昆蟲(chóng)病原菌玫煙色棒束孢及其代謝產(chǎn)物研究進(jìn)展

常瑞剛， 羅都強(qiáng)

(河北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 河北 保定 071002)

蟲(chóng)生病原真菌資源豐富、種類(lèi)繁多，是能夠在寄主正常生理?xiàng)l件下入侵昆蟲(chóng)體內(nèi)寄生、完成生命活動(dòng)使昆蟲(chóng)發(fā)病致死的真菌[1]。近年來(lái)，因化學(xué)殺蟲(chóng)劑的廣泛使用，自然界中昆蟲(chóng)抗藥性也逐漸增強(qiáng)，而因蟲(chóng)生真菌侵染致死昆蟲(chóng)過(guò)程中能產(chǎn)生具有殺蟲(chóng)活性的代謝產(chǎn)物——真菌毒素，也產(chǎn)生很多具有其他生物活性的物質(zhì)，故對(duì)其蟲(chóng)生真菌及其次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究日益成為學(xué)界發(fā)現(xiàn)藥物先導(dǎo)化合物的熱點(diǎn)，是代替化學(xué)防治劑的候選者。簡(jiǎn)要概述了目前國(guó)內(nèi)外蟲(chóng)生病原真菌玫煙色棒束孢及其次級(jí)代謝產(chǎn)物研究現(xiàn)狀，旨在為玫煙色棒束孢進(jìn)一步深入研究及生物防治和人類(lèi)藥物治療提供參考。

1 昆蟲(chóng)病原菌概況

玫煙色棒束孢(Isariafumosorosea)因曾被劃分為擬青霉屬[2]，故亦稱(chēng)玫煙色擬青霉(Paecilomycesfumosoroseus)，作為一種重要的昆蟲(chóng)病原真菌，其地理分布和寄主范圍廣泛，可寄生同翅目、雙翅目等多種昆蟲(chóng)，是茶樹(shù)、蔬菜等果樹(shù)害蟲(chóng)的重要致病菌[3]。

微生物維持自身生命活動(dòng)需要一定的營(yíng)養(yǎng)和繁殖條件，其中溫度、濕度、光照、相對(duì)pH以及菌株來(lái)源和寄主種類(lèi)等可對(duì)真菌孢子萌發(fā)、菌絲生長(zhǎng)及產(chǎn)孢能力、真菌的穩(wěn)定性和殺蟲(chóng)活性產(chǎn)生不同程度影響[4]。玫煙色棒束孢主要分布在熱帶及亞熱帶地區(qū)，此外在海拔較高的高寒地區(qū)也有分布[5]，而昆蟲(chóng)病原真菌玫煙色棒束孢可在中低溫環(huán)境下生長(zhǎng)繁殖，并在短時(shí)期內(nèi)成熟并具備產(chǎn)孢能力[6]，又因其分布廣、易培養(yǎng)，多分布于土壤中[7]，且對(duì)人及環(huán)境安全無(wú)毒，既作為極具生物防治應(yīng)用潛力的蟲(chóng)生病原真菌，同樣也作為生物農(nóng)藥而被廣泛關(guān)注。

2 玫煙色棒束孢及其代謝產(chǎn)物

玫煙色棒束孢在代謝過(guò)程中同大多數(shù)蟲(chóng)生病原真菌一樣，在侵染昆蟲(chóng)及離體培養(yǎng)過(guò)程中均有毒素產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，玫煙色棒束孢的代謝產(chǎn)物白僵菌素、白僵菌交酯及青霉素等能夠抑制煙蚜乙酰膽堿酯酶活性，阻斷昆蟲(chóng)神經(jīng)傳導(dǎo)，使昆蟲(chóng)生理生化過(guò)程受到影響和破壞，從而導(dǎo)致昆蟲(chóng)死亡[8]。此外，玫煙色棒束孢代謝產(chǎn)物不僅有殺蟲(chóng)活性，還含有促進(jìn)植物生長(zhǎng)等其他生理活性的生長(zhǎng)激素類(lèi)物質(zhì)[9]。方祺霞等[10]曾報(bào)道，玫煙色棒束孢制劑中含有促進(jìn)多種植物生長(zhǎng)的808生物制劑等物質(zhì)，可使茶葉產(chǎn)量提高約30%。玫煙色棒束孢在入侵昆蟲(chóng)體壁的過(guò)程中還能分泌高分子蛋白毒素如胞外蛋白酶、幾丁質(zhì)酶、脂肪酶和淀粉酶等，可達(dá)到降解蛋白質(zhì)、幾丁質(zhì)和脂類(lèi)等體壁組成成分的作用，從而輔助真菌致死宿主[11]。楊斌等[12]研究發(fā)現(xiàn)，玫煙色擬青霉能夠產(chǎn)生易溶于甲醇、丙酮、乙酸乙酯，部分溶解于氯仿的中等極性殺蟲(chóng)活性物質(zhì)，且穩(wěn)定性較強(qiáng)，其對(duì)蚜蟲(chóng)和粉虱毒殺活性較高，對(duì)小蠹蟲(chóng)、菜青蟲(chóng)等毒殺活性較低，具有一定的選擇性。TALONTSI等[13]從1株擬青霉屬真菌CAFT 156中得到1個(gè)新的具有抗菌及細(xì)胞毒性的多聚乙?；衔飌aeciloside A，其中化合物1、2、4和5具有抗革蘭氏陽(yáng)性菌枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)和金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)活性。張軍[14]于玫煙色棒束孢次級(jí)代謝產(chǎn)物中共分離得到15個(gè)單體化合物，均為該菌中首次發(fā)現(xiàn)的天然產(chǎn)物，其中4個(gè)為新化合物，分別為2個(gè)倍半萜類(lèi)化合物和2個(gè)生物堿類(lèi)天然色素，其中一種新吡啶酮生物堿類(lèi)物質(zhì)被命名為玫煙菌素(Fumosorinone)，經(jīng)過(guò)初步的活性篩選，表明其對(duì)蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶PTP1B有較好的抑制效果。HAN等[15]研究表明，病原性真菌玫煙色擬青霉將成為防治甜菜夜蛾的一種有效的生物防治劑。劉靈霞等[16]首次從蟲(chóng)生真菌玫煙色棒束孢中分離得到新的蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶PTP1B抑制劑，對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)以及藥理活性和生物合成途徑進(jìn)行了研究，其可用于制備和預(yù)防糖尿病、肥胖及癌癥的藥物組合物[17]。類(lèi)黃酮作為具有廣泛生物活性的植物次生代謝產(chǎn)物，主要以糖苷的形式存在于自然界中，其提取工藝不僅復(fù)雜且成本較高[18]。DYMARSKA[19-20]團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道Isaria微生物在類(lèi)黃酮衍生物生物轉(zhuǎn)化中應(yīng)用，從昆蟲(chóng)中分離出了3株昆蟲(chóng)病原菌IsariafumosoroseaKCH J2，I.farinosa(J1.4 and J1.6)，并通過(guò)使用昆蟲(chóng)病原真菌玫煙色棒束孢作為生物催化劑進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化獲得類(lèi)黃酮的衍生物。SIMCIKOV等[21]設(shè)計(jì)了從蟲(chóng)生真菌玫煙色棒束孢制備白僵菌交酯、膽固醇?；D(zhuǎn)移酶抑制劑天然混合物的一種新穎快速分離方法，為經(jīng)濟(jì)且有效地分離制備白僵菌交酯提供參考。

3 展望

近年來(lái)，玫煙色棒束孢作為一種具有應(yīng)用潛力的蟲(chóng)生真菌研究增多，但其對(duì)寄主昆蟲(chóng)致病過(guò)程機(jī)理以及生物安全性等方面仍需要進(jìn)一步研究；此外，還需多方面了解當(dāng)下農(nóng)作物害蟲(chóng)防治現(xiàn)狀，并借助日益發(fā)展的現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)與基因工程操作手段，明確玫煙色棒束孢與昆蟲(chóng)、植物間的相互作用方式，加大對(duì)玫煙色棒束孢次生代謝產(chǎn)物的應(yīng)用研究，包括其次生代謝產(chǎn)物的種類(lèi)、化學(xué)性質(zhì)以及藥理活性等，使其不止停留在藥物先導(dǎo)化合物的層面上，而真正意義上實(shí)現(xiàn)其在害蟲(chóng)防治中的作用。