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生物技术发展史上的里程碑----人工虫草菌丝的制取

中华园林网　 2006-11-25 　 　

美丽的青藏高原，充满神奇，富含宝藏。生长在高原海拨4500米以上、被誉为“雪山珍宝”的冬虫夏草就是其中的一种。冬虫夏草是昆虫和真菌的结合体，是虫草菌寄生于鳞翅目蝙蝠蛾的幼虫生长而成，是一种药用和食用珍品，素有“药中之王”之称。全世界冬虫夏草共有300种以上，但只有我国青藏雪域出产的冬虫夏草真正具有奇特的药用价值，民间很早就有“冬天是虫，夏天是草，冬虫夏草是个宝”的说法。因为有极高的药用价值，国内外需求量越来越大，但天然虫草资源数量有限，主产区青海平均年产量约30吨左右，占全国产量的60%以上，而年需求量远远超过100吨，所以每公斤冬虫夏草的市价已由八十年代以前20元，上升到现在的2万元，二十年间价格提高了1000倍之多，是少有的紧缺药材。如何用人工培养方法取得更多的冬虫夏草为大众健康服务，一直是有关研究机构、学者和科研人员攻关的对象，也是医疗保健行业中迫切需要解决的问题。 分离菌种 揭秘虫草 冬虫夏草人工培育有两条途径：一是，人工饲养寄主虫，用虫草菌接种到寄主虫上，使它成为人工感染的冬虫夏草。但这条途径因养虫技术和接种技术一直不过关，虽然已经可以从数干条寄主虫中偶然接上一两条人工虫草，因养虫很难，成本太高，近年内还不可能获得经济效益。二是，将分离到的冬虫夏草菌，接种到人工配制的流体培养基中，通过工业发酵技术来大量繁殖冬虫夏草菌丝。因为天然冬虫夏草也是虫草菌利用蝙蝠蛾幼虫的体液来生长菌丝，后来菌丝占据全部虫体而形成冬虫夏草。这条人工生产途径如能研究成功，就可以用工业方法大量生产虫草菌丝，来满足医药和保健品方面的需用。关键问题是必须菌种正确。 因此如何准确地分离到真正的冬虫夏草菌，并科学地证明是虫草菌，就成为最最重要的主攻方向。真菌学界公认：全世界冬虫夏草有300多种，如要证明你得到的菌种是某种冬虫夏草的无性阶段，就必须能做到完成它的整个发育周期。也就是： 一、在无菌条件下，在容器中完成从菌丝----生长子座----生长子囊孢子的生长发育周期。“子座”(即虫草草的部分)相当高等植物的抽穗，最后要在子座上形成囊果并长出子囊孢子(相当高等植物的种子)，子囊孢子是真菌的有性阶段的种子，这种人工培养的种子(子囊孢子)如和野生的天然虫草的种子(子囊孢子)一样，这就证明是同一个种。在容器中灭菌培养的虫草菌生长到后期，在菌丝中还能长出一种无性孢子，称“分生孢子”，其特征是鉴定该菌在分类上与其他种区别的主要依据。 二、将分离到的菌直接接种到寄主虫(蝙蝠蛾幼虫)上要能形成与天然虫草完全相同的全株冬虫夏草。 以上两途径能完成一条，就可证实你分离到的菌种是冬虫夏草的纯培养真菌，即它的无性阶段。 目前瑞东科工贸有限公司用于工业化大规模生产的菌种就是沈南英研究员率先分离得到的，并在八十年代初和九十年代末先后都验证过的，也是在我国惟一做到的两种证明方法都能完成整个发育周期的正确虫草菌菌种。 我国著名虫草专家沈南英研究员是发现冬虫夏草无性阶段的第一人，而沈老为了这一研究课题付出了四十多年的心血和常人难以想象的代价。 1964年，沈南英研究员被调到青少从事草原研究。这期间他注意到有许多群众在挖一种药材----冬虫夏草，一种似草非草、似虫非虫的东西，这是什么?为什么有那么大的作用?好奇心驱使他萌发了研究虫草的念头，于是他走上了研究虫草的漫漫征程。沈南英和研究组的同志们每次上山都要挖回数百到数千条寄主虫，由于缺氧和过度疲劳，严重的高原反应使他头痛欲裂，胸闷似堵，浑身无力。但想研究虫草，实地考察，野外采挖是必不可少的。有时高原上变化无常的天气也给野外工作带来极大麻烦，沈南英硬是以坚强的意志挺了过来。这时有的领导认为沈南英是草原研究所的副所长，主业应当是草原，怎么迷上了虫草，认为他不务正业，而执着的沈南英丝毫没有放弃心中的理想，竟然顶着重重压力，坚持不懈地刻苦研究。 分离菌种并进行人工培养有两种方法----是组织分离法，采集未成熟的新鲜冬虫夏草，洗净，表面杀菌消毒，在无菌条件下切去外皮，避开肠道，切取白净组织，剪碎，接于他离培养基表面，在适宜温度下培养。一种是子囊孢子培养法，将尚未成熟的野生天然虫草移栽到有保护条件圃中，用消毒纸袋套在它的子座上，使弹出的子囊孢子附着在纸袋上，收取纸袋阴干，用离心方法净化，取得净化孢子，用消毒的土壤浸出液稀释，接种在分离培养基上在18℃室温培养，在低温显微镜下挑选已经萌发，四周没有杂菌污染的子囊孢子，移到灭菌培养皿中分离培养。 这两种分离培养方法的关键在于培养基，因为虫草菌寄生在蝙蝠蛾幼虫体内，这样就要求培养基的营养成份与蝙蝠蛾幼虫的体液类似。最初，不但要采集冬虫夏草用以分离菌种，而且还要挖取还没有被虫草菌寄生的蝙蝠蛾幼虫提取无菌体液制作培养基，如此，工作量就很大了，为了获更多的虫草寄主虫，作首次分离虫草菌的培养基，获得虫草菌后，还要找到可以取代寄主虫容易取材配制的培养基，沈南英经常在虫草采集区住下，风餐露宿，一边分离、培养，一边研究配制培养基的配方。不合适，还是不合适，对沈南英而言，他更熟悉的是失败，但他更清楚，每一次失败其实都是向成功走近了一步，哪怕只有一点点。终于他研究出与蝙蝠蛾幼虫体液一致的培养基配方，这不但使虫草真菌人工培养研究取得成功，而也使将来工业化发酵生产菌丝成为可能。 发酵生产 开发利用 发现了冬虫夏草的无性阶段----中华被毛孢并不是结束，作为一名科技工作者，沈南英想得更多的是通过什么方法可将人工培养的虫草菌丝工业化大规模生产出来，将科技转化为现实生产力，为社会、为人类做贡献，真正实现生产大量人工虫草菌丝为大众健康服务。于是沈南英又开始了跋涉，他不远千里来到杭州，与华东医药集团合作，利用制药厂的生产条件，作为中试实践基地，用虫草菌生产一种名为“百令”胶囊的新药，现在已是浙江省的名牌产品，成为同类药品中销量最大、药效最佳、用途很广的名牌新药。“百令”胶囊的成功开发是人工虫萆菌丝应用的第一步，是沈南英将自己的科研成果运用到企业生产中的第一次尝试，是人工虫草菌丝服务社会的第一次飞跃。 总结多年来的科研成果，沈南英研究员于1997年4月申请“中国冬虫夏草的的发酵生产方法”发明专利，该专利于2001年初被授予专利权。此项专利使工业化发酵生产菌丝得以实现，而且生产成本低，生产速度快，真菌纯净，无杂菌。 为更大规模的生产菌丝，更大范围的开发应用，沈南英一直在寻找更合适的合作伙伴。当遇到同样怀着“服务大众健康，振兴祖国医学”之心的企业家唐与山时，沈南英觉得多年的梦想终于可以实现了，双方一拍即合，这个结合是冬虫夏草走向科企结合之路，这个结合是冬虫夏草走向工业化大规模生产的开始，这个结合是冬虫夏草进一步开发利用的基点，这个结合是瑞东公司攀登生物科技高峰，摘取中药明珠的标志。 瑞东公司走生物高科技之路不是空中楼阁，以沈南英研究员为技术总监的专业科研队伍以沈老的一个专利、三项技术为开发应用的基石，即“中国冬虫夏草的发酵生产方法”发明专利，冬虫夏草菌种的人工分离技术、冬虫夏草的人工培养繁殖技术和冬虫夏草菌工业化生产技术，以此来实现人工虫草菌丝应用的第二次飞跃----开发下游产品，更大范围地为大众健康服务。 通过从天然虫草中分离得到菌种，实验室优选和扩大培养，在发酵蛾中进行工业化大规模生产三个步骤得到中华被毛孢菌丝。在培养与发酵过程中，环境与天然环境尽量一致，工业化生产的菌丝因发酵培养液，经过水解处理后进入罐中，无培养基残液，菌丝纯度高，又因菌种正中，与天然虫草寄主虫中的菌丝在有效成分、药理作用和临床功效相当，其中多糖与氨基酸含量上要超过天然虫草，而价格只有天然虫草的十分之一到二十分之一，在由此才使冬虫夏草这味名贵中药能走入寻常百姓家，供大众消费，实现中药处方中的天然冬虫夏草可用人工虫草菌丝替代。 “一个专利、三项技术”开创了人类人工生产虫草菌丝的新纪元，也是世界生物技术发展史上的里程碑，瑞东公司为大众健康做出贡献，为中药现代化做出贡献，为生物高科技企业做出了表率。 时下，正值万物复苏，春暖花开，年逾七旬的沈南英研究员又将率领瑞东公司的技术人员奔赴青藏高原分离菌种，这一年一度的实地采集对老专家而言已成为习惯，冬虫夏草每年在五月上旬期间长出地面，刚长出子座的虫草，虫体坚硬，体表杂菌尚未渗入虫体，是分离虫草菌的好时机，时不我待，要得到虫草菌真品----中华被毛孢是这样，发展企业又何尝不是如此呢!（ 佚名）

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