昆虫病原菌玫烟色棒束孢及其代谢产物研究进展

常瑞刚， 罗都强

(河北大学 生命科学学院， 河北 保定 071002)

虫生病原真菌资源丰富、种类繁多，是能够在寄主正常生理条件下入侵昆虫体内寄生、完成生命活动使昆虫发病致死的真菌[1]。近年来，因化学杀虫剂的广泛使用，自然界中昆虫抗药性也逐渐增强，而因虫生真菌侵染致死昆虫过程中能产生具有杀虫活性的代谢产物——真菌毒素，也产生很多具有其他生物活性的物质，故对其虫生真菌及其次级代谢产物的研究日益成为学界发现药物先导化合物的热点，是代替化学防治剂的候选者。简要概述了目前国内外虫生病原真菌玫烟色棒束孢及其次级代谢产物研究现状，旨在为玫烟色棒束孢进一步深入研究及生物防治和人类药物治疗提供参考。

1 昆虫病原菌概况

玫烟色棒束孢(Isariafumosorosea)因曾被划分为拟青霉属[2]，故亦称玫烟色拟青霉(Paecilomycesfumosoroseus)，作为一种重要的昆虫病原真菌，其地理分布和寄主范围广泛，可寄生同翅目、双翅目等多种昆虫，是茶树、蔬菜等果树害虫的重要致病菌[3]。

微生物维持自身生命活动需要一定的营养和繁殖条件，其中温度、湿度、光照、相对pH以及菌株来源和寄主种类等可对真菌孢子萌发、菌丝生长及产孢能力、真菌的稳定性和杀虫活性产生不同程度影响[4]。玫烟色棒束孢主要分布在热带及亚热带地区，此外在海拔较高的高寒地区也有分布[5]，而昆虫病原真菌玫烟色棒束孢可在中低温环境下生长繁殖，并在短时期内成熟并具备产孢能力[6]，又因其分布广、易培养，多分布于土壤中[7]，且对人及环境安全无毒，既作为极具生物防治应用潜力的虫生病原真菌，同样也作为生物农药而被广泛关注。

2 玫烟色棒束孢及其代谢产物

玫烟色棒束孢在代谢过程中同大多数虫生病原真菌一样，在侵染昆虫及离体培养过程中均有毒素产生。研究发现，玫烟色棒束孢的代谢产物白僵菌素、白僵菌交酯及青霉素等能够抑制烟蚜乙酰胆碱酯酶活性，阻断昆虫神经传导，使昆虫生理生化过程受到影响和破坏，从而导致昆虫死亡[8]。此外，玫烟色棒束孢代谢产物不仅有杀虫活性，还含有促进植物生长等其他生理活性的生长激素类物质[9]。方祺霞等[10]曾报道，玫烟色棒束孢制剂中含有促进多种植物生长的808生物制剂等物质，可使茶叶产量提高约30%。玫烟色棒束孢在入侵昆虫体壁的过程中还能分泌高分子蛋白毒素如胞外蛋白酶、几丁质酶、脂肪酶和淀粉酶等，可达到降解蛋白质、几丁质和脂类等体壁组成成分的作用，从而辅助真菌致死宿主[11]。杨斌等[12]研究发现，玫烟色拟青霉能够产生易溶于甲醇、丙酮、乙酸乙酯，部分溶解于氯仿的中等极性杀虫活性物质，且稳定性较强，其对蚜虫和粉虱毒杀活性较高，对小蠹虫、菜青虫等毒杀活性较低，具有一定的选择性。TALONTSI等[13]从1株拟青霉属真菌CAFT 156中得到1个新的具有抗菌及细胞毒性的多聚乙酰化合物paeciloside A，其中化合物1、2、4和5具有抗革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)活性。张军[14]于玫烟色棒束孢次级代谢产物中共分离得到15个单体化合物，均为该菌中首次发现的天然产物，其中4个为新化合物，分别为2个倍半萜类化合物和2个生物碱类天然色素，其中一种新吡啶酮生物碱类物质被命名为玫烟菌素(Fumosorinone)，经过初步的活性筛选，表明其对蛋白质酪氨酸磷酸酶PTP1B有较好的抑制效果。HAN等[15]研究表明，病原性真菌玫烟色拟青霉将成为防治甜菜夜蛾的一种有效的生物防治剂。刘灵霞等[16]首次从虫生真菌玫烟色棒束孢中分离得到新的蛋白质酪氨酸磷酸酶PTP1B抑制剂，对其化学结构以及药理活性和生物合成途径进行了研究，其可用于制备和预防糖尿病、肥胖及癌症的药物组合物[17]。类黄酮作为具有广泛生物活性的植物次生代谢产物，主要以糖苷的形式存在于自然界中，其提取工艺不仅复杂且成本较高[18]。DYMARSKA[19-20]团队首次报道Isaria微生物在类黄酮衍生物生物转化中应用，从昆虫中分离出了3株昆虫病原菌IsariafumosoroseaKCH J2，I.farinosa(J1.4 and J1.6)，并通过使用昆虫病原真菌玫烟色棒束孢作为生物催化剂进行生物转化获得类黄酮的衍生物。SIMCIKOV等[21]设计了从虫生真菌玫烟色棒束孢制备白僵菌交酯、胆固醇酰基转移酶抑制剂天然混合物的一种新颖快速分离方法，为经济且有效地分离制备白僵菌交酯提供参考。

3 展望

近年来，玫烟色棒束孢作为一种具有应用潜力的虫生真菌研究增多，但其对寄主昆虫致病过程机理以及生物安全性等方面仍需要进一步研究；此外，还需多方面了解当下农作物害虫防治现状，并借助日益发展的现代生物学技术与基因工程操作手段，明确玫烟色棒束孢与昆虫、植物间的相互作用方式，加大对玫烟色棒束孢次生代谢产物的应用研究，包括其次生代谢产物的种类、化学性质以及药理活性等，使其不止停留在药物先导化合物的层面上，而真正意义上实现其在害虫防治中的作用。