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蘑菇菌丝体代谢产物对果蝇的致死效应



全 文 :蘑菇菌丝体代谢产物对果蝇的致死效应
汪国轮,郭学武,龚建华!
(中国科学院微生物研究所,北京 !#)
摘要:以果蝇为靶标,对 !$种蘑菇液体培养产物的毒性进行了检测,发现硫磺菌红色变种
!#$%&’()* *)+&,)(#)* %&’( -%.%$)* 和硫磺菌原变种 !#$%&’()* *)+&,)(#)* %&’( *)+&,)(#)* 液体培养中
产生的代谢产物对果蝇具有致死活性。气升式生物反应器()*’+*,-.,,)培养条件下,硫磺菌红
色变种和原变种培养体系的 /0值均连续下降,最终都降至 1(1左右。研究发现致死活性产物
被分泌到细胞外,离子交换树脂柱层析的线性洗脱分离结果表明活性代谢产物呈酸性,进一
步分析表明草酸是活性代谢物之一,而树脂静止交换表明另外一种未知色素也具有致死活性。
关键词:蘑菇;硫磺菌;果蝇;致死效应
中图分类号:2 345 文献标识码:) 文章编号:1$4 6 17(1$)! 6 7! 6 !
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U*<’C&K-<’()*’+*,-.,,),/0 %&+;CM <, -IC -Q< K;+-;’C MPM-CLM NCK’C&MCN KC?NS )K-*%C LC-&U<+*-CM ’CM/’CM*? K<+;L? KI’NCL&?*;1 <2/7*:Y;MI’<C-I&+ C,,CK-
蘑菇是一类重要的自然资源,部分蘑菇对人和哺乳动物有毒(卯晓岚,1)。Y*C’
等(!335)以果蝇和灰翅夜蛾(9&’8’&$#( +%$$’(+%*)的幼虫为靶标来检测野生蘑菇子实体,
在所检测的 !7$种蘑菇中,有 73种对测试幼虫的发育有不同程度的抑制作用,证明蘑菇
中含有可以抑制昆虫幼虫发育的活性物质,并且发现通常以人为中心的毒蘑菇的概念存在
云 南 植 物 研 究 1$,=>(!):7! Z #
9)#% ?2#%-,)% @0--%-,)%
! 通讯作者:JC+:#5 6 ! 6 51$[$!4[;X&R:#5 6 ! 6 51$[$!4[;\ 6 L&*+:G收稿日期:1[ 6 $ 6 4!,1[ 6 3 6 ![接受发表
作者简介:汪国轮(!373 6)男,河北人,硕士研究生,研究方向是蕈菌生物学。\ 6 L&*+:QG+;?] M很大的局限性,对人有毒的蘑菇未必对昆虫有毒,反之也成立。此前 !#$等(%&’()也有
类似的报道,但两篇报道中关于部分蘑菇是否对昆虫有毒的结论却不尽相同。杨永红等
()***)以桃潜叶蛾为实验昆虫,证实了 + 种毒蘑菇子实体对昆虫的致死效应,王鸣等
(%&&’;)**))以果蝇为实验昆虫证明了部分蘑菇子实体中的一些蛋白质具有杀虫活性,
并且对利用蘑菇天然产物开发拒食剂和驱避剂的可能性进行了研究。部分蘑菇中含有对线
虫有毒的天然产物(,-./$0等,%&&+)。到目前为止已经从野生蘑菇子实体中分离到很多
种具有杀虫活性的物质(123 等,%&((;4567 等,%&’8;9.:0 等,%&&8),高锦明等
()**%)对蘑菇杀虫活性成分的研究进行了比较充分的整理报道。活性产物的提取多以野
生毒蘑菇子实体作为研究对象,由于毒蘑菇的野生资源比较稀少,所以开展毒蘑菇菌丝细
胞液体培养及其产物活性分析的研究工作具有重要而现实的意义。本文首先报道了硫磺菌
菌丝细胞在液体培养条件下的培养产物对果蝇具有明确致死效应,初步论证了利用蘑菇细
胞液体培养方法生产杀虫活性代谢产物的可能性。
! 材料与方法
!! 菌株
测试菌株中,菌株 )、’、&、%)、%;采自湘西山区,菌株 %+采自长沙郊区,菌株 %*采自北京郊区,
组织分离得到纯培养,并将子实体制备标本保存;其它为中国科学院微生物研究所保藏菌种。
!# 培养条件
%<)<% 斜面培养 所有菌种均以综合 =>1斜面传代,)8?培养。
%<)<) 菌丝细胞培养 取生长良好的斜面菌种,接入盛有 @* A$培养基的 )@* A$摇瓶,斜面和摇瓶 % B %
接种。摇瓶以 %)层纱布封口,以倾角 8*C固定于往复式摇床,以 %%* 0DAE2,)8?培养。培养基:葡萄糖
%<*F,玉米浆 %<*F,4G)=H+·G)H *<%F,9I,H+·(G)H *<*@F;JE-.AE2 !% *<**%F(IDA$)。培养产物以
超声波(%)* #,)** K)破碎后,等体积代替饲料中的水分,制备测试饲料,;个平行,观察毒性效果。
%<)<; 菌丝体干重 培养产物 + *** 0DAE2离心后,菌丝体以无离子水冲洗 ;次,离心收集菌丝体,’*?
烘干至恒重。取 ;个样本的平均值。
!$ 硫磺菌菌丝细胞扩大培养
在生物反应器 1E0$EL-DLL(专利权所有)内对硫磺菌扩大培养。培养基与摇瓶相同,以 &8 M的摇瓶培养
产物接种,接种量 @F,每 %) M取样检验。
!% 蘑菇菌丝体代谢产物致死效应测定
以模式昆虫果蝇(!#$#%&’() *+(),#-)$.+)检验液体培养产物的致死效应。果蝇的生长传代采用玉米
粉饲料。果蝇饲养在透明玻璃瓶(@@ AAN %@* AA)内,以两层纱布封口。以等体积的超声波破碎的液体
培养产物(%)* #,)** K)替代正常饲料中的水分制备测试饲料。;*只果蝇成虫(%@!,%@)放入已经
制备好饲料的饲养瓶内,观察其生长及生存情况,8* M记录死亡个数。
!& 硫磺菌红色变种菌丝细胞致死效应检验
按 %<)<;所述处理硫磺菌红色变种(/ < $0(%&0+0$ O.0< *’,’).0$)产物得到菌丝体和上清液;菌丝体溶
解于同体积无离子水中,搅拌均匀,以超声波破碎(%)* #,)** K)后,等体积代替饲料中的水分,制备
测试饲料;上清液等体积代替饲料中的水分,制备测试饲料;测试实验重复 @次,每 %) M观察记录。
!’ 活性代谢产物分离
以树脂 >;&)对硫磺菌红色变种( / < $0(%&0+0$ O.0< *’,’).0$)上清液进行分离,洗脱过程分为线性洗
脱和静止交换两个阶段。柱参数:!@* AA N @** AA;有效柱长 ;@* AA;上柱速率:@ A$DPA)·AE2Q %,每
)( 云 南 植 物 研 究 )(卷
! #$收集样品;线性洗脱速率:% #$&’#(·#)*+ !,洗脱液:,- #.$&$ /01·0(2,每 (% #$收集样品;静止
交换以 ! #.$&$ /320作为交换剂;当上柱流出液 40值低于 -,时,停止上柱;当洗脱液 40值高于 5,
时,停止洗脱,然后加 !( #$ ! #.$&$ /320静止交换,(6 7后,!% #$&’#(·#)*+ !放出交换后液体,液体组
分 40值调节至 (,% 8 ,!,按 !,6中所述进行检验。
!# 分离组分的定量测定 按照 9:&; 5<1 + !5==的方法定量测定分离组分。
!$ %&值对果蝇生长发育的影响
分别以 !,>草酸(40 !,-!)和 !,>柠檬酸(40 !,--)溶液制备酸性玉米粉饲料;分别稀释 !,>
草酸和 !,>柠檬酸溶液至 40值 (,% 8 ,!和 <, 8 ,!,然后制备酸性玉米粉饲料;按 !,6中所述进
行检验饲料对果蝇生长发育的影响,测试实验重复 1次,每 !( 7观察记录死亡个数。
!’ 实验仪器与材料
?@AB=CD显微成像系统,40B0E5酸度计,EF5(BGG超声波破碎仪,@HI;2IGJ@电子天平;阴离子大孔
交换树脂 K15((天津南开大学化工厂);玉米浆(华北制药康欣有限公司),其余试剂均为分析纯级别。
( 结果与分析
(! 蘑菇菌丝体代谢产物毒效测试结果
从表 !可以看出,在液体培养条件下,只有硫磺菌两个变种的代谢产物对果蝇有致死
效应。硫磺菌两个变种共同的培养特征是两个培养体系最终 40值都下降到 (,(附近,这
也是硫磺菌在培养过程中区别于其它 !1株测试菌的明显特征。果蝇在对照饲料(等体积
培养基代替正常饲料中水分制备的饲料)上的生长发育周期与在标准饲料上没有差别,表
明硫磺菌两个变种培养体系的致死效应是由于菌株生理活动的结果;硫磺菌培养体系的
40值下降也是由于菌株的生长和代谢而引起的,因此硫磺菌两个变种独特的培养特征
(培养体系 40值下降)与其生长过程中代谢产物特有的果蝇致死效应具有紧密的相关性。
除去硫磺菌两个变种,大杯伞(! , #$%#)、亚稀褶黑菇(& , ’()*%+,%-#*’)和一株多孔菌
(./012/,(’ L4M)的代谢产物也具有轻微的毒性,但是效率很低,其致死效应的重复性差,
因此认为这 1株菌的致死效应属于实验误差。
表 ! 筛选菌株培养产物的最终 %&值、菌丝细胞干重和毒效实验中果蝇死亡数量
;3N$O ! P)*3$ 40 Q3$RO,STU #U’O$)3$ VO)W7X(Y).Z X7O LXT3)*L L’TOO*OS 3*S SO3X7 *R#NOTL([).Z ZTR)X Z$U )* $OX73$ XOLX
C7)*OLO *3#O \3X)* *3#O 40 Y(#W&#$) [! [( [1
蜜环菌 3,%00#,%400# L4M %,(- !,==
大杯伞 !0%5/-1)4 #$%#(93TX*M O] [OUM:PTM)^R_$ M 6,(- 1,!5 !
蛹虫草 !/,61-42’ %0%5#,%’(\M:PT M)\)*‘ 1,( -,=<
长裙竹荪 7%-51/28/,# %*6(’%#5#(aO*X M:AOTLM)P)L’7M 6,<= 6,5-
红灵芝 9#*/64,# 0(-%6((\OULLM:PT M)AM b3TLX M 6,%- %,55
紫灵芝 9#*/64,# ’%*4*’%’ EM KM c73.,\M YM ?R OX ?M ^M c73*W %,-5 -,((
灰树花 9,%:/0# :,/*6/’#(PT M)@M PM 9T3U %,== (,!!
松乳菇 ;#-5#,%(’ 640%-%/’(’(\M:PT M)@M PM 9T3U 6,1= (,-<
硫磺菌原变种 ;#45%2/,(’ ’(028(,4(’(PT M)[RTT)$$ Q3T, ’(028(,4(’ (,!- 6,!( 1 (5 (-
硫磺菌红色变种 ;#45%2/,(’ ’(028(,4(’ Q3T, %*%#5(’(ER*W7M)G#3dM (,(- -,== 1 (= 1
羊肚菌 长根菇 =(64#*’%400# ,#6%-#5#(IO$7M:PTM)@)*WOT 6,-- !,5= ! !
多孔菌 ./012/,(’ L4M -,66 -,5= ( 1 1
亚稀褶黑菇 &(’’(0# ’()*%+,%-#*’ 0.*W. -,- (,-5 ! (
松口蘑 >,%-8/0/# #5’(5#?4(@M GX.M OX @ M G#3))@)*WOT <,! (,=%
1!! 硫磺菌两个变种菌丝细胞培养
从图 !可以看到,在气升式反应器内,硫磺菌两个变种都是在培养开始的 # $内菌丝
体量增长缓慢,但是从第 # $到 #% $,菌丝体量急剧增长;之后又稍微回落,两个变种之
间的差别在于相同生长条件下硫磺菌红色变种(&!)的细胞生长效率要高于硫磺菌原变种
(&’);虽然硫磺菌两个变种的菌丝细胞生长效率的差别比较明显,但是生长过程中培养体
系 ()值的变化过程却几乎完全一致,稳定地从 *+,%左右下降至 ’+’%附近;与之相对应
的是硫磺菌两个变种对果蝇的致死效应曲线也非常相似,这与硫磺菌两个变种在摇瓶培养
条件下的生长和代谢特征是基本相同的,同时进一步表明培养体系 ()值的下降和果蝇致
死效应之间存在必然的联系。
图 ! 两株硫磺菌菌丝细胞在气升式反应器培养过程中菌丝体干重和 ()值的变化以及培养产物对果蝇的致死效应
-./0 ! 1.23 (456.738 56 29:37.;7 <49 =3./$>,() ?;7@3 ;A< 73>$;7 3663:>8 ;/;.A8> 64@.> 679 56 >$3 (45<@:> 56 >=5 ?;4.;A>8 56 !#$%&’()* *)+&,)(#)*
&!:!#$%&’()* *)+&,)(#)* ?;4+ -%.%$)* &’:!#$%&’()* *)+&,)(#)* ?;4+ *)+&,)(#)*
!# 硫磺菌两个变种生长形态的差异
硫磺菌两个变种的生长形态差异非常大(图 ’)。在固体平面上,红色变种幼时菌丝
颜色是鲜艳的粉红色,呈中心辐射状生长,水平向四周延伸,老化后是浅红色,菌丝能够
自己聚集形成原基;而原变种菌丝颜色是纯白色,在三维空间无规则延伸,且没有典型的
呈顶端生长的菌丝。显微镜下可以更清楚看出硫磺菌两个变种的菌丝结构和形态的差异,
红色变种是典型的顶端生长菌丝,菌丝光滑少分支;而原变种菌丝则比较粗糙且多分支。
相同液体培养条件下的菌丝生长形态也存在明显的差别;红色变种菌丝紧密缠绕在一起,
形成致密的菌丝束,而原变种的菌丝自由分布,松散且不缠绕;紧密缠绕的菌丝密度大,
单位体积生物量比较多,是红色变种菌丝细胞生长效率高的一个重要因素;而菌丝松散的
*, 云 南 植 物 研 究 ’,卷
分布更有利于氧气和营养的吸收则是原变种代谢效率高的一个原因。硫磺菌两个变种的菌
丝细胞无论在固体培养条件下还是在液体培养条件下,其形态差异都是非常明显的,这与
其液体培养过程中极其相似的培养特征和生理特性(图 !)形成鲜明的对比。
图 硫磺菌红色变种(上)和硫磺菌原变种(下)不同培养条件下的菌丝形态差异
左:固体平面培养菌丝(!# $) 中:显微固体培养菌丝(%## &) 右:液体培养菌丝团和松散菌丝(!# ’)
()*+ ,-.)-/012 )/ 34015)-5 36.7’656*4 68 !#$%&’()* *)+&,)(#)* 9-.: -%.%$)*(;’1 <771. .6=)-/$ !#$%&’()* *)+&,)(#)* 9-.:
*)+&,)(#)*(;’1 56=1. .6=) >18;:0656/)-5 36.7’656*4 )/ ?1;.) $)2’+ @)$$51:3)0.62067)0 34015)- )/ ?1;.) $)2’+
A)*’;:$1/21 34015)-5 05<37 -/$ $)271.21$ 34015)- )/ 5)B<)$ 242;13
!# 硫磺菌红色变种菌丝细胞致死活性分析
图 C表明硫磺菌红色变种液体培养产物中对果蝇具有致死效应的活性产物存在于上清
图 C 菌丝体与上清液对果蝇致死效应的差异(D次重复实验)
()*+ C E)881.1/01 68 51;’-5 18810; F1;=11/ 34015)- -/$ 2<71./-;-/;
(GH71.)31/;2 =1.1 .171-;1$ 86. D ;)312)
液内,上清液 I# ’ 内可以导致 C# 只
果蝇 J#K以上死亡,与培养产物效果
相仿(图 !);而菌丝细胞的致死效率
很低,只能致少于 !#K的果蝇死亡,
并且不能排除是残留在菌丝体外壁上
的活性产物所导致的果蝇死亡。上清
液和菌丝体对于果蝇的致死效率在 D
个平行的实验结果中均未出现明显的
波动,这表明硫磺菌红色变种液体培
养中产生的活性产物被分泌到菌丝细
胞外,同时也表明上清液中的具有致
死效应的物质的活性比较稳定。
!$ 离子交换树脂分析
前面的结果表明致死效应与硫磺菌培养过程 7L值的下降是紧密相关的,因此活性产物
DM!期 汪国轮等:蘑菇菌丝体代谢产物对果蝇的致死效应
应该呈酸性,而培养体系的 !值的连续下降必然伴随由酸性代谢产物在培养体系中的积累。
图 # $ %表明在上柱过程中,流出液体的前 #号收集样品完全没有致死效应;从 #&& ’(到 )
*&& ’(,流出液体的致死效应逐渐增强;当流出液体的 !值低于 *+&时,致死效率可以达到
上清液的 ,&-左右;表明随着吸附过程的进行,.,/0树脂的部分活性交换集团被饱和,对
活性产物吸附效率下降,导致部分产物不能被吸附;图 # $ 1表示相对应于图 # $ %的流出液
体的 !值变化;图 # $ %与图 # $ 1对比表明致死效应与流出液的 !值具有相关性。图 # $
2显示在线性洗脱过程中,第 )号收集样品致死效率为 3&-,第 0到第 /号收集样品的致死
效率虽然有波动,但是都稳定在 4&-以上;相比之下,第 )&号样品的致死效率迅速下降至
#&-,第 ))号样品则下降至 5-;图 # $ .是与图 # $ 2相对应的 !值变化过程;第 )号样
品 !值大于 5+&,从第 0号到第 /号样品,!值均在 ,+35到 #+&&之间;第 )&号样品的 !
值上升至 4+,4,第 ))号样品的 !值则上升到 /+/4。图 # $ 2和图 # $ .对比说明,洗脱液的
!值与对果蝇的致死效应紧密相关。离子交换树脂的分析表明对果蝇具有致死效应的活性
产物是酸性物质,该物质可以被离子交换树脂吸附,并被 &+* ’6(78 9,·0:洗脱。
图 # 离子交换过程各个组分对果蝇的致死效应以及 !值变化
;<=> # 2?@A=!# 分离组分的定量测定
1JE?AD((()/53)曾经报道硫磺菌液体培养能产生草酸,但是未指明亚种,最近有报
道硫磺菌(同样未指明亚种)子实体可以产生草酸以利于以抵御环境胁迫(LBDDA @AH
2(@JEDA,0&&,),表明硫磺菌具有生成草酸的代谢途径。图 5表明草酸是硫磺菌红色变种
在液体培养过程中所生成的一种酸性物质,离子交换树脂所分离的各个组分在草酸含量上
有明显的差别。流出液体的前 4号样品中的草酸含量总体呈上升趋势,但是有波动,这可
*3 云 南 植 物 研 究 03卷
图 ! 离子交换分离过程中各样品的草酸含量的变化
#$% ! &’()$#)$ *+,-.// ,0 1’. (2,3)1 ,0 ,4(5#- (-#6 ,0 .(-’
/(2*5. #) #,)7.4-’()$. *+,-.//
能是由于该方法的精度所限,当草
酸浓度较低时,测量精确度下降;
从第 8 号到 9: 号样品的草酸含量
稳定的上升,这与图 ; < =的对果
蝇的致死活性变化规律基本相同;
线性洗脱液前 >号样品的草酸含量
呈缓慢上升,第 ; 号到第 9? 号样
品的含量基本稳定在 9@?A 到
9@BA之间,第 99号样品的含量迅
速下降至 ?@;C:A,第 9B号样品的
含量则下降至 ?@9A以下,表明草
酸已被洗脱完全;线性洗脱液的草
酸含量变化与图 ; < &中的对果蝇的致死活性变化规律基本一致。图 ;与图 !的结果共同
表明,草酸是硫磺菌液体培养中产生的一个活性代谢产物。
!# 草酸对果蝇的致死效应
图 :表明,当草酸浓度为 9@?A时,其致死效率和过程与硫磺菌液体培养代谢产物非
常相似,而相同浓度下柠檬酸的致死效率要低很多,并且含有柠檬酸的饲料不影响下一代
果蝇幼虫的发育,但是此时含有草酸和柠檬酸的饲料的 *D值约为 9@:?,远低于培养体系
最终的 B@!?左右。当含有草酸和柠檬酸的饲料的 *D值为 B@!?左右时,含有草酸的饲料的
图 : 草酸和柠檬酸在不同浓度下对果蝇致死效应的差异比较(>次重复实验)
#$% : &,2*(+#/,) ,0 5.1’(5 .00.-1 ,0 1’. ,4(5#- (-#6 ()6 -#1+#- (-#6 ,0 6#00.+.)1 -,)-.)1+(1#,)(E4*.+#2.)1/ F.+. +.*.(1.6 0,+ > 1#2./)
=:9@?A草酸(*D:9@:9) G:9@?A柠檬酸(*D:9@::) &:草酸(*D:B@!? H ?@9?) I:柠檬酸(*D:B@!? H ?@9?)
JJ9期 汪国轮等:蘑菇菌丝体代谢产物对果蝇的致死效应
致死效率下降约 !#,而含有柠檬酸的致死效率也略微下降。当草酸和柠檬酸的测试饲
料的 $%值为 &’左右时,活动在含有草酸和柠檬酸的饲料上的果蝇没有任何不良反应。
这表明草酸是导致果蝇死亡的一个原因,但是在相同的 $%值条件下,其致死效率要低于
硫磺菌培养产物,因此草酸可能不是导致果蝇死亡唯一代谢产物,同时也表明饲料的酸性
并不是果蝇死亡的主要因素。
图 & 未知色素与上清液对果蝇致死效应比较((次重复实验)
)*+, & -./$01*2.3 .4 567805 644697 .4 786 :3*;637*4*6; $*+/637
<*78 2:$61307037(=>$61*/6372 <616 16$6076; 4.1 ( 7*/62)
!# 具有果蝇致死活性的未知色素
当洗脱液 $% 值高于 ?’ 时,停
止洗脱,开始静止交换。静止交换 @
/*3后,原来无色的 A0B%溶液 ( 2内
变为桔黄色,随后颜色逐渐加深,到
C! 8时,变成了紫红色,表明有未知
色素溶解在 A0B%溶液中。将交换后
的 A0B% 溶液用 D /.5EF %-5 调节 $%
值至 (’G 左右时,紫红色变为浅红
色。然后继续调节 $% 值到 C’@ H
’D并制备测试饲料,发现其致死效
率与硫磺菌红色变种上清液基本相
同,只是在 C! 8之前,致死效应有轻
微的延迟。含有 A0-5溶液的玉米粉饲料对果蝇的生长和发育没有任何不良影响,表明经
过离子交换树脂吸附除去草酸后的上清液的果蝇致死效应与溶解在 A0B%溶液中的未知色
素有因果关系(图 &)。目前我们尚不清楚未知色素是何种物质,对硫磺菌代谢过程的进
一步研究和对该的未知色素分离与检定对于揭示硫磺菌的致死机理是必需的。
$ 讨论
蘑菇在自然生长条件下,能够产生很多种活性代谢产物,其中一部分证明对人和动物
有致死作用,还有一些具有昆虫致死活性(I:J.等,D?KG)。蘑菇在液体培养条件下能生
成很多种独特的活性代谢产物(L03+ 03; M8.3+,CD),但是很少有关于液体培养产生有
毒代谢产物的报道。在此次筛选中,D@株蘑菇中大多数食用蘑菇和药用蘑菇对果蝇没有
毒性,但是子实体对人和小白鼠都有剧毒的亚稀褶黑菇(! ’ #$%&’(&)*%)(蒋盛岩等,
CD)的液体培养产物对果蝇也没有毒性,目前与其菌丝体毒性有关的动物实验尚未开
展,只有硫磺菌两个变种显示出明确的果蝇致死效应(表 D)。
硫磺菌属于多孔菌科(N.5O$.109606),干酪菌属(+*,-&./(#),国内已报道有硫磺菌原
变种(+ ’ #0.1#(,# P01’ #0.1#(,#)和红色变种( + ’ #0.1#(,# P01’ 2&%&*-#)(池玉杰等,
D???)。硫磺菌是褐腐菌,已报道可以人工栽培(吴锡鹏,D??@),其子实体含有的齿孔酸
(6J:1*9.*9 09*;)是治疗爱迪森氏病等内分泌疾病的重要药物(刘波,D?K!),但是曾有报
道食用硫磺菌会导致幻觉和运动性共济失调(Q$$567.3等,D?KK),近来报道从硫磺菌子实
体中分离到两个能够导致视觉幻觉的化合物,并且进行了相关的动物实验(F*:,CC),
最近报道从硫磺菌子实体中分离到的凝集素与一种细菌毒素具有显著的同源性(L0763.
K& 云 南 植 物 研 究 C&卷
!# $%&#’()*,+,,-),并且民间流传把硫磺菌子实体晒干后,放在室内焚烧,可以驱除蚊、
蚋、蠓等害虫。一般认为硫磺菌可以药用,甚至食用,但是硫磺菌老熟后呈干酪状,不可
食。综合所有的已有研究结果来看,硫磺菌究竟是否有毒性目前很难下一个确切的结论。
硫磺菌的子实体(未指明变种)对果蝇没有致死效应(.*)/等,0112),我们的实验
表明液体培养的菌丝细胞对果蝇同样没有致死效应,而液体培养条件下硫磺菌能产生对果
蝇具有致死效应的代谢产物,表明液体培养条件下硫磺菌的代谢网络和子实体有显著的不
同。离子交换分析和组分定量检定结果表明,草酸是具有致死活性的代谢产物之一,硫磺
菌在液体培养和固体培养条件下均能产生草酸并分泌到细胞外($/)) !# 3&!4’),+,,-;
54’6)&&,0178),却具有完全不同的生理活性,因此草酸可能不是唯一的导致果蝇死亡的
因素。中肠道是昆虫消化食物的主要场所,中肠道消化液含有多种消化酶,由于昆虫的食
物一般不同于哺乳动物,所以其中肠道内环境也相应有区别,一般呈中性至碱性,并且具
有一定的 9:值缓冲能力(尤子平,012-),测试饲料中的草酸可能是通过破坏了肠道的酸
碱平衡,从而导致果蝇的死亡,但是含有相同浓度柠檬酸的饲料的致死效率远远低于含有
草酸的饲料,排除了 :;是导致果蝇死亡的主要因素的可能。静止交换结果表明,一种可
以溶解于强碱溶液的未知色素也具有果蝇致死效应(图 7)。最近有报道从硫磺菌的子实
体中分离到一种多烯类色素 &!)(*9%/*< !<*#,该报道还称液体培养条件下硫磺菌也可以产生
&!)(*9%/*< !<*#(=)>)/等,+,,?),但是没有相关的生物实验报道。由于多烯类物质普遍具
有抗生素活性(@9!/*<*%等,+,,-),并且 A/’6%B!等(+,,-)报道硫磺菌的液体培养产物具
有广谱抗菌效果,所以该色素可能导致果蝇死亡的一个因素,但是目前尚不能确定此未知
色素是否是 &!)(*9%/*< !<*#。
筛选实验中,硫磺菌两个变种的液体培养代谢产物都对果蝇具有致死效应,本文只对
硫磺菌红色变种的培养产物进行了分离检验。虽然两个变种的代谢过程主要参数非常相
似,但是由于其生长形态的巨大差异,因此有必要对原变种培养产物进行分离检验,以便
明确致死效应的机理。
液体培养是一种大规模培养技术,:4CD)&#和 E4F*6!/!(01?1)开创了蘑菇液体培养的
工作,此后很多蘑菇被成功进行液体培养。有人曾经报道过子实体与液体培养生产菌丝细
胞在成分上差别不大,可以成为子实体的替代品。但是不同生长条件下的代谢差异有可能
导致不同代谢产物的生成。液体培养体系与蘑菇的天然生境有着天壤之别,不同环境下的
细胞生长代谢过程会有很大的差别,但是目前没有不同生长条件下蘑菇代谢差异的详细报
道。本文研究结果表明,蘑菇细胞的液体培养产物是一个活性物质的潜在资源库,利用液
体培养技术培养蘑菇生产杀虫活性物质是可能的。
致谢 感谢中国科学院微生物研究所卯晓岚先生,湖南师范大学张志光先生、陈作红教授和张平博士在
蘑菇的采集、分类方面给予的指导和帮助。
〔参 考 文 献〕
刘波,01G? H 中国药用真菌[.]H 太原:山西人民出版社,G2—GG
180期 汪国轮等:蘑菇菌丝体代谢产物对果蝇的致死效应
卯晓岚,! # 中国大型真菌[$]# 郑州:河南科学技术出版社,%&’
尤子平,()*& # 昆虫的消化生理与毒理[$]# 南京:江苏人民出版社,(((—((*
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’ 云 南 植 物 研 究 !=卷