蟲草菌選育技術(shù)的研究進(jìn)展

劉娟，祝長杰，王芹，周影

（吉林省蠶業(yè)科學(xué)研究院，吉林吉林 132012）

蛹蟲草又名北冬蟲夏草、北蟲草、蛹草等，與冬蟲夏草具有相似的生物活性成分，是一種食藥真菌。蛹蟲草具有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力、抑菌與抗炎、抗氧化及抗衰老等作用，功效與冬蟲夏草相似。蟲草多糖（CMPC）是蛹蟲草中重要的活性物質(zhì)，可有效促進(jìn)淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，有效提高人體免疫力及改善肝臟功能。腺苷類化合物具有改善心腦血液循環(huán)、防止心率失常、抑制血小板聚集、松弛血管平滑肌等生理功效，有效保護(hù)心臟[1]。超氧化物歧化酶（SOD）在蛹蟲草中的含量高于冬蟲夏草，具有抗自由基、抗氧化的作用。臨床更是將其應(yīng)用于治療腦血檢、腦栓塞、血管疫攣、腎功能衰竭等病癥[2]。

蟲草菌誘變育種通過人為改變蟲草菌的遺傳基因，從而改變蟲草菌的遺傳性狀，從中篩選出研究者需要的類型，進(jìn)而獲得符合需要的遺傳基因發(fā)生改變的蟲草菌。蟲草菌誘變育種方法主要有物理誘變法、化學(xué)誘變法及生物選育法。

1 物理誘變法

物理誘變具有操作方法相對簡單，突變率高等優(yōu)點(diǎn)。利用物理誘變法進(jìn)行單一或復(fù)合誘變已得到了大量的高產(chǎn)菌株。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物理誘變劑的種類不斷增加，如快中子、激光和宇宙射線等。

孟澤彬采用紫外誘變的方法誘變蟲草菌株，最終得到突變株Z-5-1及Z-4-7。突變菌株Z-5-1蟲草素產(chǎn)量較出發(fā)菌株提高311%；突變株Z-4-7蟲草多糖產(chǎn)量較出發(fā)菌株提高148%，且遺傳穩(wěn)定性良好。車振明對蛹蟲草原生質(zhì)體進(jìn)行紫外誘變。最終篩選得到突變株41022#和41028#，蟲草多糖含量分別達(dá)到7.3%和6.9%。連續(xù)培養(yǎng)10代后遺傳穩(wěn)定性良好。曲鴻雁[3]以冬蟲夏草與蛹蟲草融合體為研究對象進(jìn)行紫外誘變，以篩選出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新型菌株。經(jīng)過反復(fù)誘變得到蟲草酸產(chǎn)量提高1.8倍、蟲草素產(chǎn)量提高1.33倍的高產(chǎn)菌株YP-42。盧翠文[4]對北冬蟲夏草菌絲體片段進(jìn)行紫外線、微波復(fù)合誘變，在紫外誘變40s、微波誘變5s的條件下，最終得到多糖含量比原始菌株高17%的突變株。

2 化學(xué)誘變法

化學(xué)誘變法在誘變的研究領(lǐng)域應(yīng)用的時間較長，化學(xué)誘變法所使用的化學(xué)試劑相對固定，主要有烷化劑、堿基類似物、吖啶色素等。目前，應(yīng)用較多的化學(xué)誘變劑有亞硝酸、亞硝基胍及硫酸二乙酯等。

莫紅麗采用吖啶橙對蟲草菌孢子進(jìn)行化學(xué)誘變，最終得到蟲草素產(chǎn)量較出發(fā)菌株提高了7.4倍的突變株，蟲草素含量可達(dá)290.60mg/L。遺傳穩(wěn)定性良好。馬躍騰[5]在紫外照射距離 300 mm、處理時間 23.5～31.5s、0.6 mol/L亞硝酸處理9.6～13.4 min的條件下，誘變秦巴蛹蟲草原生質(zhì)體。最終得到子座蟲草素含量高，生產(chǎn)周期短，形態(tài)優(yōu)良的突變白化菌株WH-1。曹璐采用蛹蟲草白化菌株WY-19為出發(fā)菌株，在紫外照射距離為300mm、照射時間為 52.76 s～71.50s、0.15mol/L亞硝酸誘變時間為11.03 min～16.85 min時，得到最大生物量分別為 6.13 g/L、6.12 g/L、6.36 g/L和 6.68 g/L的突變株WY-19、WY-47、WY-94 和 WY-194。

3 生物選育法

生物法選育蟲草菌具有目的性強(qiáng)，對基因的儲存、復(fù)制、表達(dá)及調(diào)控過程進(jìn)行直接干預(yù)。蛹蟲草的食藥價值巨大，但我國對蟲草菌生物法選育的研究相對落后。隨著我國基因技術(shù)手段的不斷發(fā)展，我國蟲草菌的生物法選育必定不斷發(fā)展。

Xiong等[6]利用基因工程的方法克隆巢曲霉的抗氧化酶-谷胱甘肽過氧化物酶編碼基因gpxA，通過基因敲入法使基因gpxA在不生長子實(shí)體的Cm04菌株中過表達(dá)后，Cm04菌株的谷胱甘肽過氧化物酶活性提高，清除胞內(nèi)活性氧的能力提高，退化菌株Cm04恢復(fù)生長子實(shí)體的能力。Jiang等[7]利用蛹蟲草的ATMT轉(zhuǎn)化體系篩選出突變菌株g38，該菌株可進(jìn)行快速的實(shí)體分化并得到高產(chǎn)的子實(shí)體。葉小舟等[8]通過構(gòu)建含有蟲草素生物合成相關(guān)序列的高效表達(dá)轉(zhuǎn)化載體，增加蟲草菌體內(nèi)的生物合成基因拷貝量，以提高蟲草素的生產(chǎn)量。

4 展望

隨著野生冬蟲夏草資源的日益減少，尋找冬蟲夏草的良好替代品具有勢不可擋的趨勢。但目前人工蟲草的生產(chǎn)具有產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊且成本較高等缺點(diǎn)。尤其蟲草菌頻繁的發(fā)生退化現(xiàn)象給蟲草的大規(guī)模生產(chǎn)帶來了巨大的困難，故如何應(yīng)對蟲草菌的蛻化將是蟲草研究的重要方向。