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珍峰冬虫夏草知识库 / 产区地理

紫外线不是敌人:虫草长草那一步,可能正需要被「氧化」一下

产区地理约 1300 字

高原上有三样东西对生命不友好:缺氧、低温、强紫外。

按常理,这三样都该是虫草要对抗的。但有一份研究给出的图景不太一样——至少紫外那一样,可能是它需要的。

一、先说活性氧是什么

紫外线照到细胞上,会产生活性氧(ROS)——一类化学性质很活泼的含氧分子。

活性氧多了会伤害细胞,这是常识。但生物体也用它当信号。 浓度高低、出现在什么时候,本身就是一种指令。

二、这份研究做了什么

PeerJ》2021 年(Tong 等,通讯作者郭晋林),用 iTRAQ 蛋白组技术比较虫草的三个阶段:

阶段状态
ST 菌核被菌丝包裹的僵虫,还没长草
PR 原基草头刚要冒出来的那一步
MF 成熟子实体完整的虫草

规模:共鉴定 1875 种蛋白,其中 1343 种存在显著差异

对比差异蛋白数
菌核 vs 原基510 种
原基 vs 成熟173 种
菌核 vs 成熟514 种

三个阶段共享的差异蛋白只有 62 种,而与活性氧代谢相关的差异蛋白有 34 种。

中国冬虫夏草第一县 · 青海杂多
中国冬虫夏草第一县 · 青海杂多

三、结论:活性氧在三个阶段各司其职

作者提出的说法是——活性氧以「梯度依赖」的方式调控子实体发育:

阶段活性氧在做什么
菌核期参与真菌的致病过程(也就是把虫拿下的那一步)
原基期参与子实体的启动——草头开始长
成熟期触发有性生殖高原适应

「梯度依赖」的意思是:不是越多越好,也不是越少越好,而是在对的阶段有对的量。

高原之上
高原之上

四、这跟基因组那篇对上了

《虫草菌的基因组:四分之三是「跳跃基因」》里提过一组数字:

现在把两篇放一起看,图景就完整了:

它不是简单地「抵抗」紫外,而是把紫外带来的活性氧,做成了自己发育流程里的一个开关。

而要玩这个把戏,就得先有一整套能精确管理活性氧的酶系统——42 个过氧化物酶就是那套家伙什。

这份研究里还提到,超氧化物歧化酶(SOD)与「光依赖型的颈部定位」相关——也就是说,草头往哪儿长、怎么定位,可能跟光有关。

源头的不容易
源头的不容易

五、所以「换个地方就长不出来」是有道理的

《长出那根「草」,是最难跨的一步》里说过:菌丝长满虫体不难,难的是长子座。

现在能说得更具体一点:长子座这一步要的不只是低温,可能还要那份只有高原才有的强紫外。

实验室里可以控温、可以控湿、可以配基质,但要把海拔四千多米那种紫外强度和光照节律复刻出来,是另一回事。

六、写在最后

作者对这项工作的意义写得很克制:理解子实体发育的生物学与高原适应,将有助于这种珍贵真菌的大规模培育与可持续利用。 没有给出具体的培育操作建议。

我们也不替它加。

只是这件事本身挺有意思——我们眼里的「环境恶劣」,在它那里可能是「条件刚好」。 一根草长在四千五百米以上,不是因为它耐得住,而是因为它需要那个地方的全部。

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出处:Tong 等,iTRAQ-based comparative proteome analyses of different growth stages revealing the regulatory role of reactive oxygen species in the fruiting body development of *Ophiocordyceps sinensis*,*PeerJ*,2021,DOI: 10.7717/peerj.10940。

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