2株间座壳属真菌培育白木香菌纹木的条件筛选实验

何海珊 甘昌涛 郝嘉奇 邱 坚

( 1. 西南林业大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650233；2. 西南林业大学设计学院，云南 昆明 650233)

菌纹木是指由真菌引起着色的木材，也即花斑木。“花斑木”之称由美国爱荷华州立大学郭梦麟老师所著的《木材腐朽与维护》[1]一书中所翻译的“花斑”一词而来，指来源于美国俗语的Spalted wood[2]，随后又译为菌纹木。因该技术在欧美国家的历史上主要流传下来的菌纹木工艺品多为教堂等的镶嵌画、家具贴面作品，与我国多使用矿物作为彩色颜料作壁画及建筑装饰不同，故菌纹木制作也可称为木材生物彩绘或木材真菌彩绘。菌纹中的菌纹线类型所形成的黑色及黑褐色线条主要由黑色素构成，化学性质稳定[3-5]，欧洲一些著名教堂中的壁画等艺术作品历经半个多世纪，色彩仍然鲜艳[2]。美国俄勒冈州立大学的Robinson对菌纹木在现代的应用做了大量研究，其中规模化应用的研究包括了树种的优选、菌种组合、染色方法、灭菌条件等方面[6-9]。

白木香（Aquilaria sinensis）是形成名贵中药沉香的树种，其木质部淀粉含量丰富[10]，有利于真菌在木材上生长，且材色较浅，便于突显深色菌纹，是制作菌纹木的优选材料。我国人工种植白木香的面积大，但因结香技术局限，结香率低[11-13]，市场上出现了结香效果更优良的奇楠品种，一些先锋企业已经开始将种植多年的白木香树砍伐后嫁接奇楠品种[14-16]，由此将产生大量的白木香木材剩余物。

菌纹木在实验室的培育已经实现，但规模化的生产还需要考虑在培育过程中易污染、菌种保藏及可能的菌株活力退化等问题[6,17]。本研究以白木香木材为材料，以消毒及灭菌的方法处理木材及接种过程，并进行加糖和不加糖处理，比较菌纹形成效果，以期简化生产过程。

1 实验材料与方法

1.1 试样处理

白木香木段为10年生白木香树高2.5～3.5 m处主干，直径6～7 cm，2016年采集后置于通风处气干，木材材色白色至浅黄色，生长轮不明显。直径较大者锯成2～3 cm高的小圆盘8片（编号W1～W8），直径较小者锯成长25 cm的木段8段（编号Y1～Y8）。按国家标准《木材含水率测定方法》GB/T 1931—2009测量白木香气干条件下的含水率，测得白木香木样平均含水率为10.76%（样本重复5，标准偏差0.001 6，变异系数1.52%）。为将木材含水率调节至适宜菌株Diaporthesp. 63-4生长的40%含水率[18]，根据白木香气干材质量，计算各木样达到40%含水率所需的葡萄糖溶液（20%质量浓度）体积或过滤水体积。

加糖处理。编号Y1～Y8木样两端以电钻打孔6 cm深孔洞，用滴管将葡萄糖溶液滴入一端的孔洞，并以水循环式真空泵在另一端抽气，让木样吸收葡萄糖溶液；编号W1～W4木样横断面上以毛笔蘸葡萄糖溶液画一条通过髓心的横线，直至计算的葡萄糖溶液完全渗入木样；在W5～W8木样横断面上以毛笔蘸过滤水画类似的横线。

1.2 实验设计

实验设置4组处理，分别为：A组为未灭菌加糖处理接种Diaporthesp. 63-4；B组为未灭菌加糖处理接种Diaporthesp. ZXH18-6；C组为灭菌加糖处理接种Diaporthesp. 63-4；D组为灭菌不加糖处理接种Diaporthesp. 63-4。每组处理重复4块木样。

1.3 真菌接种及培育

菌种为经证实可以形成菌纹的菌株Diaporthesp. 63-4、Diaporthesp. ZXH18-6[18]，挑取菌丝至马铃薯葡萄糖液体（PD）培养基，于SHA-BA型恒温水浴振荡器（水温（25±2）℃，转速131 r/min，时间5 d）培养得到接种物。

未灭菌木样接种真菌，编号Y1～Y4木样接种菌株Diaporthesp. ZXH63-4，编号Y5～Y8木样接种菌株Diaporthesp. ZXH18-6。木样在实验室中2盏酒精灯前，以烧通红并冷却后的镊子夹取菌丝团，塞满试件孔洞，涂在木样树皮上，用保鲜膜包裹，放入装有已灭菌木屑（起到固定及保温作用）的密封塑料箱中，把温湿度记录仪（妙昕TH10R-EX型）的探头放入塑料箱中，每小时记录1次温湿度值，塑料箱用保鲜膜密封。

灭菌木样接种菌株Diaporthesp. ZXH63-4。木样以白纸包裹，称量记为m1，经高温蒸汽灭菌（博迅BXM-30R立式压力蒸汽灭菌器，120 ℃，45 min）后称量，在超净工作台上吹风并打开紫外灯，调整含水率至40%（质量恢复至m1），在超净工作台上接种菌丝团，接种后以保鲜袋包装，随后置于恒温箱（25±2）℃中黑暗培养。

1.4 分析方法

菌纹的量为Scion Image软件分析菌纹与总面积的占比[18]。扫描木样表面，从中间劈开后扫描木样内部，由于木段纵面圆弧不便扫描分析，以相机分别从两侧拍1张清晰照片，经Photoshop软件将背景扣除后，再进行分析。利用SPSS进行单因素方差分析。

2 结果与分析

白木香木样不同处理条件下污染情况及菌纹形成效果见表1。未灭菌处理的木样出现污染情况，污染现象为大面积深入木材内部的灰黑色染色，表面染色面积占整块木样的50%以上，菌纹仅在木样表面局部形成（图1a、1b）。Diaporthesp. 63-4形成的表面菌纹显著较Diaporthesp.ZXH18-6多（表2）。

表1 白木香木样不同处理条件下污染情况及菌纹形成效果Table 1 Contamination and zone lines formation under different treatment conditions on A. sinensis

图1 灭菌与未灭菌处理白木香形成菌纹情况Fig. 1 Formation of zone lines on sterilized and unsterilized A. sinensis

表2 白木香试样不同处理条件培育菌纹木的菌纹占比Table 2 Proportion of zone lines on A. sinensis under different treatment

灭菌处理的木样仅在表面出现少量青霉污染，青霉污染为接种后套保鲜袋时造成。灭菌后加糖处理的木样和不加糖处理的木样表面菌纹量差异不显著，但均较未灭菌木样的菌纹量显著减少（表2）；所有处理中，仅灭菌加糖处理的木样形成内部菌纹（图1c），但4个重复中有1个木样没有形成内部菌纹。

用温湿度记录仪记录塑料箱中的温湿度范围（图2），在室温6.0～24.7 ℃、湿度76.1%～96.4%，较昆明室内温度略高，塑料箱的温度有时在下午升高，是由于塑料箱在下午约16：00—18：00被西斜的阳光照射，木屑保温作用明显。

图1 昆明冬季室内塑料箱培育菌纹木的温湿度记录Fig. 2 Record of temperature and humidity in plastic bin cultivated spallted wood in room in winter, Kunming

3 结论与讨论

本研究以2株间座壳属真菌Diaporthesp.ZXH18-6及Diaporthesp. ZXH63-4在灭菌与未灭菌、加糖与不加糖条件下接种到白木香木材上，在室内和恒温箱中分别培育60 d。经过分析得出以下结论：

1）未灭菌白木香木样在培育过程中木块携带的杂菌生长造成块状灰黑色染色。

2）加葡萄糖的灭菌白木香木样更容易形成内部菌纹，未加葡萄糖或未灭菌白木香木样的内部没有形成菌纹，加葡萄糖处理有利于菌纹真菌Diaporthesp. 63-4及Diaporthesp. ZXH18-6在白木香木材上定殖。

3）Diaporthesp. 63-4及Diaporthesp. ZXH18-6菌株可以在装了木屑保温的塑料箱内（昆明冬季，室温6.0～24.7 ℃、湿度76.1%～96.4%）生长并形成菌纹，木屑起到了保温作用。

调查表明易于形成菌纹木的树种多为边材树种，绝大部分树种的边材均可以形成菌纹[19]，而本实验中添加葡萄糖的木样更容易形成菌纹，因此木材中的小分子糖成分含量高，有利于真菌成功定殖于木材，对于材色较浅但小分子糖含量相对较低的木材可以通过接菌前添加小分子糖加快真菌定殖速度与成功率，缩短菌纹木培育时间并增加菌纹量。

木材在未灭菌条件下培育花斑木，其本身携带的真菌或造成污染。Robinson等[7]将糖槭（Acer saccharum）和山杨（Populus tremuloides）原木放在表面消毒的塑料箱种，接种3种在灭菌条件下只形成黄色染色的真菌Scytalidium lignicola、Scytalidium ganodermophthorum及Inonotus hispidus，恒温恒湿条件下培养12个星期，S. lignicola除了形成灭菌条件下形成的黄色染色，还有蓝色染色，S. ganodermophthorum除了蓝色染色菌纹线，Inonotus hispidus形成的染色与灭菌条件下的一致，除了黄色染色以外的真菌染色应该来源于木材本身携带菌。本实验中Diaporthesp. 63-4及Diaporthesp. ZXH18-6也在类似未灭菌条件下培养，除了菌纹线还形成了灰黑的块状染色，应该也是由于木块本身携带真菌所致，不同木材携带菌类不一样，因此增加的着色不同。如果在不灭菌条件下规模化生产菌纹木，需要根据市场需求情况及该批树种本身携带菌的情况来拟定生产方案。