互补交配型配对诱导蛹虫草有性子实体形成

前期我们获得了优良性状蛹虫草Cordyceps militaris野生菌株W141436,其子实体虫草素含量高达3.72 mg/kg干重,子实体多糖高达6.7 g/100 g干重,但在大规模应用中发现它发生退化。针对蛹虫草人工栽培退化问题,我们提出蛹虫草子实体形成是有性生殖过程,其两种交配型发生交配是蛹虫草子实体形成的必要条件。本文基于交配型基因分子标记研究了优良性状蛹虫草野生菌株W141436的退化机制。具体地,采用单孢子分离的方法对蛹虫草野生分离株W141436的子囊孢子进行分离,得到了72个单孢菌株。进一步采用PCR方法对单孢菌株及亲本菌株进行了交配型基因类型鉴定。在72个单孢菌株中,28株为Mat1-1类型交配基因型,31株为Mat1-2类型交配基因型,13株含有与亲本相同的交配型基因。根据鉴定结果,对2株Mat1-1型(SP28、SP33)和2株Mat1-2型(SP15、SP32)菌株进行了栽培实验。结果表明,形成子实体的栽培用亲本菌株同时含有Mat1-1和Mat1-2两种交配类型基因,即只有含不同交配型基因的菌株具有发育为子实体的能力,而含同种交配型基因的菌株则不能发育为子实体。本研究为防止蛹虫草在大规模种植中退化提供了理论依据。     

野生蛹虫草菌株培养特性及子实体多糖含量比较分析

蛹虫草(Cordyceps militaris)是一种药食两用真菌,为获得高产优质的菌种资源,以采集分离的5株蛹虫草野生菌株(XY002、XY008、XY011、XY029、XY032)为研究对象,通过对5株菌株的分子鉴定、交配型基因分子检测、培养特性及子实体多糖含量测定,确定5株菌株皆为蛹虫草菌株,除XY008只含有MAT1-1-1交配型基因外,其他菌株都含有两种交配型基因MAT1-1-1和MAT1-2-1,5株菌株在菌丝生长速度、分生孢子数量、子实体形态、产量及子实体多糖含量均存在较大差异。综合培养特性及多糖含量分析的结果表明,菌株XY011子实体产量较高达29.60 g/瓶,多糖含量最高达100.79 mg/g,子实体长度最长达11.41 cm,而且子实体粗壮,发育周期短,确定为优势菌株,具有较好的开发价值。     

球孢白僵菌单孢子分离株在继代培养过程中菌落局变的遗传分析

研究了球孢白僵菌Beauveria bassiana单孢株继代过程中的菌落局变现象,并通过AFLP分析了角变子与原菌株间在分子水平上的差异。结果表明,野生型出发菌株Bb13的单孢分离株13S5和13S8在继代培养过程中均发生生长速率加快和产孢量下降现象。13S5在前5代,13S8在前6代产孢量有所下降但不显著,至第10代时产孢量比第1代分别下降了81.7%和69.0%。菌株角变现象在继代培养5-6代后表现明显,而13S8角变子出现的频率更高。AFLP指纹图谱分析表明,用20个引物组扩增出的98个位点中,两个角变子与野生型菌株间有12条差异条带,变异率达12.2%。由此证明单孢子分离株在继代培养中发生菌落局变后遗传物质已产生了变异。     

二种交配型球孢白僵菌对亚洲玉米螟的生态控制作用

利用生物种间互做关系抑制农业害虫的暴发是生物防治的重要手段。为探讨二种交配型内共生球孢白僵菌与玉米之间的互惠关系及其形成的共生体在亚洲玉米螟控制中的生态效应,以玉米为宿主植物,以球孢白僵菌孢子悬浮液进行灌根,在温室内构建了二种交配型(MAT1-1-1型,B5;MAT1-2-1型,B2)球孢白僵菌-玉米共生体,并研究了共生体对玉米的生长、对亚洲玉米螟的产卵选择和幼虫发育及其对球孢白僵菌生物学特性的影响。结果显示:通过叶片离体培养、ITS基因和交配型基因MAT检测,均能检测到白僵菌的内生定殖;MAT1-2-1型B2菌株定殖检出率高,MAT1-1-1型B5菌株在混合型接种中定殖有优势。回收后的球孢白僵菌菌落直径和毒力无显著性变化,但其产孢量都显著提高其中回收B5处理组来源菌株的产孢量提高最显著。接种过球孢白僵菌的玉米植株地上部生长速度、生物量和地下根系生物量均优于对照组,其中根系干重明显增加,而地上植株干重也相对增加。MAT1-1-1型菌株B5对共生体玉米植株地上高度促生长贡献明显;MAT1-2-1型菌株B2对共生体玉米植株地下干重增加贡献明显。总体上球孢白僵菌内生定殖对玉米地下根系生物量影响大于对地上植株生物量的影响。在产卵选择性试验中,各处理组亚洲玉米螟的产卵量显著少于对照组。共生体对亚洲玉米螟产卵具有明显的趋避作用,MAT1-2-1型菌株B2对产卵的趋避作用明显,而MAT1-2-1型菌株B5的趋避作用较弱。在人工接种幼虫的试验中,处理组回收的亚洲玉米螟幼虫存活率均显著低于对照组,其中,B5组回收幼虫的存活率最低,仅为38.33%;处理组的化蛹率与对照组差异不显著,但B5组的回收幼虫化蛹率显著低于B2组和对照组,仅为34.77%,这说明MAT1-1-1型B5菌株对玉米螟幼虫发育抑制最明显。上述结果表明,不同交配型球孢白僵菌内生定殖效率有差异,在经过内生定殖后在产孢量方面有显著性提高,两个交配型菌株在联合应用时具有协同增效作用;两个交配型菌株均能够通过内生定殖与玉米形成共生体并促进玉米植株的生长,这显示球孢白僵菌和玉米之间已经建立具有互惠关系的共生体。这种共生体通过趋避亚洲玉米螟产卵、抑制幼虫存活和降低化蛹率等方面的潜力虽然不一样,但都有助于对亚洲玉米螟的可持续生态防治,也证明了共生体的建成有效提高了玉米的生态适应性,为利用球孢白僵菌内共生性实施亚洲玉米螟防控提供了新思路。     

蛹虫草表型多态性对子实体产生及虫草菌素的影响

为选育高产子实体和虫草菌素的蛹虫草菌株,从野生蛹虫草中分离单孢子并进行分型,之后进行产子实体实验;同时对蛹虫草子实体进行了产孢结构的观察,并用高效液相色谱仪检测了子实体和培养基中的虫草菌素。结果表明,菌落背面颜色为橙铬色的菌株容易产生子实体;出发(原代)菌株所产子实体在形态上更接近野生蛹虫草,而角变株的子实体畸形;出发菌株产子实体能力要比该菌株未发生角变部分分离株和角变部分分离株都强。在虫草菌素的产量上也以出发菌株为高,表明表型多态性对蛹虫草产子实体和虫草菌素有很大的影响。这对于优势菌种的筛选和生产实践有借鉴意义。     

蛹虫草(Cordyceps militaris)无性型的多型现象*

在萨氏琼脂和PDA上,蛹虫草Cordycepsmilitaris（Vuill）Fr.无性型,蛹草拟青霉Paecilomycesmilitaris(Kob）Br.＆Sm．的一些单孢子株可自发产生突变,基于多型现象及其它形态特征可分三种类型：（1）具野生型菌株特征;产孢结构拟青霉型（Paecilomyces－type）,稳定,菌落通常不自发产生角变,大多数单孢子株属此类群。（2）属此类群的单孢子株,在PDA上可形成亮褐色至橙黄色的角变,它们典型的产孢结构为瓶梗轮生,分生孢子常聚集成头状的轮枝孢型（Verticillium－type）。在查氏培养基上则相反,拟青霉型的产孢结构占优势。单孢子株Cm-71是这一类群的代表。（3）单孢子株Cm－42是在所观察单孢子株中形态特征独特的菌株。在PDA上菌丝生长纤细,蛛网状,产孢结构轮枝孢型。蛹草拟青霉对氯酸钾（KClO3）不敏感,在浓度为6％（W／V）的KMM培养基上,23～24℃14天菌落的直径仅1～2cm,无气生菌丝生长。各单孢子株形成的不利用硝酸盐突变株（nit突变株）的途径和形态特征,也可分成类似于粉被虫草CordycepspruinosaPeteh不利用硝酸盐突变株（nit突变株）的三种类型。     

蛹虫草(Cordycepsmilitaris)无性型的多型现象

在萨氏琼脂和PDA上,蛹虫草Cordycepsmilitaris（Vuill）Fr.无性型,蛹草拟青霉Paecilomycesmilitaris(Kob）Br.＆Sm．的一些单孢子株可自发产生突变,基于多型现象及其它形态特征可分三种类型：（1）具野生型菌株特征;产孢结构拟青霉型（Paecilomyces－type）,稳定,菌落通常不自发产生角变,大多数单孢子株属此类群。（2）属此类群的单孢子株,在PDA上可形成亮褐色至橙黄色的角变,它们典型的产孢结构为瓶梗轮生,分生孢子常聚集成头状的轮枝孢型（Verticillium－type）。在查氏培养基上则相反,拟青霉型的产孢结构占优势。单孢子株Cm-71是这一类群的代表。（3）单孢子株Cm－42是在所观察单孢子株中形态特征独特的菌株。在PDA上菌丝生长纤细,蛛网状,产孢结构轮枝孢型。蛹草拟青霉对氯酸钾（KClO3）不敏感,在浓度为6％（W／V）的KMM培养基上,23～24℃14天菌落的直径仅1～2cm,无气生菌丝生长。各单孢子株形成的不利用硝酸盐突变株（nit突变株）的途径和形态特征,也可分成类似于粉被虫草CordycepspruinosaPeteh不利用硝酸盐突变株（nit突变株）的三种类型。     

拆分网络分析22株蛹虫草亲缘关系及高产虫草素菌株初筛

对22株蛹虫草Cordyceps militaris的ITS序列进行分析,并基于拆分网络法splits networks,分析供试菌株的亲缘关系,再进一步比较供试菌株发酵产虫草素能力,筛选出高产虫草素菌株。结果表明,22株蛹虫草的ITS序列长度在518-539 bp之间,对位排列后有39个差异位点,其中有12个简约信息位点,并且都发生在ITS1区;构建的拆分网络显示22株虫草聚为3个类群,每个类群因其特有的碱基替换而区别于其他菌株;22株蛹虫草发酵产虫草素性能差异很大,且虫草素主要存在于胞外液中,MF27的胞外液虫草素含量为332.74 mg/L,显著高于其它菌株(P0.05)。本研究为研究蛹虫草菌株间的系统关系和种质资源管理提供了依据。     

从天然蛹虫草不同部位分离菌株特性比较

以采集自泰山地区的6株野生蛹虫草为研究对象,分别通过菌核、子座组织分离和子囊孢子分离法共获得18个菌株,经ITS鉴定均为蛹虫草菌株后,进一步对18个菌株进行了菌丝生长速度、菌落形态、出草试验、主要活性物质（虫草素、腺苷、虫草多糖、β-类胡萝卜素、叶黄素）和交配型的测定分析。结果表明：在菌丝长势、出草产量和整齐度方面,从子囊孢子分离得到的菌株普遍优于组织分离菌株;而在活性物质含量方面,从子囊孢子和子座分离得到的菌株普遍优于菌核分离菌株。通过交配型测定发现,从菌核、子座和子囊孢子分离得到的18个菌株均不存在交配型缺失现象。     

蛹虫草菌株退化特征及鉴别方法

蛹虫草菌株在继代培养和低温长期保藏过程中极易退化导致子实体产量下降,对产业造成重大影响。本研究以正常菌株、PDA斜面长期4 ℃保藏导致退化的菌株和连续继代培养的菌株为材料,观察其子实体、菌落、菌丝形态和分生孢子数量,对菌丝细胞核、线粒体、活性氧积累和芽生孢子内脂滴进行染色观察;并对菌丝中虫草素、腺苷和麦角甾醇含量进行比较分析。结果表明PDA斜面长期4 ℃保藏和连续继代培养导致的蛹虫草菌株退化表型大多数一致,即退化菌株较正常菌株子实体产量降低、菌丝粘连打结、分生孢子数量显著降低、菌丝活性氧含量升高、细胞内线粒体数量减少、芽生孢子脂滴由弥散的小脂滴融合为大脂滴。然而,在菌落见光转色方面,长期低温保藏退化菌株基本不转色,而继代培养退化菌株转色不稳定;长期保藏退化菌株菌丝细胞核数目无明显变化,继代培养退化菌株细胞核数量明显减少;长期保藏退化菌株菌丝中虫草素、腺苷和麦角甾醇含量较正常菌株降低58%、41%和70%,继代培养退化菌株麦角甾醇含量无明显变化。因此,显微观察菌丝是否出现粘连打结及氮蓝四唑NBT检测菌丝活性氧含量,操作简单、用时较短,可用于大规模生产中蛹虫草菌株退化的检测手段;线粒体和脂滴染色也可作为退化菌株的鉴别方法;而生产中常用的通过菌落见光转色判断菌株优劣的方法需要慎重。继代培养菌株第4代开始出现明显的退化特征,因此在生产中使用的菌株最好控制在继代培养3代以内。     

蛹虫草退化菌株的特征研究

蛹虫草作为虫草资源和健康食品之一业已产业化人工栽培。但是,蛹虫草菌种在继代培养过程中的频繁退化不仅导致其产量的急剧下降,而且成为影响行业发展的核心技术问题。作者研究了蛹虫草退化菌株与正常菌株在交配型、dsRNA感染、色度和脱氢酶活性的特征差异性。结果表明,退化菌株的脱氢酶活性和在色度培养基中的脱色能力都明显弱于正常菌株;而在交配型和dsRNA感染方面,两者未表现出差异。这一结果为蛹虫草人工栽培过程中退化菌种的早期检测提供了快速的方法。     

蛹虫草（Cordceps militaris）无性型的多型现象

在萨氏琼脂和ＰＤＡ上,蛹虫草Ｃｏｒｄｙｃｅｐｓ ｍｉｌｉｔｅｒｉｓ（Ｖｕｉｌｌ）．Ｆｒ无性型,蛹草拟青霉Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓ ｍｉｌｉｔａｒｉｓ（Ｋｏｂ）．Ｂｒ＆Ｓｍ．的一些单孢子株可自发产生突变,基于多型现象及其它形态特征可分为三种类型：（１）具野生型菌株特征,产孢结构拟青霉型（Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓ－ｔｙｐｅ）,稳定,菌落通常不自发产生角变,大多数单孢了株属此类群。（２）属此类群的单孢子     

灰葡萄孢交配型基因的分析与检测

通过生物信息对灰葡萄孢的MAT1‐1‐1与MAT1‐2‐1氨基酸序列进行了系统进化与结构域保守氨基酸分析,表明灰葡萄孢的交配型蛋白与核盘菌的亲源关系最近,结构域氨基酸比对结果表明该基因具有保守氨基酸的一致性与部分氨基酸的相似性。应用PCR技术检测灰葡萄孢交配型基因MAT1‐1‐1与MAT1‐2‐1,结果表明各种植区交配型菌株所占比例有较大的差异,多数种植区灰葡萄孢同时存在MAT1‐1与MAT1‐2两种交配类型,快速检测灰葡萄孢的交配型等位基因对于灰葡萄孢种群结构分析非常有意义。     

优良性状蚕蛹虫草的筛选及高产虫草素液态发酵条件优化

蛹虫草是重要的食药用真菌,虫草素为其主要活性成分,在抗肿瘤、抗菌、降血糖等方面具有较为突出的功效。蛹虫草菌株间的形态及环境条件差异,对菌株次级代谢产物虫草素产生影响显著。本研究对不同来源的6株蛹虫草菌株（YCC-B、YCC-C、YCC-H、YCC-W、YCC-Y、CGMCC 3.4655）,从蚕蛹体培养子实体性状,液体发酵条件（培养天数、培养方式、外源金属离子等）和传代稳定性等方面筛选优良性状菌株,提高其发酵合成虫草素的能力及稳定性。结果表明,蛹虫草菌株YCC-W在蚕蛹子实体出草及菌体液体发酵产虫草素上综合表现优良,传代稳定;液体发酵培养基中添加外源金属离子Mn²⁺作为酶的辅基,可以促进虫草素合成;采用振荡-静置相结合的混合发酵培养方式,可以避免单纯振荡培养溶氧量大、菌丝体生长旺盛,而虫草素产生不佳的问题。先振荡培养3d后静置培养至25d时,菌株YCC-W合成虫草素含量最高,可达(874.13±24.25)μg/mL,且稳定性良好。为进一步开发菌种及扩大规模生产提供参考。     

2株北虫草菌株系统发育及其活性成分含量分析

对收集的2株北虫草菌株进行形态学观察、分子鉴定及子实体中主要活性成分含量分析,为其应用研究提供技术支持。采用平板培养法、玻片培养法及显微观察对2株北虫草菌株进行形态学观察;基于ITS序列分析对2株实验菌株进行分子鉴定;有效成分的测定均采用高效液相色谱法。结果表明,2株北虫草子实体形态及在PDA加富培养基上菌丝长势、菌落形态差异显著,ITS序列分析结果显示,2株北虫草为蛹虫草,属种内差异;二者腺苷成分相近,但尖头北虫草虫草素的含量是大孢子头北虫草的2倍,且同一品种不同栽培方法及同一种源不同栽培地获得的子实体中两种活性成分的含量有所不同,尤其是腺苷的含量差异明显。以北虫草子实体的品相作为品质优劣的评估标准缺乏科学依据,在子实体应用过程中应根据需要科学选择。     

一株球孢白僵菌转基因工程菌在继代培养中的变异

基因工程是解决昆虫病原真菌致死慢、致死率低的有效途径,但在传代培养过程中,被转入的基因是否会丢失以及转基因工程株是否会像野生型菌株那样频繁地发生变异,引起产孢减少和毒力减退等生产性状的退化？针对这些问题,研究一株球孢白僵菌Beauveria bassiana转外源蝎毒基因工程菌株在继代培养过程中的的变异现象,发现工程株也和野生型菌种一样会发生菌落局变,但所插入的蝎毒基因并未丢失。与野生型出发菌株及其单孢分离株相比,工程株的角变率居高不下而产孢量及对松毛虫的毒力显著降低。然而,从该工程株筛选出的一株单孢分离     

马铃薯晚疫病菌单孢分离物生物学特性的初步研究*

研究了马铃薯晚疫病菌单游动孢子分离的方法,并对其单游动孢子分离物菌落生长直径、产孢量以及对甲霜灵的敏感性进行了初步研究。结果表明同一菌株的不同单游动孢子菌落生长直径和产孢量有显著差异,但不同游动孢子分离物对甲霜灵敏感性没有显著差异。     

球孢白僵菌继代培养中的菌落局变现象

通过球孢白僵菌两个野生型菌株及其单孢株在不同培养基、温度、湿度和光照条件下继代培养,结果产生3种不同类型的菌落局变.局变产生的分离子多表现为菌落瘩薄或气生菌丝陡长、产孢量下降、生长速率增加等现象.培养基、温度、湿度和光照等因素对菌落局变有明显诱导作用.湿度为15℃,相对湿度较低及全光照条件下于SDAY培养基上培养,局变发生频率最低.在实验室继代培养中,野生型菌株在4-14代内即可发生局变而被局变分离子所取代.引人注意的是,单孢株局变产生的分离子同时伴随着棕黄色或红棕色素的分泌,仅以菌落形态和颜色等培养特征作为球孢白僵菌种的划分依据是不可靠的.文中提出了菌落局变发生的遗传变异可能机制.     

4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖的生物活性评价

本研究以细脚棒束孢、蛹虫草、蝉棒束孢和球孢白僵菌的菌丝体粗多糖为对象,分析4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖含量与生物量的相关性,并进一步对其抗氧化能力和抗肿瘤活力进行评价。液体发酵结果表明,蝉棒束孢MF12、MF13和蛹虫草MF27、MF1的菌丝体粗多糖含量（>40mg/g）显著高于其他菌株,蝉棒束孢MF11、MF13和蛹虫草MF27菌丝体生物量（>12g/L）显著高于其他菌株,但相关性分析表明,4种虫草相关真菌10个菌株菌丝体的多糖含量与生物量之间没有显著相关性;抗氧化活性表明,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖具有良好的体外抗氧化活性,其EC₅₀均小于0.9mg/mL;抗肿瘤活性表明,蛹虫草MF1、MF28、MF27和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖在体外能有效抑制HepG-2细胞增殖,其IC₅₀均小于1.5mg/mL。综上,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10虫草菌株具有良好的开发和应用潜力。     

马铃薯晚疫病菌单孢分离物生物学特性的初步研究

研究了马铃薯晚疫病菌单游动孢子分离的方法,并对其单游动孢子分离物菌落生长直径、产孢量以及对甲霜灵的敏感性进行了初步研究。结果表明同一菌株的不同单游动孢子菌落生长直径和产孢量有显著差异,但不同游动孢子分离物对甲霜灵敏感性没有显著差异。