羊肚菌分類、分布及分子遺傳學(xué)研究現(xiàn)狀

李淵

（太原供水集團(tuán)有限公司，山西太原030009）

羊肚菌分類、分布及分子遺傳學(xué)研究現(xiàn)狀

李淵

（太原供水集團(tuán)有限公司，山西太原030009）

羊肚菌是一種珍稀而著名的食用菌，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；耘?，市場(chǎng)供不應(yīng)求。羊肚菌的子實(shí)體形態(tài)多種多樣，種類界定困難，種間和種內(nèi)劃分也比較混亂。從分類學(xué)、分布和分子遺傳學(xué)等方面對(duì)羊肚菌的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，分析了羊肚菌在分子生物學(xué)和形態(tài)學(xué)分類上相互矛盾的問(wèn)題,以期為羊肚菌的正確分類、起源、傳播和早日實(shí)現(xiàn)人工栽培提供理論依據(jù)。

羊肚菌；分類；分布；分子遺傳學(xué)

羊肚菌（Morchella）又被稱為羊肚蘑、羊肚菜和陽(yáng)雀菌等，外表酷似羊的肚子，是一種珍稀而著名的食用菌，具有很高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值，深受消費(fèi)者青睞。

羊肚菌的子實(shí)體做菜煲湯都十分美味，其含有很多人體所需的維生素和必需氨基酸，是不可多得的美味佳肴。在歐洲各地，羊肚菌作為食品的美味程度僅次于塊菌，是貴族們的最愛(ài)。我國(guó)的《食療本草》中對(duì)羊肚菌描述為：“甘寒無(wú)毒，化痰理氣、益腸胃”。羊肚菌的菌絲體內(nèi)含有大量的多糖等有效成分，能夠抗輻射、抗誘變、抗病毒及抗腫瘤，且可以減少放療過(guò)程帶來(lái)的各種副作用[1-3]。干制的羊肚菌供不應(yīng)求，市場(chǎng)售價(jià)昂貴。目前，由于羊肚菌的人工栽培尚處于起步階段，產(chǎn)量低，主要來(lái)自野生采集，導(dǎo)致羊肚菌瀕臨滅絕。所以，合理利用及有效保護(hù)羊肚菌資源已迫在眉睫。

由于羊肚菌具有極高的食藥用價(jià)值，其一直是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。筆者從分類學(xué)地位、分布、分子系統(tǒng)學(xué)和遺傳多樣性等方面對(duì)羊肚菌的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，旨在為羊肚菌的正確分類、起源、傳播以及早日實(shí)現(xiàn)人工栽培提供理論依據(jù)。

1 分類

羊肚菌屬隸屬于子囊菌門（Aseomyeota）盤菌目（Pezizales）羊肚菌科（Morchellaceae），其中，羊肚菌科由皺盤菌屬（Disciotis）、鐘菌屬（Verpa）和羊肚菌屬（Morchella）3個(gè)屬組成[4-5]。3個(gè)屬在子囊果形態(tài)、地理分布及多樣性等方面存在顯著差異（表1）。

根據(jù)系統(tǒng)學(xué)分類及《國(guó)際藻類、真菌、植物命名法規(guī)》，羊肚菌屬的正確名稱為Morchella Dill ex Pers.，1801年確定模式種為Morchella esculenta（L.）Pers。在羊肚菌科中，鐘菌屬和皺盤菌屬的種類很少，種間分類清晰，界限明確，容易鑒定；而羊肚菌屬的物種多樣性最為豐富。羊肚菌屬長(zhǎng)期被地理變化和生活環(huán)境等多個(gè)因素影響，使其具有復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)方式和生活史，致使羊肚菌的子實(shí)體形態(tài)多種多樣，種類界定也十分困難，屬內(nèi)種間的分類和種的劃分比較混亂（表2）。

表2 羊肚菌屬的種類劃分

2 分布

羊肚菌屬低溫、高濕的真菌，喜陰，有著多樣的植被類型和生境，受海拔限制不明顯，在北半球的溫帶地區(qū)都有分布[11]（圖1）。我國(guó)羊肚菌產(chǎn)量最大的地區(qū)是四川和云南，其次是甘肅和陜西，這4個(gè)地區(qū)的產(chǎn)量大約占到全國(guó)總產(chǎn)量的50%，每年收購(gòu)約100 t的干品[12]。

羊肚菌科的物種主要分布于北溫帶，其中，紅褐羊肚菌（M.rufobrunnea）和危地馬拉羊肚菌（M. guatemalemis）[13]分布在中美洲，部分物種零星分布在澳洲（Pilz等[14]認(rèn)為，澳洲的羊肚菌是白人從北半球引入的）、美國(guó)加利福尼亞地區(qū)（具有亞熱帶氣候）、地中海地區(qū)和中東地區(qū)等[15]。世界上羊肚菌資源較多的國(guó)家有中國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、加拿大、德國(guó)、巴基斯坦、印度等[16]。

皺盤菌屬和鐘菌屬在我國(guó)四川、西藏等地均有分布，單生于林地或草地中；據(jù)統(tǒng)計(jì)，羊肚菌屬在我國(guó)分布有18種，主要分布在山東、遼寧、內(nèi)蒙古、云南、甘肅、四川、陜西、河南、青海等28個(gè)省市自治區(qū)（表3）[17-22]。

表3 我國(guó)羊肚菌屬的種類、生境及分布

3 分子遺傳學(xué)

關(guān)于羊肚菌的分子遺傳學(xué)已經(jīng)有很多的研究（表2），使用的分子標(biāo)記涉及隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA，RAPD）、簡(jiǎn)單序列重復(fù)區(qū)擴(kuò)增多態(tài)性（Inter-simple Sequence Repeat，ISSR）、核糖體DNA內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（Nuclear Ribosomal DNA Internal Transcribed Spacer，nrDNA ITS）的序列以及LSU，EFla，RPB1，RPB2序列等。近年來(lái)，在羊肚菌屬的系統(tǒng)分類研究中，與分子生物學(xué)有關(guān)的研究手段逐步被引入[23-24]。針對(duì)特定的DNA序列，通過(guò)比較同源性，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，探討系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系是分子系統(tǒng)學(xué)研究的有效方法。

3.1 利用RAPD，RFLP和微衛(wèi)星手段進(jìn)行分析

劉文叢等[21]選擇了56個(gè)羊肚菌菌株（滇西北地區(qū)），應(yīng)用ISSR-PCR技術(shù)討論了遺傳多樣性，結(jié)果顯示，親緣關(guān)系和地理距離明顯相關(guān)；經(jīng)同工酶分析顯示，小美味羊肚菌（M.deliciosa）是美味羊肚菌（M.esculenta）的同物異名[25]。陳吉岳等[26]運(yùn)用RAPD分析技術(shù)，將15個(gè)來(lái)自各地的羊肚菌完全區(qū)分，羊肚菌的遺傳特點(diǎn)被準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)。

3.2 利用rDNA ITS序列為主進(jìn)行分析

Buscot等[27]研究結(jié)果證實(shí)，ITS序列適用于區(qū)分種間差異。依據(jù)形態(tài)學(xué)分類，羊肚菌被分為黃色羊肚菌群（Yellow morel）、半開(kāi)羊肚菌群（Half morel）、黑色羊肚菌群（Black morel）和紅褐色羊肚菌群（Red-brown blushingmorel）4個(gè)群體[28-30]?；贗TS序列，桂明英[16]和劉文叢[31]都對(duì)不同羊肚菌樣品進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果顯示，ITS序列可以很好地區(qū)分各個(gè)樣品，但與依據(jù)形態(tài)學(xué)建立的各個(gè)種無(wú)法對(duì)應(yīng)，即分子鑒定結(jié)果與形態(tài)學(xué)分類存在差異。

3.3 多基因聯(lián)合分析

多基因聯(lián)合分析法就是通過(guò)多基因構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)進(jìn)行物種界定，該法減少了對(duì)物種的主觀劃分，廣泛應(yīng)用于真菌的系統(tǒng)學(xué)研究中[31-34]?；赗PB1和ITS序列，在經(jīng)典形態(tài)學(xué)分類的基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)的羊肚菌支系的祖先類群進(jìn)行分析，說(shuō)明羊肚菌是從西部傳播至東部的[35]。O'Donnell等[36]基于LSU，EFla，RPB1和RPB2這4個(gè)基因片段，對(duì)羊肚菌屬進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育研究，結(jié)果表明，羊肚菌屬由變紅羊肚菌支系（Rufob ea-Clade）（包括32個(gè)種）、黃色羊肚菌支系（Esculenta Clade）（包括16個(gè)種）和黑色羊肚菌支系（Elata Clade）（包括1個(gè)種）構(gòu)成，以形態(tài)學(xué)分類界定的半開(kāi)羊肚菌類被劃分為黑色羊肚菌支系[37]。杜習(xí)慧[38]基于ITS，LSU，EFl-a，RPB1和RPB2共5個(gè)基因片段聯(lián)合分析，結(jié)果顯示，羊肚菌屬由61個(gè)系統(tǒng)發(fā)育學(xué)物種構(gòu)成（包括黑色羊肚菌支系33種、變紅羊肚菌支系1種和黃色羊肚菌支系27種）。

4 討論及展望

羊肚菌屬不同物種的分布格局差異較大，其中，22.4%的物種為洲際廣布種，77.6%的物種為地區(qū)特有物種[36]（地區(qū)特有物種中大約有30個(gè)物種分布于東亞，其中有20個(gè)物種屬于地區(qū)特有種）。在歐洲，以土耳其、法國(guó)、丹麥、德國(guó)和瑞典等國(guó)為主的分布區(qū)內(nèi)共有23個(gè)物種（包括5個(gè)黃色羊肚菌物種和18個(gè)黑色羊肚菌物種），其中包括近期和早期分化形成的物種（有13個(gè)物種屬于地區(qū)特有種）；在北美洲分布區(qū)內(nèi)共有19個(gè)物種（包括5個(gè)黃色羊肚菌物種和14個(gè)黑色羊肚菌物種），以基部物種為主。由此得出結(jié)論，羊肚菌屬的物種多樣性的中心在我國(guó)或東亞[38]。搞清楚東亞的羊肚菌遺傳分布可以更好地對(duì)其起源和傳播進(jìn)行解釋。

羊肚菌的種類多樣性十分豐富，單一的分子標(biāo)記技術(shù)（如PCR-RAPD和PCR-ITS）無(wú)法準(zhǔn)確鑒定其歸屬。盡管已經(jīng)運(yùn)用大量的分子生物學(xué)和形態(tài)學(xué)對(duì)羊肚菌進(jìn)行了研究，但在分類上依然存在分子生物學(xué)和形態(tài)學(xué)相互矛盾的現(xiàn)象，分歧始終貫穿于羊肚菌屬的分類系統(tǒng)中。我國(guó)作為全世界34個(gè)物種多樣性地區(qū)之一，幅員遼闊，植被類型和氣候多樣，為羊肚菌的生長(zhǎng)繁殖提供了良好的條件，我國(guó)可能還有許多新的、未知的種類有待去發(fā)現(xiàn)，還有許多需要重新鑒別的種類和標(biāo)本等待去研究。

研究羊肚菌的最終目標(biāo)就是要利用它們?yōu)槿祟愒旄?，羊肚菌要?shí)現(xiàn)規(guī)?；斯ぴ耘噙€有很長(zhǎng)的路要走，該方面已有很多研究[39-43]，期待羊肚菌規(guī)模化栽培能夠早日實(shí)現(xiàn)。

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Research Status on Taxonomy,Distribution and Molecular Genetics ofMorchella esculenta（L.）Pers

LI Yuan
（Taiyuan Water Supplygroup Co.，Ltd.，Taiyuan 030009，China）

Morchella esculenta（L.）Pers is rare and best-known edible fungi and it has veryhigh nutritional value.It has not been implemented in large scale cultivation and the market demand.The morphology of fruiting body variety is diversity and hard to define. Interspecific and intraspecific division is chaotic.Here,the paper reviews recent research progresses of its taxonomy,distribution, molecular genetics developments,discusses the major issues remainingin the current research for these two fungal organisms and suggest the approaches for future studies.The molecular taxonomy and morphology taxonomy of morels are mutually contradictory in order to provide some references for the correct classification of morels,origin and spread.The early realization of artificial cultivation is worth for lookingforward.

Morchella esculenta（L.）Pers;taxonomy;distribution;molecular genetics

S646.7

A

1002-2481（2016）04-0565-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.36

2016-04-05

李淵（1987-），男，山西絳縣人，助理工程師，主要從事微生物學(xué)研究及相關(guān)水質(zhì)檢測(cè)工作。