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冬虫夏草[Ophiocordyceps sinensis(Berk.) G.H.Sung,J.M.Sung,Hywel-Jones& Spatafora]是我国最为名贵的传统药材之一,具有很高的药用价值和经济价值。经过大量文献资料调查和实际分离培养验证,发现冬虫夏草菌具有嗜低温、生长缓慢、分生孢子产量少、产孢周期长、很难获得大量分生孢子等一系列问题。本研究围绕冬虫夏草菌的产孢开展了以下工作,旨在为冬虫夏草的人工培植研究提供菌剂资源,同时还为其他低产孢真菌的相关研究提供研究思路。 对来自西藏、青海、云南、四川和甘肃五个省区共132株菌进行形态和产孢观察,发现冬虫夏草菌菌落形态大体分为菌落凸起坚硬和菌落平坦较软两类,后者的产孢能力明显强于前者。冬虫夏草菌健康的分生孢子为无色,处于生长衰亡期的菌丝及分生孢予逐渐变为深褐色或黑色。对冬虫夏草菌产孢过程的显微跟踪观察表明,冬虫夏草菌在充分营养生长的基础上通过分化的产孢细胞形成分生孢子。此外,冬虫夏草菌至少可以产生三种单细胞繁殖体,即在固体培养条件下产生的分生孢子、芽生孢子,以及在液体培养条件下产生的芽生孢子。 通过对这些菌株的菌丝生物量、培养液残糖量和分生孢子的产孢动态进行研究,初步获得产孢较优和生长较优的菌株各7株。以分别代表菌落凸起坚硬的R-5和R-92菌株与菌落平坦较软的R-121和R-122菌株在不同温度下的表现,获得的最适生长温度略有不同,范围为16-19℃。在各自的最适生长温度下,生长速度由大到小依次为R-5>R-121>R-122>R-92。菌株R-121、R-122比R-5、R-92具有较强的抗高温能力,在22℃下仍然保持一定的生长。通过比较R-5和R-121在三种营养成份逐渐降低的培养基上的菌落生长情况,发现冬虫夏草菌整体偏好于营养较为丰富的培养基,但这两个菌株在不同的培养基上的表现有所差异。通过产孢量比较,R-121被确定为后续促产孢条件研究的实验菌株。 通过改进的插片培养法,研究了冬虫夏草菌株R-121由液体生长转化为固体生长的产孢动态。结果表明,菌株R-121在固体培养20 d后进入产孢阶段。通过改进的盖片培养法,将冬虫夏草菌株R-121固体菌丝块接种到新鲜固体培养基上,培养15d后开始产孢,当菌丝块接种到接种孔底部时可以用倒置显微镜实现冬虫夏草菌生长的定点原位观察。两种培养方法的结果均表明菌株R-121在15℃条件下分生孢子的产量最大。 通过单因素实验获得促冬虫夏草菌株R-121产孢的营养需求和环境条件为:营养较丰富的复合培养基Ⅰ、渗透压胁迫选用0.1M氯化钾、初始pH为自然、光照周期胁迫选用16h光照/8h黑暗;在产孢阶段进行的物理胁迫处理能促产孢的条件为:20mM无菌双氧水氧化胁迫、-20℃低温胁迫、28℃高温胁迫、15℃d-1/4℃ d-1处理14d的温度周期胁迫或者当菌株进入产孢阶段,将菌丝体转移到营养稍次的复合培养基K上进行营养胁迫处理。 在单因素实验结果的基础上,以产孢量、发芽率和分生孢子细胞壁成份荧光分析为指标,获得一种促产分生孢子的方法,即当R-121菌株于15℃下避光培养20d后,菌株进入产孢阶段,将菌丝体转移到PDA培养基上,对其进行-20℃低温胁迫或28℃高温胁迫处理后,于15℃下继续避光培养14d。该方法对于低产孢量代表菌株R-5同样适用。菌落在该产孢条件下的生长情况表明,温度胁迫处理在促产孢的应用中没有对菌落造成不利影响。