冬蟲(chóng)夏草菌 線(xiàn)蟲(chóng)草科線(xiàn)蟲(chóng)草屬真菌
冬蟲(chóng)夏草菌(學(xué)名: Ophiocordyceps sinensis (Berk.)G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spata),線(xiàn)蟲(chóng)草科(Ophiocordycipitaceae)線(xiàn)蟲(chóng)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),生長(cháng)于青藏高原及邊緣地區海拔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(lèi)
科
線(xiàn)蟲(chóng)草科(Ophiocordycipitaceae)
屬
線(xiàn)蟲(chóng)草屬( Ophiocordyceps )
種
冬蟲(chóng)夏草菌( Ophiocordyceps sinensis (Berk.)G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spata)
冬蟲(chóng)夏草菌寄生于昆蟲(chóng)綱、鱗翅目、蝙蝠 蛾科、蝠蛾屬( Hepialus spp.)幼蟲(chóng),蟲(chóng)體與從蟲(chóng)頭部長(cháng)出的冬蟲(chóng)夏草菌子座相連形成 冬蟲(chóng)夏草 。天然冬蟲(chóng)夏草的蟲(chóng)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(cháng)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(chóng)體頭部長(cháng)出,單生,少見(jiàn)2個(gè)或3個(gè)分支,細長(cháng)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,具多數微小顆粒狀突起,稱(chēng)球果,即為子囊殼。子囊殼近表面生,橢圓形至卵形。 冬蟲(chóng)夏草是中國傳統的名貴中藥材,與人參、鹿茸并稱(chēng)“中藥三大寶”,具有補肺固表,補腎益精的功效。 需要注意的是,2016年2月4日,中國國家藥品監督管理局發(fā)布“關(guān)于冬蟲(chóng)夏草的消費提示”,提示消費者長(cháng)期食用冬蟲(chóng)夏草、冬蟲(chóng)夏草粉及純粉片等產(chǎn)品會(huì )造成砷過(guò)量攝入,并可能在人體內蓄積,存在較高風(fēng)險。
由于冬蟲(chóng)夏草菌有嚴格的宿主特異性,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)保護野生植物名錄(第二批)》,為中國國家二級保護植物。
冬蟲(chóng)夏草菌與冬蟲(chóng)夏草 有人根據生活史的相似性,常用“冬蟲(chóng)夏草”指代其他蟲(chóng)草菌形成的菌蟲(chóng)結合體,這是不合理的。中國傳統的中醫藥學(xué)和中國絕大部分學(xué)者和民眾所指的冬蟲(chóng)夏草,是特指中國特有的冬蟲(chóng)夏草菌寄生于蝠蛾屬幼蟲(chóng)感病后形成的蟲(chóng)、菌結合體,才是正宗的冬蟲(chóng)夏草;而其他類(lèi)群僅稱(chēng)為 蟲(chóng)草 ,不是冬蟲(chóng)夏草。
無(wú)性型 冬蟲(chóng)夏草的生活史包括無(wú)性型和有性型兩個(gè)世代,在培養及液體發(fā)酵等研究及生產(chǎn)中,均需使用無(wú)性型菌種,因此其菌種的鑒定很重要。為了明確冬蟲(chóng)夏草菌的無(wú)性型,20世紀80年代以來(lái),研究學(xué)者從天然冬蟲(chóng)夏草上分離并報道了多達22個(gè)真菌名稱(chēng);2005年10月, 中國菌物學(xué)會(huì ) 在北京召開(kāi)了“冬蟲(chóng)夏草菌及其無(wú)性型研討會(huì )”,澄清了冬蟲(chóng)夏草無(wú)性型的混亂,確定 中國被毛孢 ( Hirsutella sinensis )為冬蟲(chóng)夏草菌的無(wú)性型。自2013年1月1號起,國際藻類(lèi)、真菌及植物命名法規將冬蟲(chóng)夏草菌無(wú)性型名字由 Hirsutella sinensis 更名為 Ophiocordyceps sinensis 。
形態(tài)特征
子囊孢子 冬蟲(chóng)夏草真菌屬于子囊菌,孢子分為有性孢子(子囊孢子)和無(wú)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(cháng)2-3厘米,表面具有微小顆粒突起,稱(chēng)為子囊殼;子囊殼貼近可孕部分的表面著(zhù)生,梨形或橢圓形至卵形;子囊殼內部長(cháng)有許多細長(cháng)的子囊,每個(gè)子囊內含有2-8個(gè)子囊孢子;子囊孢子線(xiàn)形或柱狀、多隔,平行或螺旋形排列于子囊內。子囊孢子萌發(fā)后可直接形成菌絲或直接形成產(chǎn)孢細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(chóng)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(jiàn)無(wú)柄產(chǎn)孢細胞單生于營(yíng)養菌絲的頂端或側枝;產(chǎn)孢細胞為瓶形小梗,單點(diǎn)內壁產(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(wú)隔膜、平滑,腎形、橢圓形或長(cháng)橢圓形、半球形或近球形。分生孢子在適當的條件下可通過(guò)有絲分裂進(jìn)行多次無(wú)性繁殖。
子座 天然冬蟲(chóng)夏草的蟲(chóng)體似蠶,長(cháng)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;頭部紅棕色,長(cháng)有冬蟲(chóng)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(jiàn)“V”形紋。子座長(cháng)4-8厘米,表面呈灰棕色至棕褐色,從蟲(chóng)體頭部長(cháng)出,單生,少見(jiàn)2個(gè)或3個(gè)分支,呈細長(cháng)圓柱形,稍扭曲,頭部稍膨大,柄部有縱皺紋;質(zhì)柔韌,斷面類(lèi)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(lái)看,冬蟲(chóng)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(chóng)夏草菌總分布面積的90%以上。
中國分布 冬蟲(chóng)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、西達喜馬拉雅 山的大部分地區,約占中國國土面積的10%左右,涉及青海、 西藏 、四川、云南、甘肅五省(區)。其中,青海和西藏是冬蟲(chóng)夏草菌最主要的分布地,占到中國冬蟲(chóng)夏草產(chǎn)量的80%以上。
生長(cháng)習性
生態(tài)因子 冬蟲(chóng)夏草菌最佳生長(cháng)溫度為18°C-20°C,在20°C條件下,菌絲生長(cháng)快,溫度高于25°C時(shí),菌絲停止生長(cháng)。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(cháng)。冬蟲(chóng)夏草菌生長(cháng)的最適濕度為80%-95%,土壤濕度為40%-60%,蟲(chóng)體內的濕度基本能滿(mǎn)足冬蟲(chóng)夏草菌的生長(cháng)要求。冬蟲(chóng)夏草菌不需要很強的光照,以避光為好,后期子座發(fā)育以散光為好,忌太陽(yáng)直曬。紫外光對嫩菌絲生長(cháng)有抑制作用,但對子座生長(cháng)發(fā)育后期即子囊孢子形成期有利。冬蟲(chóng)夏草菌菌絲生長(cháng)階段不需要很多空氣,但當子座從蟲(chóng)體上長(cháng)出時(shí)應增加空氣,以利子座的生長(cháng);微好氧,但需氧量不大,過(guò)多容易老化。冬蟲(chóng)夏草菌生長(cháng)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(chóng) 蟲(chóng)草蝙蝠蛾 是冬蟲(chóng)夏草菌的主要寄主,但不是唯一寄主,還包括康定蝠蛾、玉樹(shù)蝠蛾、斜脈蝠蛾等不同種或變種。宿主昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)在整個(gè)幼蟲(chóng)期的三到四年或更長(cháng)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(chóng)夏草菌感染,通常在冬季死亡。在一些地區有跡象顯示,寄主昆蟲(chóng)在孵化后不久就被感染,冬蟲(chóng)夏草菌可能在其體內休眠數年,直到寄主準備化蛹。化蛹引起的生理變化可能會(huì )刺激冬蟲(chóng)夏草菌的活躍生長(cháng)和寄主的死亡。
生活史 冬蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)夏草菌菌絲或孢子經(jīng)消化道、蟲(chóng)體節間膜等處侵入蝙蝠蛾幼蟲(chóng)后,在活蟲(chóng)體內開(kāi)始萌發(fā)并分解蟲(chóng)體內的組織,吸取營(yíng)養,大量繁殖至充滿(mǎn)整個(gè)蟲(chóng)體體腔,形成堅硬的僵蟲(chóng),在漫長(cháng)寒冷的冬季僵化程度越來(lái)越高,并形成菌核。菌核的形成只消化了幼蟲(chóng)的內部器官,蟲(chóng)皮則形成一層堅實(shí)的 菌膜 ,起保護作用,從而保持幼蟲(chóng)尸體完好無(wú)損,俗稱(chēng)冬蟲(chóng)。春末夏初,環(huán)境溫度逐漸升高,子座從蟲(chóng)體的頭部長(cháng)出,穿過(guò)土壤,形如 小草 ,故名夏草。子座剛剛長(cháng)出的初期內部充實(shí),后變中空。隨著(zhù)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(lái),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(chóng),完成一個(gè)生活周期。
人工培養
菌株分離 分離冬蟲(chóng)夏草菌可從 蟲(chóng)菌體 分離,從僵蟲(chóng)或蟲(chóng)草的幼蟲(chóng)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(chóng)草周?chē)耐寥乐蟹蛛x,由于初期人們對冬蟲(chóng)夏草菌的特性不了解,以致將很多雜菌也當成冬蟲(chóng)夏草菌。所以從子囊孢子特別是單孢子分離最為可靠,因為可以在顯微鏡下對其整個(gè)過(guò)程進(jìn)行觀(guān)察、監控。
菌株培養 菌株培養使用冬蟲(chóng)夏草菌的無(wú)性型菌種——中國被毛孢。將菌種接種于特定的培養基上,在溫度14-20°C和相對濕度65%-90%的條件下進(jìn)行菌絲培養35-55天,后轉至溫度10-15°C和相對濕度65%-90%的條件下誘導分生孢子20-40天,制備出大量成熟散落的分生孢子。分生孢子在適當的條件下可通過(guò)有絲分裂進(jìn)行多次無(wú)性繁殖。
藥用用途
功效 冬蟲(chóng)夏草菌的子座及其寄主蝙蝠蛾科昆蟲(chóng)蝙蝠蛾等幼蟲(chóng)體(菌核)的復合體為中藥冬蟲(chóng)夏草的基原。冬蟲(chóng)夏草是中國傳統的名貴中藥材,與人參、鹿茸并稱(chēng)“中藥三大寶”。味甘,性溫。歸肺、腎經(jīng)。具有補肺固表,補腎益精的功效。主治肺虛咳喘,勞嗽痰血,自汗盜汗, 腎虧 陽(yáng)痿、遺精,腰膝酸痛。
安全性 2016年2月4日,中國國家藥品監督管理局發(fā)布“關(guān)于冬蟲(chóng)夏草的消費提示”,提示消費者冬蟲(chóng)夏草、冬蟲(chóng)夏草粉及純粉片產(chǎn)品中,砷含量為4.4-9.9mg/kg。冬蟲(chóng)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準中砷限量值為1.0mg/kg。長(cháng)期食用冬蟲(chóng)夏草、冬蟲(chóng)夏草粉及純粉片等產(chǎn)品會(huì )造成砷過(guò)量攝入,并可能在人體內蓄積,存在較高風(fēng)險。
世界衛生組織 (WHO)建議,每人無(wú)機砷的安全攝入量為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(chóng)夏草目前(2019年數據)無(wú)機砷的檢測量計算,每人可服用冬蟲(chóng)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)一步測定結果表明,冬蟲(chóng)夏草總砷含量為4.00-5.25 mg/kg;最受關(guān)注的砷種類(lèi)(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砷(占總量的 91.7%-94.0%);根據檢測,未知有機砷可能不是毒性有機砷;基于未知有機砷是非毒性的,食用野生冬蟲(chóng)夏草的風(fēng)險很低。
物種保護
種群狀況 冬蟲(chóng)夏草菌的平均年收獲量在其分布區的許多地區都有所下降 ,預估過(guò)去15年(2019年統計)的種群減少超過(guò)30%,未來(lái) 15年的減少可能更大,接近50%,在過(guò)去的12年中,大部分時(shí)間段的持續減少也大于30%。因此該物種被IUCN評估為易危。
保護等級 冬蟲(chóng)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)保護野生植物名錄(第二批)》,為中國國家二級保護植物。
致危因素 由于冬蟲(chóng)夏草菌對蛾類(lèi)昆蟲(chóng)有嚴格的宿主特異性,地理分布有限。加上近幾十年來(lái)冬蟲(chóng)夏草價(jià)格的一路飆升,冬蟲(chóng)夏草菌采集人數急劇增加,資源被過(guò)度采挖。此外,氣候變化還可能導致青藏高原進(jìn)一步荒漠化,減少喜馬拉雅地區適合冬蟲(chóng)夏草生長(cháng)的地區。
保護措施 在中國和不丹的一些地區,采集工作只限于當地的原住人口。還對允許采集的家庭成員數量和允許采集的時(shí)間進(jìn)行了限制。冬蟲(chóng)夏草菌的分布范圍內也設立了一些保護區,如中國云南省的 白馬雪山自然保護區 。此外,已經(jīng)有研究在低溫條件下成功地對冬蟲(chóng)夏草菌的宿主昆蟲(chóng)進(jìn)行人工飼養,將使這一重要的真菌-昆蟲(chóng)復合體得到培育,以確保其作為生物資源的保護和商業(yè)供應。
相關(guān)研究
人工發(fā)酵培養 隨著(zhù)經(jīng)濟水平的不斷提高,人們對冬蟲(chóng)夏草的需求與日俱增,價(jià)格隨之急劇攀升,采集人數急劇增加,冬蟲(chóng)夏草野生資源瀕臨枯竭。人工發(fā)酵培養得到的冬蟲(chóng)夏草菌菌絲,經(jīng)毒理、藥理等研究表明與天然冬蟲(chóng)夏草活性組分、藥理作用高度相似,以此生產(chǎn)蟲(chóng)草保健制品代替天然冬蟲(chóng)夏草彌補自然資源的匱乏。由于冬蟲(chóng)夏草的全人工培養技術(shù)尚未成熟,現階段人們采用液體發(fā)酵冬蟲(chóng)夏草菌無(wú)性型一中國被毛孢,通過(guò)提取菌絲活性成分替代天然冬蟲(chóng)夏草的藥用價(jià)值。
砷超標原因 冬蟲(chóng)夏草砷元素含量超標可能是因為其屬于菌類(lèi)藥材,菌類(lèi)特殊的細胞結構對微量元素具有較強的富集作用。王鋼利等對主產(chǎn)區中國青海、西藏的冬蟲(chóng)夏草進(jìn)行含量測定,發(fā)現藥材中鉛、鎘、汞、銅等重金屬元素殘留量均低于藥典標準,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準,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,土壤中砷含量也較高,從而推斷土壤中的砷元素較多導致藥材中砷含量超標。
藥理活性 現代醫學(xué)研究表明,冬蟲(chóng)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。在正常或免疫功能低下時(shí),冬蟲(chóng)夏草可能增強機體的免疫功能;在免疫增強狀態(tài)下冬蟲(chóng)夏草又發(fā)揮免疫抑制作用,顯示出對免疫功能的雙向調節作用。