段木灵芝高效栽培及生物活性研究进展

马传贵，张志秀，吴志鹏，潘丽红，贺宗毅，金开伟

（1.北京京诚生物科技有限公司，北京 102600；2.龙泉市农业农村产业服务中心，浙江龙泉 323700；3.龙泉市丽红家庭农场，浙江龙泉 323700；4.重庆市中药研究院，重庆 404100；5.滕州市综合检验检测中心，山东滕州 277599）

灵芝（Ganoderma lingzhi）是一种名贵的中药材，自古以来被用于多种疾病的预防和治疗。我国最早的医药典籍《神农本草经》将灵芝列为“上品”，并根据中医阴阳五行学说，将其按照颜色进行分类，并描述了灵芝的药性、气味和主治。同时它还被列入《中华人民共和国药典》和《美国草药药典》。我国是世界上灵芝的主要生产国和灵芝产品出口大国，开展灵芝相关的研究，在医疗、保健及工业生产中都具有极大意义与价值。早期灵芝人工栽培主要用段木栽培，目前段木栽培、代料栽培以及菌丝深层培养广泛用于灵芝生产及其深加工产品的不同领域。采用段木栽培灵芝可以提高灵芝的产量和质量，使灵芝不再珍稀，而成为病人都可以使用的药物。因此本文结合目前实际生产及理论研究，对段木灵芝的高效栽培、生物活性等进行综述，提出段木灵芝高效栽培及生物活性研究的趋势，以期为我国段木灵芝产业的发展提供依据。

1 段木灵芝的分布

灵芝是个大家族，种类繁多，有近200 种，其中，中国有100 多种，最常见的是赤芝、紫芝。野生灵芝在我国南方和北方都有自然分布，灵芝属于高温结实型菌类，适宜在北纬25～45°种植[1]。人工栽培灵芝是开发山区资源的良好途径之一，灵芝生产主要有段木栽培和代料栽培两种生产方式。段木栽培灵芝，是用树木段作为灵芝的培养基质，将菌种接在木段上，使其生长发育形成子实体。段木灵芝菌柄粗壮、菌盖朵大圆整、肉厚、色泽好、结构致密；灵芝孢子粉颗粒饱满，三萜和多糖成分含量高。

全国灵芝主产区大体可分四大区域：福建武夷山和浙江的龙泉区域，安徽、湖北、河南大别山区域，山东鲁西南区域，东北吉林长白山区域，这四个区域出产全国70%～80%的灵芝及灵芝孢子粉原料。其中，福建和浙江以大段木种植、套筒收集孢子粉；大别山以小段木种植、地膜收集孢子粉；山东鲁西南多以代料栽培、风机收集孢子粉，同时主做灵芝艺术盆景；东北吉林以大段木种植和风机收集灵芝孢子粉[2]。一些新兴产区如重庆、陕西等秦巴山区以林下段木栽培灵芝为主，采集的子实体和灵芝孢子粉品质好。段木栽培灵芝有生段木和熟段木栽培两种用段木熟料栽培方法生产的灵芝柄长，菌盖大、厚、坚实，色泽艳丽，质量和品质明显优于培养料栽培的灵芝[3]。

2 段木高效栽培技术要点

以段木熟料栽培灵芝的主要流程为良种选择—原木准备—装袋—灭菌—冷却—接种—培养菌丝—出芝管理—灵芝孢子粉采收—分级—烘干—加工—贮藏。灵芝属于一年生真菌，栽培也有农时季节要求，段木栽培灵芝时菌丝、子实体生长速度较慢，以接种到长芝结束需2～3 年，产量较低，生物学效率一般为3.5%～5%，但质地坚、厚、有光泽，灵芝酸含量比代料栽培高，售价也高。我国幅员辽阔，以龙泉段木栽培灵芝对应月份的生产管理要点归纳见表1。

表1 段木灵芝各月份生产管理要点Table 1 Key point of tree-cultivated G.lingzhi production management in different months

2.1 菌种和树种

菌种选择是灵芝高产增效的关键，一是菌种的遗传性状要好，二是菌种繁育的质量要好，如高产、优质、抗逆性强的‘沪农灵芝’和‘龙芝’系列品种。大多数阔叶树均可用于灵芝栽培，如青冈、板栗等以壳斗科、杜英科、金缕梅科等阔叶树种为宜，实际生产多以栗、柞、栎木为主。

2.2 菌段制作与培养

2.2.1 段木制作

在落叶至萌芽前选择直径6 cm 以上的原木采伐，砍伐时应保护好树皮，避免太阳暴晒。约20 d 后，段木含水量在38%～45%时，截成15～30 cm，断面应平整。

2.2.2 装袋

把截好的段木剔去尖角和毛刺，装入长度60～80 cm、筒径扁宽30～35 cm、厚度为0.06～0.08 mm 的高密度低压聚乙烯筒袋中，每袋视段木粗细可装1～5 根，小心装袋，以防破损，袋子两头用绳子扎好。

2.2.3 灭菌

采用常压灭菌，使袋内温度快速上升至98～100 ℃后连续保温16 h 以上。灭菌后趁热从灭菌灶中搬出，发现袋子破损的立即用胶本封住。

2.2.4 接种

接种前接种室或接种棚用食用菌专用气雾消毒剂熏蒸消毒。当灭菌后的段木冷却至30 ℃以下时，按接种规范要求，在无菌条件下进行两头接种，菌种铺满两头截面，扎紧袋口。

2.2.5 培养

将接种后的菌段搬入培养室中，在15～28 ℃下叠层培养90～110 d。培养期间适时通风，空气湿度宜控制在60%～80%。当菌段表面出现浅黄色的菌皮、有小原基形成、菌段轻压有弹性、菌丝体紧密黏结时可排场。

2.3 排场管理

灵芝栽培场应选择土壤肥沃、排灌方便、通风向阳的田块，搭建简易栽培棚。

2.3.1 搭棚、整畦

依栽培场地搭建单体棚或钢架连栋大棚，单体棚高2.5～2.8m，棚顶覆盖遮阳网等遮阳材料，棚架四周用遮光材料围严。棚架下做畦，畦上泥土预先深翻打细发白，畦面撒石灰粉消毒。畦宽1.4～2.2m，畦高25cm，畦沟宽40～50cm。

2.3.2 菌段排场

在4～5 月选择睛天下地排放。菌段排放在畦上，根据畦宽每畦横排3～5 段。通风5～10 d 后再脱去菌袋，依次排放在畦上，菌段间距5～10 cm，行距20～25 cm，在菌段间填满泥土，并覆盖菌段不外露，覆土厚度1～2cm。

2.3.3 覆土盖膜

覆土后应对畦面喷一次重水，使土壤湿润并与菌段接触紧密，喷水后菌段表面泥土被水冲刷而外露的应及时补上覆土。

每畦插上弧形毛竹片，构成拱形架，架中间离畦面50～60 cm，架上盖塑料薄膜，将整个畦罩住。每667 m2菌段排放量约为20 m3。

2.4 出芝管理

菌蕾形成至开片时，空气湿度宜保持在90%～95%；子实体开片基本完成，菌盖边缘稍有黄色时，空气湿度宜保持在85%～90%；子实体趋于成熟至孢子弹射期，空气湿度宜保持在80%～85%。在原基形成和幼芝生长期，土表干燥发白的地方应适当喷水，但畦内泥土不应过湿，喷水应细缓。在采收灵芝子实体或套筒收集孢子粉前7 d停止喷水。用遮阳、喷水、掀盖膜等方法控制出芝场的温度，最适温度为20～30 ℃。在灵芝原基还未形成时，可采用通风来调节棚内的温湿度；灵芝原基形成到幼芝生长期，应利用棚两端薄膜掀开方式通风；子实体开伞后卷起拱形棚两侧薄膜，加大通风量。根据气温和日照情况，在盛夏高温强日照下增加遮阳，使棚内光照强度保持在七分阴三分阳。保持光照均匀，防止灵芝因向光偏向生长。

同一菌段形成的过多原基，用锋利的小刀从基部割去，每根菌段保留1～2 朵。疏芝原则为去弱留强，去密留疏。

2.5 采收

2.5.1 子实体采收

待芝盖边缘的白色生长圈消失转为红褐色，菌盖表面色泽一致、不再增大增厚时，在晴天用果树剪在灵芝留柄1.5～2 cm 处剪下菌盖，除去残根。

2.5.2 孢子粉采收

待芝盖边缘的白色生长圈基本消失，菌盖下有少量孢子弹射时，采用单个套筒或整畦盖布等方式进行收集。在大部分灵芝基本停止弹射孢子后收起孢子粉，放置在干净的容器里。

2.6 采后管理

灵芝采收后及时清理栽培场；地面灌水，增加遮阳度，保湿降温。越冬时除做好清场外，还要撤去覆膜和遮阳网，对外露的菌段用泥土覆盖保护，厚度2 cm 以上，四周挖深排水沟。

2.7 产地初加工

2.7.1 子实体干制

即采即烘，可使用烘房或专用烘干机，将采收后的灵芝子实体剪去基柄部，剔除黏附在子实体表面和菌柄上的杂质，背面朝上，正面朝下，摊晾在蔑筛上，整筛放入烘干机烘干，控制温度45～65 ℃，烘至含水量15%以下，并控制好进出风量，风量应先大后小。

2.7.2 孢子粉干制

搭建竹木或钢架塑料拱棚，在采收当天将孢子摊晒在洁净的塑料薄膜上晒干，棚的两头用薄膜围住，防止起风天气带入泥沙和其它杂质，或用热风循环烘干机、专用烘干机等烘干。烘干温度控制在40～60 ℃，干制至含水量8%以下贮藏。

需特别注意的是，因灵芝是菌类生物，易出现病虫害和杂菌感染，故应对病虫害需采用绿色防控技术，如安装防虫网、纱门隔离、吊挂粘虫板、杀虫灯等诱杀。杂菌使用已登记的农药，以高效低毒低残留的植物源及生物源农药优先。

3 段木灵芝的生物活性物质及其功能

段木灵芝中富含糖类（还原糖和多糖）、三萜类、甾醇类、氨基酸、蛋白质、香豆精苷、核苷类、生物碱、无机元素等成分[4]。郭爱玲等[5]发现段木灵芝的多糖含量（11.96～14.67 mg/g）远高于袋料灵芝（5.35 mg/g）。张婧[6]发现桉树段木栽培灵芝的三萜含量较杂木屑栽培灵芝的高36.23%。段木灵芝多糖是由肽多糖、葡聚糖、杂多糖等组成的混合物，灵芝三萜类化合物是高度氧化的羊毛甾烷衍生物，存在于灵芝属真菌的菌丝体和子实体中，同时灵芝酸是段木灵芝的次级代谢产物。这些生物活性物质作为段木灵芝的主要有效成分，表现出广泛的生物活性及药理价值；如具有提高机体免疫功能、抗肿瘤、消除机体内自由基、抗辐射、抗氧化、提高肝脏解毒功能、抗糖尿病等作用[7-8]。

3.1 抗氧化

抗氧化活性有助于保护细胞成分免受氧化损伤，降低生物体突变和致癌的风险，同时还可以保护免疫细胞，使其能够维持免疫应答反应。灵芝化合物，尤其是多糖和三萜类，显示出较强的抗氧化活性。研究发现，灵芝多糖可保护免疫细胞免受氧化损伤，水提物可保护细胞DNA 免受氧化损伤[9]。除此之外，大量试验表明，灵芝提高了超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性，这两种酶都参与去除有害的活性氧。潘云霞等[10]发现，灵芝多糖能够通过抑制谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基等抗氧化基因表达诱导细胞内活性氧生成，促进乳腺癌细胞凋亡。

3.2 抗肿瘤

灵芝的多种提取物在多种癌症细胞系中显示出抗癌作用，包括乳腺癌、胰腺癌、肺癌、结肠癌、皮肤癌和前列腺癌等。灵芝提取物具有多种抗癌活性的机制，包括通过癌症特异性细胞周期阻滞和凋亡直接抑制细胞增殖。林树钱等[11]发现段木灵芝提取多糖GL-PP 提取率高于菌草灵芝提取的，且段木灵芝提取多糖对体外培养的大鼠C6 胶质瘤细胞增殖有显著抑制作用。综合而言，灵芝主要通过多途径、多靶点机制来实现抗肿瘤功效，同时在临床上作为肿瘤患者化疗的辅助治疗药物，起到极大的增效减毒作用，在改善肿瘤患者生活质量方面发挥极大价值[12]。

3.3 抗艾滋病毒（human immunodeficiency virus，HIV）

关于灵芝对HIV 作用的研究，已确定灵芝中具有各种抑制作用的化合物。如灵芝中的三萜类成分具有抗HIV-1 蛋白酶的活性。除此之外，灵芝中的漆酶也被发现可能抑制HIV-1 逆转录酶活性。目前，对于灵芝及其活性成分在抗HIV 方面的机制和基础研究较为缺乏，需要进一步确定灵芝活性成分与HIV 蛋白酶之间的结构与活性关系等。

3.4 神经保护

灵芝中的三萜类和多糖类物质被广泛证实对生物体神经系统具有保护作用。从古代起，灵芝就一直被用于镇痛和肌肉放松。除此之外，灵芝中的诸多生物活性化合物被发现可以参与调控衰老相关基因的表达，且一些长期追踪试验发现食用灵芝可以减少阿尔茨海默病的进展，这些均证明了灵芝的神经保护作用。但是灵芝的这一活性没有太多科学证据佐证，因此需要做进一步的研究。

3.5 降血糖

灵芝中的三萜类、多糖、糖蛋白和蛋白质等生物活性成分均被发现具有降血糖作用。除此之外，研究发现灵芝含有一种酶，即非竞争性胆固醇酯酶抑制剂，有助于吸收膳食胆固醇，减少饮食中胆固醇的摄入。作为辅助降血糖的灵芝，服用后可以产生一种类似胰岛素的物质，可以有效抑制脂肪酸，提高胰岛细胞的活力，加速体内葡萄糖的代谢，餐后服用灵芝有显著的降血糖效果。

3.6 其他活性

除了以上生物活性之外，灵芝还表现出较强的免疫调节活性，提取自灵芝的几种化合物被证明可以促进T和B 淋巴细胞、脾单核细胞、NK 细胞和树突状细胞的增殖和成熟。同时灵芝还表现出优良的抗微生物活性，如抗菌和抗病毒等。灵芝在治疗心血管和保肝护胃等方面表现出强大作用，灵芝提取物可以对前列腺生长起到抑制作用，进一步保障男性健康。

4 结论

灵芝作为食药用菌具有悠久的历史，在疾病预防治疗和健康养生方面发挥出极大作用。为了挖掘灵芝的经济和药用潜力，在未来仍然需要关注和解决以下问题：一方面，需要优化灵芝高效栽培过程中的生长条件和工艺，提高灵芝的产量和品质，从而在此基础上最大限度地利用灵芝的活性成分；另一方面，进一步明确灵芝的分类，展开对灵芝活性成分鉴定、提取纯化方法、功能挖掘的分析，同时进行临床试验，以提供对慢性病和传染病有效治疗的证据，提升灵芝在临床治疗方面的价值，并扩大其应用范围。