Abstract

This study used Cordyceps sinensis, which has already started to grow fruiting bodies, as the experimental sample. Explore the effects of different light intensities on the growth and development of Cordyceps sinensis fruiting bodies. It was found that the higher the light intensity, the slower the growth rate of the fruiting body of Cordyceps sinensis. Indicating that light has an inhibitory effect on the growth of sub entities. At the same time, it was also found in the experiment that the fruiting body of Cordyceps sinensis showed a certain phototaxis during its growth process, and the fruiting body would bend towards the direction of the light source during its growth.

1.实验目的

在人工培育产业化的过程中，人工培育的冬虫夏草常因多种原因导致其发育不良，进而导致虫草质量不佳。在冬虫夏草的培育过程涉及大量因素，其中环境因素对冬虫夏草的生长起着至关重要的作用。生长环境中的湿度、温度、光照等都会影响其生长发育。由于冬虫夏草的分布区域光照条件都较为特殊，推测光照在其生长过程中能够起到关键作用，而对冬虫夏草生长过程中光照所起作用的有关研究较少，在其他真菌培养的过程中，光照都能够起到较为重要的调控作用，因而展开光照对冬虫夏草生长发育影响的研究能够为人工培育提供理论支持，并填补相关领域空白。

2.实验原理

实验中使用控制变量法探究不同光照对冬虫夏草菌子实体生长发育的影响。通过设立对照组与实验组，在精确控制的光照环境下，详细记录并分析子实体的生长速度、形态特征及生物学特性。旨在揭示光照强度与冬虫夏草生长发育的内在联系，筛选出最优光照参数，为优化人工培育技术、提升产量与品质奠定坚实基础。通过展现冬虫夏草生长时的最佳光照条件，为实际栽培中提高冬虫夏草的产量和质量提供理论基础。在优化冬虫夏草的自然寄生条件和人工培养技术中提供重要参考。

3.实验材料

冬虫夏草菌：选取生长状态良好且子实体开始发育的冬虫夏草菌96株，确保实验结果准确性。

植物补光灯：用于模拟自然光照并便于控制变量。

遮光罩：在培养过程中隔绝外界光照，避免影响实验结果。

测量工具：卷尺、温度计、显微镜等

其他工具：培养箱、标签纸、培养土等

4.实验步骤

4.1  取材与分组

选取96株生长状态良好的冬虫夏草菌将其分为无光照、中光照、强光照、自然光照四组移植至不同培养箱中，每组24株。将每株冬虫夏草子实体小心放入培养土中开始种植，记录每个子实体的初始长度并使用标签为每个培养箱命名

4.2  光照梯度设置

使用不同数量的补光灯设置出不同的光照梯度，无光照组不使用补光灯，中光照组使用一组补光灯，强光照组使用两组补光灯，这三组使用遮光处理确保补光灯为其唯一光源，自然光照组不做额外遮光处理，使用实验室光线作为光源。温度由温控装置控制在8-12℃，湿度控制在80%，确保每组培养环境只有光照强度不同，其他环境因子均相同。

4.3  培养子实体

每组子实体均培养28天，过程中定期浇水确保土壤湿度，每4天记录一次子实体长度变化。同时注意观察子实体的生长状况，观察是否存在生长情况异常的个体。在培养过程中尽量减少打开培养箱的次数，避免因人为因素影响培养环境。

4.4 记录数据

每4天记录一次冬虫夏草菌子实体的生长情况。观察每组子实体的生长速度与颜色变化，使用卷尺作为测量工具测量子实体的长度并记录。

4.5 数据的整理与分析

将每组数据统计至表格中进行分析，去除极端值计算每组的平均生长速度得出不同光照强度下冬虫夏草菌子实体的生长情况。对比每组子实体的平均生长速度、子实体形态、颜色等现象分析不同光照强度对冬虫夏草菌子实体生长发育的影响，并以此为依据分析出冬虫夏草菌子实体生长所需的最佳光照强度与光照对其生长发育的影响。

5.结果与分析

5.1  实验结果 

在经过精准控制变量的实验以及排除异常数据之后，我们可以得到如表1所示数据：

表1：不同光照强度下冬虫夏草菌子实体的生长情况

由数据和实验现象显示，各组冬虫夏草菌子实体的生长情况出现明显差异。

无光照组：子实体在无光照情况下平均生长速度最快，可以达到28.0mm/d，平均长度也是各组中最长但颜色较淡。说明无光照环境可以促进子实体生长，但是会抑制色素的合成。

自然光照组：子实体平均生长速度为23.4mm/d慢于无光照组但颜色较深。说明该组子实体生长受到少量抑制。

中光照组：子实体平均生长速度为22.9mm/d低于自然光照组，颜色为褐色。说明该组子实体生长受到抑制但色素合成受到促进。

强光照组：子实体平均生长速度最慢，仅为18.6mm/d，颜色与中光照组接近。说明较强的光照会抑制子实体的生长，但能够促进色素的合成。

在以上一系列的实验中，能够观察到一种特殊现象：冬虫夏草菌子实体有着较强的趋光性。在生长过程中，子实体的生长都有着明显地向光源方向弯曲的趋势，并且这一趋势贯穿其生长发育的各个阶段。自然光照组实验中，样本由于光源方向并非垂直于培养箱导致其子实体出现向光源弯曲的现象。在进一步的观察中发现，在光源垂直于培养箱时，冬虫夏草菌子实体的生长方向垂直于水平面。

5.2  分析与讨论

基于对实验结果的细致观察与分析，我们得出了以下几项有价值的结论：

1.光照对冬虫夏草菌子实体生长的调控作用：由实验组中观测到的现象发现，光照强度与冬虫夏草菌子实体的生长速度有着较强的关联性。光照强度高时，子实体生长被抑制，生长速度减缓；光照强度低时，子实体生长受到促进，生长速度加快。并且子实体的色素合成也受到光照的影响，其颜色会根据光照强度由弱到强逐渐加深。

2.冬虫夏草菌子实体的趋光性：实验中偶然观察到冬虫夏草菌子实体的趋光性行为。在光源方向不同时，子实体会朝向光源方向弯曲生长。这一发现进一步证实了光照在冬虫夏草菌生长发育中的重要性。由此现象推测在自然条件下，强光照面生长受到抑制，弱光照面受到促进，由此产生趋光性，有助于子实体获取充足的光照资源，以保障其正常发育，避免因阴影覆盖等不利因素导致的光照不足影响生长。

6.结论

本研究通过精准调控光照环境，深入揭示了冬虫夏草生长发育过程中不同光照强度的作用效果，明确了冬虫夏草菌生长的最适光照条件，通过控制变量法展示冬虫夏草菌子实体生长过程中不同光照强度的影响效果。结果表明，无光照组的生长速度最高，而强光照组的生长速度最低，整体生长速度随着光照强度的提高而降低。这一现象说明光照强度高时子实体的生长会受到抑制，该现象为人工培育冬虫夏草所需光照条件提供了量化依据，为实际栽培中提高冬虫夏草的产量与质量提供了坚实的理论基础。在后续进一步研究的过程中，可以通过减少光照强度梯度，得出更为详细的结果，从而得出冬虫夏草菌子实体生长所需的最佳光照强度。

冬虫夏草趋光性现象的发现与光照对色素合成的影响有效证明了光照在其生长发育过程中的重要作用，推测冬虫夏草菌在自然生长条件下会以光照作为信息源，通过光照的强度与照射方向调整自身生长情况以确保自身获得最佳光照条件。