閆 妍，秦 磊*，黃瓊濤，張玲梅，邱 堅

(1.西南林業(yè)大學 云南省木材膠黏劑及膠合制品重點實驗室，云南 昆明 650224；2.宜華生活科技股份有限公司，廣東 汕頭 515800)

真菌在木材上生長使木材著色形成花斑[1]。這個著色過程形成的圖案具有別具一格的自然特征，因此長期被人們因“物以稀為貴”應用于反映不平凡魅力的工藝場所。人工培植菌紋木也逐漸成為國內一種獲得高檔新型木制裝飾材料的途徑?；ò吣居址Q菌紋木，按著色效果可分為：菌紋線、染色、腐朽，其中菌紋線是最具價值的一種[2]。從15世紀開始，西班牙等國家將菌紋木應用于教堂的鑲嵌畫、工藝品和貼面單板上[3]。目前，我國對于菌紋木的應用研究，還處于初始階段。現(xiàn)有7種真菌能形成穩(wěn)定的花斑：多形炭角菌(Xylariapolymorpha)、白腐菌(Trametesversicolor)、煙管菌(Bjerkanderaadusta)、冬生多孔菌(Polyporusbrumalis)、絲孢菌(Arthrographiscuboidea)、小孢綠盤菌(Chlorociboriaaeruginascens)以及長喙殼屬菌(Ceratocystisvirescens)[4]。將菌種兩兩組合接種有利于形成數(shù)量、類型均更多的花斑，其中多形炭角菌可獨立形成花斑。一定菌種在一定樹種上形成的花斑是固定不變的[5]。

本研究選用未干燥處理的橡膠木(Heveabrasiliensis)薄板為試驗對象，因其材色淺，著色效果顯著；木材收縮率低，具有穩(wěn)定薄板尺寸的效果；且新伐橡膠木的薄壁細胞組織中含有較高含量的碳水化合物，能夠滿足花斑真菌的生長條件[6]。橡膠木作為一種極具廣闊前景和社會經濟效益的人工林樹種的地位已得到國際社會的承認[7]，因此將橡膠木菌紋薄板運用在家具行業(yè)上，不僅推動了環(huán)保材料的更新，而且擴寬了木質產品的應用，滿足了人們對“唯一性”的精神追求[8]。

1 材料與方法

1.1 材料

材料：選用的是從野外采集、分離的菌株和西南林業(yè)大學木材科學實驗室何海珊[1]博士所保存下來的菌株。選用的木材是未干燥處理的橡膠木薄板。

其他材料:馬鈴薯、葡萄糖、瓊脂、過濾水。

化學試劑：75%酒精、95%酒精、0.1%升汞。

1.2 儀器設備

儀器設備具體見表1。

表1 試驗設備

其他儀器：250 mL錐形瓶、培養(yǎng)皿、玻璃棒、燒杯、培養(yǎng)瓶、解剖刀、鑷子、培養(yǎng)瓶。

1.3 木材含水率測定

根據(jù)培養(yǎng)瓶的大小把橡膠木切割成6.5 cm×15 cm×0.2 cm的薄板，用鼓風干燥箱以(60±5)℃烘至絕干，待橡膠木薄板絕干后稱其質量(m0)。

將每瓶培養(yǎng)瓶種加入橡膠木薄板1片，加入不等量的無菌水，不等量無菌水每個梯度重復3，置于立式壓力蒸汽滅菌器里滅菌(121 ℃ 0.1MPa)30 min，取出，冷卻6～8 h后稱量薄板的質量(mt)。含水率公式如式(1)所示[1]。

K=[(mt-mo)]×100%

(1)

以加水量為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70 mL來測量木材含水率，試驗表明，菌株ZXH18-6在含水率為41.394%～46.003%時生長較好，形成大量的菌紋線和花紋，在含水率為33.037%時，僅在表面形成黑色染色。菌株ZXH63-4在含水率為79%～99%形成的表面花斑量最多，在含水率為52%～99%形成的內部花斑量最多；ZXH63-4形成的平均花斑量最多(圖1)。

圖1 木材含水率

1.4 固態(tài)菌株接種形成菌紋木的試驗方法

1.4.1 菌株擴繁 從保存菌株的試管中挑起一些菌絲(或從野外采集來的菌紋木標本中采集樣品)，在超凈工作臺上，把菌絲接種在PDA平板上，放置于恒溫恒濕箱中培養(yǎng)7～14 d。

1.4.2 橡膠木薄板滅菌 把橡膠木薄板放置于加有24 mL無菌水的培養(yǎng)瓶中，使用立式壓力蒸汽滅菌器滅菌45 min，放置超凈工作臺上。

1.4.3 固態(tài)菌株接種 在接種前把培養(yǎng)瓶中的水分倒出，用解剖刀把PDA上的菌落切成約2 cm的小塊貼在薄板上，把接種好的薄板放在恒溫恒濕箱中培養(yǎng)56 d后取出來觀察是否產生菌紋線[9]。

1.5 偏光、熒光觀測

1.5.1 木樣處理 將菌株ZXH 18-6和ZXH 63-4制備成功的橡膠木菌紋薄板用聚乙二醇(PEG)包埋處理菌紋木薄板。PEG包埋將橡膠木薄板按2 cm×2 cm尺寸切割，放入無菌水中浸泡至飽水狀態(tài)。配制含量為30%、50%、70%、85%、100%的PEG溶液，將菌紋木薄板依次放入恒溫60 ℃的PEG溶液中浸泡24 h。處理好的菌紋木如圖2。

圖2 包埋后的菌紋木

1.5.2 切片制作 將無菌水點在樣品上，甘油涂抹刀片，游走切片機切16～20 μm的切片。把切片放入無菌水中清洗甘油，用軟毛毛刷按照橫切面、徑切面、弦切面的順序依次放在載玻片上，滴甘油蓋好蓋玻片，放置于恒溫加熱板上除去氣泡。其中菌株ZXH18-6培育的菌紋薄板選取了上端的花紋處和下端的黑色染色處2個部分做切片分析。

1.5.3 切片觀測 木材的纖維素分子有序排列形成的結晶區(qū)具有雙折射型，在偏光顯微鏡下會發(fā)亮，由此可以通過觀察圖像的明暗程度來判斷纖維素的降解程度[10]；木材中的木質素因其含有的酚類物質會產生熒光，在熒光顯微鏡下觀察熒光的強弱可以判斷木質素的降解程度[12]。

將切片放于尼康數(shù)碼顯微鏡下用普通光、偏光、熒光觀察菌紋木的纖維素和木質素的降解程度，并拍攝圖像分析。

2 結果與分析

2.1 菌株特征分析

將從實驗室保存的菌株ZXH7-2、ZXH28、ZXH62-2、ZXH18-6、ZXH63-4和野外采集的菌株2a、2b、2c在恒溫箱中培養(yǎng)8 d，經分離、純化后觀察形態(tài)特征(表2)。

表2 8種菌株的形態(tài)特征

2.2 菌紋木宏觀分析

經過56 d的固態(tài)菌株接種培養(yǎng)，ZXH18-6、ZXH63-4長出了菌紋線。

鑒定結果：Diaporthesp.

分類地位：半知菌亞門Deuteromycotina腔孢綱Coelomycetes球殼孢目Sphaeropsidales，有性階段屬于子囊菌亞門Ascomycotina核菌綱Pyrenomycetes炭角菌目Xylariales間座殼科Diaporthaceae間座殼屬Diaporthe[12-13]。

表3 所培育出的菌紋木宏觀分析

2.3 偏光和熒光顯微鏡分析

由表4可知，普通橡膠木薄板與菌紋橡膠薄板偏光和熒光發(fā)亮程度沒有明顯差異，且細胞壁未發(fā)生明顯的破損與凹陷分裂，黑色菌紋線兩側偏光及熒光的發(fā)亮程度沒有明顯變化。說明菌紋薄板花紋部分的橫切面木質素和纖維素的降解程度都比較輕[14-15]。

表4 普通橡膠木與菌紋橡膠薄板橫切面普通光、偏光、熒光對比

由表5可知，菌株ZXH 18-6培育的菌紋木薄板徑切面交叉紋孔處的細胞沒有發(fā)生斷裂，菌株ZXH 18-6、ZXH 63-4據(jù)熒光和偏光顯微鏡觀察，光亮強弱程度無明顯差異。

表5 普通橡膠木與菌紋橡膠薄板徑切面普通光、偏光、熒光對比

表6 普通橡膠木與菌紋橡膠薄板弦切面普通光、偏光、熒光對比

通過比較菌株ZXH18-6偏光圖像的花紋處與染色處，發(fā)現(xiàn)花紋處的纖維素降解程度輕(橡膠木薄板花紋處的含水率比染色處低一些)；在熒光顯微鏡下花紋處比染色處光亮強,說明染色處的木質素的降解程度較嚴重，因此木材本身的含水率越高，越容易對木材造成腐朽[16]。

綜上所述，在熒光和偏光顯微鏡觀察下發(fā)現(xiàn)，菌株ZHX18-6、ZHX63-4培育的菌紋木和橡膠木正常材比較光亮程度沒有明顯差異，未見菌絲，沒有觀察到木質素和纖維素明顯的降解現(xiàn)象[17-18]，即在56 d內花斑真菌ZHX18-6、ZHX63-4對木材的腐朽情況影響不顯著。由此，在嚴格控制花斑真菌的菌種、生長時間和木材含水率的情況下，將培育的菌紋薄板應用在家具設計上是可能實現(xiàn)的。

3 結論與討論

本研究是從野外提取和西南林業(yè)大學何海珊博士所保存的菌株人工制備橡膠木菌紋薄板，并將制備成功的薄板進行切片拍熒光和偏光圖像來分析其木質素和纖維素的降解情況。

在培育菌紋木時沒有加入蛭石，僅使用單種菌株接種制備菌紋木薄板，其中ZHX18-6和ZHX63-4形成了菌紋線，說明在沒有不良環(huán)境的阻礙或真菌種間的相互抵抗下也能形成菌紋線。

木材的含水率對花斑真菌的生長尤其重要，本研究采用橡膠木薄板傾斜放于培養(yǎng)瓶中加水滅菌后造成木材上端含水率比較低，從而導致木材的含水率測量不精確。

在制備菌紋木試驗中發(fā)現(xiàn)菌株ZHX18-6在含水率為41.394%～46.003%生長較好，可以形成大量的菌紋線和花紋，在含水率為33.037%只在表面形成黑色染色。

用熒光和偏光顯微鏡觀察木質素和纖維素的降解程度沒有出現(xiàn)顯著現(xiàn)象，菌株ZHX18-6形成的菌紋木下端的木質素和纖維素降解程度比上端較嚴重一些，表明含水率越高的地方，木質素和纖維素降解得越快，同時也越容易造成木材腐朽現(xiàn)象。