李淵

（太原供水集團有限公司，山西太原030009）

羊肚菌分類、分布及分子遺傳學研究現(xiàn)狀

李淵

（太原供水集團有限公司，山西太原030009）

羊肚菌是一種珍稀而著名的食用菌，具有很高的營養(yǎng)價值，尚未實現(xiàn)規(guī)模化栽培，市場供不應求。羊肚菌的子實體形態(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、分布和分子遺傳學等方面對羊肚菌的研究現(xiàn)狀進行綜述，分析了羊肚菌在分子生物學和形態(tài)學分類上相互矛盾的問題,以期為羊肚菌的正確分類、起源、傳播和早日實現(xiàn)人工栽培提供理論依據(jù)。

羊肚菌；分類；分布；分子遺傳學

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

羊肚菌的子實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。我國的《食療本草》中對羊肚菌描述為：“甘寒無毒，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，且可以減少放療過程帶來的各種副作用[1-3]。干制的羊肚菌供不應求，市場售價昂貴。目前，由于羊肚菌的人工栽培尚處于起步階段，產(chǎn)量低，主要來自野生采集，導致羊肚菌瀕臨滅絕。所以，合理利用及有效保護羊肚菌資源已迫在眉睫。

由于羊肚菌具有極高的食藥用價值，其一直是近年來研究的熱點。筆者從分類學地位、分布、分子系統(tǒng)學和遺傳多樣性等方面對羊肚菌的研究現(xiàn)狀進行綜述，旨在為羊肚菌的正確分類、起源、傳播以及早日實現(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個屬組成[4-5]。3個屬在子囊果形態(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)學分類及《國際藻類、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。羊肚菌屬長期被地理變化和生活環(huán)境等多個因素影響，使其具有復雜的營養(yǎng)方式和生活史，致使羊肚菌的子實體形態(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個地區(qū)的產(chǎn)量大約占到全國總產(chǎn)量的50%，每年收購約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]認為，澳洲的羊肚菌是白人從北半球引入的）、美國加利福尼亞地區(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家有中國、法國、美國、加拿大、德國、巴基斯坦、印度等[16]。

皺盤菌屬和鐘菌屬在我國四川、西藏等地均有分布，單生于林地或草地中；據(jù)統(tǒng)計，羊肚菌屬在我國分布有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個省市自治區(qū)（表3）[17-22]。

表3 我國羊肚菌屬的種類、生境及分布

3 分子遺傳學

關于羊肚菌的分子遺傳學已經(jīng)有很多的研究（表2），使用的分子標記涉及隨機擴增多態(tài)性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA，RAPD）、簡單序列重復區(qū)擴增多態(tài)性（Inter-simple Sequence Repeat，ISSR）、核糖體DNA內(nèi)轉錄間隔區(qū)（Nuclear Ribosomal DNA Internal Transcribed Spacer，nrDNA ITS）的序列以及LSU，EFla，RPB1，RPB2序列等。近年來，在羊肚菌屬的系統(tǒng)分類研究中，與分子生物學有關的研究手段逐步被引入[23-24]。針對特定的DNA序列，通過比較同源性，構建系統(tǒng)發(fā)育樹，探討系統(tǒng)進化關系是分子系統(tǒng)學研究的有效方法。

3.1 利用RAPD，RFLP和微衛(wèi)星手段進行分析

劉文叢等[21]選擇了56個羊肚菌菌株（滇西北地區(qū)），應用ISSR-PCR技術討論了遺傳多樣性，結果顯示，親緣關系和地理距離明顯相關；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]運用RAPD分析技術，將15個來自各地的羊肚菌完全區(qū)分，羊肚菌的遺傳特點被準確地表達出來。

3.2 利用rDNA ITS序列為主進行分析

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

3.3 多基因聯(lián)合分析

多基因聯(lián)合分析法就是通過多基因構建系統(tǒng)發(fā)育樹進行物種界定，該法減少了對物種的主觀劃分，廣泛應用于真菌的系統(tǒng)學研究中[31-34]?；赗PB1和ITS序列，在經(jīng)典形態(tài)學分類的基礎上，對中國的羊肚菌支系的祖先類群進行分析，說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個基因片段，對羊肚菌屬進行系統(tǒng)發(fā)育研究，結果表明，羊肚菌屬由變紅羊肚菌支系（Rufob ea-Clade）（包括32個種）、黃色羊肚菌支系（Esculenta Clade）（包括16個種）和黑色羊肚菌支系（Elata Clade）（包括1個種）構成，以形態(tài)學分類界定的半開羊肚菌類被劃分為黑色羊肚菌支系[37]。杜習慧[38]基于ITS，LSU，EFl-a，RPB1和RPB2共5個基因片段聯(lián)合分析，結果顯示，羊肚菌屬由61個系統(tǒng)發(fā)育學物種構成（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個物種分布于東亞，其中有20個物種屬于地區(qū)特有種）。在歐洲，以土耳其、法國、丹麥、德國和瑞典等國為主的分布區(qū)內(nèi)共有23個物種（包括5個黃色羊肚菌物種和18個黑色羊肚菌物種），其中包括近期和早期分化形成的物種（有13個物種屬于地區(qū)特有種）；在北美洲分布區(qū)內(nèi)共有19個物種（包括5個黃色羊肚菌物種和14個黑色羊肚菌物種），以基部物種為主。由此得出結論，羊肚菌屬的物種多樣性的中心在我國或東亞[38]。搞清楚東亞的羊肚菌遺傳分布可以更好地對其起源和傳播進行解釋。

羊肚菌的種類多樣性十分豐富，單一的分子標記技術（如PCR-RAPD和PCR-ITS）無法準確鑒定其歸屬。盡管已經(jīng)運用大量的分子生物學和形態(tài)學對羊肚菌進行了研究，但在分類上依然存在分子生物學和形態(tài)學相互矛盾的現(xiàn)象，分歧始終貫穿于羊肚菌屬的分類系統(tǒng)中。我國作為全世界34個物種多樣性地區(qū)之一，幅員遼闊，植被類型和氣候多樣，為羊肚菌的生長繁殖提供了良好的條件，我國可能還有許多新的、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本等待去研究。

研究羊肚菌的最終目標就是要利用它們?yōu)槿祟愒旄?，羊肚菌要實現(xiàn)規(guī)模化人工栽培還有很長的路要走，該方面已有很多研究[39-43]，期待羊肚菌規(guī)?；耘嗄軌蛟缛諏崿F(xiàn)。

［1］黃年來，林志彬，陳國良，等.中國食藥用菌學[M].上海：上?？茖W技術文獻出版社，2010：1375-1396.

［2］李燁，溫魯.羊肚菌的研究與開發(fā)[J].中國食用菌，2004，23（1）：6-7.

［3］趙琪，康平德，戚淑威，等.羊肚菌資源現(xiàn)狀及可持續(xù)利用對策[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2010，23（1）：266-269.

［4］Kirk P M，Cannon P F，David J C，et al.Dictionary of the fungi[M]. 9th ed.UK：CABI，2001.

［5］陳建軍，伍曉洪，劉振乾.羊肚菌生態(tài)位及其培養(yǎng)技術研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（2）：638-639.

［6］Brock T D.Studies on culture of morchella[J].Mycologia，1951，43：402-422.

［7］Seaver H L.The Great Revolt in Castile：A study of the comunero movement[M].NewYork：Octagon Books，1928：1520-1521.

［8］Jacquetant E.Les morilles：The morels[M].Lausanne，Switzerland：Piantanida，1984：114.

［9］Hallen H，Volk T，Adams G.May is morel month in Michigan[M]. East Lansing，MI：Michigan State UniversityExtension，2001：35.

［10］Bunyard B A，Nicholson MS，Royse D J.Phylogenetic resolution of Morchella，Verpa and Disciotis based on restriction enzyme analysis ofthe 28s ribosomal gene[J].Experimental Mycology，1995，19：223-233.

［11］桂明英，朱萍，郭永紅，等.頂尖羊肚菌生物學特性初步研究[J].中國野生植物資源，2002（8）：7-9.

［12］朱斗錫.羊肚菌人工栽培研究進展[J].中國食用菌，2008，27（4）：3-5.

［13］Guzman G，Tapia F.The known morels in Mexico，a description ofa new blushing species，Morchella mfobrunnea，and new date on M. Guatemalasis[J].Mycologia，1998，90（4）：705-714.

［14］Pilz D，McLain R，Alexander S，et al.Ecology and management of morels harvested from the forests of Western North America[J]. USDAGeneral Technical Report，2007（1）：1-61.

［15］Goldway M，Amir R，Goldber D，et al.Morchella conica exhibiting a long fruiting season[J].Mycohgical Research，2000，104（8）：1000-1004.

［16］桂明英.滇西北地區(qū)羊肚菌屬遺傳多樣性及保護生物學研究[D].昆明：云南大學，2009.

［17］任丹丹.ITS序列在羊肚菌屬中的進化規(guī)律及其系統(tǒng)學意義[D].昆明：云南大學，2013.

［18］謝占玲，謝占青.羊肚菌的研究綜述[J].青海大學學報：自然科學版，2007，25（2）：36-40.

［19］朱林，程顯好，田吉騰.羊肚菌的研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2008，36（10）：4054-4057.

［20］才曉玲，何偉，安福全，等.羊肚菌分子分類及人工培養(yǎng)研究現(xiàn)狀[J].大理學院學報，2013，12（4）：44-47.

［21］劉文叢，劉穎，郭相，等.滇西北地區(qū)羊肚菌的分子鑒定及ITS序列分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2012，40（3）：31-34.

［22］何培新，樓海軍，申進文.鄭州市粗柄羊肚菌生境調查分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2009（2）：95-97.

［23］楊祝良.基因組學時代的真菌分類學：機遇與挑戰(zhàn)[J].菌物學報，2013，32（6）：931-946.

［24］Geiser DM，Pitt J I，Taylor J W.Cryptic specialion and recombination in the aflatoxin producing fungus Aspergillus flavus[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States ofAmerica，1998，95：388-393.

［25］Yoon C S，Gessner R V，Romano M A.Population genetics and systematics of the Morchella esculenta complex[J].Mycologia， 1990，82：227-235.

［26］陳吉岳，劉培貴.國產(chǎn)羊肚菌菌株的RAPD鑒別[J].云南植物研究，2004，26（4）：434-438.

［27］Buscot F，Wipf D，Munch J C，et al.DNA polymorphism in morels: PCR/RFLP analysis of the ribosomal DNA spacers and microsateilite-primed PCR[J].Mycological Research，1996，100（1）：63-71.

［28］Kuo M.Morchella tomentosa，a new species from western North America，and notes on M.rufobrunnea[J].Mycotaxon，2008，105：441-446.

［29］Masaphy S，Zabari L，Goldberg D.New long season ecotype of Morchella rufobrunnea fromNorthern Israel[J].Micologia Aplicada International，2009，21（2）：45-55.

［30］Revankar S Q，Sutton D A.Melanized fungi in human disease[J]. Clinical MicrobiologyReviews，2010，23（4）：884-928.

［31］劉文叢.滇西北地區(qū)羊肚菌的分子鑒定及其系統(tǒng)學和遺傳多樣性研究[D].昆明：云南大學，2011.

［32］Dettman J R，Jacobson D J，Taylor J W.A multilocus genealogical approach to phylogenetic species recognition in the model eukaryote Neurospora[J].Evolution，2003，57：2703-2720.

［33］Taskin H，Buyukalaca S，Dogan H H，et al.A multigene molecular phylogenetic assessment of true morels（Morchella）in Turkey[J]. Fungal Genetics and Biology，2010，47（8）：672-682.

［34］Taskin H，Buyukalaca S，Hansen K，et al.Multilocus phylogenetic analysis of true morels（Morchella）reveals high levels of endemics in Turkey relative to other regions of Europe[J].Mycologia，2012，104（2）：446-461.

［35］陳吉岳.羊肚菌科系統(tǒng)學、生態(tài)及生物地理研究[D].昆明：中國科學院昆明植物研究所，2006.

［36］杜習慧，趙琪，楊祝良.羊肚菌的多樣性、演化歷史及栽培研究進展[J].菌物學報，2014，33（2）：1-16.

［37］O'Donnell K，RooneyAP，Mills GL，et al.Phylogenyand historical biogeographyoftrue morels（Morchella）reveals an earlycretaceous origin and high continental endemismand provincialismin the Holarctic[J].Fungal Genetics and Biology，2011，48（3）：252-265.

［38］杜習慧.羊肚菌屬分子系統(tǒng)學和生物地理學研究，兼論該屬兩個物種的群體遺傳學[D].昆明：中國科學院植物研究所，2012.

［39］劉衛(wèi)紅.羊肚菌液體菌種培養(yǎng)基配方優(yōu)化研究[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2011（11）：81-83.

［40］李曉明，趙嘉平，唐周斌.羊肚菌液體發(fā)酵的研究[J].西北林學院學報，2004，19（3）：116-118.

［41］侯志江，程遠輝，戚淑威，等.不同濃度草木灰對尖頂羊肚菌菌絲生長及菌核形成的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2011，24（5）：2020-2022.

［42］歐超，王娣，張兆軒，等.羊肚菌液體深層發(fā)酵條件[J].食品與生物技術學報，2007，26（2）：80-86.

［43］白晨，王淑珍，陸文蔚.用于健康食品生產(chǎn)的羊肚菌發(fā)酵條件的研究[J].食用菌，2010（1）：17-18.

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，主要從事微生物學研究及相關水質檢測工作。