冬蟲夏草菌 冬蟲夏草菌(學(xué)名: Ophiocordyceps sinensis (Berk.)G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spata),線蟲草科(Ophiocordycipitaceae)線蟲草屬( Ophiocordyceps )真菌。 分布于中國、 尼泊爾 、 不丹 和印度。在中國分布于青海、西藏、四川、云南、甘肅五省(區(qū)),生長于青藏高原及邊緣地區(qū)海拔3000-5000米的雪山高寒草甸之中。
基本信息
拉丁學(xué)名
Ophiocordyceps sinensis (Berk.)G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spata
科學(xué)分類
科
線蟲草科(Ophiocordycipitaceae)
種
冬蟲夏草菌( Ophiocordyceps sinensis (Berk.)G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spata)
冬蟲夏草菌寄生于昆蟲綱、鱗翅目、蝙蝠 蛾科、蝠蛾屬( Hepialus spp.)幼蟲,蟲體與從蟲頭部長出的冬蟲夏草菌子座相連形成 冬蟲夏草 。天然冬蟲夏草的蟲體似蠶,外表粗糙,呈深黃色至黃棕色,環(huán)紋明顯;頭部紅棕色,長有子座;腹部有足8對,胸足4對明顯。子座表面呈灰棕色至棕褐色,從蟲體頭部長出,單生,少見2個(gè)或3個(gè)分支,細(xì)長圓柱形,柄部有縱皺紋;氣微腥,味微苦。子座可分為頂端不孕部分、可孕部分及子座柄,可孕部分褐色或黑色,外皮粗糙,具多數(shù)微小顆粒狀突起,稱球果,即為子囊殼。子囊殼近表面生,橢圓形至卵形。 冬蟲夏草是中國傳統(tǒng)的名貴中藥材,與人參、鹿茸并稱“中藥三大寶”,具有補(bǔ)肺固表,補(bǔ)腎益精的功效。 需要注意的是,2016年2月4日,中國國家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布“關(guān)于冬蟲夏草的消費(fèi)提示”,提示消費(fèi)者長期食用冬蟲夏草、冬蟲夏草粉及純粉片等產(chǎn)品會(huì)造成砷過量攝入,并可能在人體內(nèi)蓄積,存在較高風(fēng)險(xiǎn)。
由于冬蟲夏草菌有嚴(yán)格的宿主特異性,地理分布有限,加上棲息地的喪失及人為的大量采挖,現(xiàn)已處于瀕危狀態(tài)。于2019年 被列入IUCN瀕危物種紅色名錄,級別VU(易危)。于2021年被中國列入《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第二批)》,為中國國家二級保護(hù)植物。
冬蟲夏草菌與冬蟲夏草 有人根據(jù)生活史的相似性,常用“冬蟲夏草”指代其他蟲草菌形成的菌蟲結(jié)合體,這是不合理的。中國傳統(tǒng)的中醫(yī)藥學(xué)和中國絕大部分學(xué)者和民眾所指的冬蟲夏草,是特指中國特有的冬蟲夏草菌寄生于蝠蛾屬幼蟲感病后形成的蟲、菌結(jié)合體,才是正宗的冬蟲夏草;而其他類群僅稱為 蟲草 ,不是冬蟲夏草。
無性型 冬蟲夏草的生活史包括無性型和有性型兩個(gè)世代,在培養(yǎng)及液體發(fā)酵等研究及生產(chǎn)中,均需使用無性型菌種,因此其菌種的鑒定很重要。為了明確冬蟲夏草菌的無性型,20世紀(jì)80年代以來,研究學(xué)者從天然冬蟲夏草上分離并報(bào)道了多達(dá)22個(gè)真菌名稱;2005年10月, 中國菌物學(xué)會(huì) 在北京召開了“冬蟲夏草菌及其無性型研討會(huì)”,澄清了冬蟲夏草無性型的混亂,確定 中國被毛孢 ( Hirsutella sinensis )為冬蟲夏草菌的無性型。自2013年1月1號起,國際藻類、真菌及植物命名法規(guī)將冬蟲夏草菌無性型名字由 Hirsutella sinensis 更名為 Ophiocordyceps sinensis 。
形態(tài)特征
子囊孢子 冬蟲夏草真菌屬于子囊菌,孢子分為有性孢子(子囊孢子)和無性孢子(分生孢子)。子囊孢子主要產(chǎn)自子座頭部的可孕部分,該部分為褐色或黑褐色,長2-3厘米,表面具有微小顆粒突起,稱為子囊殼;子囊殼貼近可孕部分的表面著生,梨形或橢圓形至卵形;子囊殼內(nèi)部長有許多細(xì)長的子囊,每個(gè)子囊內(nèi)含有2-8個(gè)子囊孢子;子囊孢子線形或柱狀、多隔,平行或螺旋形排列于子囊內(nèi)。子囊孢子萌發(fā)后可直接形成菌絲或直接形成產(chǎn)孢細(xì)胞及頂生的分生孢子,進(jìn)入微循環(huán)產(chǎn)孢階段,這是判斷是否為冬蟲夏草菌的一個(gè)主要形態(tài)特征。
分生孢子 分生孢子梗單生或簇生,多見無柄產(chǎn)孢細(xì)胞單生于營養(yǎng)菌絲的頂端或側(cè)枝;產(chǎn)孢細(xì)胞為瓶形小梗,單點(diǎn)內(nèi)壁產(chǎn)孢,平滑或具微疣,針形或鉆形,逐漸向上尖削成一狹窄的頸部。分生孢子無隔膜、平滑,腎形、橢圓形或長橢圓形、半球形或近球形。分生孢子在適當(dāng)?shù)臈l件下可通過有絲分裂進(jìn)行多次無性繁殖。
子座 天然冬蟲夏草的蟲體似蠶,長3-5厘米;外表粗糙,呈深黃色至黃棕色,環(huán)紋明顯,有20-30個(gè),近頭部的環(huán)紋較細(xì);頭部紅棕色,長有冬蟲夏草菌子座;腹部有足8對,胸足4對明顯;質(zhì)脆,易折斷,斷面略平坦,呈淡黃色,中間可見“V”形紋。子座長4-8厘米,表面呈灰棕色至棕褐色,從蟲體頭部長出,單生,少見2個(gè)或3個(gè)分支,呈細(xì)長圓柱形,稍扭曲,頭部稍膨大,柄部有縱皺紋;質(zhì)柔韌,斷面類白色,似纖維狀;氣微腥,味微苦。
物種分布
世界分布 從全世界范圍來看,冬蟲夏草菌只在中國、尼泊爾、不丹和印度4個(gè)國家有分布。其中,中國是最主要的分布地,占冬蟲夏草菌總分布面積的90%以上。
中國分布 冬蟲夏草菌在中國的分布北起 祁連山 、南至滇西北高山、東自 川西高原 山地、西達(dá)喜馬拉雅 山的大部分地區(qū),約占中國國土面積的10%左右,涉及青海、 西藏 、四川、云南、甘肅五?。▍^(qū))。其中,青海和西藏是冬蟲夏草菌最主要的分布地,占到中國冬蟲夏草產(chǎn)量的80%以上。
生長習(xí)性
生態(tài)因子 冬蟲夏草菌最佳生長溫度為18°C-20°C,在20°C條件下,菌絲生長快,溫度高于25°C時(shí),菌絲停止生長。最適pH范圍為5-6,最佳碳源是 葡萄糖 、氮源是 蛋白胨 ,同時(shí)還需要適量的 酵母提取物 。另外,添加少量的 磷酸二氫鉀 、 硫酸鎂 可促進(jìn)菌絲生長。冬蟲夏草菌生長的最適濕度為80%-95%,土壤濕度為40%-60%,蟲體內(nèi)的濕度基本能滿足冬蟲夏草菌的生長要求。冬蟲夏草菌不需要很強(qiáng)的光照,以避光為好,后期子座發(fā)育以散光為好,忌太陽直曬。紫外光對嫩菌絲生長有抑制作用,但對子座生長發(fā)育后期即子囊孢子形成期有利。冬蟲夏草菌菌絲生長階段不需要很多空氣,但當(dāng)子座從蟲體上長出時(shí)應(yīng)增加空氣,以利子座的生長;微好氧,但需氧量不大,過多容易老化。冬蟲夏草菌生長慢,子囊孢子經(jīng)一個(gè)多月后才能用肉眼看到菌落。
寄主昆蟲 蟲草蝙蝠蛾 是冬蟲夏草菌的主要寄主,但不是唯一寄主,還包括康定蝠蛾、玉樹蝠蛾、斜脈蝠蛾等不同種或變種。宿主昆蟲的幼蟲在整個(gè)幼蟲期的三到四年或更長的時(shí)間里生活在地下,以高山植物的根部和莖部為食。如果被冬蟲夏草菌感染,通常在冬季死亡。在一些地區(qū)有跡象顯示,寄主昆蟲在孵化后不久就被感染,冬蟲夏草菌可能在其體內(nèi)休眠數(shù)年,直到寄主準(zhǔn)備化蛹?;家鸬纳碜兓赡軙?huì)刺激冬蟲夏草菌的活躍生長和寄主的死亡。
生活史 冬蟲夏草菌在自然條件下完成生活史需要大約一年的時(shí)間。6-7月,冬蟲夏草菌成熟的子囊孢子散落到土壤中后萌發(fā),并進(jìn)入微循環(huán)產(chǎn)孢。冬蟲夏草菌菌絲或孢子經(jīng)消化道、蟲體節(jié)間膜等處侵入蝙蝠蛾幼蟲后,在活蟲體內(nèi)開始萌發(fā)并分解蟲體內(nèi)的組織,吸取營養(yǎng),大量繁殖至充滿整個(gè)蟲體體腔,形成堅(jiān)硬的僵蟲,在漫長寒冷的冬季僵化程度越來越高,并形成菌核。菌核的形成只消化了幼蟲的內(nèi)部器官,蟲皮則形成一層堅(jiān)實(shí)的 菌膜 ,起保護(hù)作用,從而保持幼蟲尸體完好無損,俗稱冬蟲。春末夏初,環(huán)境溫度逐漸升高,子座從蟲體的頭部長出,穿過土壤,形如 小草 ,故名夏草。子座剛剛長出的初期內(nèi)部充實(shí),后變中空。隨著子座頭部的逐漸膨大,子囊殼和子囊孢子逐漸成熟,成熟的子囊孢子從子囊殼口彈射出來,散落到土壤中,在適宜的條件下又去侵染其他的蝙蝠蛾幼蟲,完成一個(gè)生活周期。
人工培養(yǎng)
菌株分離 分離冬蟲夏草菌可從 蟲菌體 分離,從僵蟲或蟲草的幼蟲組織中分離,從子實(shí)體分離,從子囊孢子分離,還有從采挖蟲草周圍的土壤中分離,由于初期人們對冬蟲夏草菌的特性不了解,以致將很多雜菌也當(dāng)成冬蟲夏草菌。所以從子囊孢子特別是單孢子分離最為可靠,因?yàn)榭梢栽陲@微鏡下對其整個(gè)過程進(jìn)行觀察、監(jiān)控。
菌株培養(yǎng) 菌株培養(yǎng)使用冬蟲夏草菌的無性型菌種——中國被毛孢。將菌種接種于特定的培養(yǎng)基上,在溫度14-20°C和相對濕度65%-90%的條件下進(jìn)行菌絲培養(yǎng)35-55天,后轉(zhuǎn)至溫度10-15°C和相對濕度65%-90%的條件下誘導(dǎo)分生孢子20-40天,制備出大量成熟散落的分生孢子。分生孢子在適當(dāng)?shù)臈l件下可通過有絲分裂進(jìn)行多次無性繁殖。
藥用用途
功效 冬蟲夏草菌的子座及其寄主蝙蝠蛾科昆蟲蝙蝠蛾等幼蟲體(菌核)的復(fù)合體為中藥冬蟲夏草的基原。冬蟲夏草是中國傳統(tǒng)的名貴中藥材,與人參、鹿茸并稱“中藥三大寶”。味甘,性溫。歸肺、腎經(jīng)。具有補(bǔ)肺固表,補(bǔ)腎益精的功效。主治肺虛咳喘,勞嗽痰血,自汗盜汗, 腎虧 陽痿、遺精,腰膝酸痛。
安全性 2016年2月4日,中國國家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布“關(guān)于冬蟲夏草的消費(fèi)提示”,提示消費(fèi)者冬蟲夏草、冬蟲夏草粉及純粉片產(chǎn)品中,砷含量為4.4-9.9mg/kg。冬蟲夏草屬中藥材,不屬于藥食兩用物質(zhì)。保健食品國家安全標(biāo)準(zhǔn)中砷限量值為1.0mg/kg。長期食用冬蟲夏草、冬蟲夏草粉及純粉片等產(chǎn)品會(huì)造成砷過量攝入,并可能在人體內(nèi)蓄積,存在較高風(fēng)險(xiǎn)。
世界衛(wèi)生組織 (WHO)建議,每人無機(jī)砷的安全攝入量為129 μg/天,而中國一般人群攝入量為75.45-88.58 μg/天。如按照冬蟲夏草目前(2019年數(shù)據(jù))無機(jī)砷的檢測量計(jì)算,每人可服用冬蟲夏草的限量為29.25 g/天,2015年版《中國藥典(一部)》建議用量為3-9 g/天。進(jìn)一步測定結(jié)果表明,冬蟲夏草總砷含量為4.00-5.25 mg/kg;最受關(guān)注的砷種類(AsB,MMA ,DMA , As and As )中,MMA ,DMA 未檢出,其它極小量;最大量的是未知有機(jī)砷(占總量的 91.7%-94.0%);根據(jù)檢測,未知有機(jī)砷可能不是毒性有機(jī)砷;基于未知有機(jī)砷是非毒性的,食用野生冬蟲夏草的風(fēng)險(xiǎn)很低。
物種保護(hù)
種群狀況 冬蟲夏草菌的平均年收獲量在其分布區(qū)的許多地區(qū)都有所下降 ,預(yù)估過去15年(2019年統(tǒng)計(jì))的種群減少超過30%,未來 15年的減少可能更大,接近50%,在過去的12年中,大部分時(shí)間段的持續(xù)減少也大于30%。因此該物種被IUCN評估為易危。
保護(hù)等級 冬蟲夏草菌于2019年被列入IUCN瀕危物種紅色名錄,級別VU(易危)。于2021年被中國列入《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第二批)》,為中國國家二級保護(hù)植物。
致危因素 由于冬蟲夏草菌對蛾類昆蟲有嚴(yán)格的宿主特異性,地理分布有限。加上近幾十年來冬蟲夏草價(jià)格的一路飆升,冬蟲夏草菌采集人數(shù)急劇增加,資源被過度采挖。此外,氣候變化還可能導(dǎo)致青藏高原進(jìn)一步荒漠化,減少喜馬拉雅地區(qū)適合冬蟲夏草生長的地區(qū)。
保護(hù)措施 在中國和不丹的一些地區(qū),采集工作只限于當(dāng)?shù)氐脑∪丝凇_€對允許采集的家庭成員數(shù)量和允許采集的時(shí)間進(jìn)行了限制。冬蟲夏草菌的分布范圍內(nèi)也設(shè)立了一些保護(hù)區(qū),如中國云南省的 白馬雪山自然保護(hù)區(qū) 。此外,已經(jīng)有研究在低溫條件下成功地對冬蟲夏草菌的宿主昆蟲進(jìn)行人工飼養(yǎng),將使這一重要的真菌-昆蟲復(fù)合體得到培育,以確保其作為生物資源的保護(hù)和商業(yè)供應(yīng)。
相關(guān)研究
人工發(fā)酵培養(yǎng) 隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,人們對冬蟲夏草的需求與日俱增,價(jià)格隨之急劇攀升,采集人數(shù)急劇增加,冬蟲夏草野生資源瀕臨枯竭。人工發(fā)酵培養(yǎng)得到的冬蟲夏草菌菌絲,經(jīng)毒理、藥理等研究表明與天然冬蟲夏草活性組分、藥理作用高度相似,以此生產(chǎn)蟲草保健制品代替天然冬蟲夏草彌補(bǔ)自然資源的匱乏。由于冬蟲夏草的全人工培養(yǎng)技術(shù)尚未成熟,現(xiàn)階段人們采用液體發(fā)酵冬蟲夏草菌無性型一中國被毛孢,通過提取菌絲活性成分替代天然冬蟲夏草的藥用價(jià)值。
砷超標(biāo)原因 冬蟲夏草砷元素含量超標(biāo)可能是因?yàn)槠鋵儆诰愃幉模愄厥獾募?xì)胞結(jié)構(gòu)對微量元素具有較強(qiáng)的富集作用。王鋼利等對主產(chǎn)區(qū)中國青海、西藏的冬蟲夏草進(jìn)行含量測定,發(fā)現(xiàn)藥材中鉛、鎘、汞、銅等重金屬元素殘留量均低于藥典標(biāo)準(zhǔn),但幾乎所有被測藥材樣品中砷元素的殘留量均高于藥典標(biāo)準(zhǔn),且平均殘留量較高。同時(shí)對藥材產(chǎn)地的土壤進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn),土壤中砷含量也較高,從而推斷土壤中的砷元素較多導(dǎo)致藥材中砷含量超標(biāo)。
藥理活性 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,冬蟲夏草的發(fā)酵液或提取物具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗氧化等藥效作用。在正?;蛎庖吖δ艿拖聲r(shí),冬蟲夏草可能增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能;在免疫增強(qiáng)狀態(tài)下冬蟲夏草又發(fā)揮免疫抑制作用,顯示出對免疫功能的雙向調(diào)節(jié)作用。