饒雨欣,郎茂榮,江宏,童小青,王勇軍*
(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 311300; 2.杭州臨安華茵生物技術(shù)有限公司,浙江 杭州 311300)
蟬花蟲草(Cordycepscicadae)又名蟬茸、蟲花、蟬蟲草、蟬茸菌,為蟬棒束孢菌真菌寄生于蟬若蟲后形成的菌蟲復(fù)合體,是我國一種傳統(tǒng)的藥食兩用真菌。宋代唐慎微《經(jīng)史證類備急本草》記載“味甘,寒,無毒;主小兒天吊,驚癇螈,夜啼心悸;所在皆有,七月采;生苦竹林者良,花出土上”。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中,蟬花含有糖原、甘露醇、多種生物堿、蛋白質(zhì)、多種氨基酸及多種微量元素等化學(xué)成分,具有免疫調(diào)節(jié)、代謝調(diào)節(jié)、解熱鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜催眠、改善腎功能、降血糖、抗腫瘤等藥理作用[1-2]。蟬花蟲草為世界性廣布種,在我國分布于秦嶺淮河以南,主要生長于熱帶和亞熱帶的闊葉林、針闊葉混交林及竹林等生境中[3]。蟬花蟲草的寄主主要包括山蟬Cicadaeflammata、蟪姑Platypleurakaempferi、黑蚱Crytotympanapustulata、竹蟬Platylomiapieli等蟬科昆蟲[4]。筆者在浙江省杭州市天目山區(qū)進行資源調(diào)查時發(fā)現(xiàn),蟬花蟲草廣泛分布于竹林中,長期被當(dāng)?shù)刂褶r(nóng)采收并作為藥用真菌。本研究從天目山竹林土壤感染竹蟬中分離獲得1株蟬花蟲草菌株TM06,并進行了人工栽培探索,為蟬花蟲草資源開發(fā)提供了基礎(chǔ)。
1.1.1 蟬花蟲草菌株
蟬花蟲草分離物TM06采集于浙江省杭州市臨安區(qū)天目山竹林(119°31′1″E 30°20′7″N)土壤感染的竹蟬。
1.1.2 培養(yǎng)基
PDA培養(yǎng)基。馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,瓊脂18 g,水1 000 mL,pH 7.0,121 ℃滅菌30 min。
M1液體培養(yǎng)基。馬鈴薯200 g,葡萄糖30 g,K2HPO40.5 g,MgSO41 g,檸檬酸銨1 g,蛋白胨3 g,復(fù)合維生素B 150 mg,水1 000 mL,121 ℃滅菌30 min。
小麥基質(zhì)培養(yǎng)基。每個玻璃培養(yǎng)瓶(5 cm×5 cm×10 cm)分別裝入約25 g小麥和20 mL的M1液體培養(yǎng)基,添加不同量的蟬蛹粉,混勻后121 ℃滅菌30 min。
市售蟬蛹粉,過0.15 mm篩后備用。
1.2.1 真菌的分離
用小鏟子取露出蟬花的蟲體,拭去黏附土壤,置于取樣袋中,放入冰盒帶回實驗室進行分離純化。用剪刀剪取蟬花組織,表面用75%酒精消毒10 s后,用無菌水進行沖洗2遍后,用鑷子撕開表皮,取長、寬為1 mm大小的組織塊,接種于PDA培養(yǎng)皿中,避光條件下24 ℃培養(yǎng)。待菌絲長出,用挑針挑取少量菌絲置于新鮮PDA培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng),觀察菌絲形態(tài),獲得純培養(yǎng)物。
1.2.2 ITS-PCR及序列測定
采用Ezup柱式真菌基因組DNA抽提試劑盒(生工?,上海)進行真菌菌絲總DNA的提取,采用真菌核糖體基因間隔區(qū)(ITS)通用引物ITS1(5′TCCGTAGGTGAACCTGCGG3′)和ITS4(5′TCC TCCGCTTATTGATATGC3′)對基因組DNA進行PCR擴增。擴增體系為94 ℃,5 min;94 ℃,45 s,55 ℃,45 s,72 ℃,1 min,30個循環(huán);72 ℃,8 min。將擴增得到的DNA片段送至生工生物工程(上海)股份有限公司雙向測序,采用DNAMAN軟件進行拼接。序列采用MEGA 7.0軟件進行系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建,采用Maximum Likelihood analysis進行分析,自展數(shù)據(jù)(bootstrap)為1 000次[5]。
1.2.3 蟬花蟲草的人工栽培
取在PDA培養(yǎng)基生長的蟬花蟲草菌絲塊,置于M1液體培養(yǎng)基中,160 r·min-1,22 ℃黑暗條件進行震蕩培養(yǎng),培養(yǎng)6 d,至菌絲小球長出,用小型攪拌器混勻后,吸取1 mL菌液添加至含有不同濃度蟬蛹粉的小麥基質(zhì)培養(yǎng)基,黑暗條件22 ℃下進行培養(yǎng),待菌絲長滿培養(yǎng)瓶,進行光照誘導(dǎo)(黑暗12 h/光照12 h),待生長成熟后,取子座組織進行稱重。
采用SPSS v.19數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析,采用Duncan’s新復(fù)極差法進行顯著性分析。
采集的蟬花是由蟲體和孢梗束兩部分組成的生物體,寄生的蟬若蟲較大,表面披覆著灰白或灰黃色的茸毛狀菌被。蟬花子座一般單生、2個或多個,不分支,呈棒狀、褐色;蟬花的孢梗束由蟬的前端長出,單生或叢生,上部反復(fù)分枝,分枝頂端膨大(圖1中A)。蟬花菌絲在PDA培養(yǎng)基上菌絲白色,稀松,底部產(chǎn)紅色色素,易形成孢子(圖1中B)。
蟬花蟲草TM06菌株在小麥基質(zhì)培養(yǎng)基上培養(yǎng)將近10 d后,白色菌絲布滿整個基質(zhì);15 d后,子座形成,有子實體長出,菌體顏色加深,呈淡黃色;40 d后,子實體生長茂密,高5~7 cm,直徑1~3 mm,頂部有大量珊瑚狀分支,子實體成熟(圖1中C)。
圖1 蟬花蟲草TM06的分離(A和B)及基質(zhì)栽培(C)
利用引物ITS1和ITS4進行PCR 擴增,獲得蟬花蟲草TM06的ITS部分序列,NCBI登錄號為MW040504。利用MEGA 7.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,分析結(jié)果顯示,TM06與蟬花蟲草QCS2007071701菌株和JGS2014061604菌株親緣關(guān)系最近,構(gòu)成1個分支(圖2)。
圖2 基于ITS序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹
在小麥基質(zhì)培養(yǎng)基中分別添加2%、5%、10%和15%(重量百分比)的蟬蛹粉,測定蟬蛹粉對蟬花蟲草TM06子實體生長的影響。由表1可知,小麥基質(zhì)培養(yǎng)基中添加蟬蛹粉后,子實體干重明顯提高。其中,添加5%的蟬蛹粉效果最佳,子實體每瓶平均干重達(dá)到11.61 g。同時發(fā)現(xiàn),蟬蛹粉添加超過10%時,反而降低了子實體的產(chǎn)量。
表1 不同濃度蟬蛹粉對蟬花蟲草TM06子實體產(chǎn)量的影響
蟲草屬真菌的資源挖掘和人工栽培,是當(dāng)前研究和開發(fā)的熱點,對功能食品開發(fā)和野生資源保護均具有重要意義[6]。本研究從浙江天目山竹林感染的蟬若蟲上分離獲得1株蟬花蟲草TM06,采用小麥基質(zhì)培養(yǎng)基完成了該菌株的人工栽培,并測定了蟬蛹粉對TM06菌株人工栽培下的增效作用。研究結(jié)果明確了浙江天目山竹林蟬花的菌種特性,并建立了人工栽培技術(shù)。蟬花蟲草的藥理成分及藥效功能已取得重要進展[1,7-8],但不同來源、不同栽培方式的蟲草,在藥理成分及功效上可能存在差異[9]。下一步將圍繞人工栽培的蟬花蟲草的藥理學(xué)成分及功效開展研究。