蛹虫草研究进展*

蛹虫草(Cordyceps militaris)作为一种药(食)用菌已经被广泛接受,在药理作用、有效成分、人工栽培等方面得到了广泛而深入的研究,具有重要开发价值。依据近年来的有关研究成果,就以上3个方面的研究进展状况展开论述,为蛹虫草进一步的研究与开发提供参考。     

蛹虫草研究和开发过程中的一些问题和展望

作为药食两用真菌资源,蛹虫草Cordyceps militaris已被广泛认识和接受。针对蛹虫草当前研究和产业化现状,文章指出了所面临的一些问题并加以分析和讨论,对今后的研究和发展方向做了预期和评价。文章着重强调了蛹虫草及相关虫草真菌的一些常被忽视的问题,旨在为相关真菌资源的研究和开发提供借鉴。     

蛹虫草光受体研究进展

光调控真菌的生长发育和代谢产物合成,是大多数食用菌子实体分化必不可少的环境因子。蛹虫草是一种具有重要药用价值的食用真菌,光因素对蛹虫草的分生孢子数量、生长速率、子实体发育、昼夜节律以及次级代谢产物虫草素和类胡萝卜素的合成均有较大的影响。目前,基于蛹虫草全基因组的解析和遗传操作系统的建立,已鉴定出7种光受体,white collar-1（WC-1）、WC-2、Drosophila-Arabidopsis- Synechocystis-human type cryptochromes（CRY-DASH）、CRY-2、环丁烷嘧啶二聚体光裂合酶（cyclobutane pyrimidine dimer,CPD）、VIVID（VVD）和光敏色素（phytochrome,PHY）。本文较系统地总结了上述光受体的蛋白结构特征,全面阐述了光受体介导光信号调控蛹虫草菌丝生长、子实体发育及次级代谢产物合成等方面的分子机制,并对后续研究进行了展望,为深入研究蛹虫草光受体的具体功能和相关机制提供参考。     

优良性状蚕蛹虫草的筛选及高产虫草素液态发酵条件优化

蛹虫草是重要的食药用真菌,虫草素为其主要活性成分,在抗肿瘤、抗菌、降血糖等方面具有较为突出的功效。蛹虫草菌株间的形态及环境条件差异,对菌株次级代谢产物虫草素产生影响显著。本研究对不同来源的6株蛹虫草菌株（YCC-B、YCC-C、YCC-H、YCC-W、YCC-Y、CGMCC 3.4655）,从蚕蛹体培养子实体性状,液体发酵条件（培养天数、培养方式、外源金属离子等）和传代稳定性等方面筛选优良性状菌株,提高其发酵合成虫草素的能力及稳定性。结果表明,蛹虫草菌株YCC-W在蚕蛹子实体出草及菌体液体发酵产虫草素上综合表现优良,传代稳定;液体发酵培养基中添加外源金属离子Mn²⁺作为酶的辅基,可以促进虫草素合成;采用振荡-静置相结合的混合发酵培养方式,可以避免单纯振荡培养溶氧量大、菌丝体生长旺盛,而虫草素产生不佳的问题。先振荡培养3d后静置培养至25d时,菌株YCC-W合成虫草素含量最高,可达(874.13±24.25)μg/mL,且稳定性良好。为进一步开发菌种及扩大规模生产提供参考。     

虫草素产量不同的蛹虫草菌株代谢组差异

为探究虫草素高产和低产的两株蛹虫草菌代谢差异及其与虫草素代谢的关联性,本研究采用UPLC-QTOF-MS广泛靶向代谢组学技术和多元统计分析方法,结合相同蛹虫草菌不同发酵时间的菌丝体差异代谢物相对含量的变化情况,比较了两株蛹虫草菌相同发酵时间的菌丝体代谢差异。结果表明：蛹虫草CICC 14014菌株发酵第20和10天的菌粉（H20和H10）及其发酵液的虫草素含量都显著高于蛹虫草CGMCC 3.4655菌株（其菌粉为L20和L10）（P<0.01）。主成分模型显示H10、L10、H20和L20间分散明显;通过正交偏最小二乘法分析,以t检验P<0.05并且VIP>1为标准,从H10 vs L10和H20 vs L20分别识别出190和158种差异代谢物,其中具有生物活性的亚精胺为首次在蛹虫草菌中被检出;以P<0.01为标准,从H10 vs L10、H20 vs L20中筛选出2条显著富集的通路,分别为烟酸-烟酰胺和精氨酸-脯氨酸代谢通路。对H10 vs L10和H20 vs L20进行代谢调控网络分析,获得7条显著互作的通路,相同的互作通路为碱基切除修复。代谢网络分析结果表明抑制三羧酸循环、核黄素代谢、赖氨酸降解、鞘脂类代谢通路以及促进碱基切除修复、β-丙氨酸代谢、精氨酸-脯氨酸代谢、脂质代谢、嘌呤代谢通路有利于虫草素的生成;虫草素高产蛹虫草菌甘油三酯代谢和合成腺苷的能力高于虫草素低产蛹虫草菌;在嘌呤代谢途径中,腺嘌呤通过黄嘌呤代谢反馈促进虫草素的生物合成。本研究为蛹虫草菌生物活性成分的挖掘提供理论基础,为深入解析蛹虫草菌虫草素的代谢机制提供参考。     

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。     

蛹虫草原基分化的差异蛋白质组学研究

蛹虫草子实体形成及发育的蛋白分子机制尚不清楚,本研究引入SWATH非标记定量蛋白质组学技术,对蛹虫草Cordyceps militaris 905菌株的菌丝体（mycelium,My）、原基（primordium,Po）、生长期子实体（developmental fruiting body,DF）和成熟期子实体（mature fruiting body,MF）进行了比较蛋白质组学分析。经搜库比对,从蛹虫草的My、Po、DF和MF中依次鉴定蛋白1 136个、1 090个、1 018个和997个（global FDR 1%）,经维恩分析后获得C. militaris 905蛹虫草表达蛋白1 578个。在此基础上,SWATH非标记技术定量蛋白1 109个。本研究获得了蛹虫草Po期与My期、DF期与Po期、MF期与DF期的差异表达蛋白,依次为115个、352个和104个,并对菌丝体分化形成原基的差异表达蛋白进行了重点解析。GO注释结果表明,Po期与My期差异表达蛋白以有机含氮类化合物代谢为主,其中AMP（活性成分虫草素合成的中间产物）从头生物合成途径富集最为显著。约1/5的差异表达蛋白参与氧化还原反应,还原酶活性的蛋白在原基中几乎都上调表达,而氧化功能的蛋白受到抑制,表明蛹虫草原基分化可能受到氧化应激的诱导。蛋白互作网络分析结果进一步表明,氧化还原反应与核苷类物质代谢相关联,可能通过影响AMP从头生物合成途径来调控虫草素的生物合成。对蛹虫草子实体系统的蛋白质组学研究和解析有利于揭示子实体形成的蛋白分子机制,为蛹虫草的基础和栽培研究提供了理论支撑。     

谷胱甘肽促进液体发酵体系中蛹虫草合成虫草素

虫草素是药用真菌蛹虫草Cordyceps militaris的主要活性成分,具有抗癌、抗肿瘤、抗病毒等多种生理活性。研究表明,氧化应激参与丝状真菌的次级代谢调控,然而在蛹虫草虫草素代谢中尚未见报道。本研究以蛹虫草深层液体发酵体系为研究对象,添加谷胱甘肽（glutathione,GSH）调节细胞氧化还原状态,考察其对虫草素代谢的影响。添加3.0g/L GSH,发酵20d虫草素产量达到(439.69±12.43)mg/L,较无添加对照组提高471.24%,同时谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPX）活力提高414.82%;基因表达分析显示,添加GSH后虫草素生物合成关键基因Cns1和Cns2表达显著上调,发酵第15天其表达量分别是对照组的540.67倍和25.81倍。研究结果初步证实,氧化应激参与蛹虫草中虫草素代谢调控。     

峨眉山自然保护区的虫草及其它昆虫病原真菌Ⅰ.

采自四川省峨眉山自然保护区的虫草及其相关昆虫病原真菌,其中除有常见的蛹虫草Cordycepsmilitaris（Vuill．）Fr,粉被虫草（CordycepspruinosaPetch）,蝉拟青霉Paecilomycescicadae（Miquel）Samson,球孢白僵菌Beauveriabassiana（Bals．）Vuill等昆虫病原真菌外,将主要描述峨眉虫草新种（CordycepsemeiensisA.Y.LiuetLiangsp.nov.）,龙洞虫草新种（CordycepslongdongensisA.Y.LiuetLiangspnov．）,暗绿虫草新记录种（CordycepsatrovirensKob．etShim．）和蛹虫草球头变种新记录种Cordycepsmilitarisvar.sphaerocephala（Schw）Fr．等几种虫草菌。     

4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖的生物活性评价

本研究以细脚棒束孢、蛹虫草、蝉棒束孢和球孢白僵菌的菌丝体粗多糖为对象,分析4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖含量与生物量的相关性,并进一步对其抗氧化能力和抗肿瘤活力进行评价。液体发酵结果表明,蝉棒束孢MF12、MF13和蛹虫草MF27、MF1的菌丝体粗多糖含量（>40mg/g）显著高于其他菌株,蝉棒束孢MF11、MF13和蛹虫草MF27菌丝体生物量（>12g/L）显著高于其他菌株,但相关性分析表明,4种虫草相关真菌10个菌株菌丝体的多糖含量与生物量之间没有显著相关性;抗氧化活性表明,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖具有良好的体外抗氧化活性,其EC₅₀均小于0.9mg/mL;抗肿瘤活性表明,蛹虫草MF1、MF28、MF27和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖在体外能有效抑制HepG-2细胞增殖,其IC₅₀均小于1.5mg/mL。综上,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10虫草菌株具有良好的开发和应用潜力。     

大白菜相对于结球甘蓝连锁群特异SSR标记的筛选

以9个大白菜品种和10个结球甘蓝品种为试材,对位于芸薹属A基因组10个连锁群的207对SSR引物进行PCR筛选,共筛选出33个大白菜相对于结球甘蓝的特异SSR标记,涉及了大白菜的10个连锁群,其中位于A1连锁群3对,A2连锁群4对,A3连锁群5对,A4连锁群2对,A5连锁群3对,A6连锁群4对,A7连锁群2对,A8连锁群1对,A9连锁群2对,A10连锁群7对。为进一步利用SSR标记鉴定结球甘蓝—大白菜异附加系奠定了基础。     

不同寄主植物对云南紫胶虫自然种群的影响

研究了云南紫胶虫(Kerria yunnanensis)在聚果榕、南岭黄檀、钝叶黄檀和偏叶榕上的发育、存活和繁殖情况.结果表明：在自然条件下,云南紫胶虫在钝叶黄檀上的种群初始密度最高,为181.17头·cm^-2,聚果榕上最低,为145.27头·cm^-2;雄虫占的比例以在南岭黄檀上最少,为0.19,偏叶榕和聚果榕上最多,为0.24;从幼虫到成虫的累积死亡率,南岭黄檀上最高,为90.03%,偏叶榕上最低,为87.05%;完成世代时间以在南岭黄檀上最长,为156 d,聚果榕上最短,为140 d;平均怀卵量以在南岭黄檀上最高,为536粒,聚果榕上最低,为345.86粒;虫体质量以在南岭黄檀上最大,为12.62 mg,偏叶榕上最小,为9.03 mg;世代净增值率以在南岭黄檀上最高,为48.51,聚果榕上最小,为32.79.综合比较4种不同寄主植物,南岭黄檀是云南紫胶虫夏季世代种群生长发育和繁殖最适宜的寄主.     

Two new species of Leporinus (Characiformes: Anostomidae) from the Brazilian Amazon,and redescription of Leporinus striatus Kner 1858

Two new species of Leporinus are described from tributaries of the Rio Amazonas in Brazil. One species is known from the Jari and Tapajós River basins, and is identified on the basis of a gas bladder reduced in size, a dark midlateral stripe on the body, dark transverse bars on the dorsum, a subinferior mouth, three teeth on the premaxilla, four teeth on the dentary and 16 scale rows around the caudal peduncle. The second new species is known from the Tocantins, Xingu and Tapajós River basins, and is identified on the basis of three dark longitudinal stripes on the body, a subinferior mouth, three teeth on the premaxilla, four teeth on the dentary and 12 scale rows around the caudal peduncle. In addition, Leporinus striatus is redescribed based on type and additional specimens from the Río de La Plata, Amazonas, Orinoco, Atrato, Magdalena and Sinu River basins. Leporinus striatus is identified on the basis of four dark longitudinal stripes on the body, a subterminal mouth, three teeth on the premaxilla, four teeth on the dentary and 16 scale rows around the caudal peduncle.     

Continuous long-term somatic embryogenesis in alfalfa

Summary Somatic embryogenic callus was induced on two induction media, B5h and SH4K. Embryos formed on the callus induced on B5h medium when the callus was still on the induction medium. On the other hand, embryos could not form on the callus induced on SH4K medium unless the callus was transferred to a growth regulator-free medium. Callus induced and maintained on B5h medium lost embryogenic capability quickly during the subculture. Callus induced and maintained on SH4K medium, however, consistently remained highly embryogenic. The callus mass showed steady increase during its maintenance on SH4K medium. The embryos induced on SH4K medium showed vigorous germination. Normal and fully fertile plants were recovered from the embryos developed from the callus maintained on SH4K medium.     

鸟类群落研究进展

鸟类群落的研究一直是鸟类生态学研究的重要领域,研究内容主要集中在以下几个方面:群落的组成结构、集团结构、生态位与种间关系、动态与演替、群落与栖息地关系以及城市化对鸟类群落影响。群落的组成与结构、动态与演替以及群落与栖息地关系的研究是过去20年间的研究热点,但有关城市化对鸟类群落影响的研究还比较少。本文在总结国内外鸟类群落生态学研究的基础上,重点讨论了目前的研究热点和今后的发展趋势,以期促进我国鸟类群落生态学的研究。     

Potential adaptation of a Q biotype whitefly population from poinsettia to field crops

Abstract The invasive Q biotype whitefly was first detected in the US on poinsettia in 2004 and is still not a pest outside of greenhouse environments in the US. To assess the potential for the establishment of the Q biotype on field crops, population cage experiments were conducted to compare the performance of a poinsettia‐derived Q population named P’06 on poinsettia and six field crops (alfalfa, tomato, melon, cotton, cowpea and cabbage). P’06 adults reared on poinsettia as nymphs laid eggs on all six field crops. Significantly more eggs were laid on alfalfa, tomato, melon and cotton than on cabbage, cowpea and poinsettia. These eggs hatched and the nymphs developed to adults on the six field crops. Relative to poinsettia, whitefly survival was similar on cowpea, alfalfa, tomato and cabbage, but significantly higher on cotton and melon. Moreover, P’06 had significantly shorter development times from egg to adult on cotton, melon, cowpea, tomato and alfalfa than they did on poinsettia. However, the F1 adults raised on the six field crops had significantly shorter lifespans and laid 11‐ to 18‐fold fewer eggs than did the F1 adults raised on poinsettia. Taken together, while P’06 may have some potential to establish on field crops, the shorter lifespans and extremely low fecundities of the F1 adults raised on the six field crops suggests that P’06 is incapable of rapidly adapting to them. Poor adaptation to field crops may explain, at least partially, why the Q biotype has not established in the US field system.     

取食不同品种棉花的棉蚜对龟纹瓢虫功能反应的影响

本文以GK12、33B和SGK3213种转基因棉和对应的3种常规棉泗棉3号、33及石远321为材料,通过室内测定,研究了取食转基因棉的棉蚜却h／sgossypiiGlover对龟纹瓢虫Propylaea japonica Thunberg1—4龄幼虫功能反应的影响。结果指出,龟纹瓢虫对来自转基因棉田蚜虫的捕食量大多高于常规棉田,且捕食量随猎物密度的增加而增大。在1、2龄幼虫期,龟纹瓢虫取食转双价基因棉田蚜虫的数量多高于取食转单价基因棉田的蚜虫数量,但是在3、4龄幼虫时,龟纹瓢虫取食转双价棉田蚜虫的数量多低于取食转单价棉田的蚜虫数量。龟纹瓢虫对来自转基因棉田棉蚜的捕食功能反应符合HollingII型。龟纹瓢虫1龄幼虫取食GK12和SGK3212个转基因棉田蚜虫的最大日捕食量大于对照,处理时间短于对照;龟纹瓢虫P．japonica2、3龄幼虫取食33B和SGK3212个转基因棉田蚜虫A．gossypii的日最大捕食量大于对照,处理时间短于对照;4龄时取食转基因棉田蚜虫的数量都大于对照,处理时间均短于对照,其中取食转双价基因棉SGK321棉田蚜虫的日最大捕食量小于取食单伊棉田蚜虫的日最大捕食量。     

中国春孢锈菌属增补

本文对我国春孢锈菌属(形式属)增补了以下9个种：1．腺梗菜春孢锈菌Aecidium adenocauli Syd． 寄主：腺梗菜Adenocaulon himalaicum Edgew (菊科Compositae) 2．臭椿春孢锈菌(新种) Aecidium ailanthi J．Y．Zhuang sp．nov．寄主：臭椿 Ailanthus altissima Swingle (苦木科Simaroubaceae)3.筋骨草春孢锈菌 Aecidium alugae Syd．寄主：紫背金盘 Ajuga nioponensis Makino (唇形科 Labiatae) 4．八角枫春孢锈菌 Aecidium alangii Hirats．＆ Yosh 寄主：长毛八角枫 Alangium kurzii Craib,瓜木A platanifoHum Harms (八角枫科 Alangiaeeae) 5．紫珠生春孢锈菌(新种) Aecidium callicarpivola J Y．Zhuang sp．nov.寄主：杜虹花 Callicarpa oedunculata R,Br．(马鞭草科Verbenaeeae) 6．吴茱萸春孢锈菌(新种) Aecidium evodiae J．Y．Zhuang sp．nov． 寄主：吴茱萸 Evodia rutaecarva (Juss．)Benth．(芸香科Rutaceae) 7．杨叶木姜子春孢锈菌(新种) Aecidium litseae-populifoliae J．Y．Zhuang sp．Nov．寄主：杨叶木姜子 Litsea povulifolia Gamble (樟科Lauraceae) 8．青海春孢锈菌(新种) Aecidium qinghaiense J Y．Zhuang sp．nov． 寄主：莴苣属一种Lactuca sp．(菊科Compo sitae) 9．合掌消春孢锈菌 Aecidium vincetoxici P．Henn．＆ Shirai 寄主：牛皮消 Cynanchum auriculatum Royle (萝藦科 Asclepiadaceae)     

棉田亚洲玉米螟生物学的研究

亚洲玉米螟为棉花上一种重要的钻蛀性害虫。该虫产卵于棉抹中下部主茎叶和果技叶上,但二、三代代次之间产卵部位有明显差抖。幼虫可为害棉株的嫩头、叶柄、蕾、花、铃、茎秆等多个器官,棉花同-器官上各龄幼虫之间的分布、以及同龄幼虫在棉花不同器官之间的分市．均存在显差异。1头幼虫一生破坏棉花器官的单位效二代为3.373个．三代为2.202个。二年的试验结果表明,田间二代亚洲玉米螟种群趋势指数差异大。三代幼虫越冬场所广泛。     

红树林湿地恢复技术的研究进展

本文从红树林育苗造林技术、次生林改造技术和红树植物引种试种与种源选择的研究等方面试述红树林湿地恢复技术的研究进展,并针对我国的目前现状,提出今后亟待加强研究的如下几个方面:加强红树植物引种扩种,恢复植被,提高红树林生态工程质量的原理研究;监测外来引进种对我国红树林湿地的生态影响;研究半红树植物在沿海防护林体系工程建设中的作用;加强红树植物对潮汐水位适应能力的研究;开展红树人工林生态恢复过程中的综合定位观测等。