- 现代科技虫草研究概要
- 楼良水
- 3789字
- 2021-03-29 05:52:07
2.3 亚香棒虫草
中国虫草中,我们还需要谈谈亚香棒虫草。亚香棒虫草(Cordyceps hawkesii Gray)是霍克斯拟青霉(Paecilomyces hawkesii)寄生于宿主鳞翅目昆虫棒蝠蛾(Napialus hunanensis)而形成的一种虫草(虫体及子座),形状与西虫草相似,可见稍明显环纹。虫体长3~5 cm,直径0.3~0.7 cm;断面黄棕色或黄白色,头部棕褐色;子座柄多弯曲,有的为双子座,黑色,有纵皱或棱,上部光滑,下部有细绒毛;头部短圆柱形,长1.2 cm,茶褐色,子座无不孕顶端。虫体质脆,易折断,断面略平坦,黄白色,中央有稍明显灰棕色“一”字纹;气微腥,味微苦。
亚香棒虫草
子座从虫头部中央长出,不包住整个虫头;子座顶端圆形,中部四足不太突出,环纹没正品虫草那么明显,草头出现分叉的情况比较多(正品虫草也有这种情况,但是几百条才可能看到一条分叉的,此种情况要依据其他特征识别),其他外表特征基本相同。有的亚香棒虫草虫体发白,较好鉴别,也有黄颜色的,较难识别。近年来,湖南、江西地区经常发现亚香棒虫草,并有人到当地不断收购,应引起广大消费者的重视,这种虫草很难识别,购买该虫草时务必小心,要仔细甄别。
棒蝠蛾的定名及分布:亚香棒虫草大量发现是1973年在湖南桃江县,以后又在湖南省十多个县发现,经鉴定为亚香棒虫草。1980年湖南省微生物研究所肖志明等在亚香棒虫草发生地采到该虫草寄主昆虫,室内饲养得到其蛹、成虫和卵之后,经中科院动物所朱弘复、王林瑶先生鉴定,该寄主昆虫为鳞翅目蝙蝠蛾科的一新属新种,定名为棒蝠蛾Napialus hunanensis Chuet Wang。
2.3.1 棒蝠蛾分布地区
据目前了解,湘南棒蝠蛾分布于湖南、江西、湖北、安徽、浙江、福建、广东等省。在江西,多分布于海拔200~800 m山区丘陵地带;另分布在湖南桃江,安徽六安、霍山等地。
2.3.2 棒蝠蛾生物学特性
棒蝠蛾成虫一般在杂草或落叶下静伏,在一天中的黄昏时刻有一次活动高峰,其余时间则很少活动或相对静止,有趋光性,对光的敏感仍需在昏飞时间内,故称“昏飞”。成虫一生可交配1~2次,一般为1次。交配前,雌蛾飞行一段时间后,在空中改作环形飞行,并释放信息素,雄蛾感受后,追扑雌蛾,雌蛾用前足攀援枝叶,雄蛾倒挂于雌蛾腹末,交配1~6 h完成授精过程。产卵量一般在1213~3890粒,平均为2703粒;未经交配的雌蛾也可产卵,但卵不能孵化,卵产出后约6 h,受精卵或未受精卵均变黑。雌蛾寿命8~10 d,雄蛾15~23 d。成虫在飞行中产卵,卵光滑,产出后随机散落在林中落叶层上,随即又滚入落叶层中。
幼虫期:于5月上旬至12月上中旬形成幼虫,幼虫深入土下5~10 cm深的隧道吐丝结网成蛹,蛹网中越冬。冬蛹于次年4月上旬至5月上旬羽化,羽化前,越冬蛹利用其腹部旋转和棘刺爬至地表,突破隧道丝网,露出头啕部,在4月上旬至5月中旬,多在15:00—17:00羽化成蛾。
土壤:棒蝠蛾幼虫对土壤的要求不十分严格,以寄主林下有枯落叶层、土壤肥厚的土层密度较高,化蛹场所多选择在土质较紧密、土层深的阳坡地。
食料:据调查和饲养试验,棒蝠蛾幼虫是主食多种植物落叶的一种昆虫,还兼食一些苔藓植物和地下根茎类等活体饲料,也是国内迄今发现的蝠蛾类主食枯落叶唯一的种类。据目前试验,棒蝠蛾幼虫主食的植物有7科11种,它们是油茶、板栗、白栗、栲树、继木、枫香、赤杨叶、蓝果树、木荷、泡桐等树种。
天敌:棒蝠蛾在野外和室内人工饲养条件下,会受到多种敌害。在野外,幼虫离开丝网取食,会受到多种蚂蚁的猎捕和茧蜂(未定名)的寄生。在室内不良环境的饲养条件下,幼虫有吸腐薄口螨Histiostoma spromyzarum Dufour和速生薄口螨H.feroniarum(Dufour)的寄生,另有多种病害对幼虫的侵染,其中以绿霉菌Spicaria prasina(Maublanc)Sawada为主,这些螨类及病害是中后期幼虫大量死亡的主要因素之一。另外,还有一种寄生蝇(未定名)也是其天敌。
2.3.3 亚香棒虫草菌
寄主昆虫、虫草菌及其形成虫草的技术是亚香棒虫草全人工培养的基础。关于霍克斯拟青霉的生物学特性,系统研究报道也不多。
1982年中国菌类研究,对亚香棒虫草的形态和子囊孢子的一些萌发特性作了些探索,对霍克斯拟青霉的营养生长与孢子萌发的因素进行了研究。结果表明,霍克斯拟青霉菌菌丝在10~30℃间均可生长,最适温度为25℃左右。
霍克斯拟青霉菌对营养有一定要求,不能利用无机碳源Na2CO3;而应利用有机碳源,其中可溶性淀粉最为适宜。在25~26℃温度下14 d后,与基本营养培养基相比,以可溶性淀粉为碳源的培养基中菌落直径增大6 mm;菌丝生长对氮源要求不严格,硝态氮、铵态氮及有机氮均可被利用,其中以有机氮效果最好,25℃下14 d,与基本营养培养基相比,以蛋白胨为氮源的培养基中菌落直径增大26.6 mm。
在科技培育实践中,初步判断氮源对营养生长的促进作用优于碳源。而碳源对繁殖的促进效果优于氮源:与基本营养培养基相比,加入麦芽糖的培养基中,无性孢子产生量增加4×9个/mL,效果最好。菌丝在pH 3.5~7.0范围内均能生长,且该菌对环境酸碱度有一定的调控能力,菌丝在不同酸碱度下培养数天后,把培养基的pH均转为7。分生孢子萌发和子囊孢子萌发亦需一定的条件,在25~28℃间适宜分生孢子萌发,分生孢子在清水中萌发率不高,相对湿度在35%~90%均能萌发,但最高萌发率仅为10.5%。对比说明,营养对分生孢子萌发具促进作用。蛋白胨与葡萄糖明显促进分生孢子萌发,萌发率分别为90.0%与46%。蛋白胨与蒸馏水对子囊孢子萌发也有一定促进作用,萌发率分别为27%与22.5%,而无菌水中子囊孢子不能萌发。通过试验发现,子囊孢子萌发对营养的需求更为强烈。丰富的碳、氮分别促进菌的繁殖与营养生长。在人工栽培虫草研究中可通过选择合适的碳氮比培养基获得强壮的菌丝,这一研究对人工培殖虫草意义重大。
亚香棒虫草的形成:亚香棒虫草系霍克斯拟青霉寄生在棒蝠蛾幼虫体内而形成的。棒蝠蛾幼虫被亚香棒虫草菌感染寄生的机理目前尚不十分清楚,自然界中虫草菌的子囊孢子成熟后弹射在虫草周围或随气流飘散,不久便断裂形成小孢子,小孢子萌发并形成侵染菌丝侵入虫体。但在室内,用亚香棒虫草菌分生孢子接触感病,长出了亚香棒虫草。
人工接种致病至幼虫僵死有个潜伏期。其分生孢子附着在虫体上萌发之后侵入虫体内部,以内脏为营养,菌丝蔓延,最后菌丝充满整个虫体,在幼虫的头冠缝处长出子实体。多单生,罕为2~4个,长4~8 cm,粗3~5 mm,基部稍粗,为7~8 mm。柄多弯曲,灰白色至灰褐色,上有纵皱纹和微细绒毛。头部膨大,茶灰褐色,顶端钝圆,无不孕先端,长1.4~2.5 cm,粗4~5 mm,子囊壳埋于子实体内,椭圆形至卵形,(640~800)μm×(224~320)μm,壳孔点粒状,直径35~53 μm。子囊细长棒状,大小(400~500)μm×5 mm,孢子线形,成熟后易断裂成(8~9)μm×0.5 mm的小孢子弹射出来,成为当年或以后几年的寄主昆虫的菌源。
据试验调查,棒蝠蛾幼虫被亚香棒虫草菌感染僵死,在江西始见于11月上旬,因感病致死时间不同,也有极少数幼虫能继续化蛹,以后在蛹中长出蛹草。僵死的幼虫于12月从头冠缝露出子实体后,次年元月子实体约长出0.5 cm,2—3月子实体每月增长约1 cm,这时仍在土中,4月上旬至5月上旬子实体才陆续伸出土表外露。子实体生长多数从幼虫头冠缝长出,为单生,由于受到机械损伤或其他因素,会形成多枝或从虫体不同部位长出。据有采集的样本草统计,子实体单枝者占69.5%,双枝者占26.1%,子实体从虫体腹部或从虫体肛门长出的各占2.2%。
亚香棒虫草子实体的生长速度及出土时期,随海拔高度及纬度的不同而有差异,同纬度情况下低海拔出土较早而高海拔则迟,低纬度比高纬度出土要早。如在28.5°N附近的铜鼓县,海拔200~400 m左右于4月上旬可出土,400~600 m处于4月下旬出土,而800 m处则在5月上中旬出土;在26.5° N左右的兴国县,海拔400~600 m处,4月上中旬就可出土。
2.3.4 亚香棒虫草的化学成分及其药理作用
亚香棒虫草与虫草化学成分对比分析:1988年江西省分析测试研究所取江西亚香棒虫草与四川产虫草进行了化学成分对比分析。测试结果为,紫外吸收光谱在190~400 nm范围内峰形相近;红外光谱图相似,薄层层析虫草经处理后在紫外灯下显同样斑点,说明两者在成分上相似;氨基酸、甘露醇、水分、灰分、脂肪、总糖、蛋白质、粗纤维、醇提物、维生素C、无机元素等化学成分的对比实验分析结果表明,亚香棒虫草与虫草相似。
江西省药物研究所进行了药理学初步研究,对试验动物小白鼠的试验结果表明,亚香棒虫草能降低小白鼠血和肝中MAD的含量,预防试验性“阴虚”症,小白鼠的体重、甲状腺和胸腺重量下降。这表明,该虫草有一定延缓衰老和“滋阴补虚”作用。亚香棒虫草能明显增强正常小鼠和改善由东莨菪碱、亚硝酸钠等引起的记忆障碍小鼠的记忆功能,这可能与该虫草有改善中枢胆碱能神经突触的信息传递及提高脑组织的缺氧能力有关。
亚香棒虫草能减少正常及多动症小鼠的活动,加强戊巴比妥钠阈下催眠量的作用,表明该品对中枢神经系统有某种安定作用。其次,它可增强小鼠的游泳耐力和正常压缺氧能力,也说明有强身效果。
毒性试验:用亚香棒虫草120 g/kg给小白鼠灌胃,7 d无死亡,表明它对小白鼠的最小致死量(LD)大于120 g/kg;按腹腔注射法,用亚香棒虫草溶液给小鼠腹腔注射,LD为22.59 g/kg。将100%亚香棒虫草水溶液按25 g/kg剂量给小白鼠一次性灌胃给药,观察72 h内活动情况,小白鼠有意识不清、行动迟缓等症状,发现对活动有明显的抑制作用;在给药持续3周喂养白鼠的试验中,检测发现小白鼠的体重有减轻。试验结果提示:亚香棒虫草存在一定的毒副作用,可致人出现头晕、呕吐、精神抑制等现象。关于棒虫草的商业化服务人类还在进一步探索当中,对药性不熟的非专业人士不建议直接采集食用。