论，为促进蛹虫草栽培技术科研发展提供借鉴。

1 菌丝体液体发酵培养

菌丝体液体发酵培养周期短，获得的菌丝体产量高、生长一致，生产不受季节限制，且可以提高虫草素、虫草酸、虫草多糖等代谢产物的产量，能有效提高生产效益，目前液体发酵技术已日趋成熟。

龙思颖等[11]对蛹虫草菌丝进行液体培养，筛选出最佳液体培养基是麦芽粉培养基，最适pH 6.8，增稠剂羧甲基纤维素的最佳用量为0.45%，并且确定麸皮粒型种可作为试验使用的良好试管菌种。试验添加Na2SeO3后蛹虫草菌丝体硒吸收率达39.22%，为规模化生产富硒蛹虫草菌丝提供了参考。

焦子伟等从优化发酵工艺方面入手，筛选出了最佳的发酵条件，提出了蛹虫草菌种培养与发酵生产工艺的关键控制要点，并对蛹虫草菌株种子液发酵生产中菌株活化、接种、液体摇培、发酵罐调试、发酵罐封装灭菌、发酵培养、保存等方面提出了明确的技术要求，为批量制备蛹虫草菌种培养液提供技术依据[12]。

2 人工固体培养

20世纪30～60年代，国外研究人员就进行了有关蛹虫草生态调查和人工驯化栽培研究。1932年，小林义雄首次在米饭培养基上成功获得蛹虫草子座，拉开了米饭培养基栽培蛹虫草的序幕[13]。目前，人工固体培养蛹虫草使用的基质多为大米、小麦、玉米或添加蛹粉及其他营养成分，栽培容器多为玻璃瓶或浅盘等。

李楠等采用人工接种固体培养基与柞蚕蛹模拟自然生态环境培养北冬虫夏草，培育出同野生北冬虫夏草形态一致的子实体[14]。

胡树贵等总结出用小麦粒作培养基栽培蛹虫草，产量高、质量好，而且小麦粒成本低，经济效益高[15]。郑英训等确定蛹虫草人工栽培最佳的培养条件组合为大米培养基，接种量为20 mL，子实体生长温度为21℃，光照时间为14 h/d[16]。

罗莹等[17]对蛹虫草菌株的栽培料配方进行优化，发现适宜人工栽培的蛹虫草栽培料配方是麦粒30 g，蚕蛹粉5 g，硫酸镁0.15%，磷酸二氢钾0.3%，最适料液比1∶1.5；常广宁等确定了液体菌种、蛹虫草菌丝生长、子实体原基分化和发育、子实体生长、蛹虫草转色和子实体生长的最佳环境条件[18]。

3 蚕蛹等动物基质培养

1936年，Shanor报道用蛹虫草无性阶段的分生孢子成功感染普罗米锡天蛾的活蛹，并用潮湿的苔藓将其包裹后，获得了具有成熟子囊壳的子座，标志蚕蛹栽培蛹虫草的成功[19]。

1986年谷恒生等用一个高产蛹虫草菌种接种到家蚕和柞蚕的活蛹，成功地培养出上百千克的蛹虫草子实体[20]，我国成为世界上第一个使用昆虫蛹人工大批量培养蛹虫草子实体的国家。

李亚洁等研究表明采用孢子分离技术选育菌种保证了虫草高产；接种不同状态的菌种时，液体菌种效果好，硬化率高，从而产量也高；接种剂量在0.3～0.5 mL时蛹体完全变僵蛹时间明显缩短，产量也高，菌丝生长期25℃恒温培养，蛹体完全变硬时改为20℃恒温培养，蛹体硬化快，子实体分布均匀，长势好，产量较高[21]。

张杨等发现接种前削去蚕茧后放置2 d，可有效去除病蛹及有生命体征的蚕蛹；接种的蚕蛹虫草液体菌丝的活力越高，接种后的蚕蛹僵化越快；接种部位选择蚕蛹翼翅正后方与第3环节交叉点，菌丝完成营养生长后，给予300 lx光照和10℃温差刺激培养7～10 d能有效促进蚕蛹虫草菌丝转色和子座的形成[22]。

朱荣才等试验总结了包括柞蚕蛹虫草培育的基本设施及要求、菌种制备、蚕蛹准备、接种、栽培管理、采收保存等柞蚕蛹栽培蛹虫草的完整生产技术[23]。

申鸿等研究发现蚕蛾培养基、糯米+蛹粉培养基上的蛹虫草生长较好；家蚕蛹、蛾培养基培育蛹虫草子实体中的虫草素含量较高。在相同培养条件下，蛹虫草子实体中的虫草素含量高于菌丝体和培养基质。家蚕蛹、蛾培养基可以生产出高品质蛹虫草[24]。

翁梁等发现在纯蛹培养基中添加适量黄豆、玉米糁、蛋白胨有利于提高蛹虫草中活性物质[25]；都兴范等研究发现米饭培养虫草中的虫草素、虫草多糖和虫草酸含量均高于柞蚕蛹虫草和冬虫夏草，尤其是虫草素含量为2465 mg/kg，是冬虫夏草的20倍；三种虫草均含有18种氨基酸，氨基酸总量最高的是柞蚕蛹虫草为27 130 mg/100 g，是冬虫夏草的1.4倍[26]。

2014年，玄永男等从野生蛹虫草中分离并筛选出了优良菌种，以桑蚕蛹作为培养基质，采用自动接种设备接种，实现了用蚕蛹为培养基质进行规模化栽培蛹虫草，并且经检测其虫草素含量远远超过野生蛹虫草中的虫草素含量，并已被授权发明专利（ZL 201310192693.4）[27-28]。

4 小结与展望

研究发现用不同培养基培养蛹虫草菌丝体及子实体时，其转录表达谱都存在差异[29-30]。Yin等比较了菌丝体阶段和子实体阶段的蛋白质组，结果表明，人工培养基培养的菌丝体或子实体与天然或用鳞翅目蛹培养的子实体具有类似活性成分的说法不具可靠性[31]。蛹虫草基因组中含有大约9600个蛋白编码基因，约16%的蛋白编码基因参与真菌—昆虫的相互作用，不存在编码对人类有害的已知真菌毒素的基因[32]，这在分子生物学角度再一次证明了蛹虫草的安全性和可靠性。

蛹虫草中活性物质的保健价值被越来越多的人认可，其研究与开发进程也逐年加快。菌丝体液体发酵培养操作方便、生产周期短、代谢产物获取速度快，具有极大发展空间。优质、健康、安全的蛹虫草产品随着人们生活水平的不断提高，化学检测手段的不断完善，将具有更大的市场。

栽培蛹虫草中菌种退化是无法忽视的问题，目前没有有效解决的方法，只能通过减少传代次数、菌株复壮、新菌株分离等方法来保持菌种活力。因此，进行目的性的选育蛹虫草菌种对于蛹虫草产业发展具有重要意义。