一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法，將按選育目標(biāo)確定的種子搭載于返回式宇宙飛行器上，通過太空環(huán)境條件對蛹蟲草種子誘變使其遺傳基因發(fā)生變異，返回后在溫室加代選育，經(jīng)生產(chǎn)示范、品質(zhì)檢測和品種鑒定，選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的新品種；經(jīng)過配制培養(yǎng)基并滅菌，機(jī)械自動化方式接種蛹蟲草菌株并培養(yǎng)，蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng)和子實體生長管理，采收等步驟獲得品質(zhì)優(yōu)良，活性有效成分含量高的蛹蟲草產(chǎn)品。本發(fā)明提供的蛹蟲草選育和栽培方法適用于規(guī)模化生產(chǎn)中，且本發(fā)明方法能使蛹蟲草的生物轉(zhuǎn)化率超過90%。
【專利說明】一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蛹蟲草種子的育種方法，尤其是涉及一種將蛹蟲草種子經(jīng)太空環(huán)境誘變后選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的新品種，并實行規(guī)?；耘嗟姆椒?。

【背景技術(shù)】
[0002]蟲草類真菌屬于子囊菌綱、肉座菌目、麥角菌科，全世界有350多種，我國有近60種。在眾多的蟲生菌中冬蟲夏草、蛹蟲草是研究最深入的兩種。冬蟲夏草為麥角菌科、冬蟲夏草菌，由中華蟲草菌寄生在蝙蝠蛾屬的蟲草蝙蝠蛾等昆蟲幼體后形成的蟲、菌復(fù)合體，屬國家II級重點保護(hù)植物，主要分布在海拔4200-5400米之間高寒草甸，與人參、鹿茸并稱為中國三大名貴中藥材。雖然冬蟲夏草在中醫(yī)中藥中有舉足輕重的地位和作用，但蛹蟲草作為蟲草屬的模式種，在資源的可獲得性以及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面近十年來得到國內(nèi)外普遍關(guān)注。
[0003]蛹蟲草又名北冬蟲夏草、北蟲草，是蟲草屬的模式種，是我國的一種兼具食用和藥用價值的優(yōu)質(zhì)珍貴大型真菌?，F(xiàn)代研究表明，蛹蟲草富含蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖、核苷類物質(zhì)、麥角留醇、氨基酸等多種有效成分，這些有效成分的含量是蛹蟲草子實體品質(zhì)的重要指標(biāo)。現(xiàn)代藥理學(xué)和臨床研究發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草具有增強(qiáng)動物機(jī)體免疫、抗腫瘤、抗輻射、降血糖、降血脂、抗疲勞、延緩衰老等多種生理功效。
[0004]蛹蟲草最早藥用源于中國。天然野生蛹蟲草始載于《新華本草綱要》，記載其味甘、性平，有“益肺腎、補(bǔ)精髓、止血化痰”的功效；現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)巨著《中華藥海》記載“蛹草，別名北冬蟲夏草，性味甘、平，入肺、腎二經(jīng)”。蛹蟲草已經(jīng)在《中國藥典》上列為中草藥，其主要的化學(xué)成分藥理、藥效與野生冬蟲夏草極為相似。根據(jù)《全國中草藥匯編》記載:“北蟲草的子實體及蟲體可以作為冬蟲夏草入藥”。經(jīng)中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所等權(quán)威部門的檢測表明，蛹蟲草的一些主要營養(yǎng)及藥物成份如蟲草素、蟲草多糖、蛋白質(zhì)、SOD酶和微量元素等還要高于冬蟲夏草。因此，蛹蟲草已發(fā)展成為蟲夏草理想的替代品。
[0005]目前，野生冬蟲夏草資源瀕臨滅絕，已受到國家有關(guān)瀕危保護(hù)植物政策的嚴(yán)格監(jiān)管，野生冬蟲夏草的有性型人工培育困難重重，至今尚未能有突破，目前主要以無性型的菌絲體工業(yè)發(fā)酵為主流代用品，并已形成相當(dāng)規(guī)模，其主要以醫(yī)藥制劑產(chǎn)品和原料的形式行銷國內(nèi)外市場。野生冬蟲夏草唯一的同屬姊妹一蛹蟲草，具有與野生冬蟲夏草最為接近的有效成分和功效作用，也是迄今唯一能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；行孕腿斯づ嘀驳南x草屬真菌，因其產(chǎn)品外形更為直觀、功效可靠、味美價廉，因此在藥食兩用的保健品市場更受歡迎。
[0006]中國專利號為93105056.1的“北冬蟲夏草菌人工栽培子實體的方法”、專利號為94110061.8的“蛹蟲草優(yōu)良品質(zhì)的選育及高產(chǎn)栽培方法”、專利號為94105853.0的“蛹蟲草高產(chǎn)栽培方法”等雖然報道了一些蛹蟲草的人工栽培技術(shù)和方法，張紅霞等重點考察了蛹蟲草中蟲草素和腺苷兩個指標(biāo)(食用菌，2011年第5期)，溫志新等研究大米固體培養(yǎng)基的固體發(fā)酵過程，考察了蛹蟲草的重量和高度(食用菌，2011年第2期)等等。但現(xiàn)有的這些文獻(xiàn)和專利主要關(guān)注和評價了蛹蟲草子實體蟲草素、腺苷等少數(shù)活性成分，對蛹蟲草子實體的產(chǎn)量以及內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)(如蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖、腺苷、麥角留醇、氨基酸等)缺乏全面、綜合的評價；蛹蟲草子實體的栽培技術(shù)也主要停留在實驗室或小批量生產(chǎn)的研究，其報道的栽培技術(shù)和方法在規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化方面缺乏可操作性和可實時性；同時，對生產(chǎn)的多批子實體缺乏采用指紋圖譜技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制。目前，市場上的蛹蟲草子實體品質(zhì)良莠不齊，據(jù)相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)提供的檢驗結(jié)果顯示，不同生產(chǎn)廠家或一廠家生產(chǎn)不同批次的蛹蟲草子實體的有效成分含量差異較大，直接影響到蛹蟲草的應(yīng)用和整個蛹蟲草產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
[0007]隨著國內(nèi)外市場對蟲草及其深加工產(chǎn)品的需求量日益增加，天然蟲草資源遭到嚴(yán)重破壞，其產(chǎn)量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場需求，發(fā)展蟲草人工栽培和深加工產(chǎn)業(yè)勢在必行，并已成為當(dāng)今合理保護(hù)和合理利用冬蟲夏草這一瀕危珍稀藥用資源的重要措施。因此，如何穩(wěn)定和提高蛹蟲草的內(nèi)在質(zhì)量，實現(xiàn)蛹蟲草生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和規(guī)?；悄壳坝枷x草培養(yǎng)技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提出一種高品質(zhì)蛹蟲草經(jīng)太空育種技術(shù)選育的方法，通過該方法培育的蛹蟲草子實體產(chǎn)量高，品質(zhì)優(yōu)良，所含活性有效成分含量高，將選育的蛹蟲草經(jīng)高密度栽培后可用于規(guī)?；a(chǎn)。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法，步驟如下:
(1)將蛹蟲草種子進(jìn)行太空育種,選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)菌株；
(2)配制培養(yǎng)基并滅菌；
(3)培養(yǎng)基冷卻后，采用機(jī)械自動化方式接種蛹蟲草菌株，并培養(yǎng)；
(4)蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng)和子實體生長管理，采收。
[0010]所述步驟(1)中的太空育種是指將按選育目標(biāo)確定的較為優(yōu)良的蛹蟲草種子包裝搭載于返回式宇宙飛船帶入太空，使種子遺傳基因在太空環(huán)境條件發(fā)生變異，返回后在溫室加代選育，經(jīng)生產(chǎn)示范、品質(zhì)檢測和品種鑒定，選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的新品種。太空環(huán)境條件如宇宙射線的輻照劑量、真空度、微重力和溫度等隨所搭載的飛行器的飛行高度和特性而定;
所述步驟(2)中培養(yǎng)基包含小麥和營養(yǎng)液，其中營養(yǎng)液由水、黃豆、奶粉、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、維生素B組成，培養(yǎng)基初始pH為7.2-7.4 ；
所述步驟(2)中的滅菌方法為105°C溫度條件下滅菌6-8h ；
所述步驟(3)中機(jī)械自動化方式接種的接種量為每g基質(zhì)約IXlO6個孢子；
所述步驟(4)中蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng)方法為:第1-5天，培養(yǎng)溫度18-20°C，濕度控制在65-70% ;第6-15天，培養(yǎng)溫度24-26°C，濕度控制在65-70% ;第15-22天，進(jìn)行通風(fēng)培養(yǎng)，每天對流通氣30-50min ;第23-25天，菌絲長滿全瓶后,再在暗處培養(yǎng)3_5天，使菌絲生長成熟；
所述步驟(4)中子實體生長階段的培養(yǎng)條件為:催蕾階段:白天20-23 °C、晚上15-200C，散射光光照時間>12h，空氣濕度控制在65-68%，對流通氣每天3次，每次20min ；原基生長階段:出子座前一周，室溫控制在18-20°C，濕度80-85%左右；子實體生長階段:濕度控制在87-90%左右，待子實體長至3-5寸時，去掉瓶蓋，10-16天后成熟采收。
[0011]本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于:
(1)本發(fā)明方法采用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異，充分利用了自然界中的環(huán)境資源，蛹蟲草種子基因受宇宙射線的輻照劑量、真空度、微重力和溫度的影響產(chǎn)生變異，節(jié)約了資源；
(2)本發(fā)明方法培育的蛹蟲草的大小均一，賣相優(yōu)良，藥用成分含量高，生物轉(zhuǎn)化率聞;
(3 )本發(fā)明方法培育的蛹蟲草可以大規(guī)模生產(chǎn)，且利用率高。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。其中實施例1-3所用的蛹蟲草種子購買自無錫市補(bǔ)芝堂生物科技有限公司。
[0013]實施例1
一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法，包括如下步驟:
(1)將按選育目標(biāo)確定的較為優(yōu)良的蛹蟲草種子包裝搭載于返回式宇宙飛船帶入太空，使種子遺傳基因在太空環(huán)境條件發(fā)生變異，選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的新品種；
(2)培養(yǎng)基配制:將83.5%水、10%黃豆、5%奶粉、0.75%磷酸二氫鉀、0.4%硫酸鎂、0.35%維生素B配成營養(yǎng)液，和小麥按1.4:1的質(zhì)量比裝入滅菌容器中，調(diào)pH為7.2，1050C高溫滅菌6h ；
(3)接種:待培養(yǎng)基冷卻至28°C，采用機(jī)械自動化方式將選育的蛹蟲草菌株接種到培養(yǎng)基上，接種量為每g基質(zhì)約IX 16個抱子；
(4)蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng):菌絲在18°C溫度，65%濕度下發(fā)酵培養(yǎng)5天，在24°C溫度，65%濕度下發(fā)酵培養(yǎng)10天，之后通風(fēng)培養(yǎng)，每天對流通氣30min，25天后，菌絲長滿全瓶后，再暗培養(yǎng)3天，至菌絲生長成熟；
(5)子實體生長培養(yǎng):出蕾和子實體生長階段的培養(yǎng)條件為:催蕾階段:白天20°C、晚上16°C，散射光光照時間13h，空氣濕度控制在65%，對流通氣每天3次，每次20min ;原基生長階段:出子座前一周，室溫控制在18°C，濕度80% ;子實體生長階段:濕度控制在90%，待子實體長至3寸時，去掉瓶蓋，12天后成熟采收。蛹蟲草的生物轉(zhuǎn)化率為92%。
[0014]實施例2
一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法，包括如下步驟:
(1)將按選育目標(biāo)確定的較為優(yōu)良的蛹蟲草種子包裝搭載于返回式宇宙飛船帶入太空，使種子遺傳基因在太空環(huán)境條件發(fā)生變異，選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的新品種；
(2)培養(yǎng)基配制:將82%水、10%黃豆、6%奶粉、0.85%磷酸二氫鉀、0.6%硫酸鎂、0.55%維生素B配成營養(yǎng)液，和小麥按1.6:1的比例裝入滅菌容器中，調(diào)pH為7.3，1050C高溫滅菌6h ；
(3)接種:待培養(yǎng)基冷卻至28°C，采用機(jī)械自動化方式將選育的蛹蟲草菌株接種到培養(yǎng)基上，接種量為每g基質(zhì)約IX 16個抱子；
(4)蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng):菌絲在20°C溫度，68%濕度下發(fā)酵培養(yǎng)5天，在25°C溫度，68%濕度下發(fā)酵培養(yǎng)10天，之后通風(fēng)培養(yǎng)，每天對流通氣45min，23天后，菌絲長滿全瓶后，再暗培養(yǎng)4天，至菌絲生長成熟；
(5)子實體生長培養(yǎng):出蕾和子實體生長階段的培養(yǎng)條件為:催蕾階段:白天22°C、晚上18°C，散射光光照時間14h，空氣濕度控制在68%，對流通氣每天3次，每次20min ;原基生長階段:出子座前一周，室溫控制在20°C，濕度82% ;子實體生長階段:濕度控制在88%，待子實體長至5寸時，去掉瓶蓋，13天后成熟采收。蛹蟲草的生物轉(zhuǎn)化率為92%。
[0015]實施例3
一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法，包括如下步驟:
(1)將按選育目標(biāo)確定的較為優(yōu)良的蛹蟲草種子包裝搭載于返回式宇宙飛船帶入太空，使種子遺傳基因在太空環(huán)境條件發(fā)生變異，選育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的新品種；
(2)培養(yǎng)基配制:將83%水、10%黃豆、5%奶粉、0.7%磷酸二氫鉀、0.65%硫酸鎂、0.65%維生素B配成營養(yǎng)液，和小麥按1.5:1的比例裝入滅菌容器中，調(diào)pH為7.4，1050C高溫滅菌7h；
(3)接種:待培養(yǎng)基冷卻至28°C，采用機(jī)械自動化方式將選育的蛹蟲草菌株接種到培養(yǎng)基上，接種量為每g基質(zhì)約IX 16個抱子；
(4)蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng):菌絲在20°C溫度，70%濕度下發(fā)酵培養(yǎng)5天，在26°C溫度，70%濕度下發(fā)酵培養(yǎng)10天，之后通風(fēng)培養(yǎng)，每天對流通氣50min，23天后，菌絲長滿全瓶后，再暗培養(yǎng)5天，至菌絲生長成熟；
(5)子實體生長培養(yǎng):出蕾和子實體生長階段的培養(yǎng)條件為:催蕾階段:白天23°C、晚上19°C，散射光光照時間16h，空氣濕度控制在65%，對流通氣每天3次，每次20min ;原基生長階段:出子座前一周，室溫控制在18°C，濕度80% ;子實體生長階段:濕度控制在90%，待子實體長至5寸時，去掉瓶蓋，13天后成熟采收。蛹蟲草的生物轉(zhuǎn)化率為94%。
【權(quán)利要求】
1.一種利用太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)蛹蟲草種子基因變異的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將蛹蟲草種子進(jìn)行太空育種,選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)菌株； (2)配制培養(yǎng)基并滅菌； (3)培養(yǎng)基冷卻后，采用機(jī)械自動化方式接種蛹蟲草菌株，并培養(yǎng)； (4)蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng)和子實體生長管理，采收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中的太空育種是指將按選育目標(biāo)確定的較為優(yōu)良的蛹蟲草種子包裝搭載于返回式宇宙飛船帶入太空，使種子遺傳基因在太空環(huán)境條件發(fā)生變異，返回后在溫室加代選育，經(jīng)生產(chǎn)示范、品質(zhì)檢測和品種鑒定，選育出優(yōu)質(zhì)、聞廣的新品種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中培養(yǎng)基包含小麥和營養(yǎng)液，其中營養(yǎng)液由水、黃豆、奶粉、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、維生素B組成，培養(yǎng)基初始pH為7.2-7.4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中的滅菌方法為105°C溫度條件下滅菌6-8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中機(jī)械自動化方式接種的接種量為每g基質(zhì)約I X 16個孢子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中蛹蟲草菌絲發(fā)酵培養(yǎng)方法為:第1-5天，培養(yǎng)溫度18-20°C，濕度控制在65-70% ;第6_15天，培養(yǎng)溫度24_26°C，濕度控制在65-70% ;第15-22天，進(jìn)行通風(fēng)培養(yǎng)，每天對流通氣30_50min ;第23-25天，菌絲長滿全瓶后，再在暗處培養(yǎng)3-5天。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中子實體生長階段的培養(yǎng)條件為:催蕾階段:白天20-23°C、晚上15-20°C，散射光光照時間>12h，空氣濕度控制在65-68%，對流通氣每天3次，每次20min ;原基生長階段:出子座前一周，室溫控制在18-20°C，濕度80-85%左右；子實體生長階段:濕度控制在87-90%左右，待子實體長至3_5寸時，去掉瓶蓋，10-16天后成熟米收。
【文檔編號】A01H1/06GK104067933SQ201410329758
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】肖憲英, 陳偉 申請人:無錫市補(bǔ)芝堂生物科技有限公司