论文部分内容阅读
蝉棒束孢寄生于蝉若虫形成的虫菌复合体俗称“蝉花”,是我国传统名贵中药材,从应用历史来看,“蝉花”主要包括大蝉草Cordyceps cicadae Shing和蝉棒束孢Isaria cicadae Miquel,之前的研究认为大蝉草是蝉棒束孢的有性型阶段,本文从形态和分子系统学两方面对大蝉草和蝉棒束孢的分类地位进行研究,确证它们是两个不同的物种。研究还发现,大蝉草子座、可孕部位、子囊壳、子囊、子囊孢子和次生子囊孢子与Kobayasi描述的奇异虫草Elaphocordyceps paradoxa(Kobayasi) G.H.Sung,J.M.Sung& Spatafora形态特征一致,两者无性型菌落、分生孢子梗、产孢细胞、分生孢子形态特征基本一致,考虑到日本分布的奇异虫草具有菌索结构,基于五基因(nrSSU、nrLSU、3tef-1α、 rpb1和rpb2)的系统发育分析,大蝉草与奇异虫草E.paradoxa的系统位置最近,综合认为中国分布的大蝉草是日本分布的奇异虫草在东亚分布的姊妹种。蝉棒束孢与大蝉草隶属于两个不同的属,大蝉草属于线虫草科 Ophiocordycipitaceae大团囊虫草属Elaphocordyceps,按照目前公认虫草类真菌分类系统,将大蝉草的拉丁学名组合为Elaphocordyceps cicadae(Shing)H.Yu,W.B.Zeng,Y.B.Wang& Y.D Dai comb.nov.,蝉棒束孢在分类地位上属于艳虫草科Cordycipitaceae棒束孢属Isaria Pers.。 蝉棒束孢为世界性广布种,我国秦岭-淮河以南18个省区均有分布,分布海拔为10~2800m,生长期为6~10月,适宜温度为18~30℃。野生蝉棒束孢在江苏、浙江、安徽、福建和广东等多分布于竹林,在云南,野生蝉棒束孢多生长于阔叶林、阔叶林与云南松混交林。通过对云南3个野生蝉棒束孢生境样地的调查发现,昆明野鸭湖样地YY1是元江栲为标志的常绿阔叶林,昆明野鸭湖样地YY2是以云南松和元江栲为标志的常绿阔叶林与云南松混交林,兰坪菊香村样地JX1是以头状四照花为标志的常绿阔叶林。野生蝉棒束孢的生境中多种虫生真菌共存,包括蛹虫草、下垂虫草、细脚棒束孢和拟青霉一种。 蝉棒束孢居群遗传多态性丰富,居群间分化明显。野生蝉棒束孢居群间孢梗束和菌核形态表型分化系数(Vst)分别为9.09%和72.06%,蝉棒束孢居群间菌丝形态表型分化系数为31.78%。DALP标记分析表明,蝉棒束孢居群多态位点百分比(PPB)在24.17%~61.63%之间,居群水平PPB平均值为41.60%,物种水平 PPB值为89.73%;野生蝉棒束孢居群间基因分化系数高达40.27%。野生蝉棒束孢孢梗束9种核苷类成分(尿嘧啶、尿苷、2-脱氧尿苷、肌苷、鸟苷、腺嘌呤、胸苷、腺苷和2-脱氧腺苷)居群间分化系数为42.29%,野生蝉棒束孢菌核9种核苷类成分居群间分化系数为28.94%。蝉棒束孢菌丝体9种核苷类成分的居群间分化系数为59.26%。结果表明,作用于蝉棒束孢居群形态、DNA、核苷类成分的选择压力各不相同。 对蝉棒束孢20个居群100条ITS序列的分析表明,蝉棒束孢ITS序列无变异,表明蝉棒束孢ITS序列极为保守;16个蝉棒束孢居群共计60个样品的5tef-1α序列分析发现11种单倍型序列,表明5tef-1α片段可用来研究蝉棒束孢居群遗传变异分析。 10个野生蝉棒束孢居群、4个冬虫夏草居群和1个蛹虫草居群的核苷类成分Q聚类分析表明,蝉棒束孢孢梗束和菌核中的核苷类成分分布式样与冬虫夏草相似。小鼠冰醋酸扭体镇痛试验表明,野生蝉棒束孢中剂量组平均镇痛百分率为27.65%,低剂量组平均镇痛百分率为24.02%;蝉棒束孢菌丝体样品的中剂量组平均镇痛百分率为16.95%,低剂量组平均镇痛百分率为3.38%,野生冬虫夏草中剂量组和低剂量组镇痛百分率分别为19.12%和9.09%,表明野生蝉棒束孢的镇痛效果好于野生冬虫夏草。野生蝉棒束孢在中国有1500多年应用历史,比冬虫夏草的应用历史要早200多年,现代药理和历史使用经验表明蝉棒束孢不仅具有和冬虫夏草相似的功效成分和药理作用,而且是安全无毒的。另外,蝉棒束孢孢梗束易于规模化培养,可作为冬虫夏草的代用品。 研究发现,蝉棒束孢菌丝间多有“H”型结合菌丝生成,结合菌丝的形成有利于菌丝间的基因交流,这是一种准性生殖;在培养的初期就形成大量的厚垣孢子。而厚垣孢子的形成可能与蝉棒束孢具有较强的适应逆境有关。 综上所述,蝉棒束孢在孢梗束和菌核形态、菌丝形态、遗传结构、核苷类成分等多层次表现出丰富的变异;同时,蝉棒束孢居群间在形态、遗传、核苷类成分等层次出现较大的分化。造成这样现象的原因,一是蝉棒束孢居群繁育方式以孢梗束产生分生孢子繁殖为主;二是,蝉棒束孢居群栖息生态环境破坏越来越严重,生境片段化加剧,导致蝉棒束孢居群间基因交流受阻;三是过度采挖导致居群数量急剧减少,遗传漂变加剧。鉴于上述情况,可通过以下方式保护野生蝉棒束孢资源:保护野生蝉棒束孢居群及其寄主赖以生存的生境;制定合理的采挖政策,规范野生蝉棒束孢采挖方式等;规模化培养人工蝉棒束孢菌丝体及其孢梗束,替代野生蝉棒束孢资源,减少对野生蝉棒束孢资源及其生境的破坏。