本报记者 陈怡希
云南大学云百草实验室是目前全球最大的虫草博物馆,有全球最多的虫草标本和虫草菌株品种。实验室已采集的近500种虫草中,近300种采自云南。多年来,科研团队致力于虫草生物多样性保护和可持续利用。
深秋的清晨,晴空万里,微风拂面。昆明野鸭湖森林公园里,云南大学虞泓教授的虫草研发团队成员正在开展虫草生物多样性定点调查。
湿润的环境和良好的野生植被非常符合虫草生长要求,仅仅两个小时,团队已经找到了30多株虫草,它们中的一部分将制作成标本,存放到该团队建立的虫草标本馆里,而另一部分将作为团队的实验标本,进行进一步的研究和利用。虫草物种多样性调查研究一直是虫生真菌研究的重要内容,可为保护与合理开发利用虫草资源提供基础资料和信息。
目前,全球可收集到的虫草标本大约600余种,中国有虫草350余种,云南大学虞泓虫草研发团队经过20余年不懈努力,在中国及南亚东南亚调查采集虫草近500种,发现新科2个、新属10个、新种100余种,创建了全球最大的虫草菌株基因库和大数据库。
非虫非草的“小蘑菇”
虫草浸泡标本近2万份、虫草菌株8500余株……位于长虫山脚下的云南大学云百草实验室是目前全球最大的虫草博物馆,有全球最多的虫草标本和虫草菌株品种。
蚂蚁虫草、蛹虫草、蝉花虫草、细脚虫草、垂头虫草、高原线虫草……它们有的长在蚂蚁、毛毛虫、知了、椿象上,有的长在马蜂、美洲大蠊、金龟子上,大的长约30厘米,小的不足1厘米。实验室里整齐排列的玻璃器皿中,保留着这些虫草在采集前的原始模样。
“虫草是寄生于昆虫、蜘蛛和某些大团囊菌属的肉座菌目真菌,虫草虽有虫有草,却非虫非草,是虫草真菌(肉座菌目真菌)寄生无脊椎动物、少数真菌和黏菌等形成的复合体。”云南大学生态学与生态环境学院教授虞泓把虫草幽默地比喻为从昆虫上长出的“蘑菇”。在他看来,这类“蘑菇”对于调节自然界中节肢动物的数量,维持生态平衡以及害虫的生物防治中起着重要作用。
人们所熟知的冬虫夏草是虫草的一种。形成冬虫夏草的主角之一是虫草蝠蛾,主要分布在我国西部高海拔地区,大多在秋季黄昏时产卵,卵孵化为幼虫后钻蛀植物根、茎、枝、干为食,入冬后会钻入地下防寒过冬。这时,第二主角真菌冬虫夏草菌就上场了,它成熟的子囊孢子随着雨水渗透到地下,遇到蝙蝠蛾的幼虫便迅速钻入幼虫体内,以幼虫为养料,分裂出无数圆柱形的菌丝,同时控制幼虫的行为,让它爬到距地表两三厘米的地方,头上尾下,竖直待在土壤里。随着时间流逝,只留下虫体的空壳包裹着菌丝形成的菌核,可以保存数月。夏末秋初,菌丝迅速繁殖,长出子实体伸出地面,散发孢子,传播下一代。这时候,它们就变成了我们常见的冬虫夏草。
菌与虫结合成的虫草,可以产生多种在生物技术及医药保健上有重要价值的生物活性物质,如核苷、多糖、生物碱、环状缩羧肽和酶类等。“1+1>2”的实用价值让虫草生物多样性保护与可持续利用成为了研究热点。
虫草研究取得重大科学进展
从1999年开始收集虫草标本以来,虞泓专注虫草生物多样性保护与可持续利用已经20余年,为国家培养硕士近百名、博士和博士后人才20余人,在虫草物种多样性保护和利用方面取得了一系列成果。
团队在青藏高原和横断山区对冬虫夏草及其近缘种进行最大范围的采样调查研究,取得重大的科学进展,揭示滇西北及藏东南横断山区是冬虫夏草及其近缘种遗传多样性中心、起源中心和分化中心。同时,从蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾被毛孢、蛹虫草、细脚虫草、蝉花虫草、兰坪虫草等物种中筛选出100余株可用于产业化的优良虫草菌种,开发虫草系列产品70余个,其中获得国家药监局保健食品批文5个、省级功能食品批文100余个。通过筛选优质虫草菌株资源,奠定产业化基础,也对保护虫草物种多样性和遗传多样性及其生态环境起到积极的促进作用。
此外,启动100种重要虫草全基因组、宏基因组、转录组计划,研究虫草种群基因组、宏基因组、转录组、谱系地理、功能基因及其代谢机制取得重大科研成果。将云南虫草生物资源的优势,转化为生物资源研发的优势和生物资源产业化的优势,为解决野生虫草需求与资源日益紧缺的矛盾提供一条可行途径,真正保护野生虫草及其生态环境。
目前,团队已具有完备的虫草菌种分离、筛选、保藏平台,虫草菌丝体和子实体人工培养技术平台、虫草大数据库及分析平台、虫草公共鉴定检测服务平台和虫草产品研发与产业化基地。
虫草保护利用“看云南”
云南具有独特的地理条件,地处青藏高原南缘至南亚次大陆和东南亚交汇处,是世界上生态环境最复杂多样的地区之一,拥有丰富的生物资源,是世界虫草生物多样性最重要的地区之一。在云百草实验室已采集的近500种虫草中,有近300种采集自云南。
“云南不仅是动植物王国,也是虫草王国。”在虞泓看来,当前,构建集虫草生物多样性保护与可持续发展、生态安全、科研、教学、科普、示范、国际交流于一体的示范基地迫在眉睫。这对保护虫草物种多样性和遗传多样性具有现实意义和长远的战略意义,同时也对彰显中国在世界虫草生物多样性保护与可持续发展中的特色和地位、对弘扬中医药及其文化具有现实和深远意义。
围绕世界虫草生物多样性保护与可持续发展,维护全球生态安全这一问题,虞泓认为,应构建全球最大虫草博物馆和虫草菌种基因库、世界一流虫草生物多样性科学研究中心和虫草生物多样性可持续利用工程技术中心。同时,创建最生动的知识性、科学性、趣味性、科普性、健康性的展区,使之成为虫草生物多样性保护与可持续利用、生态安全、科研、教学、科普、大健康旅游的重要基地,成为面向南亚东南亚虫草生物多样性保护、生态安全研发与产业化高级复合人才培养的国际化平台,开展虫草生物多样性保护国际学术交流合作的重要基地。


