蛹虫草MF27菌糠多糖对肝细胞氧化损伤的保护作用

蛹虫草是一种可利用大米、小麦等谷物培育的名贵药用真菌,其采收后的菌糠里仍富含许多生物活性物质。本研究立足于蛹虫草菌糠多糖,先分析其化学抗氧化活性,再以H₂O₂诱导氧化应激损伤的LO2细胞为模型,评价其对肝细胞氧化损伤的保护作用,进而解析活性多糖的单糖组分。结果显示,菌糠多糖能够有效清除DPPH自由基、羟基（?OH）自由基和ABTS自由基,EC₅₀分别为0.26mg/mL、1.03mg/mL、0.57mg/mL,提示其具有良好的抗氧化能力;在H₂O₂诱导氧化应激损伤的LO2细胞中,菌糠多糖能有效地保护细胞形态的完整性,并且随浓度梯度递增式地提高细胞存活率,当多糖浓度为5mg/mL时,细胞存活率可达91.83%;在分析其作用机制上,与模型组对比,菌糠多糖能通过调节细胞抗氧化酶SOD（提高4.91倍）和CAT（提高3.40倍）的表达来清除ROS含量（P<0.01）,降低氧化损害;经检测,虫草菌糠活性多糖主要含有葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、木糖、半乳糖醛酸、鼠李糖和岩藻糖等单糖。研究结果表明蛹虫草MF27菌糠多糖具有保护肝细胞氧化损伤的作用,为进一步开发和利用虫草菌糠提供了重要理论依据。     

蛹虫草菌生物合成虫草素的研究进展

蛹虫草Cordyceps militaris是我国传统的药用真菌,虫草素是蛹虫草的主要活性成分,具有抗癌、抗肿瘤、抗病毒等多种生理功能。蛹虫草菌液体发酵是最有希望实现高效生产虫草素的途径,但现阶段生产强度低,亟需应用发酵工程及代谢工程手段提高虫草素产量。文中对液体发酵体系中培养基组分(碳/氮源、前体物质、金属离子等)和培养条件(pH、溶氧量、光照等)对虫草素产量的影响进行了总结,并对虫草素的分离纯化、生物合成基因簇及合成代谢途径进行了阐述,最后探讨了实现虫草素高效生产的关键环节。     

蛹虫草菌粉胶囊抑制肺部炎症及缓解肺纤维化的研究

传统中药可治疗肺炎。新型急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）外部囊膜上的S蛋白是决定病毒毒力的关键因素及主要抗原。本研究利用SARS-CoV-2病毒的S蛋白和细菌脂多糖（LPS）诱导的肺炎模型,初步探索了蛹虫草菌粉对肺炎模型的促炎性因子、单核/巨噬细胞和髓源抑制性细胞（MDSCs）以及纤维化的调节作用。研究发现蛹虫草菌粉可降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组和LPS组小鼠血清中TNF-α、IL-6和IL-10的表达,并降低肺组织、肺泡灌洗液和外周血中巨噬细胞的比例,降低外周血和脾脏中MDSC的数量。进一步研究发现,蛹虫草还可降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组和LPS组小鼠肺组织羟基脯氨酸的表达和成纤维细胞的分布,进而减轻小鼠的肺纤维化水平。qRT-PCR实验发现蛹虫草菌粉处理不仅可以降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组小鼠肺组织中TGF-β R1水平,还降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组和LPS组肺组织中smad2的表达。因此认为蛹虫草菌粉可缓解SARS-CoV-2病毒的S蛋白和LPS诱导的肺部炎症和纤维化症状,且纤维化缓解作用可能与TGF-β R1/smad2信号通路相关。     

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。     

蛹虫草蓝光诱导两步法发酵产类胡萝卜素

采用黑暗摇瓶发酵和蓝光照射静置培养的两步培养法,进行蛹虫草(Cordyceps militaris L.)液体发酵产类胡萝卜素的蓝光诱导。结果表明蛹虫草在2d的黑暗培养和5d的蓝光照射静置培养后,其类胡萝卜素的含量可达到最高值558.4μg/gFW。而以黑暗摇瓶培养2d后,进行不同时间的蓝光照射静置培养。结果表明,蓝光照射最初2d,蛹虫草类胡萝卜素含量变化不明显,随后快速增加,并在第5天达到最大值558.4μg/gFW,随后类胡萝卜素的含量并无明显变化。通过研究解决了蛹虫草液体发酵产类胡萝卜素的培养过程中蓝光的给光问题。     

生物磁效应对蛹虫草活性物质含量的影响

利用场强为0.1、0.25、0.4T恒定磁场,以流速为1 m·s^-1,分别对普通水进行9次处理,串联（SC）磁场处理3次的磁处理水,进而用于栽培蛹虫草,并研究了生物磁效应对蛹虫草虫草素、虫草酸、多糖含量及生物学转化效率的影响。结果表明,0.4T处理有利于蛹虫草虫草酸含量及生物学效率的提高,相比对照组分别提高了7.29%和15.37%;0.25T处理组有利于虫草素的积累,比对照组提高了11.31%;0.1T处理有利于多糖的积累,相比对照组提高了14.80%。方差分析表明,经不同场强处理的磁化水对蛹虫草子实体生长和活性物的代谢影响差异显著。但磁处理水对于不同物质含量的影响规律存在一定的差异性。     

北虫草复合制剂对小鼠免疫功能的影响

探讨北虫草复合制剂对小鼠免疫功能的调节作用。建立小鼠免疫力降低的动物模型,实验分6组:对照组、衰老/免疫抑制模型组、白介素-2(IL-2)和北虫草复合制剂的不同剂量组。采用称重法测定免疫器官重量,计算胸腺指数和脾指数。小鼠溶血素抗体生成采用绵羊红细胞致敏法。北虫草复合制剂对小鼠脾脏指数和胸腺指数的影响:实验组(50.2±2.4与27.6±3.6)明显高于模型组(45.6±4.8与23.6±3.6),单位:(mg/10 g体重),差异有显著性(P<0.05)。对小鼠溶血素抗体生成的影响:实验组(53.53±7.8)高于药物对照组(36.50±7.3)。北虫草复合制剂能恢复衰老小鼠的胸腺指数和脾脏指数,增强免疫抑制小鼠血清溶血素含量,因此,对免疫功能低下的小鼠模型具有免疫调节作用。     

Host density influences parasitism of the armyworm Pseudaletia unipuncta in agricultural landscapes

Several studies have shown positive responses of parasitism to either host density or landscape complexity. However, no experiments have manipulated host density in landscapes of differing complexity. Here we report the results of a field experiment conducted to determine how host density and agricultural landscape structure jointly affect parasitism and parasitoid diversity of Pseudaletia unipuncta (Haworth) (Lepidoptera: Noctuidae). Parasitism was assessed by experimentally adding P. unipuncta sentinel larvae at low (1 larvae/plant) and high (3 larvae/plant) densities to detect parasitism in commercial cornfields located in a complex and a simple agricultural landscape. The braconid wasps Glyptapanteles militaris (Walsh) and Meteorus spp. accounted for 98.4% of the observed parasitism. Landscape structure did not influence parasitism (80.2% on average) and contrary to expectations, showed a trend towards increased parasitoid richness and diversity in the simple landscape. Increasing host density revealed a trend of increasing parasitoid richness and diversity, and differentially affected parasitism at the parasitoid specific level. G. militaris parasitized a significantly greater proportion of hosts at low host density, while the opposite occurred for Meteorus spp. (primarily M. communis). These offsetting responses of parasitoids resulted in the lack of an overall host density effect on parasitism. The differential response of these parasitoids to host density is discussed in relation to differences in morphological and life history characteristics. Our results suggest that the specific composition of parasitoid assemblages could significantly alter parasitism at different host densities independently of landscape structural complexity.

Zusammenfassung

Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass Parasitismus entweder auf die Wirtsdichte oder die Landschaftskomplexität positiv reagiert. Dennoch haben keine Experimente die Wirtsdichte in Landschaften unterschiedlicher Komplexität manipuliert. Hier berichten wir von den Ergebnissen eines Freilandexperiments, das unternommen wurde, um zu bestimmen, wie die Wirtsdichte und die Struktur der Agrarlandschaft gemeinschaftlich die Parasitierung und die Parasitoidendiversität bei Pseudaletia unipuncta (Haworth) (Lepidoptera: Noctuidae) beeinflussen. Die Parasitierung wurde gemessen indem experimentell P. unipuncta Larven in geringen (1 Larve/Pflanze) und hohen (3 Larven/Pflanze) Dichten hinzugefügt wurden, um die Parasitierung in kommerziellen Kornfeldern zu erfassen, die in komplexen und einfachen Agrarlandschaften lagen. 98.4% der Parasitierung entfiel auf die braconiden Wespen Glyptapanteles militaris (Walsh) und Meteorus spp. Die Struktur der Landschaft beeinflusste die Parasitierung nicht (durchschnittlich 80.2%) und zeigte entgegen den Erwartungen einen Trend zu einer erhöhter Parasitoidenartenzahl und -diversität in der einfachen Landschaft. Eine zunehmende Wirtsdichte ließ einen Trend zu einer erhöhten Parasitoidenartenzahl und -diversität erkennen, und sie beeinflusste die Parasitierung auf dem Artenlevel der Parasitoide unterschiedlich. G. militaris parasitierte einen signifikant höheren Anteil der Wirte bei geringen Wirtsdichten, während für Meteorus spp. (vor allem M. communis) das Gegenteil zutraf. Diese sich ausgleichenden Reaktionen der Parasitoide führten zum Fehlen eines Gesamteffekts der Wirtsdichte auf die Parasitierung. Die unterschiedlichen Reaktionen dieser Parasitoide auf die Wirtsdichte werden in Zusammenhang mit Unterschieden in der Morphologie und Lebensweise diskutiert. Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass die spezifische Zusammensetzung von Ansammlungen von Parasitoiden die Parasitierung bei unterschiedlichen Wirtsdichten unabhängig von der Komplexität der Landschaftsstruktur signifikant verändern könnte.     

A new approach for improving cordycepin productivity in surface liquid culture of Cordyceps militaris using high‐energy ion beam irradiation

Aims: To obtain a higher cordycepin production using Cordyceps militaris mutant obtained by a new mutagenesis technique called ‘ion beam’. Methods and Results: Successful irradiation of C. militaris NBRC 9787 by a proton beam with high energy was performed, and 30 classes of 8‐azaadenine‐ and 28 classes of 8‐azaaguanine‐resistant mutants were obtained on mutant screening, of which seven classes were selected as promising preliminary mutants having an antibacterial ability as an index of cordycepin production. In a surface liquid culture technique, some of the 8‐azaadenine‐resistant mutants gave a better performance for the cordycepin productivity; in contrast, among the 8‐azaaguanine‐resistant mutants, it was shown that mutant no. G81‐3 was much better than the control in the metabolic rate of glucose and the cordycepin productivity. In primary optimization using the enriched medium, the cordycepin production was 3·1 and 1·8 g l^?1 on 21‐day culture for mutant no. G81‐3 and the control, respectively. The cordycepin production obtained by the mutant was 72% more than the control. Conclusions: The mutant obtained by proton beam irradiation had higher productivity of cordycepin than that of the control. Significance and Impact of the Study: The mutant obtained by irradiation had a superior production performance of cordycepin, and therefore, it could be used in the realm of applied industrial biotechnology for the large‐scale production of cordycepin.