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冬虫夏草菌的种群遗传学与生物学
发布时间:2015-10-13
摘要:冬虫夏草是由冬虫夏草菌寄生蝙蝠蛾昆虫的幼虫而形成的菌虫复合体。作为一种名贵中药材,冬虫夏草仅在青藏高原髙海拔地区才有分布。
       冬虫夏草是由冬虫夏草菌寄生蝙蝠蛾昆虫的幼虫而形成的菌虫复合体。作为一种名贵中药材,冬虫夏草仅在青藏高原髙海拔地区才有分布。由于过度采挖,近年来冬虫夏草野生资源锐减,并被列为“国家二级保 护物种”。青藏高原特殊而复杂的地理环境以及寄主昆虫丰富的物种多样性可能导致冬虫夏草菌产生遗传分化。迄今为止,冬虫夏草的规模化人工栽培尚未成功,其中缺乏对冬虫夏草菌许多重要的生物学信息的理解是阻碍这一进程的重要因素。
       为了增加对冬虫夏草起源和扩散的认识以及为了有效地保护冬虫夏草野生资源, 专家们开展了冬虫夏草菌种群遗传学的研究。通过对采自青藏高原不同地域的56个冬虫夏草样品的nrdnaits序列和交配型基因amt1-2-1序列进行分析,发现冬虫夏草菌在青藏高原上表现出明显的南北分化特征。南部种群的多样性指数显著高于北部种群,且在一个南部样品中发现存在its异质性现象。初步推测西藏林芝地区是冬虫夏草菌的起源中心,由此向其genetic diversity of ophiocored,ylj试2他地区扩散。本研究证明地理因素是冬虫夏草菌演化的重要原因之一;在制定冬虫夏草保护措施时应着力对青藏高原南部尤其是西藏林芝地区的资源保护。
       对冬虫夏草菌侵染机制的了解有助于解决人工栽培实践中出现的侵染率低的问题。专家们首次报道了冬虫夏草菌参与侵染寄主的个丝氨酸蛋白酶基因(验csp1和csp2)。其编码的蛋白酶是s8a亚家族新的成员。通过毕赤酵母表达系统获得2个基因的表达产物,其最适ph值都是7.0,最适温度是40℃(csp1)或50℃(csp2),生物测定揭示,csp1和csp2在体外中降解hepialus属昆虫幼虫的角皮蛋白,是冬虫夏草菌重要的致病因子。本研究促进了对冬虫夏草菌侵染机制的理解,为构建冬虫夏草菌高毒力工 程菌株奠定了理论基础。
       真菌的有性生殖可通过同宗或异宗配合的方式来完成。人工培养冬虫夏草时难以 形成子座,但冬虫夏草菌的有性生殖方式尚未研究。专家们首次克隆到冬虫夏草菌的交配型基因mat1-2-1,基因全长857bp,编码249个氨基酸。在该基因下游约3kb处存在dna lyase的编码序列,在上下游各约4 kb序列中没有mat1-1的基因片段。对66个组织分离菌株和132个单子囊孢子菌株进行测试,全部含有mat1-2-1基因,没有检测到mat1-1交配型的菌株。研究结果暗示冬虫夏草菌以同宗配合方式进行有性生殖;同宗配合对生长于极端环境下的冬虫夏草有着特殊的意义。(摘自《冬虫夏草资源与环境》)

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