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    我国8种重要药用真菌研究进展 ——药用真菌专刊序言


    【发布日期】:2017-02-09  【来源】:《菌物学报》  【作者】:戴玉成
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    特约编辑:戴玉成 主编
      中国是世界上药用真菌生产和消费第一大国,近年来我国对药用真菌的栽培、活性物质、药理活性、产品加工、保健品和药品开发及利用等方面的研究都取得了重要进展,例如,近30年来已经对灵芝冬虫夏草等最重要的药用真菌开展了深入系统的研究,2014年我国灵芝总产量已经达到1亿千克,市场规模达到150亿人民币,与此同时,研究报道逐年增加,例如,据中国知网统计2006至2015年我国每年关于灵芝研究的中文报道超过120篇,同期SCI收录的有关灵芝的论文每年超过230篇。特别是近年来关于桑黄和桦褐孔菌等新兴药用真菌的研究更是方兴未艾(杜文婧和王琦 2013;吴升华等 2016;钟秀宏等 2016;朱琳和崔宝凯 2016),因此药用真菌一直是我国近年来真菌学研究的一个热点领域。本期《菌物学报》“药用真菌专刊”收录了10篇文章,重点反映我国近年来在蛹虫草Cordyceps militaris及虫草类Cordyceps s.l.、白囊耙齿菌Irpex lacteus (Fr.) Fr.、猪苓Polyporus umbellatus (Pers.) Fr.、茯苓Wolfiporia cocos (F.A. Wolf) Ryvarden & Gilb.、蝉花虫草Ophiocordyceps sobolifera (Hill ex Watson) G.H. Sung et al.、二型附毛孔菌Trichaptum biforme (Fr.) Ryvarden和桑黄Sanghuangporus sanghuang (Sheng H. Wu, T. Hatt. & Y.C. Dai) Sheng H. Wu et al.等重要药用真菌研究的进展。
      综述文章是对药用真菌热点研究或药用真菌新资源的总结。董晓明等(2017)对白囊耙齿菌这一广泛分布、可用于治疗肾小球肾炎的药用多孔菌的形态特征、分布、生态习性、菌丝体培养和液体发酵、人工栽培、多糖的提取及其对肾脏作用、胞外酶及影响产酶因素等进行了总结,同时对国内外有关白囊耙齿菌专利和应用进行了比较分析,并提出了目前研究中存在的问题,为其生物学研究和开发利用提供了依据和借鉴。伞形多孔菌是一种大型真菌,广泛分布于北半球,其菌核为猪苓且与蜜环菌关系密切(柳玲玲等 2015)。猪苓作为中药在我国有2 000多年的应用历史。陈晓梅等(2017a)对猪苓的主要化学成分包括多糖类、甾体类、三萜类、蒽醌类及其他化合物的结构等进行了总结,在此基础上论述了猪苓的主要药理活性,包括利尿和肾脏保护、免疫调节、抗肿瘤、抗辐射、抗突变等。其中多糖和甾酮类化合物是猪苓的主要活性成分,均具有抗肿瘤作用,它们对于药材猪苓的质量控制和品质评价具有重要意义,此外还指出加强对猪苓多糖的化学结构及其衍生物的研究及开展治疗肿瘤和慢性肝炎的临床应用是今后猪苓研究的重要方向。蛹虫草又名北虫草、北冬虫夏草,是蛹虫草菌侵染昆虫蛹或虫形成的子实体,多发现于温带及低海拔的生境(林地),世界范围内分布广泛,在我国主要分布于吉林、辽宁、山西、河北、陕西、安徽、广西、广东、云南、福建、四川等地,作为药食两用的真菌资源,蛹虫草已被广泛认识和接受(董彩虹等 2016)。文庭池等(2017)对蛹虫草的寄主、分类学、菌种选育、人工培养、交配型、活性成分及其药效、蛹虫草产业化及发展趋势等方面进行了论述,同时对目前研究和生产中存在的问题如子实体人工培养的退化、产品质量标准和有效成分含量、食品安全、产品深加工和新产品的研发等方面进行了分析。此外还对蛹虫草和冬虫夏草进行了详细比较,指出优良菌种选育、高产技术、提高有效成分含量、生物合成、产业规模化与规范化以及产品深加工等方面都是今后蛹虫草研究与开发的重要内容。其中,N6-(2-羟乙基)腺苷(简称HEA)是虫草菌丝体中得到的第一个生物来源的钙离子拮抗剂,具有抑制癌细胞生长、降低炎症反应、保护肾脏、镇静、镇痛和抗惊厥等多种功效,目前已成为研究热点。刘宽博等(2017)对产生HEA的真菌种类和菌株来源、生理功能、生物合成、提取测定、分离纯化、化学合成的研究现状等方面进行了总结,对有关专利进行了评价和分析,提出从种质资源入手拓宽HEA来源,优化HEA的提取纯化方法,并深入探究其生物合成途径,为HEA的深入研究和开发应用提供了借鉴。
      研究论文是对二型附毛孔菌抗氧化活性、蝉花虫草HEA的镇痛作用、猪苓甾酮类化合物的含量测定及指纹图谱、猪苓菌丝形成菌核差异蛋白质组学、MC-UVE波长选择法在近红外光谱对茯苓的鉴定和桑黄抗氧化活性等方面的研究。杨晓坡等(2017)对不同光照和pH条件下药用真菌二型附毛孔菌液体培养过程中的抗氧化活性进行了研究,发现一定的光照可提高二型附毛孔菌分泌次级代谢产物的能力及抗氧化活性,14d光照条件下,多酚含量和总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)分别在第12天和第10天达到峰值,黑暗和光照交替的条件下,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性在第2天达到最大值。不同pH条件对二型附毛孔菌液体培养过程中的抗氧化活性影响更大。当pH为9.0时,二型附毛孔菌在液体培养过程中分泌的多酚含量、T-AOC、SOD活性和DPPH自由基清除能力均最高。朱伟坚等(2017)采用转录组测序技术探索了蝉花虫草中分离提取的HEA对痛风模型大鼠疼痛相关基因表达情况的影响,发现932个基因存在差异表达,其中有57个差异表达的基因与疼痛相关,12个基因与镇痛相关,包括上调表达的腺苷A1受体基因(Adora1)及A2A受体基因(Adora2a)。而HEA可诱导镇痛靶标受体腺苷A1受体表达上调、腺苷A2A受体表达下调,指出蝉花虫草的镇痛活性物质就是HEA,其可能是通过激活腺苷A1受体、下调A2A受体及调控一系列疼痛相关基因以发挥镇痛的作用。陈晓梅等(2017b)对采自全国12个省区35个猪苓样品中5个甾酮类化合物的含量进行了测定,在此基础上获得了它们的指纹图谱并对图谱数据进行分析,发现猪苓酮A和B的含量之间呈极显著正相关,陕西省样品平均总甾酮含量及猪苓酮A和B的相对含量均最高,35个样品之间指纹图谱相似度达0.412–0.943,11个陕西省样品之间指纹图谱相似度达0.812–0.989,研究表明该省的猪苓质量好且稳定,进一步说明猪苓酮A和B是猪苓的主要甾酮类成分,对药材猪苓的质量控制有重要意义。李兵等(2017)对猪苓的蛋白质组学进行了研究,成功鉴定了猪苓菌丝形成菌核的初始期、菌核生长期和成熟期的蛋白质组,共鉴定蛋白1 391个。对初始期菌丝和菌核进行了差异蛋白质组学研究,发现猪苓菌丝形成菌核过程中有378个蛋白差异表达,差异蛋白参与的蛋白功能和生物学过程以催化和结合为主,还参与感知环境刺激、信号转导、电子转移、过氧化活性、菌丝生长及胞壁合成等过程。分析得到猪苓菌丝形成菌核可能是由于缺氧或温差等多种环境胁迫诱导所致,生成活性氧并形成氧化应激状态,进而促进猪苓菌丝极性生长和菌丝形态学变化以形成菌核。代谢通路分析表明差异蛋白还主要参与了糖、脂质和氨基酸等初级产物以及甾醇、多聚乙酰等次级代谢产物的合成与代谢。因此,对差异蛋白质组的深入解析和研究有利于揭示猪苓菌丝形成菌核的蛋白分子机制。赵艳丽等(2017)利用近红外光谱对云南不同产区的药用真菌茯苓进行了鉴别,发现通过主成分-马氏距离(PCA-MD)分析得到的白茯苓和茯苓皮的近红外光谱在主成分得分空间内呈现出较大差异。构建不同产区茯苓的鉴别模型可以将白茯苓和茯苓皮分开,通过最优主成分和采用MC-UVE法分别构建了白茯苓和茯苓皮的分类模型,预测正确率分别由85.71%和83.33%提高至100%,在此基础上进一步采用逐步判别分析法筛选出白茯苓和茯苓皮的光谱变量,建立Fisher判别方程,回代验证正确率均大于85.7%,交叉验证正确率均大于66.7%,表明所建立的Fisher判别方程能较好地鉴别不同产区的茯苓。郑飞等(2017)以桑黄菌丝体生物量、多酚含量、黄酮含量、抗坏血酸(Ascorbic acid,AA)含量、T-AOC、抑制羟自由基能力、超氧阴离子清除能力、DPPH自由基清除能力、2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)[2,2’-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline- 6-sulphonic acid),ABTS]自由基清除能力、铁离子还原能力和亚铁离子螯合能力为测定指标,对桑黄液体培养过程中的抗氧化活性进行了评价和分析,发现菌丝体生物量在2–10d内增长迅速,第10天达到最大值,在此过程中AA含量和T-AOC也出现了峰值,且多酚含量、黄酮含量和铁离子还原能力均呈上升趋势,说明菌株的抗氧化活性与其自身的生长状况、次级代谢产物分泌及还原能力等密切相关。此外,该菌株对羟自由基、超氧阴离子、DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力也较强,表现出明显的抗氧化活性。较高的亚铁离子螯合能力也说明桑黄在氧化胁迫下可启动自身的抗氧化系统以阻断自由基链反应。
     
     
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