我国虫草产业发展现状、问题及展望——虫草产业发展金湖宣言

虫草是寄生于昆虫、少数真菌和植物体上的一类真菌,是广义虫草属Cordyceps s.l.真菌的总称,是具有营养、保健和医疗功效的宝贵生物资源。目前我国的虫草产业涉及了冬虫夏草Ophiocordyceps sinensis、蛹虫草Cordyceps militaris、蝉花Isaria cicadae及其相关真菌,已经形成了一个巨大的产业,实现了较高的经济价值和社会效益。本文从产业发展历史、产品研发、功效及市场等方面对我国虫草产业发展现状进行了总结,结合最新科学研究进展,分析了虫草产业中存在的一些问题,提出了促进产业健康发展的建议,并对产业前景进行了展望。     

Cmku70基因敲除对蛹虫草生长发育的影响

ku70和ku80是非同源末端连接修复通路的关键基因,在一些丝状真菌中其基因敲除株可作为底盘菌株,提高同源重组效率和基因敲除效率。本研究从蛹虫草基因组中鉴定得到Cmku70及Cmku80基因,分别编码分子量为71.50kDa和80.96kDa的蛋白,均含有Ku core结构域,预测均定位于细胞核。系统进化分析表明Ku70和Ku80蛋白在真菌中广泛存在,且具有保守性。通过农杆菌介导的同源重组法敲除Cmku70,发现不影响蛹虫草菌丝生长、见光转色、分生孢子形成及形态等无性生长过程,但敲除后不能形成子实体,因此Cmku70敲除株不宜用作蛹虫草生长发育相关基因高效敲除的底盘菌株。     

冬虫夏草繁育品和野生品虫草酸含量比较

为了建立冬虫夏草中虫草酸含量的检测方法,比较冬虫夏草繁育品和野生冬虫夏草中的虫草酸含量,文中采用超声水提法研究了料液比和提取时间对虫草酸含量的影响,筛选出料液比为1∶50、提取时间为5 min时可高效提取冬虫夏草样品中的虫草酸。检测方法经方法学考察,专属性、重复性、准确度、稳定性均符合要求;21批冬虫夏草繁育品样本中的虫草酸含量为9.04%~14.14%;21批野生冬虫夏草虫草酸含量为6.16%~13.94%。通过t检验统计分析显示,冬虫夏草繁育品和野生冬虫夏草的虫草酸含量差异不显著,具有良好一致性。     

CRISP R/Cas9介导的基因组编辑技术在食药用菌中的研究进展

CRISPR/Cas9凭借其独特的技术优势成为目前最成功的基因编辑技术。本文综述了CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术在双孢蘑菇、球孢白僵菌、蛹虫草、灰盖鬼伞、灵芝、裂褶菌、竹黄、玉蜀黍黑粉菌和金针菇等食药用菌中应用的研究进展,分析了目前食药用菌CRISPR/Cas9系统研究中存在的关键问题及可能的解决方案。CRISPR/Cas9系统有望在食药用菌分子育种、多基因功能研究和高通量基因筛选方面发挥重要作用。     

冬虫夏草MYB家族基因鉴定及其在生长发育中的表达分析

MYB蛋白是一类广泛存在于真核生物中的转录因子,在真菌的生长发育中发挥调控作用。本研究对冬虫夏草菌中的潜在MYB转录因子家族基因进行了全基因组鉴定和生物信息学分析,并研究了MYB家族成员在冬虫夏草生长发育不同阶段和不同部位的表达模式。结果表明,冬虫夏草MYB转录因子家族包含3个1R-MYB和3个2R-MYB;6个MYB转录因子蛋白均包含近50个保守氨基酸序列,形成螺旋-转角-螺旋的结构。通过分析MYB转录因子基因在不同发育阶段（MYB-1-6）和子实体不同部位（MYB-1、3、6）的相对表达量,发现MYB-1在冬虫夏草整个发育阶段表达较为稳定,MYB-3在子实体成熟阶段（MF）表达量最高,远高于其他阶段,且在MF的顶部可育部分MF-3高表达,表明其可能参与冬虫夏草子实体的有性发育;MYB-6在子座发育初期（YF）的中部YF-2表达量最高,为菌丝阶段（HY）的5倍,表明MYB-6可能参与子座柄部的伸长。     

广叶绣球菌水提物酪氨酸酶抑制、抗氧化及保湿功能

广叶绣球菌Sparassis latifolia是新近开发的一种珍稀食药用真菌。本文对其子实体不同提取温度、不同干燥方式提取物酪氨酸酶的抑制、抗氧化和保湿功能进行评价;同时比较了子实体采摘后残留的柄部废弃物、子实体包装整形处理后的下脚料与商品子实体提取物酪氨酸酶抑制、抗氧化和保湿功能。结果发现,新鲜子实体提取物对酪氨酸酶单酚酶和二酚酶活性抑制率均远高于冻干和烘干样品,达到(86.43±3.33)%和(79.03±4.49)%,仅微低于阳性对照曲酸。不同干燥方式的子实体及不同温度提取物在浓度2 000μg/mL时DPPH·自由基清除率和阳性对照BHT相当,表明其具有较好的抗氧化潜力;新鲜子实体提取物DPPH·自由基清除IC₅₀值最低,为(308.08±6.77)μg/mL。不同温度下的提取物及不同干燥方式的子实体提取物保湿率均稍高于常用保湿剂甘油和透明质酸钠,证实广叶绣球菌具有较好的保湿能力。废弃柄部和下脚料水提物酪氨酸酶抑制活性低于新鲜商品子实体水提物,但是在DPPH·自由基清除率和保湿功能方面,均与新鲜商品菇提取物相当。本研究为广叶绣球菌子实体在美白护肤品领域的应用提供了实验依据,也为工厂化栽培采收后的废弃物开发提供了思路。     

蝙蝠蛾幼虫感染粉棒束孢后的病症、组织病理变化及侵入途径

蝙蝠蛾幼虫的饲养是冬虫夏草培植的先决条件,粉棒束孢作为蝙蝠蛾幼虫饲养过程中的一种常见和主要致病菌,具有极强的致病性和流行性。结合形态学观察和组织切片技术,本文研究了蝙蝠蛾幼虫感染病原菌粉棒束孢后的症状、主要组织病理变化及粉棒束孢侵染蝙蝠蛾幼虫的途径。结果表明,用浓度为1×10⁵个/mL的粉棒束孢分生孢子悬液处理蝙蝠蛾5龄幼虫,4d后在腹部气门处有黑斑出现,气门变黑,虫体随后瘫痪死亡、体色改变、收缩化僵、菌丝层包裹、形成众多孢梗束等症状。幼虫被粉棒束孢感染后,菌丝体首先利用血淋巴进行增殖,脂肪体、肌肉、消化道、丝腺和马氏管等主要组织器官先后出现不同程度的破坏,虫体体腔被大量菌丝充斥并最终僵化。组织切片观察结果表明,粉棒束孢可以通过气门侵入蝙蝠蛾幼虫体内并造成虫体死亡,菌丝穿透气管进入血淋巴后断裂成许多长短不一的短菌丝段,目前尚未观察到菌丝直接穿透幼虫体壁和从消化道侵入的现象。本研究为蝙蝠蛾幼虫饲养过程中的病害防治提供信息参考。     

氮源对蛹虫草生长及类胡萝卜素产生的影响

【背景】蛹虫草是一种珍稀食药用菌,类胡萝卜素不仅为其重要活性成分,而且影响子实体的外观品相,但是类胡萝卜素产生的影响因素不明。【目的】揭示氮源对蛹虫草生长和类胡萝卜素产生的影响。【方法】测定不同氮源培养基中菌株生长速度、分生孢子产生及类胡萝卜含量,筛选菌株生长的最适氮源,进一步研究不同浓度的氮源对蛹虫草生长及类胡萝卜素产生的影响,并测定不同光照条件下氮源浓度对蛹虫草子实体类胡萝卜素产生的影响。【结果】蛹虫草在不同的氮源培养基中菌落形态和类胡萝卜素产生存在明显差异。麦麸和黄豆粉培养基中菌株生长速度最快,但是菌落稀疏,正面分别呈现荧光黄色和极微弱红色;蛋白胨和酵母提取物培养基中菌落致密,产孢量极显著高于其它氮源培养基(P0.01),菌落正面为橙黄色;甘氨酸和柠檬酸为氮源时完全没有色素产生,其它无机和氨基酸氮源培养基平板背面有微量色素产生。固体和液体静置培养条件下均发现蛋白胨浓度在0-3%的范围内,随着浓度的增加,类胡萝卜素含量增加;子实体栽培中不同的氮源浓度均表现为蓝光光照条件下类胡萝卜素含量显著高于白光;而在白光和蓝光光照条件下均表现为蛋白胨浓度为1%时类胡萝卜素含量最高,分别为2 809.38±386.24μg/g和4 093.75±518.37μg/g。【结论】氮源种类和浓度显著影响蛹虫草类胡萝卜素的产生,蓝光光照和1%蛋白胨浓度为子实体类胡萝卜素产生的最佳条件,这为栽培富含类胡萝卜素的蛹虫草子实体提供了试验依据。     

表型与亲本不易区分的茯苓同核体菌株新类型

茯苓Wolfiporia hoelen是我国传统中药材之一,也是一种食药兼用的大型真菌,目前已规模化栽培,但由于其交配系统一直不明确,影响了种质改良。前期我们发现了茯苓的同核体,明确了茯苓的交配系统和生活史,并建立了以培养特性和分子标记区分同核体的方法,但未明确是否适用于茯苓种群的不同个体。在对多个菌株的研究中,发现了同核体表型与亲本不易区分的茯苓菌株。本研究主要以来自日本的菌株775 (NBRC 30628)为亲本,对其同核体菌株进行收集鉴定,并对同核体菌株的培养特性、交配现象和杂交等进行了研究。此类菌株的同核体菌株可通过与亲本对峙培养进行鉴定,但菌丝生长、菌落形态和吃料速度等与亲本没有显著差异,不同交配型的同核体之间交配时没有明显的交配现象。rpb2杂合位点标记可以用于鉴定该类型同核体菌株,且能验证是否交配。该类型同核体与之前发现的同核体类型之间可以进行杂交,杂交菌株可与两亲本都产生拮抗现象。该发现补充了之前建立的茯苓同核体鉴定方法,加深了对茯苓物种群体的了解,同时丰富了茯苓的育种资源。     

蛹虫草病原真菌虫草生齿梗孢Calcarisporium cordycipiticola的生物学特性研究

蛹虫草已经成为我国乃至东南亚地区极其重要的食药用真菌,虽然其子实体已经实现规模化生产,但在产业发展中遇到许多问题,真菌病害为其中之一,如引起蛹虫草“白毛病”病害的虫草生齿梗孢Calcarisporium cordycipiticola。本研究以虫草生齿梗孢为对象,研究了其生物学特性、发病特性及侵染特点。结果表明：该病原菌菌丝分枝较多,短时间内产生大量分生孢子;最适生长温度为25℃,此温度有利于该病害快速传播;其分生孢子比蛹虫草分生孢子耐紫外能力强。栽培过程中该病害多发生在蛹虫草生长发育后期,可以侵染培养基表面、子实体底部、中部和顶端等各个部位。人工接种发现该病原菌可以侵染蛹虫草生长发育的任意阶段,后期子实体被白毛覆盖。对峙实验发现虫草生齿梗孢菌丝逐渐生长到蛹虫草菌丝上,但未发现两菌丝互相缠绕的现象。对该病原菌基本生物学研究,将为建立该病害的早期检测及预防方法提供依据。