序言Ⅱ 冬虫夏草:从科学到产业

作为名贵传统药材,冬虫夏草的研究方兴未艾。无性型的确定、学名的变更和"一种真菌一个名称"确定了冬虫夏草菌为Ophiocordyceps sinensis;独特的分布、悠久的历史、公众的认可及地方经济的重要作用等被推荐为"国菌";"虫草产业发展金湖宣言"从产、学、研倡议"尊重科学、利好产业"的发展思路。随着科学研究深入和产业技术发展,冬虫夏草培植获得成功。本专刊对冬虫夏草培植相关基础研究和关键技术进行了总结,对寄主昆虫选育及规模化饲养关键技术到冬虫夏草菌菌种筛选、侵染途径和培植以及培植产品与野生冬虫夏草化学成分和蛋白质谱比较等进行了论述。冬虫夏草培植的成功,不论从科学还是产业的角度,都具有里程碑式的意义。     

冬虫夏草生物学及生态学研究中的关键科学问题研究进展

冬虫夏草是一种具有极高药用和食用价值的珍稀菌类,其生物学特性和可持续发展关键技术一直是冬虫夏草研究关注的重点。总结了冬虫夏草生物学及生态学中的几个重要科学问题,包括冬虫夏草菌侵染蝙蝠蛾幼虫的途径及机制、冬虫夏草菌子实体形成及生长过程中的关键调控因子、冬虫夏草菌遗传多样性及基因组学研究、天然冬虫夏草及其微环境中的微生物群落组成、全球变暖背景下未来青藏高原地区的气候变化对冬虫夏草资源的影响等的研究进展,并分析了现有研究中尚未明确和不足之处。未来在冬虫夏草生物学及生态学的研究中,需要利用和研发更加先进的观测设备及试验方法,以实现天然冬虫夏草发生发育的原位观测和机理研究;充分利用冬虫夏草人工培植技术,结合分子生物学研究,从基因水平上揭示冬虫夏草菌生态适应性及侵染蝙蝠蛾幼虫的机理;建立冬虫夏草科学研究基地,开展长期定位观测试验并结合生态学模型构建明确未来气候变化对冬虫夏草资源的影响,以期进一步深入冬虫夏草生物学和生态学研究、推进我国冬虫夏草资源的合理利用及可持续发展的政策制定。     

中国冬虫夏草研发70年

冬虫夏草是具有食药用价值的传统名贵生物资源,其研发历史贯穿从实验室到产业的全过程。低海拔人工培植成功开创了传统资源现代化的壮举,对科学和产业都具有里程碑式的意义。本文从冬虫夏草菌、蝙蝠蛾寄主昆虫、冬虫夏草活性成分和药理药效作用、安全性等方面综述我国冬虫夏草70年研发进展、现存问题和未来展望。     

冬虫夏草发生的影响因子

作为青藏高原高寒草甸特有的生物资源,冬虫夏草具有重要的药用和经济价值。特殊的生存环境决定了冬虫夏草的珍稀,外力的干扰和任何环境因子的变化都可能影响冬虫夏草的发生。蝠蛾属昆虫幼虫是冬虫夏草发生的营养和物质基础;高海拔分布决定了冬虫夏草发生所需的特殊气候和土壤条件;草甸植物为蝠蛾幼虫提供了丰富的食物资源;各种不同类型的天敌通过致病、捕食或寄生等作用对蝠蛾种群产生调节作用;过载放牧严重影响草甸植被的生长发育,并对冬虫夏草适生地草甸环境产生破坏作用;掠夺式采挖既破坏了环境也打断了冬虫夏草菌完成正常世代发育的链条。本文对影响冬虫夏草发生的各种因子进行了总结和分析,并指出了现有研究中存在的问题,为进一步开展冬虫夏草资源的可持续利用研究并拓展现有研究思路提供参考。     

青海省冬虫夏草资源特征分析

冬虫夏草作为青藏高原特有的生物资源,对生长环境有着极其特殊的要求.通过调查青海省冬虫夏草资源分布状况,选取玉树、果洛、黄南、海南等地区的冬虫夏草进行氨基酸、微量元素含量检测,以反映冬虫夏草资源特征.研究结果表明,青海省冬虫夏草含有丰富的氨基酸和微量元素,且冬虫夏草不同部位的氨基酸、微量元素含量有明显差别.将青海省冬虫夏草与其他产区的冬虫夏草氨基酸含量进行对比分析,青海省冬虫夏草氨基酸含量低于四川、云南产区的冬虫夏草,和西藏产区的冬虫夏草氨基酸含量基本一致.     

冬虫夏草菌和蛹虫草菌的研究现状、问题及展望

冬虫夏草菌和蛹虫草菌是两种最著名的虫草菌。从分类学地位、分布、生活史及有性生殖类型、寄主范围、遗传多样性、分子遗传学和基因组学、生态学、人工栽培及产品开发等方面对冬虫夏草菌和蛹虫草菌的研究现状进行总结,指出了研究中存在的一些问题,并对研究前景进行展望。     

冬虫夏草(Cordyceps sinensis)的随机扩增多态DNA及其遗传分化

本文对来自青藏高原3个区域5个具有代表性地方的13个冬虫夏草(Cordyceps sinensis[Berk.] Sacc.)样本进行随机扩增多态DNA(RAPD)分析。19个随机引物获得的RAPD谱带清晰并呈现多态,单个引物获得的RAPD片段数在3～10个之间。该19个引物在每个样本中扩增的RAPD片段总数平均约为65个。基于遗传距离分析,受试的13个冬虫夏草样本中,来自同一地方的样本间遗传差异甚微,同一区域不同地方的样本间遗传差异较大,不同区域的样本间遗传差异最大。这说明冬虫夏草地理群体间存在着遗传分化。应用UPGMA和NJ方法构建的分子系统树显示,来自5个地方的冬虫夏草实际上可以归并为显著不同的3个组,对应于样本来源的3个区域,提示RAPD标记在冬虫夏草群体中有显著的地区特异性。我们的结果还表明,冬虫夏草地理群体间的遗传差异度与地理距离呈正相关。因此,RAPD作为有效的遗传标记,可用于研究冬虫夏草的遗传多样性、起源以及系统演化等。     

冬虫夏草蛋白图谱及干燥条件对超氧化物歧化酶活性影响

本文采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和双向电泳（2-DE）技术对3个野生冬虫夏草样本和3个培植冬虫夏草样本进行了比较分析。SDS-PAGE结果显示6个样品的蛋白质分子量主要分布在3-66.4kDa之间,Quantity one软件处理凝胶图谱显示蛋白条带在20-23条之间;采用PDQuest软件对双向电泳图谱处理,共检测到670-936个蛋白点,蛋白质主要分布在等电点为pI 4.5-6、分子量为29.0-66.7kDa和14.3-20.1kDa两个区域。尽管在不同样品之间存在一定程度的蛋白质差异,但是并没有发现野生冬虫夏草和培植冬虫夏草之间有显著差异。以超氧化物歧化酶（SOD）活力为评价指标对新鲜冬虫夏草以及冷冻干燥、20℃阴干和60℃烘干冬虫夏草样品进行比较,发现新鲜冬虫夏草SOD活力最高,冷冻干燥对冬虫夏草SOD活力的影响小于20℃阴干干燥,60℃烘干干燥对冬虫夏草SOD活力破坏最大,结果表明干燥条件对冬虫夏草SOD活性极其重要。     

冬虫夏草的本草考证

对古代文献记载的"冬虫夏草"进行本草考证,正本溯源,古为今用,为冬虫夏草未来的研究和产业发展提供支撑。根据历代文献中记载"冬虫夏草"的特点,对冬虫夏草的名称来源、形态分布及功效等进行考证,对比冬虫夏草及其易混淆品亚香棒虫草Cordyceps hawkesii、凉山虫草Cordyceps liangshanensis、戴氏虫草Cordyceps taii,认为古代部分文献存在将混淆品记载为冬虫夏草的现象。冬虫夏草为冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上所形成的药材,药用历史悠久,是其他混淆品不可替代的药用品种。     

虫草对肺部疾病治疗的研究进展

肺纤维化、慢性阻塞性肺病和哮喘是人类主要的呼吸系统疾病,它们均以肺部或呼吸道的慢性炎症为特征,当前的治疗方法尚不理想并伴随着很多的副作用,人们迫切需要一种更安全的替代疗法。冬虫夏草是我国传统的名贵药用真菌,被广泛用来治疗多种肺部疾病。近年来,冬虫夏草对肺部疾病治疗作用的研究取得了较大进展,本文综述了冬虫夏草、其无性型中国被毛孢(Hirsutella sinensis或Ophicordyceps sinensis)和其他相关虫草及其提取物对肺纤维化、慢性阻塞性肺病、哮喘等肺部疾病治疗作用的研究进展,并介绍了其作用机制的研究成果。     

冬虫夏草活性成分研究进展

本文系统综述了冬虫夏草Cordyceps sinensis的主要化学组成和药理学作用研究进展,重点对冬虫夏草多糖、核苷、肽类和甾醇的研究成果进行了总结,同时也针对有关冬虫夏草的一些问题进行了客观评述,为深入研究其有效成分与虫草相关新药物研发提供了依据和思路.     

冬虫夏草分子遗传的研究进展

冬虫夏草是一种名贵的药用真菌,由于其多功能的药用价值而成为各国研究的热点。本文对冬虫夏草遗传多样性、冬虫夏草系统发生、冬虫夏草的酶和文库的研究做了综述,并对冬虫夏草的研究做了展望。     

中国产业生态学发展的回顾与展望

作为一门探讨产业发展与生态环境之间相互关系的学科,产业生态学需要对我国生态化转型重大战略选择做出贡献。本文回顾与评述了产业生态学在我国的发展,指出产业生态学在我国的起源具有多源性,既有着中国传统哲学的传承,也有着多种工程学科的经验升华,还有着前苏联经验的烙印。在进入新世纪后,我国产业生态学的发展开始深受西方学术的影响,逐渐建立起较为系统的教育、研究和组织体系。这些成果体现在课程开设、学科建设、机构成立和研究发表等方面。本专栏评述了其中的代表性领域并收录了相关成果,例如生命周期评价和产业共生等。在探讨产业生态学学科发展的现实性、理论性及政治性基础上,提出了需要进一步观察、总结和提炼过去的发展实践,需要关注中国根本性和战略性的核心问题,需要建构产业生态学的中国学派,需要加速建设产业生态学的教育和学科发展体系,并接受生态文明转型这一历史使命的挑战,为中国乃至世界产业生态学发展以及产业生态化做出贡献。     

冬虫夏草生境选择主导因子

采用样方法对冬虫夏草生境的海拔、坡度、植被和土壤等环境因子进行了探索研究。结果表明:(1)冬虫夏草主要分布在海拔4000～4500m、坡度为15°～30°的上坡位高山草甸中。(2)PCA分析表明:植被和地形是影响冬虫夏草分布的主导因子。(3)不同深度土壤养分含量统计分析表明:在不同深度层次的土壤中,水分、pH值、全氮和全磷的差异不显著,有机质、有机碳、水解氮和有效磷的差异极显著。(4)对土壤养分含量判别分析表明:5cm土壤中,吸湿水、有机碳、有机质和水解氮显著影响冬虫夏草种群分布;15cm土壤中,全氮显著影响冬虫夏草种群分布;25cm土壤中,吸湿水、有机碳和有机质显著影响冬虫夏草种群分布;而自由水、pH值、全磷和有效磷对冬虫夏草种群分布的影响不显著。(5)植物盖度、植物数量和坡度直接影响冬虫夏草种群分布,而土壤则通过影响植物和土壤温湿度来间接影响冬虫夏草种群分布。     

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。     

糖类对冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis芽生孢子产量及毒力的影响

冬虫夏草Chinese cordyceps是食药两用的传统名贵资源。其人工培养需要冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis的优质芽生孢子。为获得高产量及高感染力芽生孢子,本研究测定不同糖类培养基对冬虫夏草菌芽生孢子产量及毒力（对小金蝠蛾Thitarodes xiaojinensis幼虫的存活率、携菌率和僵虫率）的影响。两个冬虫夏草菌株于含6种糖（葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、麦芽糖、蔗糖和海藻糖）的液体培养基中分别培养30、45和60 d,计数芽生孢子产量并将收集的孢子注射感染两个品系的小金蝠蛾6龄幼虫,置于不同温度下观察幼虫的存活率、携菌率及僵虫率。结果显示：不同糖源培养基中芽生孢子的产量差异显著,其中含麦芽糖培养基中芽生孢子产量最高;注射菌株和幼虫品系对被注射幼虫的存活率无显著差异;不同糖源培养基获得的芽生孢子对蝠蛾幼虫的存活率无显著差异,对携菌率和僵虫率产生影响;以含麦芽糖为糖源的培养基、芽生孢子培养时间显著影响被注射幼虫的存活率与僵虫率,其中培养30 d的冬虫夏草菌所注射的幼虫的存活率、僵虫率显著高于60 d的;温度也显著影响被注射幼虫的存活率、僵虫率,10℃的幼虫存活率和僵虫率显著高于14℃、18℃的。研究结果为培养优质冬虫夏草芽生孢子,提高被侵染蝙蝠蛾幼虫僵虫率提供了参考。     

青藏高原那曲地区冬虫夏草资源分布空间分析方法

冬虫夏草(Cordyceps sinensis)是分布在我国青藏高原的可再生资源,具有极其名贵的中药材价值,而目前我国冬虫夏草资源的分布区域尚不清楚。以西藏那曲地区为例,根据冬虫夏草资源分布的生境条件,结合冬虫夏草的生态特性指标,利用地理信息系统(GIS)空间分析方法对冬虫夏草的空间分布区域进行了分析。结果表明,那曲地区冬虫夏草资源主要分布于那曲的东部,分布面积约为4.93万km2,占地区总面积的12.54%。与实地调查结果比较,提出的基于GIS空间分析的冬虫夏草分布区分析方法精度较高,说明空间分析方法在冬虫夏草资源调查评价上具有一定的可行性,为今后的冬虫夏草资源调查等相关研究提供方法支持。     

产业生态学最新研究进展及趋势展望

传统末端治理方式的弊端和清洁生产技术的局限性促使人们探求新的污染防治模式,生态学尤其是仿生学的发展激发了人们仿照自然生态系统来改造人类生产系统的想法,基于这种背景,产业生态学应运而生。分析了产业生态学诞生的背景及其形成过程,并全面系统论述了产业生态学领域的国内外进展,识别了目前我国该领域面临的问题与困境,并给出了对策建议。在此基础上,文章从学科发展的角度对产业生态学的发展趋势和前景作了展望。     

冬虫夏草——科研创新成就的新型产业

正冬虫夏草是仅产自于青藏高原的我国传统珍稀名贵药用真菌,有限的自然资源和巨大的市场需求矛盾十分突出。经过几十年的科学研究,冬虫夏草生态繁育技术瓶颈取得突破,实现了产业化繁育。本专辑是继2016年《菌物学报》"冬虫夏草专刊"对这一成就进行总结的基础上,对冬虫夏草品质、加工工艺、活性组分、药理活性等进一步的总结报道。"冬虫夏草专辑"对冬虫夏草进行了系统的本草考证和相关术语的规范,为冬虫夏草正本清源提供了     

西藏高原冬虫夏草资源适宜性区划分析

冬虫夏草是分布在西藏高原高寒草甸中稀缺的可再生生物资源,具有很高的药用价值和经济价值,然而资源的数量、空间分布格局及分布适宜度尚不清晰。根据西藏高原冬虫夏草产区生态环境条件,以海拔高度、植被类型、土壤类型、年平均降水量、年平均气温为区划主要指标,利用GIS空间分析方法对西藏高原冬虫夏草生长区进行适宜性综合区划。结果表明:那曲地区的比如县、索县,昌都市的边坝县、丁青县、类乌齐县、江达县、洛隆县、察雅县、贡觉县部分产区处在适宜区;那曲地区的那曲县、嘉黎县、巴青县、聂荣县,拉萨市的当雄县及其他产区处在次适宜区;日喀则市的大部分地区、林芝市和山南市的低海拔地区为不适宜区。在出产冬虫夏草的地区(市)中,那曲地区、昌都市分布面积占当地产冬虫夏草县域国土面积的52.1%—59.3%,山南市、日喀则市、拉萨市和林芝市分布面积占当地产冬虫夏草县域国土面积的13.7%—26.1%,整个西藏高原产区的冬虫夏草分布面积平均占当地产冬虫夏草县域国土面积的34.5%。综合区划图能比较真实的反映西藏高原冬虫夏草空间分布格局,区划结果与采挖地乡镇调查结果符合程度高,与冬虫夏草单位草原面积统计产量分布较为一致。这一研究方法可为以后冬虫夏草资源调查提供参考,为冬虫夏草资源评估及区划等相关研究提供方法支持。