蛹虫草研究进展*

蛹虫草(Cordyceps militaris)作为一种药(食)用菌已经被广泛接受,在药理作用、有效成分、人工栽培等方面得到了广泛而深入的研究,具有重要开发价值。依据近年来的有关研究成果,就以上3个方面的研究进展状况展开论述,为蛹虫草进一步的研究与开发提供参考。     

蛹虫草研究和开发过程中的一些问题和展望

作为药食两用真菌资源,蛹虫草Cordyceps militaris已被广泛认识和接受。针对蛹虫草当前研究和产业化现状,文章指出了所面临的一些问题并加以分析和讨论,对今后的研究和发展方向做了预期和评价。文章着重强调了蛹虫草及相关虫草真菌的一些常被忽视的问题,旨在为相关真菌资源的研究和开发提供借鉴。     

蛹虫草光受体研究进展

光调控真菌的生长发育和代谢产物合成,是大多数食用菌子实体分化必不可少的环境因子。蛹虫草是一种具有重要药用价值的食用真菌,光因素对蛹虫草的分生孢子数量、生长速率、子实体发育、昼夜节律以及次级代谢产物虫草素和类胡萝卜素的合成均有较大的影响。目前,基于蛹虫草全基因组的解析和遗传操作系统的建立,已鉴定出7种光受体,white collar-1（WC-1）、WC-2、Drosophila-Arabidopsis- Synechocystis-human type cryptochromes（CRY-DASH）、CRY-2、环丁烷嘧啶二聚体光裂合酶（cyclobutane pyrimidine dimer,CPD）、VIVID（VVD）和光敏色素（phytochrome,PHY）。本文较系统地总结了上述光受体的蛋白结构特征,全面阐述了光受体介导光信号调控蛹虫草菌丝生长、子实体发育及次级代谢产物合成等方面的分子机制,并对后续研究进行了展望,为深入研究蛹虫草光受体的具体功能和相关机制提供参考。     

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。     

虫草素产量不同的蛹虫草菌株代谢组差异

为探究虫草素高产和低产的两株蛹虫草菌代谢差异及其与虫草素代谢的关联性,本研究采用UPLC-QTOF-MS广泛靶向代谢组学技术和多元统计分析方法,结合相同蛹虫草菌不同发酵时间的菌丝体差异代谢物相对含量的变化情况,比较了两株蛹虫草菌相同发酵时间的菌丝体代谢差异。结果表明：蛹虫草CICC 14014菌株发酵第20和10天的菌粉（H20和H10）及其发酵液的虫草素含量都显著高于蛹虫草CGMCC 3.4655菌株（其菌粉为L20和L10）（P<0.01）。主成分模型显示H10、L10、H20和L20间分散明显;通过正交偏最小二乘法分析,以t检验P<0.05并且VIP>1为标准,从H10 vs L10和H20 vs L20分别识别出190和158种差异代谢物,其中具有生物活性的亚精胺为首次在蛹虫草菌中被检出;以P<0.01为标准,从H10 vs L10、H20 vs L20中筛选出2条显著富集的通路,分别为烟酸-烟酰胺和精氨酸-脯氨酸代谢通路。对H10 vs L10和H20 vs L20进行代谢调控网络分析,获得7条显著互作的通路,相同的互作通路为碱基切除修复。代谢网络分析结果表明抑制三羧酸循环、核黄素代谢、赖氨酸降解、鞘脂类代谢通路以及促进碱基切除修复、β-丙氨酸代谢、精氨酸-脯氨酸代谢、脂质代谢、嘌呤代谢通路有利于虫草素的生成;虫草素高产蛹虫草菌甘油三酯代谢和合成腺苷的能力高于虫草素低产蛹虫草菌;在嘌呤代谢途径中,腺嘌呤通过黄嘌呤代谢反馈促进虫草素的生物合成。本研究为蛹虫草菌生物活性成分的挖掘提供理论基础,为深入解析蛹虫草菌虫草素的代谢机制提供参考。     

蛹虫草组学研究进展

作为虫草属的模式种,蛹虫草是目前虫草类真菌中研究和应用最为广泛的物种之一。随着基因组序列的公布,蛹虫草组学水平的研究近年来取得了明显的进展。本文从基因组、线粒体基因组、甲基化组、转录组、蛋白质组、代谢网络等角度对蛹虫草组学水平的研究现状进行综述,期望对进一步推动蛹虫草的深入研究提供帮助。     

蛹虫草原基分化的差异蛋白质组学研究

蛹虫草子实体形成及发育的蛋白分子机制尚不清楚,本研究引入SWATH非标记定量蛋白质组学技术,对蛹虫草Cordyceps militaris 905菌株的菌丝体（mycelium,My）、原基（primordium,Po）、生长期子实体（developmental fruiting body,DF）和成熟期子实体（mature fruiting body,MF）进行了比较蛋白质组学分析。经搜库比对,从蛹虫草的My、Po、DF和MF中依次鉴定蛋白1 136个、1 090个、1 018个和997个（global FDR 1%）,经维恩分析后获得C. militaris 905蛹虫草表达蛋白1 578个。在此基础上,SWATH非标记技术定量蛋白1 109个。本研究获得了蛹虫草Po期与My期、DF期与Po期、MF期与DF期的差异表达蛋白,依次为115个、352个和104个,并对菌丝体分化形成原基的差异表达蛋白进行了重点解析。GO注释结果表明,Po期与My期差异表达蛋白以有机含氮类化合物代谢为主,其中AMP（活性成分虫草素合成的中间产物）从头生物合成途径富集最为显著。约1/5的差异表达蛋白参与氧化还原反应,还原酶活性的蛋白在原基中几乎都上调表达,而氧化功能的蛋白受到抑制,表明蛹虫草原基分化可能受到氧化应激的诱导。蛋白互作网络分析结果进一步表明,氧化还原反应与核苷类物质代谢相关联,可能通过影响AMP从头生物合成途径来调控虫草素的生物合成。对蛹虫草子实体系统的蛋白质组学研究和解析有利于揭示子实体形成的蛋白分子机制,为蛹虫草的基础和栽培研究提供了理论支撑。     

谷胱甘肽促进液体发酵体系中蛹虫草合成虫草素

虫草素是药用真菌蛹虫草Cordyceps militaris的主要活性成分,具有抗癌、抗肿瘤、抗病毒等多种生理活性。研究表明,氧化应激参与丝状真菌的次级代谢调控,然而在蛹虫草虫草素代谢中尚未见报道。本研究以蛹虫草深层液体发酵体系为研究对象,添加谷胱甘肽（glutathione,GSH）调节细胞氧化还原状态,考察其对虫草素代谢的影响。添加3.0g/L GSH,发酵20d虫草素产量达到(439.69±12.43)mg/L,较无添加对照组提高471.24%,同时谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPX）活力提高414.82%;基因表达分析显示,添加GSH后虫草素生物合成关键基因Cns1和Cns2表达显著上调,发酵第15天其表达量分别是对照组的540.67倍和25.81倍。研究结果初步证实,氧化应激参与蛹虫草中虫草素代谢调控。     

峨眉山自然保护区的虫草及其它昆虫病原真菌Ⅰ.

采自四川省峨眉山自然保护区的虫草及其相关昆虫病原真菌,其中除有常见的蛹虫草Cordycepsmilitaris（Vuill．）Fr,粉被虫草（CordycepspruinosaPetch）,蝉拟青霉Paecilomycescicadae（Miquel）Samson,球孢白僵菌Beauveriabassiana（Bals．）Vuill等昆虫病原真菌外,将主要描述峨眉虫草新种（CordycepsemeiensisA.Y.LiuetLiangsp.nov.）,龙洞虫草新种（CordycepslongdongensisA.Y.LiuetLiangspnov．）,暗绿虫草新记录种（CordycepsatrovirensKob．etShim．）和蛹虫草球头变种新记录种Cordycepsmilitarisvar.sphaerocephala（Schw）Fr．等几种虫草菌。     

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。     

不同寄主植物对云南紫胶虫自然种群的影响

研究了云南紫胶虫(Kerria yunnanensis)在聚果榕、南岭黄檀、钝叶黄檀和偏叶榕上的发育、存活和繁殖情况.结果表明：在自然条件下,云南紫胶虫在钝叶黄檀上的种群初始密度最高,为181.17头·cm^-2,聚果榕上最低,为145.27头·cm^-2;雄虫占的比例以在南岭黄檀上最少,为0.19,偏叶榕和聚果榕上最多,为0.24;从幼虫到成虫的累积死亡率,南岭黄檀上最高,为90.03%,偏叶榕上最低,为87.05%;完成世代时间以在南岭黄檀上最长,为156 d,聚果榕上最短,为140 d;平均怀卵量以在南岭黄檀上最高,为536粒,聚果榕上最低,为345.86粒;虫体质量以在南岭黄檀上最大,为12.62 mg,偏叶榕上最小,为9.03 mg;世代净增值率以在南岭黄檀上最高,为48.51,聚果榕上最小,为32.79.综合比较4种不同寄主植物,南岭黄檀是云南紫胶虫夏季世代种群生长发育和繁殖最适宜的寄主.     

中国春孢锈菌属增补

本文对我国春孢锈菌属(形式属)增补了以下9个种：1．腺梗菜春孢锈菌Aecidium adenocauli Syd． 寄主：腺梗菜Adenocaulon himalaicum Edgew (菊科Compositae) 2．臭椿春孢锈菌(新种) Aecidium ailanthi J．Y．Zhuang sp．nov．寄主：臭椿 Ailanthus altissima Swingle (苦木科Simaroubaceae)3.筋骨草春孢锈菌 Aecidium alugae Syd．寄主：紫背金盘 Ajuga nioponensis Makino (唇形科 Labiatae) 4．八角枫春孢锈菌 Aecidium alangii Hirats．＆ Yosh 寄主：长毛八角枫 Alangium kurzii Craib,瓜木A platanifoHum Harms (八角枫科 Alangiaeeae) 5．紫珠生春孢锈菌(新种) Aecidium callicarpivola J Y．Zhuang sp．nov.寄主：杜虹花 Callicarpa oedunculata R,Br．(马鞭草科Verbenaeeae) 6．吴茱萸春孢锈菌(新种) Aecidium evodiae J．Y．Zhuang sp．nov． 寄主：吴茱萸 Evodia rutaecarva (Juss．)Benth．(芸香科Rutaceae) 7．杨叶木姜子春孢锈菌(新种) Aecidium litseae-populifoliae J．Y．Zhuang sp．Nov．寄主：杨叶木姜子 Litsea povulifolia Gamble (樟科Lauraceae) 8．青海春孢锈菌(新种) Aecidium qinghaiense J Y．Zhuang sp．nov． 寄主：莴苣属一种Lactuca sp．(菊科Compo sitae) 9．合掌消春孢锈菌 Aecidium vincetoxici P．Henn．＆ Shirai 寄主：牛皮消 Cynanchum auriculatum Royle (萝藦科 Asclepiadaceae)     

异迟眼蕈蚊在不同植物上的生长发育及种群参数

【目的】异迟眼蕈蚊Bradysia difformis Frey的幼虫取食为害作物的地下部分,影响作物的品质,为了明确韭菜、蚕豆、生菜、白菜和甘蓝5种植物对异迟眼蕈蚊生长发育以及繁殖的影响。【方法】本试验采用室内人工饲养测定的方法,研究了5种不同植物对异迟眼蕈蚊生长发育,繁殖力和存活率的影响,并统计了其对异迟眼蕈蚊种群参数的影响。【结果】结果表明:卵到蛹的发育历期依次为甘蓝、白菜、韭菜、生菜、蚕豆;5种植物对雌雄虫寿命影响不显著,对雌虫产卵量以及蛹重均有影响,其中在韭菜上的产卵量最大,甘蓝最少,在韭菜上蛹最重,生菜上蛹最轻;异迟眼蕈蚊的存活率随着生长发育降低,总体在韭菜上的存活率高于其他寄主植物,在生菜上的存活率均最低。统计分析不同植物对异迟眼蕈蚊种群参数的影响,净增殖率和内禀增长率在韭菜上最大而在甘蓝上最小;平均世代周期在蚕豆上最短,甘蓝上最长;种群加倍时间在韭菜上最短,而在甘蓝上最长。【结论】由此可知,异迟眼蕈蚊均可以在韭菜,蚕豆,生菜,白菜和甘蓝上完成生长发育及繁殖,其对5种植物的适应性依次为:韭菜、蚕豆、白菜、甘蓝和生菜。     

Biology and life table studies of the oriental tobacco budworm,Helicoverpa assulta (Lepidoptera: Noctuidae), influenced by different larval diets

Development, survivorship, pupal weight, oviposition, and life table parameters of the oriental tobacco budworm, Helicoverpa assulta Guenée, were evaluated in the laboratory on an artificial diet, pepper (Capsicum frutescens L.), and tobacco (Nicotiana tobacum L.). We found that the average developmental time of immature stages was longest on tobacco (36.2 d), intermediate on pepper (34.4 d), and shortest on artificial diet (33.5 d). Immature survival from egg to pupa varied from 31% on tobacco, 43% on pepper, and 74% on artificial diet. Pupal weight ranged from 197.4 mg/pupa on tobacco, 233.1 mg/pupa on pepper and 253.4 mg/pupa on artificial diet. The average numbers of eggs laid by adults reared as larvae on the artificial diet, pepper, or tobacco were 614, 421 and 334 eggs/female, respectively. Numbers of remaining eggs in ovaries of the adult females reared as larvae on the artificial diet, pepper, or tobacco were 16, 26, and 42 eggs/female, respectively. The longevity of adult females developed from larvae reared on the three diets was not significantly different, whereas the longevity of male adults from the larvae reared on artificial diet was longer (16.8 d) than that for males reared on tobacco (13.8 d) and pepper (13.3 d). The intrinsic, finite, gross, and net rates of increase were highest for females reared as larvae on artificial diet, lowest for females emerging from larvae reared on tobacco, and intermediate for females emerging from larvae reared on pepper. Generation times and doubling time of H. assulta were shortest for larvae fed artificial diet, intermediate from larvae reared on pepper, and longest from larvae reared on tobacco. We concluded that the artificial diet was the most suitable larval diet of H. assulta followed by pepper, and tobacco.     

取食不同品种棉花的棉蚜对龟纹瓢虫功能反应的影响

本文以GK12、33B和SGK3213种转基因棉和对应的3种常规棉泗棉3号、33及石远321为材料,通过室内测定,研究了取食转基因棉的棉蚜却h／sgossypiiGlover对龟纹瓢虫Propylaea japonica Thunberg1—4龄幼虫功能反应的影响。结果指出,龟纹瓢虫对来自转基因棉田蚜虫的捕食量大多高于常规棉田,且捕食量随猎物密度的增加而增大。在1、2龄幼虫期,龟纹瓢虫取食转双价基因棉田蚜虫的数量多高于取食转单价基因棉田的蚜虫数量,但是在3、4龄幼虫时,龟纹瓢虫取食转双价棉田蚜虫的数量多低于取食转单价棉田的蚜虫数量。龟纹瓢虫对来自转基因棉田棉蚜的捕食功能反应符合HollingII型。龟纹瓢虫1龄幼虫取食GK12和SGK3212个转基因棉田蚜虫的最大日捕食量大于对照,处理时间短于对照;龟纹瓢虫P．japonica2、3龄幼虫取食33B和SGK3212个转基因棉田蚜虫A．gossypii的日最大捕食量大于对照,处理时间短于对照;4龄时取食转基因棉田蚜虫的数量都大于对照,处理时间均短于对照,其中取食转双价基因棉SGK321棉田蚜虫的日最大捕食量小于取食单伊棉田蚜虫的日最大捕食量。     

台湾岛和海南岛兰科植物区系特征比较

为探明台湾岛和海南岛兰科( Orchidaceae)植物区系特征,在充分查阅相关资料的基础上,对2个岛屿兰科植物的物种组成、生活型和分布区类型进行分析,并对这2个岛屿与大陆陆地和周边国家兰科植物的分布特征进行比较和分析。结果表明：2个岛屿的兰科植物共有146属639种,其中,台湾岛有107属446种,海南岛有96属302种。2个岛屿树兰亚科( Subfam. Epidendroideae)的属和种比例均最高;原始的拟兰亚科( Subfam. Apostasioideae)在台湾岛无分布,而在海南岛分布有2属4种。从属和种的数量看,含1种和2~5种的属比例较高,分别占台湾岛兰科植物总属数的43.9%和36.4%,占海南岛兰科植物总属数的45.8%和40.6%;且包含种数多的属的比例较低。从生活型看,2个岛屿地生兰和附生兰的比例较高,分别占台湾岛兰科植物总种数的52.7%和34.3%,占海南岛兰科植物总种数的37.1%和55.3%。从分布区类型看,台湾岛和海南岛的兰科植物分别可划分为11和10个分布区类型,且均以热带亚洲至热带大洋洲分布型属和种的比例最高,热带亚洲分布型属和种的比例也较高。从热带成分与温带成分的数量比(R/T)看,台湾岛和海南岛兰科植物属的R/T值分别为3.6和3.3,种的R/T值分别为10.9和11.9,说明2个岛屿的兰科植物均以热带成分为主,台湾岛还包含一定的温带成分。从共有属和共有种看,2个岛屿与大陆陆地的兰科植物共有属均约占各自兰科植物总属数的90.7%,其中,三地共有属有66属;台湾岛与大陆陆地的兰科植物共有种比例较低(46.2%),而海南岛与大陆陆地的兰科植物共有种比例较高(74.9%),说明2个岛屿与大陆陆地兰科植物属的同源性较高,且海南岛兰科植物的大陆性特征更明显。与周边国家相比,2个岛屿与越南的兰科植物共有种比例较高,分别占台湾岛和海南岛兰科植物总种数的33.9%和75.2%。综合分析结果显示：台湾岛和海南岛的兰科植物种类丰富,生活型齐全,且具有明显的热带性质,但台湾岛的兰科植物还表现出一定的温带性质;2个岛屿与大陆陆地兰科植物的亲缘关系较近,但台湾岛兰科植物的特有性更明显。     

大白菜相对于结球甘蓝连锁群特异SSR标记的筛选

以9个大白菜品种和10个结球甘蓝品种为试材,对位于芸薹属A基因组10个连锁群的207对SSR引物进行PCR筛选,共筛选出33个大白菜相对于结球甘蓝的特异SSR标记,涉及了大白菜的10个连锁群,其中位于A1连锁群3对,A2连锁群4对,A3连锁群5对,A4连锁群2对,A5连锁群3对,A6连锁群4对,A7连锁群2对,A8连锁群1对,A9连锁群2对,A10连锁群7对。为进一步利用SSR标记鉴定结球甘蓝—大白菜异附加系奠定了基础。     

棉铃虫卵在不同生育期玉米上的分布

1998年在江苏丰县系统调查了棉铃虫卵在不同生育期玉米上的垂直分布和水平分布。表明棉铃虫在抽雄扬花期以前的玉米上产卵 ,2代期间叶片正面占总卵量的 93 5% ,茎杆上占 6 5% ,3代期间叶片正面占 89 5% ,茎杆上占 1 0 5% ;抽雄扬花期主要产在雄穗和新鲜的雌蕊花丝上 ,分别占 59 1 %和2 6 9% ,叶片正面和茎杆上分别只占 1 1 1 %和 2 9%。抽雄扬花后有 97 5%的卵产在雌蕊花丝上 ,叶片和茎杆上为 0 5%和 2 0 %。第 3代棉铃虫卵期 ,抽雄扬花期的玉米对卵的分流作用约为抽雄扬花前玉米的 3倍 ,抽雄扬花后的玉米对卵的分流作用最小。     

Fig Wasps: A Staple Food for Ants on Ficus

Mutualisms involve the exchange of resources and these resources attract exploiters and predators. Because predators may have a stronger effect either on mutualists or on exploiters, their net effect on the mutualism may be positive or negative. Ants and Ficus -associated wasps are a potential example. These wasps could represent sufficient food to ensure a permanent presence of predators. If this is the case then we may expect divergent selection (dependent on fig species) on traits facilitating or impeding ant predatory activity. Dioecious Ficus species in Brunei present the opportunity to determine whether presence of fig wasps on a tree ensures increased presence of ants because: (1) wasps are mainly present on male trees, thus allowing study of the effect of wasp abundance on ant presence; and (2) preliminary observations showed that ants present on trees were mainly predatory species that do not tend hemipterans. We show here, for several dioecious Ficus species, that many more ants were present on male trees than on female trees. Furthermore, these ants were mainly dominant predatory taxa that often nested in the male trees. Hence, wasps on male trees provide a sufficient resource in terms of quantity and reliability to ensure the continuous presence of dominant ants on the trees.     

中国海南省锈菌资料补编

补充记载了采自海南省的9种锈菌。甲竹Bambusa remotiflora上的华南柄锈菌Puccinia austrosinensis、大花紫薇Lagerstroemia speciosa 上的紫薇夏孢锈菌Uredo lagerstroemiae和海南薯Ipomoea sumatrana上的宽乳单胞锈菌Uromyces latimammatus为新种;厚叶素馨Jasminum pentaneurum上的巴氏查科锈菌Chaconia butleri、猪肚木Canthium horridum上的鱼骨木驼孢锈菌Hemileia canthii、牛筋果Harrisonia perforata上的牛筋果无眠多胞锈菌Kuehneola harrisoniae、毛咀签Gouania javanica上的椴叶咀签柄锈菌Puccinia gouaniae-tiliaefoliae、蒲桃Syzygium jambos上的番石榴柄锈菌Puccinia psidii以及象草Pennisetum purpureum上的钝叶草柄锈菌Puccinia stenotaphri为中国新记录。引证的标本均保存于中国科学院菌物标本馆(HMAS)。