中国虫草资源及其应用价值研究
发布时间:2011-11-11 浏览次数:

 

 

概况

虫草属 CordycepsFr.Link 传统上隶属于真菌界 (Fungi)、子囊菌门Ascomycota、子囊菌纲Ascomycetes、粪壳菌亚纲 Sordariomycetidae、肉座菌目Hypocreales、麦角菌科Clavicipitaceae基于分子系统学研究,传统上的虫草属已分别被归入麦角菌科(Clavicipitaceae (Lindau) Earle ex Rogerson)、线虫草菌科 (Ophiocordycipitaceae G.H. Sung, J.M.) 及虫草菌科(Cordycipitaceae Kreisel 1969 ex G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spatafora)的泛虫草菌属Metacordyceps、虫草菌属Cordyceps、线虫草菌属Ophyocordyceps和大团囊虫草菌属Elaphocordyceps 4个属中。其无性型包括拟青霉属Paecilomyces、被毛孢属Hirsutella和棒束孢属Isaria等。根据国际真菌名录数据库(http: //www. indexfungorum.org/ Names/ NAMES. ASP2011年列出的种名已达到535种。我国现已报道虫草约120种,仅著者所在实验室已从全国各地就采集到70余种,其中不少是新种和新记录种。我国大量的虫草资源还有待发现和研究开发。

生物产业的兴起对生物资源的重视与需求与日剧增。虫草由于其形态特征的奇异和其代谢产物及应用范围的多样性,它们主要在害虫的自然控制、用作生物防治剂和虫草的生物活性物质等方面有重要应用前景,固倍受科学工作者和生产开发者的关注和生物学爱好者的青睐。

1. 中国虫草及其无性型物种具有丰富的生物多样性

从全国31个省、市采集的罹病昆虫标本和土壤中观察到大量虫草及其无性型菌株。在以表型特征为主的基础上,描述我国虫草属、拟青霉属、被毛孢属、白僵菌属和棒束孢属等已知种(包括新纪录种)68个,新种36个。表明我国虫草及其无性型具有丰富的物种多样性。

在完成资源调查,分类鉴定,和研究国内外文献后,出版了中国真菌志(第三十二卷)虫草属(科学出版社,2007)和中国虫草图谱(贵州科技出版社,2009)两本专著。

 

 

 

注:书的内容简介。本卷记载了我国虫草属真菌72种,提供了详细的形态描述和图解,以及无性型的特征和培养特性。对未观察标本的40种,提供了相关的参考文献并作扼要介绍。概述了虫草属真菌在有害生物的控制、功能食品、药物、以及其他多方面生化制品开发上的应用前景。本书可供大专院校生物学、菌物学、中药学、植物保护和生物制药等有关专业师生,以及进行虫草及其相关真菌资源研究和开发的人员参考。

 

2. 一些重要虫草有性型——无性型联系的科学确证

通过有性子实体和无性型产孢结构的相关性分析、微循环产孢确证、子实体的诱导培养研究以及分子生物学技术的多途径分析研究我们先后先后分离和确定了虫草无性型17种:

古尼虫草Cordyceps gunnii          **古尼拟青霉P. gunnii

蛹虫草C .militaris                 **蛹草拟青霉P. militaris

粉被虫草C. pruinosa               **粉被马丽亚霉Mariannaea pruinosa

布氏虫草C.bgongniartii              布氏白僵菌Beauveria brongniartii

戴氏虫草C.taii                    **戴氏绿僵菌Metarhizium taii

冬虫夏草C. sinensis                  中华被毛孢Hirsutella sinensis                      

细虫草C. gracilis                    *羽束梗孢Paraisaria dubia  

金龟子虫草C. scarabaeicola           *爪哇拟青霉P. javanicus  

   双梭孢虫草C.bifusispora            **双梭隔梭孢Septofusidium bifusisporum

蜻蜓虫草C. odonatae               **蜻蜓拟青霉P. odonatae

娄山虫草C. loushanensis            **娄山拟青霉P. loushanensis

球头虫草C. sphecocephala             一种层束梗孢Hymemnostilbe sp.

峨眉虫草C. emeiensis                 一种马丽亚霉Mariannaea sp.

蝉花C. cicadae                       蝉拟青霉P. cicadae

小蝉花C. sobolifera                   一种被毛孢Hirsutella sp.

香棒虫草C .barnesii                   一种层束梗孢Hymemnostilbe sp.

一种子囊壳埋生的虫草                黄绿绿僵菌Metarhizium fluvovirids

** 新种    *新记录种

 

2.1 古尼虫草Cordyceps gunnii (Berk.) Berk.

无性型:古尼拟青霉Paecilomyces gunnii Z. Q. Liang

梁宗琦.1985.古尼虫草分生孢子阶段的分离和鉴定.真菌学报 4(3): 162-166.

 

   

           1              2                 3

古尼拟青霉Paecilomyces gunnii Z. Q. Liang 的产孢结构

 

2.2戴氏虫草Cordyceps taii Z. Q. Liang & A. Y. Liu

无性型:戴氏绿僵菌Metarhizium taii Z. Q. Liang & A.Y. Liu

梁宗琦, 刘爱英, 刘杰麟. 1991. 虫草一新种及其绿僵菌无性型.真菌学报 10(3): 172-180.

 

  

戴氏虫草Cordyceps taii Z. Q. Liang & A. Y. Liu

及其无性型戴氏绿僵菌Metarhizium taii Z. Q. Liang & A. Y. Liu

2.3粉被虫草 Cordyceps pruinosa Petch

无性型:粉被马利亚霉Mariannaea pruinosa Z. Q. Liang

梁宗琦. 1991. 粉被虫草无性型的确证与鉴定. 真菌学报 10(2): 104-107.

 

    

 

2.4 蛹虫草Cordyceps militaris (Vuill.) Fr.

无性型: 蛹草拟青霉Paecilomyces militaris Z. Q. Liang

梁宗琦. 2001. 蛹虫草无性型——蛹草拟青霉的确证.食用菌学报 8(4): 28-32.

蛹草拟青霉Paecilomyces militaris Z. Q. Liang

 

2.5双梭孢虫草Cordyceps bifusispora Eriksson

无性型: 双梭隔梭孢Septofusidium bifusispora Z. Y. Liu & Z. Q. Liang

    刘作易, 梁宗琦, 刘爱英, 1996.双梭孢虫草无性型的鉴定. 真菌学报 15(3): 210-214.

 

双梭隔梭孢Septofusidium bifusispora Z. Y. Liu , Z. Q. Liang & A. Y. Liu

 

2.6 娄山虫草Cordyceps loushanensis Z. Q. Liang & A.Y. Liu

无性型:娄山拟青霉Paecilomyces loushanensis Z. Q. Liang & A.Y. Liu

梁宗琦,刘爱英,黄建忠,焦彦朝.1997.宽阔水自然保护区的虫草及其相关真菌 II.菌物系统 16(1): 61-67.

  

娄山虫草Cordyceps loushanensis Z. Q. Liang & A. Y. Liu

及其无性型娄山拟青霉Paecilomyces loushanensis Z. Q. Liang & A.Y. Liu

 

2.7 小蝉草Cordyceps sobolifera (Hill.) Berk. & Br. 

无性型: 小蝉绿僵菌Beauveria sobolifera Z. Y. Liu, Z. Q. Liang, A. J. S. Whally,Y. J. Yao

 & A. Y. Liu

    Liu Z.Y., Liang Z.Q.,A.J.S.Whally, A.Y.Liu &Y.J.Yao. 2001.A new 

species of Beauveria, the anamorph of Cordyceps sobolifera. Fungal 

Diversity 7: 61-70.

 

小蝉绿僵菌Beauveria sobolifera Z.Y. Liu & Z. Q. Liang et al. 的产孢结构

2.8 江西虫草(草木王)Cordyceps jiangxiensis Z. Q. Liang, A. Y. Liu & Y. Ch. Jiang

 无性型:江西青霉Penicillium jiangxiensis Kong H. Z. & Z. Q. Liang, Mycosystema, 22 

(1): 4, 2003

 

  

江西虫草(草木王)Cordyceps jiangxiensis Z. Q. Liang, A. Y. Liu & Y. C. Jiang

及其无性型江西青霉Penicillium jiangxiensis Kong H. Z. & Z. Q. Liang

                                                       梁宗琦等,2007

 

2.9 金龟子虫草Cordyceps scarabaeicola Kobayasi
无性型: 爪哇拟青霉Paecilomyces javanicus (Friedrichs & Bally) A. H. S. Br. & G. Sm

 

      2

 3   4 

金龟子虫草Cordyceps scarabaeicola Kobayasi

爪哇拟青霉P. javanicus (Friedrichs & Bally) A. H. S. Br. & G. Sm.子实体及寄主;

                                                 梁宗琦等,2007

 

3. 几种虫草的利用价值研究

3.1 粉被虫草C. pruinosa 及其无性型粉被玛利娅霉Mariannaea pruinosa

茧草菌素,N6-(2-羟乙基)腺嘌呤核苷[N6-(2-hydroxyethyl) adenosine=HEA]是1983年Furuya等人从粉被虫草等几种虫草的菌丝体中发现的第一个生物来源的钙离子拮抗剂。它对辐射伤害的保护效果也十分明显。首次发现了粉被虫草产生的抗紫外辐射能力的物质对苏云金杆菌有保护作用。用粉被虫草的培养液、菌丝体浸提液及孢梗束浸提液培养的苏云金杆菌经紫外辐射后, 活菌数依次比对照分别提高了26.3%,138.6%和187.8% 。揭示了抗辐射物质的含量是孢梗束高, 菌丝体次之, 培养液最低的趋势。不同来源的粉被马利娅霉菌株抗紫外辐射物质的含量是有差异的。

3.2戴氏虫草C.taii及其无性型,戴氏绿僵菌Metarhizium taii

戴氏虫草无性型,戴氏绿僵菌88-601菌株菌丝体乙醚浸提液对革兰氏阳性菌,金黄色葡萄球菌Staphylococus aureus、枯草杆菌Bacillus sublilis有明显的拮抗作用。鉴于粗提液的溶解性、热稳定性、紫外-可见光谱及抗菌谱初步分析显示,其最大吸收波长和吸收值分别为:208.2nm,331.0nm,416.4nm;另外在24O-300nm,309-331nm间有两宽峰,其中240-300nm 吸收带与苯的特征吸收带,B吸收带(230-270nm)基本吻合;在可见光区域有一定的吸收值表明该物质呈一定颜色。这是首次在虫草中报道的脂溶性蒽环类抗生素。此类抗菌素抗菌谱广, 抗肿瘤强,有的已临床用于白血病,胃癌及恶性淋巴瘤治疗。

3.3 古尼虫草C.gunii及其无性型古尼拟青霉P.gunii开发研究

在研究观察了各种碳源、氮源、微量元素、生理活性物质极其培养条件的基础上,研究建立了工业化液体深层培养和实验室固体培养古尼虫草菌丝体的工艺条件及工艺流程。 

试验研究表明,古尼虫草醇提取液急慢性试验无毒性,无胚胎毒和致畸作用,具有提高试验动物的睡眠数,缩短入睡时间,延长睡眠时间;在常压缺氧条件下,对心脏和大脑有明显保护作用;镇痛强度与杜冷丁相似,且持续时间更长;能对抗亚硝酸钠引起的学习障碍,有明显改善和增强记忆的作用;能明显增强试验动物的巨噬细胞的吞噬能力;诱生干扰素及延长VERO-E细胞的存活能力等。

    古尼虫草菌丝制品富含多种营养物质。如各种氨基酸,维生素,核苷及多糖等。其中,特别是Vc、Ve及烟酸含量较高。

产品开发。 用古尼虫草工业发酵生产的菌丝体,经研制加工的"阿福乐"虫草酒和"福乐"虫草茶保健食品投放市场后,效果反映良好。对其浸提液的制备和应用价值进行了初步研究并申请了专利(见下图)

 

 

 

   

 

3.4蛹虫草的开发研究

蛹虫草是一种能寄生在多种鳞翅目昆虫蛹及幼虫上的虫草菌。它在功能食品和医药等方面有很好的实用价值。近年研究发现它具有抑制DNA和RNA的合成、抗菌、提高机体免疫力、对膀胱癌、结肠癌及肺癌等多种癌细胞具有抑制作用和调节内分泌与抗疲劳等作用。

近年在植物组织培养中真菌激发子(elicitor)应用的显著增产效果,我们进行的研究表明,一些真菌激发子能成倍地提高蛹虫草虫草菌素(cordycepin)的产量。蛹草拟青霉0706菌株产生的虫草菌素的培养条件和提取工艺进行了研究。结果表明加入虫草菌素前体——腺苷,可使0706菌株的虫草菌素含量从原来的0.15%提高到2.21%,具有极大的商业开发价值。

人工培养。蛹虫草在加富的米饭培养基具有较好的培养效果(如图)。

 

 

3.5 高雄山虫草的开发研究

高雄山虫草具有抗癌作用,引起细胞凋亡,增强体内自由基的清除能力,和具有明显的镇静、镇痛等作用。我们对其进行了人工培养研究,获得很好效果(见下图)。

 

  

 

 基于以上的部分研究成果,获得贵州省2008年科技进步二等奖。

 

 

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