涂永勤,朱華李,張德利,陳仕江
(重慶市中藥研究院,重慶 400065)
冬蟲夏草Cordyceps sinensis(Berk.)Sacc.,又名蟲草,系麥角菌科蟲草屬真菌中國被毛孢寄生蝠蛾屬昆蟲幼蟲體內(nèi)形成的蟲菌復(fù)合體,是我國特有珍稀名貴中藥材。具有補肺益腎、止咳化痰,主治咳嗽、咳血、陽痿遺精、病后體虛、老年慢性咳嗽等疾病[1]。冬蟲夏草主產(chǎn)于我國西藏、青海、云南、四川和甘肅等省區(qū)海拔3 500 m~5 200 m局部高寒山區(qū)草甸地帶,天然資源十分有限。近年來,由于價格上漲,過度采挖,加之生態(tài)環(huán)境的惡化,天然資源日趨枯竭。因此,人工栽培冬蟲夏草勢在必行。冬蟲夏草菌能否感染寄主昆蟲是冬蟲夏草人工培殖的幾個關(guān)鍵技術(shù)之一。有關(guān)冬蟲夏草侵染寄主幼蟲的技術(shù)雖然已有大量的研究[2-6],但感染率普遍較低,除接種方法外,與不同菌株的侵染力有一定關(guān)系。本試驗研究不同菌株對蝙蝠蛾幼蟲感染能力的一些基本規(guī)律進行探索。在此方面,國內(nèi)外尚未見有研究報道。現(xiàn)將結(jié)果報告如下。
1.1.1 蟲種
小金蝠蛾Hepialus xiaojinensis Tu et Ma,采自四川阿壩藏族羌族自治州小金縣崇德鄉(xiāng)崇德牧場;貢嘎蝠蛾H.gonggaensis Fu et Huang,采自四川甘孜藏族自治州康定縣老榆林鄉(xiāng)雅家?。槐热珧鸲闔.biruensis Fu.Sp.nov,采自西藏那曲地區(qū)比如縣恰則鄉(xiāng);劍川蝠蛾H.jianchuanensis Yang,引自云南省劍川縣老君山;石渠蝠蛾H.sp.采自四川省甘孜藏族自治州石渠縣德榮瑪鄉(xiāng)。
1.1.2 菌種
采自全國主要冬蟲夏草產(chǎn)區(qū),即四川理塘、雅江、石渠、白玉、康定沙德、康定雅家埂、青海玉樹、雜多縣、西藏比如、丁青、云南德欽縣白馬雪山、劍川縣老君山等地的天然冬蟲夏草,經(jīng)分離純化、培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化為具有侵染能力的菌體形態(tài)(分生孢子)備用。
1.1.3 試驗儀器、器具和試劑
BH2P Olympus生物研究顯微鏡,日本產(chǎn);JSZ6S型體視鏡,南京江南永新光學(xué)有限公司生產(chǎn);LRH-250型光照恒溫箱,上海產(chǎn)躍進醫(yī)療器械有限公司;SPX-250型生化培養(yǎng)箱,上海產(chǎn)躍進醫(yī)療器械有限公司;養(yǎng)蟲盒、基質(zhì)、飼料植物珠芽蓼、酒精及“84”消毒液等。
1.2.1 不同產(chǎn)地冬蟲夏草菌感染寄主昆蟲試驗
將不同產(chǎn)地冬蟲夏草菌株經(jīng)分離純化、培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化而得的孢子懸浮液,進行接菌感染試驗。每處理用30頭幼蟲,重復(fù)3次。于接菌6個月后,挑取幼蟲血淋巴,在顯微鏡下,觀察幼蟲感菌情況。
1.2.2 冬蟲夏草菌感染不同寄主幼蟲試驗
選用全國主要冬蟲夏草產(chǎn)區(qū)寄主昆蟲5個種進行感染試驗,每處理30頭幼蟲,重復(fù)3次。于接種6個月左右時間,顯微鏡檢查幼蟲感染情況。
1.2.3 不同產(chǎn)地冬蟲夏草差異比較
觀察不同產(chǎn)地冬蟲夏草子座、子囊殼及子囊孢子形態(tài)及色澤的差異。
接種幼蟲經(jīng)過6個月左右后,挑去幼蟲血淋巴,用顯微鏡檢查幼蟲感染情況。結(jié)果表明,在顯微鏡下,感染幼蟲血淋巴內(nèi)可以見到大量密集、形態(tài)相似、長寬相近的菌絲段或分生孢子(圖1、圖2)。這些菌體,經(jīng)交結(jié)成菌核,萌發(fā)產(chǎn)生子座(Stroma),并最終形成冬蟲夏草(Cordyceps sinensis) 藥材[7]。
圖1 冬蟲夏草菌分生孢子(高倍)
圖2 冬蟲夏草菌分生孢子(低倍)
用冬蟲夏草菌的不同菌株對寄主幼蟲(小金蝠蛾)接種,感染實驗結(jié)果見表1。
由表1可知,除老君山蟲草菌不能侵染寄主幼蟲外,其他菌株都能不同程度地侵染小金蝠蛾,但侵染力有差異。小金蟲草菌菌株最高感染率為72.22%,西藏比如蟲草菌株感染率最低為45.56%。
表1 不同菌株感染寄主幼蟲情況
不同種類寄主蝠蛾幼蟲感染冬蟲夏草菌的實驗結(jié)果見表2。
表2 不同寄主昆蟲感染情況
從表2可以看出,冬蟲夏草菌(康定沙德菌株)除不能侵染劍川蝠蛾外,對其他蟲草蝠蛾均能侵染。但對不同種寄主幼蟲的侵染力有差異。貢嘎蝠蛾感染率最高為75.56%,比如蝠蛾感染率最低為58.89%。劍川蝠蛾不能感染冬蟲夏草菌,而老君山蟲草菌亦不能侵染其他蟲草蝠蛾,說明兩者可能為不同的種,這也證明了陳吉岳等[8]的研究。
冬蟲夏草菌菌株內(nèi)或菌株間子實體在色澤上有一定的變化,由灰(枯)黃色、深褐色到黑色的變化,老君山蟲草無色澤變化,為棕黃色或棕色。冬蟲夏草各菌株多生長在高山草甸土中,而老君山蟲草多在林下與苔蘚混生。老君山蟲草的子座纖細(xì)很長,棕色,產(chǎn)孢部分短,子囊殼較大,排列不規(guī)則(圖3);而冬蟲夏草的子座一般較短且粗,呈長圓錐體狀,產(chǎn)孢部分比較長,差不多占到了子座的一大半,子囊殼較小,排列緊密規(guī)則(圖4)。在顯微鏡下,老君山蟲草的子囊孢子細(xì)長(圖5),冬蟲夏草菌的子囊孢子相對較粗短(圖6)。不同產(chǎn)地冬蟲夏草菌在子囊孢子形態(tài)上沒有差別。
圖3 老君山蟲草子座及產(chǎn)孢器
圖4 冬蟲夏草子座及產(chǎn)孢器
圖5 老君山蟲草子囊孢子
圖6 冬蟲夏草子囊孢子
寄主幼蟲感染冬蟲夏草菌是冬蟲夏草人工培殖的關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)有研究表明中國被毛孢[9,10]是冬蟲夏草菌的無性型。目前,冬蟲夏草菌侵染寄主蝠蛾的機理尚不清楚。有人從冬蟲夏草子實體中分離無性型時,除分離出中國被毛孢 (Cordyceps sinensis) 外,還分離到中國擬青霉(Paecilomyces sinensis Chert,Xiao&Shi)、中國金孢霉(Chrysosporium sinense Liang) 和蟲生簇孢 (Sporothrix insectorumde Hong&Evans)等多種真菌。用分子生物學(xué)方法證明,在子座成熟過程中,中國被毛孢和蝙蝠蛾擬青霉有DNA共存和競爭增殖[11-13]。所以,認(rèn)為冬蟲夏草菌侵染寄主幼蟲是冬蟲夏草菌與蝙蝠蛾擬青霉等菌的復(fù)合侵染。但是,本研究用經(jīng)純化的冬蟲夏草菌孢子液為菌種,且基質(zhì)、飼料都經(jīng)過嚴(yán)格消毒處理,冬蟲夏草菌仍然能使蝠蛾幼蟲感染成功,獲得了冬蟲夏草藥材。重要的是在人工飼養(yǎng)蝠蛾幼蟲中,蝠蛾幼蟲一旦被蝙蝠蛾擬青霉菌侵染,無論蟲體打小,幼蟲最早10 d左右死亡,最晚在1個月內(nèi)全部死亡,死亡蟲體內(nèi)被擬青霉菌所充滿,大量孢梗束伸出,頂端產(chǎn)生大量近球形的分生孢子。如果侵染有擬青霉菌參與,就不大可能長成冬蟲夏草藥材。由此證明冬蟲夏草菌侵染寄主幼蟲,應(yīng)該是由冬蟲夏草菌單一侵染的結(jié)果,而非與其他菌的復(fù)合侵染。有關(guān)冬蟲夏草菌侵染寄主幼蟲的過程及機理有待深入研究。
[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2005.
[2]楊躍雄,楊大榮.蟲草菌感染蟲草蝠蛾幼蟲的研究[J].動物學(xué)研究,1989,10(3):227-231.
[3]王忠,馬啟龍.冬蟲夏草全人工培養(yǎng)感染實驗結(jié)果[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2001(7):40-41.
[4]徐海峰.蝙蝠蛾多毛孢感染拉脊蝠蛾的研究[J].四川草原,2005(5):15-16,40.
[5]廖志勇.冬蟲夏草的染菌技術(shù)研究[J].食用菌,2005(6):18.
[6]涂永勤,張德利.蝠蛾屬幼蟲感染冬蟲夏草菌的實驗研究[J].食用菌,2010(3):16-17.
[7]曾緯,尹定華.冬蟲夏草菌及寄生階段的生長發(fā)育[J].菌物學(xué)報,2006,25(4):646-650.
[8]Ji-Yue Chen,Yong-Qiang Cao,Da-Rong Yang,et al.A new species of Ophiocordyceps(Clavicipitales,Ascomycota)from southwestern China[J].Mycotaxon,2011,115(1):1-4.
[9]楊金玲,肖薇.蝙蝠蛾擬青霉與冬蟲夏草關(guān)系的分子系統(tǒng)學(xué)研究[J].藥學(xué)學(xué)報,2008,43(4):421-426.
[10]李增智,黃勃.確證冬蟲夏草無性型的分子生物學(xué)證據(jù)[J].菌物系統(tǒng),2000,19(1):60-64.
[11]朱佳石,郭英蘭,姚藝桑,等.冬蟲夏草成熟過程中中國被毛孢和蝙蝠蛾擬青霉DNA共存和競爭增殖力及化學(xué)成分指紋譜的變化[J].菌物研究,2007,5(4):214-224.
[12]朱佳石,高凌,李曉紅,等.冬蟲夏草的成熟過程中冬蟲夏草菌突變基因型的存在和它們差異表達的動態(tài)變化[J].中國草地學(xué)報,2010,32(supp1.):76-78.
[13]高凌,李曉紅.MassARRAY單核苷酸多態(tài)性MALDI-TOF質(zhì)譜基因分型法檢測未成熟冬蟲夏草子座中多個冬蟲夏草菌突變基因型[J].北京大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版,2011,43(2):259-266.