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。     

雪峰虫草的生物学特性及其人工培育

雪峰虫草Ophiocordyceps xuefengensis为近年来发现的真菌新物种,它是生长在活体植物大青的根或者茎中的疖蝙蛾幼虫体上的寄生菌。本文报道了从天然雪峰虫草子座中分离获得菌株,从培养性状、形态特征、分子证据(ITS序列)等方面对该菌株进行了鉴定并确证为雪峰虫草的无性型。PCR检测表明该菌株含有MAT1-2交配型基因,但不含MAT1-1交配型基因。我们成功培育了雪峰虫草子座。     

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。     

蛹虫草优良菌株的筛选

通过对5株蛹虫草的菌丝形态和生长速率、液体培养生物量和胞外多糖、人工栽培和子实体中活性物质虫草多糖和虫草素的对比研究,筛选出优良的蛹虫草菌株。试验结果表明：蛹虫草6号菌株的菌丝的生长速率比其他菌株快;液体培养生物量和胞外多糖含量明显高于其他菌株;人工栽培的蛹虫草子实体头部大,子囊壳丰富,颜色橘黄,出草整齐均匀,出草率高,子实体中虫草多糖和虫草素的含量均高于其他菌株,表明6号菌株具有较高的经济价值,是值得开发和推广的好品种。     

华山松印度块菌菌根中的块菌交配型基因的初步研究

印度块菌属于子囊菌门异宗配合真菌,其交配型基因(mating type gene)的表达调控与块菌子囊果的形成和发育直接相关。已有研究表明在种植园内,两种交配型基因竞争性地感染宿主植物且不同交配型菌株的时空分布吻合概率可能是决定子实体产出及产量的关键因素之一。为增加印度块菌子囊果形成的几率,本研究以交配型基因MAT1-1-1及MAT1-2-1作为分子标记,检测了接种印度块菌菌剂后6个月、24个月和36个月的华山松菌根中块菌的两种交配型基因的动态变化,结果表明接种后24个月的单株苗存在两种交配型基因的菌根苗占总菌根苗的比例最高,暗示在此时间点进行块菌菌根苗室外移栽,有望在后期提高两种交配型菌株的时空分布吻合概率,从而提高子实体产生的几率。     

柞蚕蛹虫草继代培育其活性物质变化规律

柞蚕蛹虫草中含有虫草素、腺苷、多糖等多种活性成分,具有提高免疫力、抗疲劳、保护心脑血管、抗癌等方面的作用,是冬虫夏草的良好替代品。以柞蚕蛹虫草的继代培育为基础,分别检测蛹虫草菌在不同传代次数时柞蚕蛹虫草子实体生长状态、蛹虫草中腺苷、虫草素、虫草多糖含量及蛹虫草菌菌丝、分生孢子中活性氧的分布。第1代蛹虫草菌接种后柞蚕蛹出现腐烂现象;第2、3代培育的子实体生长量、腺苷及虫草素含量均较高;第4代子实体生长量、腺苷及虫草素含量均出现大幅下降的现象。柞蚕蛹虫草中虫草多糖含量在传代过程中也逐渐降低,但降低幅度较腺苷和虫草素缓慢。第2代培育的柞蚕蛹虫草子实体生长状态优于第3代,故第2代蛹虫草菌更适合应用于批量生产。蛹虫草菌退化后含有活性氧的分生孢子比例增大,这可能是发生退化的表象之一。     

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。     

蓝光光照对蛹虫草子实体生长和主要活性成分的影响

光作为一种重要的环境因子,可影响真菌的生长发育、生理周期、形态变化及次级代谢产物的产生,对于蛹虫草而言,光照还是其子实体生长发育的必要条件。选择2株不同来源的蛹虫草菌株,研究了自然光照和蓝光光照条件下,其子实体生长、抗氧化酶活性和主要活性成分的变化。结果表明蓝光光照对于蛹虫草子实体产量没有明显的促进和抑制作用。自然光照条件下成熟子实体的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著高于蓝光光照,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性没有明显差别,而过氧化物酶(peroxidase,POD)活性则表现出菌株差异。子实体主要活性成分方面,腺苷、甘露醇含量不受蓝光影响,类胡萝卜素在蓝光光照条件下含量极显著高于自然光光照,蓝光对子实体、虫草素、粗多糖含量的影响则存在菌株差异。研究为蛹虫草子实体的栽培条件优化,提高蛹虫草子实体质量提供依据。     

培养基清除结皮对蛹虫草原基形成的影响

为探讨培养基清除结皮对蛹虫草原基的形成影响,提高食用真菌蛹虫草的培养产量和品质,在无菌条件下,用无菌刀切除长满菌丝的培养基上表面部分,在温差和光周期刺激下培养,考察菌丝扭结和子实体生长情况,并检测蛹虫草子实体虫草素、虫草酸和多糖含量。结果显示培养基清除结皮组蛹虫草子实体生长快、颜色较深、易形成孢子头,其虫草素和腺苷含量显著升高(P<0.05),但虫草多糖含量变化不显著(P>0.05)。培养基清除结皮可显著地促进蛹虫草原基的形成,提高子实体产量和品质。     

高活性蛹虫草菌株CMCX33子实体最佳采收时间研究

在规模化培养条件下,根据虫草素、腺苷收率确定高活性蛹虫草菌株CMCX33最佳采收时间。从不同培养时期的蛹虫草子实体性状、产量及虫草素、腺苷含量及收率等进行比较分析。试验范围内,培养65 d的菌株CMCX33子实体呈现良好的商品性状,生物学效率最高（平均生物学效率103.0%）;培养早期（35～55 d）腺苷含量呈快速累积、虫草素含量缓慢增加趋势,培养55 d时腺苷含量达到较高水平（2.42 mg/g）,随着培养时间的增加,腺苷平均含量虽然呈小幅度下降趋势,但相对稳定,培养65 d时腺苷收率最高（平均收率0.23%）;虫草素含量呈先快速增加后减少趋势,培养70 d时虫草素含量达到峰值（平均含量4.79 mg/g）,该时期菌株CMCX33子实体的生长进入衰退期,生物学效率明显下降,虫草素总收率与培养65 d的子实体相同(虫草素平均收率0.44%)。综合考虑,高活性蛹虫草菌株CMCX33最佳采收时期为65 d。明确高活性蛹虫草菌株CMCX33最佳采收时期,为其应用研究及配套栽培技术规程的建立提供参考。     

沈阳地区北虫草野生与市售菌株人工培育子实体的蛋白质组学比较

【背景】北虫草作为冬虫夏草的代用品,具有与冬虫夏草类似的药理活性,其富含的蛋白质和氨基酸通常作为衡量真菌营养价值的重要指标,从中分离纯化具有潜在临床应用价值的蛋白质或多肽,已成为一个研究热点。【目的】检测沈阳北虫草野生与市售菌株人工培育子实体的蛋白质组成,分析相同培育条件下获得的蛋白种类、数量及其功能的差异,为深入研究鉴定沈阳地区北虫草药用蛋白和针对性驯化提供了蛋白质组学数据基础。【方法】采集沈阳棋盘山野生北虫草菌株,与市售人工栽培北虫草菌株同期分别经组织分离、液体发酵后培育获得子实体,通过蛋白提取、胰酶酶解后,采用非标定量技术液相色谱-质谱联用方法,对野生和市售来源培育的子实体样本进行定量蛋白组的研究。【结果】共鉴定到9 233条特异性肽段和1 923个蛋白,其中含有1 163个可定量蛋白,野生来源培育子实体有214个蛋白表达发生上调,181个蛋白表达发生下调,对这些差异蛋白进行功能富集分析发现,其主要参与能量生产/转换、氨基酸转运/代谢、抗氧化功能。在相同的营养摄取条件下,野生来源培育菌种在各个能量代谢、氨基酸代谢功能中的相关蛋白表达量高于市售来源培育的菌种。野生来源培育菌种的一种抗氧化重要蛋白(Gene Name:ISF_02112)表达量远远高于(Fold Change9)市售来源培育菌种。同时与抗氧化和代谢功能相关的差异蛋白有22个。【结论】沈阳地区北虫草野生菌株经适当人工培育会保留部分优良的生物学特性,2种来源菌株培育的子实体具有丰富及优异抗氧化功能的蛋白,子实体蛋白的抗氧化能力与其整体代谢能力相关。本研究结果为深入研究鉴定北虫草药用蛋白和针对性驯化提供蛋白质组学数据基础。     

Genotypic analysis of degenerative Cordyceps militaris cultured in the pupa of Bombyx mori

The chemical composition and pharmacological effects of Cordyceps militaris are similar to those of Cordyceps sinensis, with the former undergoing greater development and utilization. Strain degeneration is a common phenomenon that occurs with high frequency during the subculturing of C. militaris, however, and the mechanism underlying strain degeneration remains unclear. In this study, we used touch‐down PCR to compare the ITS1 + 5.8S + ITS2, 18S, 28S and mating‐type (MAT) regions sequence of wild‐type and degenerated strains of C. militaris. We also used quantitative real‐time PCR to analyze expression levels of the CmMAT gene. Sequence analysis showed that the ITS1 + 5.8S + ITS2 and 28S regions of degenerated and wild‐type strains were completely identical, the 18S region of the degenerated strain contained seven single‐base mutations, including six base substitutions and one single‐base insertion. Compared with the wild‐type strain, the degenerated strain contained a deletion of the MAT1–2‐1 region, three base substitutions in the MAT1–1‐1 region, and a base substitution in the MAT1–1‐2 region that causes a glycine‐to‐valine amino acid substitution. Quantitative real‐time PCR analysis detected no CmMAT1–2‐1 gene expression in the degenerated strain, confirming the deletion of the CmMAT1–2‐1 gene. Expression levels of the CmMAT1–1‐1 and CmMAT1–1‐2 genes were significantly down‐regulated to only 7.5 % and 4.4 %, respectively, that of the wild‐type strain. These results indicate that 18S and MAT region mutations, as well as down‐regulated of CmMAT gene expression levels, may play important roles in C. militaris degeneration. This study provides a theoretical basis for further elucidation of the molecular mechanisms of C. militaris degeneration.     

Improvement of fruiting body production in Cordyceps militaris by molecular assessment

Cordyceps militaris is a heterothallic ascomycetous fungus that has been cultivated as a medicinal mushroom. This study was conducted to improve fruiting body production by PCR assessment. Based on single-ascospore isolates selected from wild and cultivated populations, the conserved sequences of α-BOX in MAT1-1 and HMG-BOX in MAT1-2 were used as markers for the detection of mating types by PCR. PCR results indicated that the ratio of mating types is consistent with a theoretical ratio of 1:1 (MAT1-1:MAT1-2) in wild (66:70) and cultivated (71:60) populations. Cross-mating between the opposite mating types produced over fivefold more well-developed fruiting bodies than self- or cross-mating between strains within the same mating type. This study may serve as a valuable reference for artificial culturing of C. militaris and other edible and medicinal mushrooms and may be useful to develop an efficient process for the selection, domestication, and management of strains for industrial-scale production.     

蛹虫草饲料添加剂的研究现状及展望

蛹虫草饲料添加剂包括蛹虫草子实体、蛹虫草培养残基、蛹虫草及其培养残基提取物、蛹虫草菌固液发酵产物、 微生物发酵蛹虫草残基等产品。蛹虫草饲料添加剂含有粗蛋白、粗脂肪、氨基酸等营养成分,以及虫草素、腺苷、多糖等活性成分,在畜禽、反刍动物、水产品等动物养殖中的应用均获得较好的 效果。对蛹虫草子实体、蛹虫草培养残基、蛹虫草及其培养残基提取物、利用蛹虫草菌及培养残基制作发酵饲料等蛹虫草饲料添加剂在动物养殖中的研究应用进行了总结,对存在的问题及发展前景进行了探讨及展望。     

北虫草栽培残基中主要活性物质含量分析及评价

对北虫草栽培残基中蛋白质、虫草素等主要营养及活性物质含量分析,为其资源化合理利用研究提供参考。采用反相高效液相色谱法测定氨基酸含量,半微量凯氏定氮法测定粗蛋白,稀酸碱处理法测定粗纤维含量,旋光度法测量淀粉含量,电感耦合等离子体原子发射光谱法测定矿质元素钙及磷含量,苯酚硫酸法测定多糖的含量,高效液相色谱法测定虫草素。结果显示,北虫草栽培残基中主要营养成分氨基酸、粗蛋白、粗纤维、淀粉、含量检测分别为8. 17%、18. 4%、4. 9%、43. 1%;矿质元素钙及磷含量分别为0. 09%、0. 46%;主要活性成分虫草多糖含量可达4. 8%,与子座含量(5. 1%)相当;虫草素含量0. 318%,显著高于子座(0. 166%)中虫草素含量。结果表明,北虫草栽培残基中除富含蛋白质、氨基酸、淀粉等营养物质外,还含有虫草素、虫草多糖等北虫草特有的活性物质,具有较大营养价值。北虫草栽培残基综合利用资源化研究应用前景广阔。     

香菇液体发酵高产多糖菌株筛选

通过评价香菇野生菌株发酵产多糖性能,筛选高产香菇多糖菌株.以采自长白山野生香菇通过组织分离获得的6株菌株和2株人工栽培菌株为出发菌株,对不同发酵培养时间菌丝体生物量、胞内多糖含量、胞外多糖含量等进行测试分析,结果表明,8株菌株随着培养时间的延长,菌丝体生物量均有不同程度的增加,但胞内多糖含量和胞外多糖得率变化趋势不同,...     

Molecular cloning and sequence analysis of the β-1,3-glucan synthase catalytic subunit gene from a medicinal fungus, Cordyceps militaris

The entomopathogenic fungus Cordyceps militaris belongs to vegetable wasps and plant worms and is used as herbal medicine, but β-1,3-glucan biosynthesis has been poorly studied in C. militaris. The fungal FKS1 gene encodes an integral membrane protein that is the catalytic subunit of β-1,3-glucan synthase. Here, we isolated cDNA clones encoding a full-length open reading frame of C. militaris FKS1. Cordyceps militaris Fks1 protein is a 1981 amino acid protein that shows significant similarity with other fungal Fks proteins. This study is the first report of molecular cloning of the β-1,3-glucan synthase catalytic subunit gene from vegetable wasps and plant worms.