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本文以拟黑拟青霉、蝉拟青霉、古尼拟青霉、蛹草拟青霉和小座被毛孢为研究对象,从形态、分子、化学成分三个层面进行研究,试图揭示它们的生物学特征和遗传结构,并为人工培养虫草提供基础参考资料。研究结果概括如下:
1、无性型形态特征
拟黑拟青霉:PPDA培养基,25℃,10d。菌落直径2.5cm左右,高凸,白色绒状,背面棕黄。巨大分生孢子,长卵圆形,柱形,鞋垫形,2.50~62.50μm×1.25~10.00μm;小分生孢子圆形,卵圆形,锥形,2.18~4.85μm×1.90~4.52μm。菌丝较细,直径为1.14~2.39μm。
蝉拟青霉:PPDA培养基,25℃,10d。菌落直径5.0cm左右,低凸,灰白色绒状,背面淡黄。分生孢子长卵圆形,锥形,柱形,5.27~10.88μm×1.63~3.46μm。菌丝较粗,直径为1.42~3.54μm。
古尼拟青霉:PPDA培养基,25℃,10d。菌落直径3.9cm左右,隆起,银灰色,背面褐色。分生孢子卵圆形,圆形,锥形,2.91~7.29μ×2.77~7.00μm。菌丝较粗,直径为1.34~3.15μm。
蛹草拟青霉:PPDA培养基,25℃,10d。菌落直径3.6cm左右,笠状,中间白色边缘鹅黄色,背面黄色。分生孢子多数近球形1.67~4.01μm×1.41~3.97μm。菌丝较细,直径为1.17~2.09μm。
小座被毛孢:PPDA培养基,25℃,10d。菌落直径1.5左右,隆起,巧克力色有褶皱,背面深褐色。分生孢子肾形,梭形,长卵圆形,5.98~13.19μm×1.77~4.04μm。菌丝较粗,直径为1.37~3.62μm。
通过研究发现,五种虫草无性型在不同培养基上生长快慢不同,同种虫草无性型不同个体在相同培养基上的生长快慢也不同。
2、无性型遗传特征
采用DALP(Direct amplification of length polymorphisms)分子标记技术检测5种虫草无性型,5组引物共扩增出204条DNA片段。拟黑虫草无性型的5个居群,总多态位点为63,PPB为30.88%,总观察等位基因数Na为1.3088,总有效等位基因数Ne为1.1065,总Nei's多样性指数H为0.0686,总Shannon多样性指数I为0.1105,总的基因多样性Ht为0.0644,居群内基因多样性Hs为0.0452,居群间分化系数Gst为0.5187。
蝉拟青霉1个居群总多态位点为2,PPB为0.98%,Na为1.0098,Ne为1.0054,H为0.0035,I为0.0053。
小座被毛孢1个居群PPB,Na,Ne,H,I分别为4.41%,1.0041,1.0183,0.0121,0.0194。
古尼拟青霉2株菌株和蛹草拟青霉2株菌株的PPB,Na,Ne,H,I都为最小值。
UPGMA聚类分析显示,五种虫草无性型均分开,分为三大支,蝉拟青霉、小座被毛孢、蛹草拟青霉聚为一支,其次与拟黑拟青霉聚为一支,最后古尼拟青霉为一支。
3、亲缘关系
对五种虫草无性型各居群的20个个体进行ITS序列测序。结果表明,同种虫草无性型来自居群间的遗传变异很小,种间的遗传变异较大。同时ITS序列测定证实了虫草有性型与无性型的同质性。亲缘关系显示,拟黑拟青霉与蛹草拟青霉和蝉拟青霉关系相对比较近,其次是与古尼拟青霉,小座被毛孢与冬虫夏草关系最近,但与其他四种关系最远。前四种都属于拟青霉属的种,小座被毛孢和冬虫夏草的无性型中华被毛孢属于被毛孢属,两个属明显分开。表明ITS序列分析可以作为虫草属分类鉴定的一个比较重要的方法。
4、化学成分
对五种虫草无性型的多糖、虫草酸、总皂苷、总黄酮、虫草素和虫草腺苷研究发现,六种化学成分含量在种间的分布不同,而且个体间的遗传变异大于居群间的遗传变异。
四种虫草无性型菌丝重、多糖、虫草酸、虫草素和虫草腺苷随培养时间变化呈现出各不相同的规律。相对而言,菌丝重、多糖、虫草酸变化比较相似,而蛹草拟青霉的虫草素和虫草腺苷与其他三种的变化不同。
四种虫草无性型种内和种间杂交后,菌丝重、多糖、虫草酸、虫草素和虫草腺苷的变化有高有低,也有介于二者之间,而且各个指标的变化并没有相关性。
培养基中的营养成分对拟黑拟青霉多糖、虫草酸、虫草素和虫草腺苷影响的主次顺序分别不同,最佳配比也各不相同。这对于虫草无性型的人工培养具有指导意义。