全 文 ：青海省冬虫夏草资源特征分析*
于摇 斌, 梁留科, 李湘豫, 刘鹏飞, 刘晓静, 朱连奇**
(河南大学环境与规划学院, 河南 开封摇 475004)
摘要: 冬虫夏草作为青藏高原特有的生物资源, 对生长环境有着极其特殊的要求。 通过调查青海省冬虫夏
草资源分布状况, 选取玉树、 果洛、 黄南、 海南等地区的冬虫夏草进行氨基酸、 微量元素含量检测, 以反映
冬虫夏草资源特征。 研究结果表明, 青海省冬虫夏草含有丰富的氨基酸和微量元素, 且冬虫夏草不同部位的
氨基酸、 微量元素含量有明显差别。 将青海省冬虫夏草与其他产区的冬虫夏草氨基酸含量进行对比分析, 青
海省冬虫夏草氨基酸含量低于四川、 云南产区的冬虫夏草, 和西藏产区的冬虫夏草氨基酸含量基本一致。
关键词: 青藏高原; 生态环境 ; 冬虫夏草
中图分类号: Q 948. 5摇 摇 摇 摇 摇 摇 文献标识码: A摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 文章编号: 2095-0845(2012)05-478-05
Biological Characteristics Analysis of Ophiocordyceps sinensis
YU Bin, LIANG Liu鄄Ke, LI Xian鄄Yu, LIU Peng鄄Fei, LIU Xiao鄄Jing, ZHU Lian鄄Qi**
(The College of Environment and Planning of Henan University, Kaifeng 475004, China)
Abstract: Ophiocordyceps sinensis is an entomophagous fungus endemic to alpine regions of the Tibetan Plateau. It
has been long known by its synonym Cordyceps sinensis both in scientific and non鄄scientific communities. O. sinensis,
a unique entomophagous fungus parasitizing the larvae of the genus Thitarodes, mainly distributed in the alpine
meadows of the Qinghai鄄Tibet Plateau, is known as a valuable invigorant of traditional Chinese medicine for centuries
in China. In order to research characteristics of O. sinensis, taking sample from Dalag County to laboratory for meas鄄
uring content of amino acids and elements, and comparing the results with other examples selected from Sichuan,
Yunnan and Tibet. The results show that content of amino acids is ample in O. sinensis, and the level of contents is
clearly visible from basal caterpillar to stroma. Comparison with examples of Yunnan, Sichuan and Tibet, the amino
acids is in average level. In addition, there were abundant mineral elements in O. sinensis.
Key words: Ophiocordyceps sinensis; Tibetan Plateau; Ecological environment
摇 冬虫夏草 (Ophiocordyceps sinensis), 又名虫
草, 属生物界中真菌界 ( Fungi) 真菌门 (Eu鄄
mycophyta) 子囊菌亚门 (Ascomycotina) 核菌纲
(Pyrenomycetes) 麦角菌目 (Clavicitales) 麦菌科
(Chavicipitaceae) 虫草属 (Ophiocordyceps ( Er. )
Link. ) (Shrestha等, 2010; Winkler, 2009; Sung,
2007), 为虫草属真菌寄生在绿蝙蝠蛾幼虫上的
子座及幼虫的复合体 (吴庆贵等, 2011)。 冬虫
夏草性温而味甘, 药用价值极高 (张剑等, 2007;
林群英等, 2009; 王征和刘建利, 2009; 张士善等,
1991), 具有补肺、 益肾、 补精髓及诸虚百损、 止
咳化痰、 抗白血病、 抗抑郁症、 调节免疫系统之
功效 (Chan 等, 2003; Kredich 和 Guarino, 1960;
Guarino等, 1963; Fritz等, 1963)。 冬虫夏草生活
史极其复杂, 必须经过相对独立的分生孢子阶段
和子囊孢子阶段的转变, 在自然条件下其寄主昆
植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 2012, 34 (5): 478 ~ 482
Plant Diversity and Resources摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 DOI: 10. 3724 / SP. J. 1143. 2012. 11167
*
**
基金项目: 河南省社会科学规划委托研究项目 (2011GJJ022)
通讯作者: Author for correspondence; E鄄mail: lqzhu@ henu. edu. cn
收稿日期: 2011-11-23, 2012-06-11 接受发表
作者简介: 于摇 斌 (1983-) 男, 博士研究生, 主要从事土地生态利用研究。 E鄄mail: yubin123654@ 163. com
虫蝙蝠蛾需要 5-6 年才能完成一个世代, 其中大
部分时间在地下生活, 全年有世代重叠现象, 且
对生境要求极其苛刻。 近年来, 受全球环境变化
影响, 气候变化导致青海省草地退化、 草皮脱
落、 土壤裸露、 优良草种比重变小、 杂类草和毒
害草类大量繁生, 破坏了冬虫夏草生存的微生物
区系, 使寄主昆虫感染真菌率降低, 难以形成子
座, 造成冬虫夏草世代不能交替与资源枯竭。 因
此, 本文在对青海省冬虫夏草资源分布调查的基
础上, 进一步检测冬虫夏草氨基酸、 微量元素含
量, 以反映青海省冬虫夏草资源特征, 为冬虫夏
草资源保护与可持续利用提供理论指导。
1摇 研究区概况
青海省位于青藏高原东北部, 全省东西长约
1 200 km, 南北宽约 800 km, 面积约 72. 23 万
km2, 地理坐标为东经 89毅35忆-103毅04忆, 北纬 31毅
39忆-39毅19忆。 青海省深居内陆受海洋影响微弱, 决
定了气候以高寒干旱为总特征, 属典型的大陆性
高原气候。 全省年平均气温在-5. 8 ~ 8. 6 益之间,
比同纬度的黄土高原和华北平原低 8 ~ 12 益, 冬
季寒冷且持续时间长。 全省平均海拔 3 000 m 左
右, 自西向东倾斜降低, 其地形地貌可分为祁连
山地、 柴达木盆地和青南高原三个自然区域; 土
壤从南向北依次为暗棕壤-高山灌丛草甸土-高
山草甸土-温性草原土-棕壤; 青海省植被自东
向西依次为寒温性针叶林-高寒灌丛-温性草原-
温性及寒温性针叶林, 因高原边缘地区及内部地
势高差悬殊, 植被分布呈现明显的垂直地带性。
2摇 研究方法
冬虫夏草样品分别来自青海省玉树藏族玉树州、 黄
南藏族自治州、 海南藏族自治州和果洛藏族自治州四个
地区。 根据实验要求, 取冬虫夏草、 冬虫夏草子座、 冬
虫夏草虫体 (菌核) 等不同部位分别干燥、 粉碎, 各精
密称取 5 mg, 装入烧瓶内, 加 6 mol·L-1盐酸溶液, 冰冻
抽真空后密封置于 110 益高温下水解 24 h, 用瑞典 LKS鄄
400 型氨基酸自动分析仪测定氨基酸含量。 冬虫夏草微
量元素的测定, 采用常规方法干灰化, 用 IL Plasma鄄20
型离子体发射光谱仪进行测定。 最后依据冬虫夏草实验
样品所得的氨基酸和微量元素数据, 用其他产区的冬虫
夏草作为参考标准, 将冬虫夏草与子座、 虫体不同部位
的氨基酸、 微量元素含量进行对比分析, 进一步反映青
海冬虫夏草的氨基酸、 微量元素含量状况和青海冬虫夏
草资源的独特优势。
3摇 研究结果
3. 1摇 资源分布
青海省冬虫夏草数量和质量居全国之冠, 分
布地域局限在海拔 3 000 m 以上。 20 世纪 80 年
代初青海省产量为 30 t, 约占全国总产量的
80% , 其中玉树、 果洛 2 州占青海省总产量的
85%以上, 以玉树产量为最高。 此外, 海南藏族
自治州所属的兴海县、 同德县、 贵德县, 黄南藏
族自治州所属的同仁县、 河南县, 海东地区的化
隆县、 互助县、 民和县脑山地区也有分布, 但数
量较少 (张万琴, 2011; 李玉玲, 2007; 叶宝林
等, 1995)。 截止到目前为止, 青海省地区共发
现有 8 种冬虫夏草寄主昆虫蝙蝠蛾, 由于受温
度、 湿度、 降水量、 光照、 风和雪等各种物理因
子影响 (周兴民等, 2008; 金云翔等, 2010; 王
宏生等, 2006; 张古忍等, 2011; Nicholas 等,
1961; Fritz 和 Armand, 1963, 1964), 分别在玉
树、 果洛、 黄南州等地分布较多, 并分别被命名
为玉树虫草、 果洛虫草和黄南虫草 (包括海东
地区虫草) (徐海峰, 2007; 才尕等, 2005; 刁治
民, 1996; 周明秀, 2004), 如图 1 所示。
图 1摇 青海省冬虫夏草分布
Fig. 1摇 The diagram of O. sinensis distribution in Qinghai Province
3. 2摇 氨基酸含量
根据实验要求测定冬虫夏草氨基酸含量, 并
对实验数据进行分析, 其结果表明冬虫夏草子
座中谷氨酸 ( Glu)、 丙氨酸 ( Ala)、 亮氨酸
9745 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 于摇 斌等: 青海省冬虫夏草资源特征分析摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
(Leu)、 苯丙氨酸 (Phe)、 赖氨酸 (Lys)、 组氨
酸 (His)、 精氨酸 (Arg) 天含量显著高于虫
体, 天冬氨酸 (Asp)、 蛋氨酸 (Met)、 异亮氨
酸 (Iso)、 缬氨酸 (Val) 显著低于虫体含量,
其他含量均相当 (图 2); 且子座、 虫体的氨基
酸含量表现出明显的线性回归关系, 二者的线性
关系如图所示 (图 3)。 冬虫夏草天冬氨酸含量
高于子座和虫体, 其他氨基酸含量介于子座和虫
体之间 (图 4)。 将青海冬虫夏草与西藏、 四川
和云南等地虫草的氨基酸含量进行比较分析, 均
以谷氨酸含量较高、 胱氨酸 (Cys) 含量较低。
青海省冬虫夏草氨基酸含量显著低于云南、 四川
产区, 高于西藏, 其中尤以丙氨酸、 酪氨酸
(Tyr) 相差比较别明显 (图 5)。
3. 3摇 微量元素
根据冬虫夏草微量元素研究成果报道 (杨
跃雄, 1991), 取冬虫夏草 500 mg, 加纯硫酸水
硝解, 去离子重蒸馏水定容, 用 IL Plasma鄄20 型
离子体发射光谱仪 (美国), 对冬虫夏草微量元
素进行测定分析。 冬虫夏草虫体微量元素中钙、
钾、 镁、 铁、 钠含量高于子座, 其中尤以钠元素
相差比较明显; 除磷、 锌、 铝元素之外其他元素
含量基本相持同一水平; 冬虫夏草子座微量元素
中磷、 铝、 锌含量高于虫体, 特别是磷元素含量
相差明显 (图 6); 冬虫夏草微量元素中钙、 钾、
铝、 钠、 铁含量介于子座和虫体之间, 其他元素
图 2摇 冬虫夏草子座与虫体氨基酸含量
Fig. 2摇 Amino acid contents between stroma and polypide
1. Asp; 2. Thr; 3. Ser; 4. Glu; 5. Pro; 6. Gly; 7. Ala;
8. Val; 9. Met; 10. Iso; 11. Leu; 12. Tyr; 13. Phe;
14. His; 15. Lys; 16. Arg; 17. Cys
图 3摇 冬虫夏草子座与虫体氨基酸含量关系
Fig. 3摇 The linear regression of amino acid content
between stroma and polypide
图 4摇 冬虫夏草、 子座、 虫体氨基酸含量
Fig. 4摇 The amino acid content of individual, stroma and polypide
1. Asp; 2. Thr; 3. Ser; 4. Glu; 5. Pro; 6. Gly; 7. Ala;
8. Val; 9. Met; 10. Iso; 11. Leu; 12. Tyr; 13. Phe;
14. His; 15. Lys; 16. Arg; 17. Cys
图 5摇 四个产区的冬虫夏草氨基酸含量
Fig. 5摇 Amino acids contents of Qinghai, Tibet, Yunnan and Sichuan
1. Asp; 2. Thr; 3. Ser; 4. Glu; 5. Pro; 6. Gly; 7. Ala;
8. Val; 9. Met; 10. Iso; 11. Leu; 12. Tyr; 13. Phe;
14. His; 15. Lys; 16. Arg; 17. Cys
084摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 第 34 卷
和子座、 虫体保持一致, 其中磷含量高于子座、
虫体含量, 居冬虫夏草、 冬虫夏草子座、 冬虫夏
草虫体微量元素中最高 (图 7)。
4摇 结论与讨论
青海省冬虫夏草分布在青藏高原高寒草甸草
原, 海拔高、 环境恶劣、 人际罕至等客观因素给
冬虫夏草研究带来了巨大困难, 制约着样品采集
与实地观测工作的深入与全面开展。 由于冬虫夏
草的发生涉及到昆虫、 植物、 真菌等不同生物群
落, 任何生态与环境因子变化都可能影响冬虫夏
草发育及其生物成分改变, 通过对上述资料分析
得出以下结论:
(1) 青海省冬虫夏草主要分为玉树虫草、
果洛虫草、 黄南虫草, 分别分布在玉树州、 果洛
州、 黄南州和海南州等地区, 尤以玉树虫草质量
最佳。 玉树虫草分布可划分为虫草富集区、 虫草
少量区、 不产虫草区。 杂多县的苏鲁乡、 结多
乡、 阿多乡为主产区; 玉树县的下拉秀乡、 小苏
莽乡、 结隆乡、 安冲乡、 哈秀乡、 上拉秀乡, 囊
谦县的东坝乡、 着晓乡、 吉尼赛乡、 觉拉乡、 尕
羊乡, 称多县的尕朵乡, 杂多县的昂赛乡、 结扎
乡, 治多县的立新乡, 曲玛莱县的东风乡、 巴干
乡为一般产区; 玉树县的结古镇、 巴塘乡, 称多
县的治渠乡、 多彩乡为零星产区。 果洛虫草分布
除玛多县之外, 其他均有分布; 黄南虫草在黄南
州 4 县和海南州 4 县均有分布。
(2) 青海省冬虫夏草生境条件要求严格, 海
拔 4 000 ~4 800 m以上、 坡度在 20 ~30 毅之间的阴
坡或半阴、 半阳坡 (多分布于西北、 东南、 西
坡), 生长温度为2 ~16 益之间, 空气湿度在85%
~95%较为适宜, 降水量在 300 ~ 500 mm 之间,
年日照时数在 2 000 ~2 700 h左右, 地表 10 ~20 cm
的草根盘结的高寒草甸层区域。 具有 “千湖之
乡冶 之称的玛多县处在玉树州与果洛州之间的邻
近区, 却没有冬虫夏草分布, 玛多县的沙化现象
比较严重, 土壤与植被类型是不是影响了冬虫夏
草生境变化, 还有待于更深一步的研究。
(3) 青海省冬虫夏草子座与虫体部位的氨
基酸含量差异显著, 尤以天冬氨酸、 谷氨酸、 精
氨酸含量差别明显, 且子座与虫体氨基酸含量呈
现良好的线性回归关系: Y = -0. 173 +1. 276x。
青海省冬虫夏草氨基酸含量以谷氨酸含量最高,
胱氨酸含量最低, 其他类型含量相当。 青海省冬
虫夏草子座与虫体氨基酸含量具显著差别, 这种
生物特性是何种原因, 或冬虫夏草生活史发生多
大变化才能造成此种情况成为研究者目前面临的
重要难题。
(4) 青海省冬虫夏草微量元素以磷元素含量
最高; 虫体微量元素中钠、 镁、 铁、 钾、 钙高于
子座; 子座微量元素中磷、 铝、 锌含量高于虫体。
冬虫夏草虫体微量元素含量相对高于子座, 而冬
虫夏草子座氨基酸含量相对高于虫体。 冬虫夏草
这种不同部位营养元素含量有效差别, 其形成原
图 6摇 子座、 虫体无机含量
Fig. 6摇 Elements content between stroma and polypide
1. Se; 2. P; 3. Mo; 4. Si; 5. Pb; 6. Bi; 7. Al; 8. Cd;
9. Cr; 10. Ni; 11. Vi; 12. Co; 13. Zn; 14. Cu;
15. Fe; 16. Mn; 17. Mg; 18. Ca; 19. K; 20. Na
图 7摇 虫草、 子座、 虫体无机元素含量
Fig. 7摇 Elements content of individual, stroma and polypide
1. Se; 2. P; 3. Mo; 4. Si; 5. Pb; 6. Bi; 7. Al; 8. Cd;
9. Cr; 10. Ni; 11. Vi; 12. Co; 13. Zn; 14. Cu;
15. Fe; 16. Mn; 17. Mg; 18. Ca; 19. K; 20. Na
1845 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 于摇 斌等: 青海省冬虫夏草资源特征分析摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
因究竟是环境因素形成还是生物本身所具有的特
性, 需要用科学、 合理的实验数据进一步解释。
也参摇 考摇 文摇 献页
Armand JG, Mary LI et al., 1963. Inhibition of protein synthesis in
cell鄄free systems by homocitrullylamino adenosine [ J] . Bio鄄
chimica et Biophys Acta, (72): 62—68
Bhushan S, 2010. What is the Chinese caterpillar fungus Ophio鄄
cordyceps sinensis ( Ophiocordycipitaceae)? [ J] . Mycology, 1
(4): 228—236
Cai G (才尕), A HY (阿怀彦), Tang ZH (汤中和), 2005. The
management of Cordyceps in Yushu [J] . Chinese Qinghai Journal
of Animal and Veterinary Sciences (青海畜牧兽医杂志), 35
(4): 54—55
Diao ZM (刁治民), 1996. Preliminary studies of resource and biolo鄄
gy of Cordyceps sinensis in Qinghai Province [J] . Journal of Bi鄄
ology (生物学杂志), 70 (2): 20—22
Fritz R, Mary LI, Armand JG, 1963. Studies on the synthesis and
structrue of cordycepin monophosphate [ J] . Biochemica et Bio鄄
phys Acta, 76 (6): 181—187
Fritz R, Armand JG, 1963. The inhibition of purine Biosynthesis de
novo in Bacillus subtilis by cordycepin [J] . Biochmica et Biophys
Acta, (80): 640—647
Fitz R, Armand JG, 1964. The inhibition of phosphoribosyl鄄pyrophos鄄
phate Amidotransferase activity by cordycepin monophosphate
[J] . Biochim et Biophys Acta, (89): 465—472
James CC, John DM, Howard T et al., 2003. Vitamin therapy in igA
nephropathy: a double鄄blind, placebo鄄study [J] . Pediatr Neph鄄
rol, 18 (10): 1015—1019
Jin YX (金云翔), Xu B (徐斌), Yang XC (杨秀春), 2010. The
spatial distribution of Cordyceps sinensis in Nakchu Prefecture of
Tibetan Plateau [ J] . Acta Ecological Sinica (生态学报), 30
(6): 1532—1538
Kredich NM, Guarino AJ, 1960. An improved method of isolation
and determination of cordycepin [J] . Biochemica et Biophys Ac鄄
ta, (41): 361—363
Li YL (李玉玲), 2007. Analysis of Cordyceps sinensis (Berk) Sacc
about protecting and using in Qinghai Province [J] . Special Wild
Economic Animal and Plant Research (特产研究), 19 (3):
61—65
Lin QY (林群英), Li TH (李泰辉), Song B (宋斌), 2009. Com鄄
parison of selected chemical component levels in Cordyceps guang鄄
dongensis, C. sinensis and C. militaris [ J] . Acta Edulis Fungi
(食用菌学报), 16 (4): 54—57
Nicholas MK, Armand JG, 1961. Studies on the Biosynthesis of
Cordycepin [J] . Biochimica et Biophysica Acta, 47 (3): 529—
534
Sung GH, Hywel鄄Jones NL, Sung JM et al., 2007. Phylogenetic clas鄄
sification of Cordyceps and the clavicipitaceous fungi [J] . Stud鄄
ies in Mycology, 57 (1): 5—59
Wang HS (王宏生), Zeng H (曾辉), Xu HF (徐海峰), 2006.
Study on change regulation of environment factors [J] . Chinese
Qinghai Journal of Animal and Veterinary Sciences (青海畜牧
兽医杂志), 29 (3): 331—336
Wang Z (王征), Liu JL (刘建利), 2009. Advances in studies on
chemical constituents of Cordyceps [ J] . Chinese Traditional
and Herbal Drugs (中草药), 40 (7): 1157—1157
Winkler D, 2009. Caterpillar fungus (Ophiocordyceps sinensis) pro鄄
duction and sustainability on the tibetan plateau and in the Hi鄄
malayas [J] . Asian Medicine, 5 (2): 291—316
Wu QG (吴庆贵), Su ZX (苏智先), Su RJ (苏瑞军), 2011. The
dominant factors of habitat selection of Cordyceps sinensis [ J] .
Guihaia (广西植物), 29 (6): 331—336
Xu HF (徐海峰), 2007. Ecological investigation of Cordyveps sinen鄄
sis in Zaduo of Qinghai Provinces [ J] . Prataculture & Animal
Husbandry (草业与畜牧), 135 (2): 30—34
Yang YX (杨跃雄), Yang DR (杨大荣), Shen FR (沈发荣) et
al., 1991. On characteristice of background values of 18 ele鄄
ments in Coydyceps sinensis and ghost moths larvae ( hepialus)
[J] . Southwest China Journal of Agricultural Sciences (西南农
业学报), 4 (1): 63—68
Ye BL (叶宝林), Lin Q (林迁), Wang HQ (王慧春), 1995.
Preliminary research of Cordyceps resources in Qinghai Province
[J] . Journal of Chinese Medicinal Materials (中药材), 18
(12): 606—607
Zhang SS (张士善), Zhang DC (张丹参), Zhu TJ (朱桐君),
1991. A pharmacological analysis of the amino acid components
of Cordyceps sinensis Sacc [ J] . Acta Pharmaceutica Sinica (药
学学报), 26 (5): 326—330
Zhang J (张剑), Fang SX (房少新), Gao ZZ (高真贞), 2007.
Determination of eight mineral elements in the Chinese Caterpillar
Fungus [J] . Guangdong Trace Elements Science (广东微量元
素科学), 14 (4): 32—37
Zhang WQ (张万琴), 2011. The distribution report of Cordyceps
sinensis in Huanzhong County, Qinghai Province [ J] . Animal
Husbandry and Feed Science (畜牧与饲料科学), 32 (1):
61—62
Zhang GR (张古忍), Yu JF (余俊锋), Wu GG (吴光国) et al.,
2011. Factors influencing the occurrence of Ophiocordycesps
sinensis [J] . Acta Ecologica Sinica (生态学报), 31 (4):
4117—4125
Zhou MX (周明秀), 2004. The distribution and using of Cordyceps
in Guoluo [J] . Chinese Qinghai Journal of Animal and Veteri鄄
nary Sciences (青海畜牧兽医杂志), 34 (3): 37—38
Zhou XM (周兴民), Ma T (玛塔), Cao Q (曹倩), 2008. The
proposal of distribution, ecological relationship and sustainable
in Qinghai Province [ J] . The Journal Environment of Qinghai
(青海环境), 18 (4): 149—155
284摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 第 34 卷