福建农林大学学报(自然科学版) 第48卷第6期 Journal of Fujian Agriculture and Forestry University( Natural Science Edition) 2019年11月 巨菌草( Pennisetum giganteum)研究进展 郑华坤·2,林雄杰3,林辉,李晶,鲁国东·2,林占熺 (1福建农林大学囯家菌草工程技术研究中心,福建福州350002;2.福建农林大学植物与微生物相互作用 福建省高校重点实验室,福建福州350η0;3.福建省农业科学院果树硏究所,福建福州35000 摘要:巨菌草是一种优质、高产、抗逆性强、适应性广的狼尾草属植物巨菌草自引进、驯化成功后,已在食药用菌栽培、动物 饲养和生态治理等领域获得广泛的应用通过综述近10年来巨菌草生物学特征、生理生化特性及其应用等方面的研究进 展,并对目前巨菌草研究和应用中存在的问题进行探讨,为将来巨菌草的进一步研究和利用提供参考 关键词:巨菌草;生物学特征;生理生化特性;生态治理 中图分类号:S543:Q945 文献标识码:A 章编号:1671-5470(2019)06-0681-07 DOI: 10.13323/j- cnki. j fafu( nat. sci. ).2019.06.001 Research progress on JUJUNCAO( Pennisetum giganteum ZHENG Huakun", LIN Xiongjie, LIN Hui, LI Jing, LU Guodong", LIn Zhanx (1. National Engineering Research Center of JUNCAO Technology, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China; 2. Fujian University Key Laboratory for Plant-Microbe Interaction, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China; 3. Fruit Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350003, China) Abstract Pennisetum giganteum is an elicit Pennisetum grass with high quality and yield, broad adaptability and strong resistand and had been used as raw material for the cultivation of edible and medical mushrooms, forage for animals and remedy of si a sion. In this review, we summarized the research progress on the biological, physiological and biochemical characteristics of this grass and its applications over the last decade. We also highlighted the challenges in its research and application, so as to provide perspectives for its development in future 菌草可为食用菌、药用菌等微生物生长提供营养,是培养食药用菌等微生物的优质草本植物.20世纪 ∞0年代,为了解决因砍伐林木培养食药用菌造成的“菌林矛盾”,福建农林大学国家菌草工程技术研究中 心(以下简称“国家菌草中心”)发明了“以草代木”栽培食药用菌的“菌草技术”,秉着“高光合效率、高水 分利用率和抗逆性强”的标准,选育了多个优质的菌草品种其中,巨菌草( Pennisetum giganteum Z.X.Iin) 因其生长快、生物量大、粗蛋白和糖分含量高、抗性强、适应性广以及不具生物入侵风险等特点,已作为优 质的菌草、牧草和生态治理材料等获得广泛的栽培应用口12,并创造了巨大的经济和生态效益虽然巨菌 草应用已获得丰硕的成果,但是迄今为止尚未形成完善的研究体系本文主要对巨菌草的基本生物学特 征、生理生化特性及应用等内容进行综述,并针对巨菌草研究和应用方面存在的一些问题提出建议,以期 为巨菌草后续的发展提供参考. 1基本生物学特征 1.1巨菌草生长和形态特征 巨菌草原产于非洲,隶属被子植物门单子叶植物纲禾本科狼尾草属巨菌草的最适生长温度为25-35℃,在 热带、亚热带、温带为多年生,而在常年气温较低的地区则无法自然越冬,为一年生.巨菌草光合作用的最 初产物为4-碳酸-羟基丁二酸和天门丁氨酸等四碳双羧酸产物,属典型的C4植物,其太阳能转换率为阔叶 收稿日期:2018-12-09修回日期:2019-02-16 基金项目:福建省教育厅中青年教师教育科研项目(JAT170175) 作者简介:郑华坤(1980-),男,助理研究员,博士研究方向:植物与微生物互作机制Email:huakunzhen@163.com.通信作者林占焯(1943-) 男,研究员,博士生导师.研究方向:菌草生态治理Email:lzxjunca@163.com收稿日期:２０１８－１２－０９ 修回日期:２０１９－０２－１６ 基金项目:福建省教育厅中青年教师教育科研项目(ＪＡＴ１７０１７５). 作者简介:郑华坤(１９８０－)ꎬ男ꎬ助理研究员ꎬ博士.研究方向:植物与微生物互作机制.Ｅｍａｉｌ:ｈｕａｋｕｎｚｈｅｎｇ＠ １６３.ｃｏｍ.通信作者林占熺(１９４３－)ꎬ 男ꎬ研究员ꎬ博士生导师.研究方向:菌草生态治理.Ｅｍａｉｌ:ｌｚｘｊｕｎｃａｏ＠ １６３.ｃｏｍ. 巨菌草(Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｉｇａｎｔｅｕｍ)研究进展 郑华坤１ꎬ２ ꎬ 林雄杰３ ꎬ 林 辉１ ꎬ 李 晶１ ꎬ 鲁国东１ꎬ２ ꎬ 林占熺１ (１.福建农林大学国家菌草工程技术研究中心ꎬ福建 福州 ３５０００２ꎻ２.福建农林大学植物与微生物相互作用 福建省高校重点实验室ꎬ福建 福州 ３５０００２ꎻ３.福建省农业科学院果树研究所ꎬ福建 福州 ３５０００３) 摘要: 巨菌草是一种优质、高产、抗逆性强、适应性广的狼尾草属植物.巨菌草自引进、驯化成功后ꎬ已在食药用菌栽培、动物 饲养和生态治理等领域获得广泛的应用.通过综述近 １０ 年来巨菌草生物学特征、生理生化特性及其应用等方面的研究进 展ꎬ并对目前巨菌草研究和应用中存在的问题进行探讨ꎬ为将来巨菌草的进一步研究和利用提供参考. 关键词: 巨菌草ꎻ 生物学特征ꎻ 生理生化特性ꎻ 生态治理 中图分类号: Ｓ５４３ꎻ Ｑ９４５ 文献标识码: Ａ 文章编号:１６７１￣５４７０(２０１９)０６￣０６８１￣０７ ＤＯＩ:１０.１３３２３ / ｊ.ｃｎｋｉ.ｊ.ｆａｆｕ(ｎａｔ.ｓｃｉ.).２０１９.０６.００１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ＪＵＪＵＮＣＡＯ (Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｉｇａｎｔｅｕｍ) ＺＨＥＮＧ Ｈｕａｋｕｎ １ꎬ２ ꎬ ＬＩＮ Ｘｉｏｎｇｊｉｅ ３ ꎬ ＬＩＮ Ｈｕｉ １ ꎬ ＬＩ Ｊｉｎｇ １ ꎬ ＬＵ Ｇｕｏｄｏｎｇ １ꎬ２ ꎬ ＬＩＮ Ｚｈａｎｘｉ １ (１.Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ＪＵＮＣＡＯ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｆｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｆｕｚｈｏｕꎬ Ｆｕｊｉａｎ ３５０００２ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２.Ｆｕｊｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｐｌａｎｔ￣Ｍｉｃｒｏｂｅ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎꎬ Ｆｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｆｕｚｈｏｕꎬ Ｆｕｊｉａｎ ３５０００２ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ３.Ｆｒｕｉｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ Ｆｕｊｉａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｆｕｚｈｏｕꎬ Ｆｕｊｉａｎ ３５０００３ꎬ Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｉｇａｎｔｅｕｍ ｉｓ ａｎ ｅｌｉｃｉｔ Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｒａｓｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｙｉｅｌｄꎬ ｂｒｏａｄ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅꎬ ａｎｄ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｄｉｂｌｅ ａｎｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｍｕｓｈｒｏｏｍｓꎬ ｆｏｒａｇｅ ｆｏｒ ａｎｉｍａｌｓ ａｎｄ ｒｅｍｅｄｙ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｒｏ￣ ｓｉｏｎ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗꎬ ｗｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌꎬ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｇｒａｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｌａｓｔ ｄｅｃａｄｅ. Ｗｅ ａｌｓｏ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｉｎ ｉｔｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ ｆｏｒ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｉｇａｎｔｅｕｍꎻ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎻ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎻ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ 菌草可为食用菌、药用菌等微生物生长提供营养ꎬ是培养食药用菌等微生物的优质草本植物.２０ 世纪 ９０ 年代ꎬ为了解决因砍伐林木培养食药用菌造成的“菌林矛盾”ꎬ福建农林大学国家菌草工程技术研究中 心(以下简称“国家菌草中心”)发明了“以草代木”栽培食药用菌的“菌草技术”ꎬ秉着“高光合效率、高水 分利用率和抗逆性强”的标准ꎬ选育了多个优质的菌草品种.其中ꎬ巨菌草(Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｉｇａｎｔｅｕｍ Ｚ. Ｘ. Ｌｉｎ) 因其生长快、生物量大、粗蛋白和糖分含量高、抗性强、适应性广以及不具生物入侵风险等特点ꎬ已作为优 质的菌草、牧草和生态治理材料等获得广泛的栽培应用[１－１２] ꎬ并创造了巨大的经济和生态效益.虽然巨菌 草应用已获得丰硕的成果ꎬ但是迄今为止尚未形成完善的研究体系.本文主要对巨菌草的基本生物学特 征、生理生化特性及应用等内容进行综述ꎬ并针对巨菌草研究和应用方面存在的一些问题提出建议ꎬ以期 为巨菌草后续的发展提供参考. １ 基本生物学特征 １.１ 巨菌草生长和形态特征 巨菌草原产于非洲ꎬ隶属被子植物门单子叶植物纲禾本科狼尾草属.巨菌草的最适生长温度为 ２５~３５ ℃ꎬ在 热带、亚热带、温带为多年生ꎬ而在常年气温较低的地区则无法自然越冬ꎬ为一年生.巨菌草光合作用的最 初产物为 ４￣碳酸￣羟基丁二酸和天门丁氨酸等四碳双羧酸产物ꎬ属典型的 Ｃ４ 植物ꎬ其太阳能转换率为阔叶 福建农林大学学报(自然科学版) 第 ４８ 卷 第 ６ 期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ (Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ) ２０１９ 年 １１ 月