茯苓Wolfiporia cocos是我国药食两用的传统中药,本文对茯苓的分类地位、交配型、生活史、遗传育种、菌核栽培以及组学相关研究进展进行了总结,对有关专利进行了分析。以研究及生产现状为基础,分析了茯苓在基础生物学方面研究的不足、菌核栽培中存在的相关问题,重点分析了交配型研究、子实体诱导形成和生活史研究等重要方面,并对未来茯苓生物学研究和科学栽培进行了展望。
斑玉蕈Hypsizygus marmoreus是我国重要的工厂化栽培食用菌之一,在栽培过程中发生污染将为生产企业带来经济损失。为对实际生产中的斑玉蕈病害进行溯源和防控,本研究采集了一家大型生产企业在3个不同省市产地发生污染的菌种或子实体样品,结合分子测序和形态特征观察对分离到的微生物进行鉴定,并通过平板对峙实验分析了菌株对斑玉蕈菌丝生长的影响。从样品中共分离得到了11株可疑致病微生物,包含10株细菌和1株真菌,分布于3个科7个属,优势科为肠杆菌科Enterobacteriaceae,优势属为芽胞菌属Bacillus,其中2株细菌可能分别为芽孢杆菌属和肠杆菌属Enterobacter新种。对峙实验显示7株细菌和1株真菌对相应宿主斑玉蕈菌株的菌丝生长有明显的抑制作用。结合生产过程,提出培养料的配制、灭菌和出菇管理阶段是斑玉蕈栽培中预防病害的3个关键控制点。在秋冬季气温较低时适当延长培养料的灭菌升温时间,在夏季菇房需要设备降温时加强对出菇过程中栽培环境尤其是水体的严格管理,有助于降低斑玉蕈工厂化栽培的病害发生率。
红花尔基被誉为樟子松Pinus sylvestris var. mongolica的故乡,樟子松是我国北方主要的造林树种之一,也是典型的菌根依赖型树种。研究樟子松根围外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi,ECMF）群落结构特征对红花尔基沙地樟子松生态系统的保护具有重要意义。本研究以红花尔基天然樟子松根围土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq测序技术研究了4个龄级（<10、11-20、21-30和31-40年,分别称作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ龄级）天然樟子松根围土壤ECMF群落结构特征。结果表明：（1）测序共获得87 516条ECMF序列,划分为177个OTUs（operational taxonomic units,OTU）,隶属于2个门,4个纲,12个目,26个科,43个属。（2）Ⅳ龄级中Ace丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著高于Ⅰ龄级（P<0.05）。（3）不同龄级根围ECMF优势属占比不同,Ⅰ龄级中占比最大的为Inocybe（42.55%）;Ⅱ和Ⅲ龄级中占比最大的均为Tricholoma,分别为31.64%和27.69%;Ⅳ龄级中占比最大的为Cortinarius（28.80%）。（4）冗余分析表明,土壤pH值对ECMF的影响程度最大,其次为速效钾和碱解氮;同时,不同理化因子对群落中优势属的影响也存在差异。
利用锈菌吸器特异性结合伴刀豆球蛋白Concanavalin A（ConA）的特性,用ConA-sepharose 4b作为层析介质,对自然状态下感染山田胶锈菌Gymnosporangium yamadae的绚丽海棠叶片以及接种亚洲胶锈菌G. asiaticum后不同发病时期沙梨叶片中胶锈菌的吸器进行分离,构建了吸器提取体系。结果表明,在感病叶片产生大量花斑时提取到这两种胶锈菌的完整吸器,经光学显微镜与透射电子显微镜观察,发现这两种胶锈菌的吸器形态相似,呈菌丝状或肾形或不规则形状,吸器体与叶绿体含量接近1:1。研究中提取得到了G. yamadae吸器总RNA,为胶锈菌的吸器转录组中候选效应分子筛选以及病原与寄主互作分子机制研究奠定了重要基础。
自然条件下,兰科植物需要依赖菌根真菌获得营养才能萌发。本研究对白及根和原球茎中分离的4株菌根真菌（WQ17-33、WQ17-43、JST-3和SL15-7）进行分子鉴定,并评价光照和黑暗条件下不同菌株促白及种子萌发和幼苗生根的效果。结果表明,4个菌株分别隶属于鬼伞属Coprinus、胶膜菌属Tulasnella、腊壳菌属Sebacina和Serendipita。在种子萌发前期（未形成叶子）进行暗培养较光照对菌株JST-13和SL15-7处理组原球茎阶段萌发具有显著的促进作用。不同菌株共生萌发效果不同,菌株SL15-7较其他处理原球茎和幼苗发育阶段的萌发率高。菌株JST-13和SL15-7处理组形成的幼苗较其他处理组强壮,定殖的菌丝团也较多,其幼苗生根效果也较对照组好。该研究表明白及可与多种不同类群的菌根真菌菌株形成共生关系,这些真菌在促进白及种子萌发和生根能力方面存在差异。
为分析柱状田头菇白色变种的遗传,以白色变种Ag.c0002和野生型Ag.c0067为亲本,通过原生质体单核化获得两亲本的单核菌株,配对杂交获得F1,从2个F1的子实体分离单孢菌株,与白色变种Ag.c0002的原生质体单核化菌株“2-2”进行回交配对,出菇观察子实体颜色,分析菇体颜色的遗传规律。结果显示,柱状田头菇子实体白色为隐性性状,且受单一位点基因控制,此外,菇体颜色基因与不亲和性因子A或B都没有连锁。
白粉菌是一类植物专性寄生真菌,广泛分布于世界各地,可引起多种植物白粉病。开展白粉菌交配型基因研究可以为全面认识白粉菌的生活史循环和系统演化提供证据。本研究以子囊菌中已报道的10种MAT基因和4种侧翼基因的氨基酸序列为种子序列,采用生物信息学方法在21个白粉菌基因组中进行氨基酸同源性分析,探索MAT基因及其侧翼基因的种类和线性排布。结果表明,21个白粉菌基因组中有10个属于MAT1-1型,包含MAT1-1-1和MAT1-1-3两种基因;10个属于MAT1-2型,仅包含MAT1-2-1基因;在Erysiphe pulchra的基因组中同时存在MAT1-1-1、MAT1-1-3、MAT1-2-1;而4种侧翼基因SLA2、APC5、APN2和CoxVia在21个白粉菌基因组中均存在。21个菌株中有两个菌株Blumeria graminis f. sp. hordei RACE1和Golovinomyces orontii的MAT基因和4种侧翼基因分布在同一个scaffold,其余菌株MAT基因和侧翼基因均不在同一scaffold出现。本研究分别分析了具有MAT1-1和MAT1-2的菌株中MAT基因和4种侧翼基因的排列关系,同时根据9个菌株的MAT基因注释信息,推测了其他菌株的MAT基因结构。结果表明,同属白粉菌的MAT基因结构相同,属间MAT基因结构差异明显。以从白粉菌基因组中获得的MAT1-1-1、MAT1-1-3和MAT1-2-1 3种MAT基因序列分别构建系统发育树,发现布氏白粉菌属Blumeria、白粉菌属Erysiphe和戈洛文白粉菌属Golovinomyces分别形成独立分枝,且白粉菌属与戈洛文白粉菌属形成姊妹群,这与前人对白粉菌系统发育关系的研究结果一致。本研究得到的白粉菌MAT基因种类、分布及其结构的相关结果为进一步实验提供了理论依据,为探究白粉菌的系统发育提供了新的思路。
真菌与寄主互作过程中常分泌多种效应蛋白,但植物病原真菌CAP超家族蛋白是否参与致病过程尚不明确。基于苹果黑腐皮壳菌Valsa mali基因组CAP同源基因研究发现VmPR1c敲除后突变体致病性明显下降,但VmPR1c蛋白在表达过程中被降解。本研究借助BLAST、NCBI CDD web server、SignalP 4.1、TMHMM 2.0等进行序列分析,利用缺失突变法及在蛋白表达过程中加蛋白酶抑制剂分别对该蛋白的降解功能域和降解途径进行了探索。C端区段缺失突变结果显示,突变涉及CAP结构域中的α-helix结构和CBM区域时,Western blot条带呈现明显加深;涉及CTE区域及CAP结构域中的半胱氨酸时,Western blot条带则呈现不同程度地减弱。替换VmPR1c的信号肽或突变其信号肽切割位点序列,Western blot条带均有不同程度地加深。分别对CTE和NTE中的脯氨酸进行点突变后,蛋白降解更加严重。在蛋白表达过程中加入蛋白酶体抑制剂MG132和溶酶体抑制剂chloroquine,与对照VmPR1c △SP-GFP相比,Western blot结果无明显变化,表明VmPR1c蛋白序列C端区域中的CTE、信号肽及其切割位点序列以及CAP结构域中的α-helix结构介导其降解,其中CTE和NTE中的脯氨酸对该蛋白具保护作用。此外,VmPR1c的降解不通过蛋白酶体和溶酶体途径。
迷宫栓孔菌在药用上具有降血糖的功效,分布广泛,对采自吉林省白山市露水河镇红松王景区的迷宫栓孔菌Trametes gibbosa进行组织分离,得到菌株ZT-055,对其菌丝体最适培养条件和子实体驯化栽培进行研究,并测定栽培子实体的多糖抗氧化活性。在单因素试验基础上的正交试验结果表明：迷宫栓孔菌最适生长条件是碳源为果糖、氮源为酵母浸粉、温度为30℃、pH值为5.0;栽培试验中,通过17d的发菌,于30d左右开始形成原基,44d原基分化成菇蕾,57d左右形成成熟子实体;采用水提醇沉法提取多糖,苯酚-硫酸法测定多糖含量,结果表明迷宫栓孔菌ZT-055子实体多糖含量约为(80.51±5.1)mg/g,在多糖浓度为1.26mg/mL条件下,羟自由基清除率达到45%,超氧氢离子清除率达到48%,表明该菌具有较高的抗氧化活性。
广叶绣球菌Sparassis latifolia是新近开发的一种珍稀食药用真菌。本文对其子实体不同提取温度、不同干燥方式提取物酪氨酸酶的抑制、抗氧化和保湿功能进行评价;同时比较了子实体采摘后残留的柄部废弃物、子实体包装整形处理后的下脚料与商品子实体提取物酪氨酸酶抑制、抗氧化和保湿功能。结果发现,新鲜子实体提取物对酪氨酸酶单酚酶和二酚酶活性抑制率均远高于冻干和烘干样品,达到(86.43±3.33)%和(79.03±4.49)%,仅微低于阳性对照曲酸。不同干燥方式的子实体及不同温度提取物在浓度2 000μg/mL时DPPH·自由基清除率和阳性对照BHT相当,表明其具有较好的抗氧化潜力;新鲜子实体提取物DPPH·自由基清除IC50值最低,为(308.08±6.77)μg/mL。不同温度下的提取物及不同干燥方式的子实体提取物保湿率均稍高于常用保湿剂甘油和透明质酸钠,证实广叶绣球菌具有较好的保湿能力。废弃柄部和下脚料水提物酪氨酸酶抑制活性低于新鲜商品子实体水提物,但是在DPPH·自由基清除率和保湿功能方面,均与新鲜商品菇提取物相当。本研究为广叶绣球菌子实体在美白护肤品领域的应用提供了实验依据,也为工厂化栽培采收后的废弃物开发提供了思路。
对蝉棒束孢菌子实体（0.75g/kg）重复灌胃SD雄性大鼠90d及恢复28d的早期肾损伤生物标记物肾损伤分子-1（KIM-1）和中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白（NGAL）进行测定,评估蝉棒束孢菌子实体对肾小管上皮细胞的影响;研究不同剂量蝉棒束孢菌子实体（0.25g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg）对肾小管上皮细胞增殖和增生能力的影响。给药30、60、90d及恢复28d时,SD大鼠血清中KIM-1浓度与对照组相比均无显著差异（P>0.05）,给药30d、60d时,SD大鼠血清中NGAL浓度与对照组相比均无显著差异（P>0.05）,给药90d及恢复28d时,SD大鼠血清中NGAL浓度低于对照组（P<0.05）,且给药90d组与对照组相比有显著性差异（P<0.01）;免疫组化检测增殖细胞核抗原法（PCNA）及四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法（MTT）表明：与对照组相比,蝉棒束孢菌子实体能使肾小管上皮细胞增生能力增强,未导致肾小管上皮细胞凋亡。
本文探究蛹虫草活性成分虫草素对四氯化碳（CCl4）造成的小鼠急性肝损伤的保护作用及其分子机制。首先建立四氯化碳致小鼠急性肝损伤的动物模型,通过检测血清生化指标、肝功指标的变化及HE染色观察组织切片病理的病变情况,评价虫草素的保肝效果,进一步通过Western blot检测虫草素能否通过激活Nrf-2/Keap1信号通路及其下游抗氧化因子（HO-1、NQO-1）的表达来提高机体抗氧化损伤能力以及抑制炎症因子（TNFα、TNFβ、IL-6、IL-10）的表达。对比模型组结果显示,虫草素能极显著降低（P<0.01）小鼠血清中ALT、AST及肝脏中MDA水平,并能极显著提高肝脏中SOD水平（P<0.01）;HE染色结果显示虫草素能有效降低改善受损肝组织中的炎细胞浸润及纤维组织增生;Western blot结果表明虫草素能够通过激活Nrf-2信号通路,促进下游抗氧化因子及抗炎因子的表达,从而降低炎症反应。虫草素对CCl4致小鼠急性肝损伤具有一定的保护作用,其机制与Nrf-2信号通路相关,实验结果为后续蛹虫草及虫草素的开发应用奠定基础。
氧化应激被认为是糖尿病、肿瘤、肝病等多种疾病发生的一个关键危险因素。通过抗氧化剂阻断或延缓氧化反应和炎症过程,有望成为预防或治疗糖尿病的一种有效的干预手段。黄绿卷毛菇Floccularia luteovirens又名黄绿蜜环菌,是青藏高原特有的一种稀有珍贵的食药用菌,其子实体具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化等诸多药理作用。在本研究中,我们初步探究了黄绿卷毛菇水提物（water extract of Floccularia luteoviren,FLW）对Ⅱ型糖尿病大鼠机体抗氧化和抗炎作用。二甲双胍及FLW连续灌胃给药8周,结果表明,FLW可以促进外源性葡萄糖的消耗,明显改善糖尿病大鼠的口服糖耐量;显著提高血清中SOD水平,显著降低血清中MDA及炎症因子IL-1β、TNF-α、IL-6的释放。综上所述,FLW表现出较强的抗氧化和抗炎活性,对Ⅱ型糖尿病大鼠机体氧化应激和炎症具有良好的改善作用。
本研究从未成熟的有机蓝莓表皮分离、纯化得到一株白腐真菌G11,通过对菌株G11的形态特征、ITS序列同源性比对以及系统发育分析,鉴定菌株G11为一株烟管孔菌Bjerkandera adusta。菌株G11可以产生木质素过氧化物酶、漆酶和锰过氧化物酶等木质素降解酶。菌株G11对8种不同染料的脱色效果显示其对活性染料的脱色效果最好,脱色率达到90%所需时间最短。以菌株G11为研究对象,研究其对不同浓度的活性黑和活性红的脱色能力,结果表明：菌株G11对活性红和活性黑具有显著的脱色能力。在脱色15d时,菌株G11对浓度为10、50、100、250、500mg/L活性红的脱色率分别为99%、98%、95%、94%和92%;对浓度为10、50、100、250、500mg/L活性黑的脱色率分别为98%、97%、95%、93%和90%。
蝙蝠蛾拟青霉是从新鲜的冬虫夏草上分离获得的虫草菌,可采用生物发酵制备大量菌丝体。该菌丝体具有和冬虫夏草相似的活性成分,具有抗肿瘤、抗病毒等多种功效。本研究对干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液的主要成分进行了分析,结果显示：干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液含粗脂肪21.33%,总蛋白27.34%,水解氨基酸16.79%,粗多糖11.16%,不饱和脂肪酸71.21%,其中以油酸、亚油酸为主;该干燥发酵滤液中还含有多种核苷类物质、多糖等生物活性成分以及多种人体必需的矿质元素。此外急性毒性实验的初步结果表明：小鼠在实验期内无死亡现象和明显的中毒反应,主要脏器的形态学正常;谷草转氨酶（AST）和谷丙转氨酶（ALT）活性与对照组相比无统计学差异。蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液有望在医药和保健领域进一步研究开发。
六妹羊肚菌Morchella sextelata是一种珍贵的食药用真菌,具有重要的经济价值。本研究在单因素试验基础上,采用响应面分析法优化其多糖提取工艺,利用Sevage法及透析法对粗多糖进行初步纯化,获得六妹羊肚菌多糖（Morchella sextelata polysaccharide,MSP）组分。采用凝胶色谱-示差-多角度激光光散射（gel permeation chromatography- refractive index-multi angle laser light scattering,GPC-RI-MALLS）、高效阴离子交换色谱（high performance anion exchange chromatography,HPAEC）、傅里叶变换红外光谱仪（fourier transform infrared spectrometer,FTIR）和气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）等对其进行结构分析,并检测了该多糖清除自由基活性的能力。结果表明,六妹羊肚菌多糖最优提取工艺为：提取温度89.94℃、液料比31.07mL/g、提取时间162.86min。在此工艺条件下,提取率为23.98%。该多糖主要由分子量为4.655×10 6Da和6.571×10 4Da的两个组分组成,其单糖组成为葡萄糖、甘露糖、半乳糖,摩尔百分比分别为71.60%、23.70%和4.70%。该多糖的糖苷键主要有T-Glc、1,2-Man、1,4-Glc、1,6-Man、1,3,4-Man、1,4,6-Gal。此外,该多糖具有较强的清除2,2‐联氮基双‐3‐乙基苯并噻唑啉‐6‐磺酸[2,2‐azino bis (3‐ethylbenzothiazoline‐6‐sulfonic acid),ABTS]、1,1‐二苯基‐2‐苦基肼（1,1‐diphenyl‐2‐picrylhydrazyl,DPPH）和羟自由基活性的能力。本研究结果为六妹羊肚菌多糖功能食品的开发和利用提供研究基础。
为提高细脚棒束孢中N 6-(2-羟乙基)腺苷（简称HEA）的提取效率,在超声时间、提取液pH、料液比3个单因素试验的基础上,运用响应面法对超声提取细脚棒束孢中HEA工艺进行优化。结果表明,液料比对提取效果的影响最大,其次是提取液pH,超声时间因素影响最小。响应面法优化后,细脚棒束孢的最佳超声提取工艺为：超声时间31min、液料比22:1（mL/g）、pH 4.88,Box-Behnken模型预测值为0.86mg/g,实际值为(0.86+0.03)mg/g,二者偏差为0.10%,说明响应面优化超声提取细脚棒束孢中HEA工艺稳定可行。该研究所得提取工艺适用于不同虫草类真菌腺苷类成分的提取及分析,具有省时高效、节约能源的优势,可用于虫草的质量评价及开发等研究。
实验以商品化的马铃薯葡萄糖液体培养基为基础培养基,以胞外粗多糖产量为考察指标,运用响应面分析法考察玉米浆浓度、KH2PO4浓度和发酵时间3个因素对胞外多糖发酵产量的影响,以获得黑根霉胞外多糖发酵最优工艺,建立高产、稳定、可控的胞外多糖发酵生产工艺技术方案。经响应面分析,各因素按照对响应值的影响顺序为：玉米浆浓度>发酵时间> KH2PO4浓度,且玉米浆浓度、发酵时间对胞外多糖产量的影响极显著,KH2PO4浓度对胞外多糖产量的影响不显著。胞外多糖发酵最优工艺为：玉米浆3.2mg/mL、KH2PO4 1.5mg/mL和发酵时间132h,在此条件下胞外多糖的最大预测产量为0.824mg/mL。实验重复性好,是一个高产、稳定、可控的胞外多糖发酵生产工艺技术方案,可以指导黑根霉胞外多糖发酵。
