关山产香棒虫草生物学特性及药用价值研究

慕程 刘君奇 侯元利 师永军 秦文平 丁亚萍

【摘要】  关山华亭段铜矿沟位于陕西省陇县、甘肃省天水市张家川、甘肃省华亭市交汇处，为大陆季节气候。2007年中国铁路19局修建天平铁路时无意在此挖到香棒虫草，此后工作人员作为补益中药食用，无不良反应，西华农户采挖后小范围当虫草出售，未能明确其真正生物学特性及药用价值。为深入研究该虫草生物学特征，课题组驻入关山考察，对寄主蛴螬、孢菌体、生态环境、伴生植物、土壤监测与对比，请蒲训副教授鉴定子座形态、生物学归属、子囊壳的微细结构。收集香棒虫草样本到西安国联检测成分，与冬虫夏草从有机物、氨基酸、重金属比较，结合药理作用研究。从而明确其寄主、生长规律、海拔、伴生植物，土壤成分，药用价值，进一步推进香棒虫草研究。

【关键词】  关山产香棒虫草；寄主；菌孢体；生态环境；药用价值

中图分类号：R932        文献标识码：A

文章编号：1672-1721（2023）08-0104-04

DOI：10.19435/j.1672-1721.2023.08.035

关山华亭段铜矿沟位于陕西省陇县、甘肃省天水市张家川、甘肃省华亭市交汇处，为大陆季节气候，2007年中国铁路19局修建天平铁路时无意在此挖到香棒虫草，此后工作人员采挖、收购作为补益中药食用，无不良反应，西华农户采挖后也小范围当虫草出售。为澄清其生物学特征、生态环境、药用价值，课题组开展实地考察、研究。

1    寄主和孢菌体调查情况

1.1    寄主概况    2018年5月初在当地采药人带领下，笔者等赴甘肃平凉地区关山华亭段铜矿沟附近挖掘到金龜子（holotrichia koraicnsis）的幼虫，金龟子幼虫称为蛴螬（见封三图1），挖出后该虫不激惹下懒动，呈典型C形蜷缩，虫体圆柱形，淡黄色，头部褐色，咀嚼式口器，上颚显著，体壁较柔软多皱，体表疏生细毛。头大而圆，多为黄褐色，头顶生有左右对称的刚毛；宽约5～6 mm，蜷缩状态长约1.8～2.0 cm；寡足，有3对胸足，肛腹片后部钩状刚毛约20根，分布不均；钩状刚毛区周围有长刺。在山区林地、农田腐殖质多处常见，因其食植物地下根茎部，所以是森林及农业常见的害虫。据调查，越冬春季蛴螬爬上到表面土层中活动，5—6月初，老熟幼虫在土中化蛹，此时若被土壤中香棒虫草菌感染，则不能羽化为金龟子，死亡后僵化，入冬前僵虫头部长出子实体，约0.5～1 cm。次年春季，子实体以僵虫为基础，吸收土壤中营养迅速生长，并露出地面，成熟后子座上端孢子囊破裂，孢子随风播散，感染其他蛴螬，周而复始。子实体在考察中多为单生，少数也可双生。

1.2    菌孢体和生态环境    2022年5月下旬、6月初笔者等再次赴关山实地考察。5月底约2 h采挖香棒虫草（见图封三图2～3）5株，6月初约3 h采挖香棒虫草约45株。测定关山产香棒虫草生长海拔在1 800～2 100 m，经度106°，纬度35°，山体朝南，挖掘植被类别有：灌木、乔木、竹类。已辨认植物有：椴树、栎树、木姜子、白桦。生长地土壤：腐殖土，色呈黄黑色、黏度大、常有约3～5 cm厚的落叶覆盖。子实体：五月份长约2～3 cm、六月份长约3～5 cm。菌核部形态与蛴螬外形一致，颜色为淡黄色，较菌核颜色明显浅，体型较香棒虫草菌核大，头红褐色，有3对胸足、宽约5～6 mm，蜷缩状态长约1.8～2.0 cm。形成虫草菌核后宽约0.35～0.40 cm，蜷缩状态长约1.0～1.8 cm。夏季树木密闭度0.5以上。虫草密度：2022年6月测定长12 m、宽8 m范围内挖掘虫草约40根，在采挖过程中常可挖到节菖蒲。值得提出：关山生长中药贯众、细辛较多，然而在此次采挖香棒虫草生长密度最大处，未见生长。

1.3    子座形态、生物学归属、子囊壳的微细结构。

1.3.1    关山产香棒虫草鉴定一般信息，见表1。

1.3.2    子座形态    子座大多单身寄生于鞘翅目金龟子科幼虫前端。其无性型为巴恩束梗孢（stlbella barnesii Kobagasi ot shimin，1983），寄生于金龟子幼虫体内。

子座高可达7 cm，柱状至棒，粗约0.2 cm，光滑，柄部圆柱形，暗褐色，长5.5 cm、宽0.25～0.3 cm，子座下缘之一侧往往有缺口，新鲜时淡橙黄色，干后浅栗色。

1.3.3    关山产香棒虫草生物学归属    依据《中国真菌志》第三十二卷，关山产香棒虫草属于真菌门（Eumycophyta）、子囊菌纲（As-comycetas）、肉座菌目（Hypocreales）、麦角菌科（Claviceptaceae）、虫草属[Cordyceps （Fr.）Link]、香棒虫草种。又名巴恩斯虫草[1]、民间有部分采挖人称菖蒲虫草。香棒虫草寄主属于鞘翅目金龟子幼虫，蛴螬。

1.3.4    子囊壳形态    子囊壳测定情况：关山产香棒虫草子囊壳埋生，形状呈卵形或者圆锥形，330～360 μm×130～170 μm，孔口不外突，具薄壁组织的皮层。子囊圆柱形，具端柄，160～220 μm，仅子囊100～120 μm×6～8 μm。子囊孢子８个，一般断裂成２～40 μm×2 μm的小段。次生子囊孢子为柱状，4～5μm×1.5～2 μm[2]。

2    生长土壤检测    见表2～4。

3    药用价值研究

注：评价标准：CJ/T340—2016《绿化种植土壤》

3.1    关山产香棒虫草成分检测信息见表5。

3.2    无机元素含量见表6～7。

注：冬虫夏草系指灼烧残渣的百分含量

3.3    腺苷、甘露醇（虫草酸）见表8～9。

3.4    氨基酸含量    冬虫夏草氨基酸及其含量[经查阅《中华人民共和国药典》（2015）得知，其中无氨基酸详细信息]等数据参考相关文献（常泓，张婕[6]），文中标本产于青海，采购于北京同仁堂，见表10。

3.5    重金属含量见表11。

4    讨论

4.1    寄主和孢菌体调查情况    寄主金龟子幼虫蛴螬和关山产香棒虫草生长周围植被茂密 ，气候潮湿，在考察中大块石头下发现也有虫草生长，这可能与蛴螬生长习性和香棒虫草菌易在湿温条件下繁殖茂盛有关。此外依据虫类具有趋化性，而木姜子树有特殊香味，有可能是吸引蛴螬栖息此处的原因之一。在考察途中课题组发现，中药细辛、贯众较为常见，然而在香棒虫草生长周围未曾发现，据当地药农介绍，他们用细辛晒干驱除蚊虫，贯众也具有杀虫作用。作者推测，以上两味中药可能也同时具备驱除金龟子和蛴螬的作用。

4.2    土壤监测部分    在土壤监测项目，依据CJ/T340—2016《绿化种植土壤》，全氮、有效硅、有效硼不做要求；pH、有机质监测结果符合标准，有效钼、有效锌、有机磷、速效钾、有效钙、有效镁、有效铁、有效铜、有效锰、可溶性氯监测结果均达标准要求。

关山产香棒虫草土壤偏碱性，两种虫草生长土壤所含有机质偏多，均含有氮、磷、钾。

4.3    成分方面

4.3.1    无机物比较    关山产香棒虫草与冬虫夏草所含无机元素种类相同，但含量相差较大，香棒虫草钙、镁、锌含量远大于冬虫夏草。两种虫草自身比较，香棒虫草镁>钙>锌，而冬虫夏草镁>锌>钙。说明两种虫草在无机元素多样性方面具有一定的相似性，同时也存在种间差异性。

4.3.2    氨基酸比较    关山产香棒虫草与冬虫夏草所含氨基酸比较接近，但含量存在较大差异。

关山香棒虫草的优越性在于含量高于冬虫夏草的氨基酸有10种，占本文所分析15种氨基酸的66.67%，并且具有独特的生理功能；含有2种同时兼有营养必需、调节氮平衡和生糖三种作用的精氨酸和组氨酸；含有2种同时兼有营养必需和生酮两种作用的赖氨酸和缬氨酸；含有1种具有营养必需作用的苏氨酸；含有4种具有生糖作用的丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸。

4.3.3    重金属比较    关山产香棒虫草重金属含量通过比较：铜>铅>砷>镉>汞，冬虫夏草重金属含量通过比较：铜>砷>铅>汞>镉。参照《中国药典》2010年版（一部）对药材及其数据制剂的要求（铜≤20 mg/kg、铅≤5.0 mg/kg、砷≤2.0 mg/kg、镉≤0.3 mg/kg、汞≤0.2 mg/kg以下称药典重金属制剂要求）。关山产香棒虫草重金属：铜>药典重金属制剂要求、铅<药典重金属制剂要求、砷>药典重金属制剂要求、镉>药典重金属制剂要求、汞<药典重金属制剂要求。关山产香棒虫草重金属含量与冬虫夏草重金属含量比较：关山产香棒虫草铜含量>冬虫夏草铜含量、关山产香棒虫草铅含量>冬虫夏草铅含量、关山产香棒虫草砷含量<冬虫夏草砷含量、关山产香棒虫草镉含量>冬虫夏草镉含量、关山产香棒虫草汞含量<冬虫夏草汞含量。

4.3.4    甘露醇比較    关山产香棒虫草与冬虫夏草均含有甘露醇，因实验结果表述不同，无法比较含量。冬虫夏草未能找到相关数据，不与香棒虫草对比。

4.4    药理作用研究    赵越等[8]在小白鼠腹腔注射香棒虫草，结果显示，香棒虫草对小白鼠有明显的镇静作用，能减少自发活动，延长戊巴比妥所致小鼠睡眠时间，并能够显著增加小鼠腹腔吞噬细胞的吞噬功能。此外，香棒虫草还可以明显减少士的宁所致惊厥死亡，且无蓄积性毒性。李琛等[9]通过动物模型研究香棒虫草对免疫系统、镇静、抗缺氧、抗疲劳保肝等作用，且安全剂量较大。陈浩等[10]研究结果显示，香棒虫草80目菌粉细，具有降血脂、改善记忆力和抗衰老等作用。樊开珍等[11]研究表明，香棒虫草具有止咳，提高淋巴细胞转化，减少IL-1、IL-2、IL-6分泌及增加IgA、IgM和IgG分泌作用。此外民间用于治疗小儿惊风、肺气肿、慢性气管炎等症[12]。

5    总结

关山产香棒虫草金龟子（Holotrichia koraicnsis）的幼虫蛴螬，属于鞘翅目。关山产香棒虫草属于真菌门（Eumycophyta）、子囊菌纲 （As-comycetas）、 肉座菌目 （Hypocreales）、 麦角菌科 （Claviceptaceae）、虫草属[Cordyceps （Fr.）Link]、香棒虫草种。生长海拔在1 800～2 100 m，经度106°，纬度35°，山体朝南，寄主以食植物地下根茎部，5—6月初，老熟幼虫在土中化蛹，此时若被土壤中香棒虫草菌感染，则不能羽化为金龟子，则汲取土壤、僵虫营养，长出子实体，成为香棒虫草。而子实体形成孢子囊，破裂后孢子随风传播给别的蛴螬，周而复始。周围生态：植被茂密，乔木、灌木、竹类均有。伴生中药以节菖蒲最为常见。环境生态：生长地域气候潮湿，土壤富含腐殖质，符合CJ/T340—2016《绿化种植土壤》要求。

成分方面：关山产香棒虫草与冬虫夏草成分相近，香棒虫草镁>钙>锌，而冬虫夏草镁>锌>钙；香棒虫草的氨基酸优越性在于含量高于冬虫夏草的氨基酸有10种；关山产香棒虫草重金属含量与冬虫夏草重金属含量比较：关山产香棒虫草铜含量>冬虫夏草铜含量、关山产香棒虫草铅含量>冬虫夏草铅含量、关山产香棒虫草砷含量<冬虫夏草砷含量、关山产香棒虫草镉含量>冬虫夏草镉含量、关山产香棒虫草汞含量<冬虫夏草汞含量。

甘露醇比较：关山产香棒虫草与冬虫夏草均含有甘露醇，因实验结果表述不同，无法比较含量。

通过综上检测与对比得出：关山产香棒虫草，寄主蛴螬、香棒虫草菌，菌易于关山生态环境中生长繁衍，并且关山仅从监测土壤符合CJ/T340—2016《绿化种植土壤》要求。药用价值方面：关山产香棒虫草与冬虫夏草成分有相同点，同时具有自身优势，结合香棒虫草药理作用研究，得出作为一种新型虫草关山产香棒虫草具有较高药用价值，建议开展更深层的挖掘和保护。

参考文献

[1]    上海农业科学院食用菌研究所.中国食用菌志[M].北京：中国农业出版社，1996：13.

[2]    慕程，张弢，宁宝华.华亭产香棒虫草的生药学研究[J].甘肃医药，2018，10（37）：930-931.

[3]    麻秀芳，柴秋彦，侯霄.香棒虫草生态环境的调查研究处报[J].中药通报，1986，11（1）：13-14.

[4]    郭跃伟，王世民，高俊德，等.香棒虫草与冬虫夏草化学成分的比较研究[J].中药通报，1985，10（3）：33-35.

[5]    杨宏度，马紫亮，孙同钦，等.香棒虫草与冬虫夏草化学成分[J].中药通报，1985，10（5）：194-195.

[6]    常泓，张婕.香棒虫草与冬虫夏草概略养分和氨基酸成分的分析[J].山西农业大学学报，2001，19（2）：156-158.

[7]    盧恒，徐宁，孟繁蕴.冬虫夏草重金属的含量测定和健康风险评价[J].环境化学，2017，36（5）：1003-1008.

[8]    赵越，刘德宽，程霞.香棒虫草与冬虫夏草药理作用比较[J].中药药理与临床，1985，1（1）：17-20.

[9]    李琛，李松梅.山西特有香棒虫草的药理作用比较[J].中国药物与临床，2019，19（17）：2893-2897.

[10]    陈浩，常泓.香棒虫草与冬虫夏草 降血脂及延缓衰老功能比较研究[C].泛环渤海地区生物化学与分子生物交流会，2011.

[11]    樊开珍，连云岚.香棒虫草药用价值及品质研究[Z].山西省食品药品检验所，2018.

[12]    秦文平，秦媛.香棒虫草研究进展[J].黑龙江科学，2021，12（16）：54-55.

（收稿日期：2022-12-11）