羊肚菌分类_分布及分子遗传学研究现状_李渊.pdf

1、羊 肚菌分类 、分布及分子遗传学研究现状李 渊（太原供水集团有限公司，山西 太原 030009）摘 要 ：羊肚菌是一种珍稀而著名的食用菌，具有很高的营养价值，尚未实现规模化栽培，市场供不应求 。羊肚菌的子实体形态多种多样，种类界定困难，种间和种内划分也比较混乱 。从分类学 、分布和分子遗传学等方面对羊肚菌的研究现状进行综述，分析了羊肚菌在分子生物学和形态学分类上相互矛盾的问题, 以期为羊肚菌的正确分类 、起源 、传播和早日实现人工栽培提供理论依据 。关键词 ：羊肚菌；分类；分布；分子遗传学中图分类号 ：S646.7 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002-2481（2016）04-0565-0

2、4Research Status on Taxonomy, Distribution and MolecularGenetics of Morchella esculenta（ L.） PersLI Yuan（ Taiyuan Water Supplygroup Co.，Ltd.，Taiyuan 030009，China ）Abstract： Morchella esculenta（L.）Pers is rare and best-known edible fungi and it has very high nutritional value. It has not beenimplemen

3、ted 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, discuss

4、es the major issues remaining in the current research for these two fungal organisms and suggestthe approaches for future studies. The molecular taxonomy and morphology taxonomy of morels are mutually contradictory in order toprovide some references for the correct classification of morels, origin a

5、nd spread. The early realization of artificial cultivation is worth forlooking forward.Key words： Morchella esculenta（L.）Pers; taxonomy; distribution; molecular genetics收稿日期 ：2016-04-05作者简介 ：李 渊（1987-），男，山西绛县人，助理工程师，主要从事微生物学研究及相关水质检测工作 。doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.36羊肚菌（ Morchella）又被称为羊肚蘑 、

6、羊肚菜和阳雀菌等，外表酷似羊的肚子，是一种珍稀而著名的食用菌，具有很高的营养保健价值，深受消费者青睐 。羊肚菌的子实体做菜煲汤都十分美味，其含有很多人体所需的维生素和必需氨基酸，是不可多得的美味佳肴 。在欧洲各地，羊肚菌作为食品的美味程度仅次于块菌，是贵族们的最爱 。我国的 食疗本草 中对羊肚菌描述为： “甘寒无毒，化痰理气 、益肠胃 ”。羊肚菌的菌丝体内含有大量的多糖等有效成分，能够抗辐射 、抗诱变 、抗病毒及抗肿瘤，且可以减少放疗过程带来的各种副作用1-3。干制的羊肚菌供不应求，市场售价昂贵 。目前，由于羊肚菌的人工栽培尚处于起步阶段，产量低，主要来自野生采集，导致羊肚菌濒临灭绝 。所以，

7、合理利用及有效保护羊肚菌资源已迫在眉睫 。由于羊肚菌具有极高的食药用价值，其一直是近年来研究的热点 。笔者从分类学地位 、分布 、分子系统学和遗传多样性等方面对羊肚菌的研究现状进行综述，旨在为羊肚菌的正确分类 、起源 、传播以及早日实现人工栽培提供理论依据 。1 分类羊肚菌属隶属于子囊菌门（Aseomyeota）盘菌目（Pezizales）羊肚菌科（Morchellaceae），其中，羊肚菌科由皱盘菌属（ Disciotis） 、钟菌属（ Verpa）和羊肚菌属（ Morchella）3 个属组成4-5。3 个属在子囊果形态 、地理分布及多样性等方面存在显著差异（表 1） 。根据系统学分类及

8、国际藻类 、真菌 、植物命名法规 ，羊肚菌属的正确名称为 Morchella Dill exPers.，1801 年确定模式种为 Morchella esculenta（L.）Pers 。在羊肚菌科中，钟菌属和皱盘菌属的种类很山西农业科学 2016，44（4）：565-568 Journal of Shanxi Agricultural Sciences565 山 西农业科学 2016 年第 44 卷第 4 期表 1 羊肚菌科皱盘菌属 、钟菌属 、羊肚菌属的差异物种多样性低低高，种类丰富羊肚菌科的 3 个属皱盘菌属钟菌属羊肚菌属地理分布北温带北温带北温带 、南美洲及澳洲子囊果形态顶部有光滑或皱

9、褶的套管样的菌盖，菌柄内呈丝网状杯状菌盖套管状的菌盖，菌柄内呈丝网状少，种间分类清晰，界限明确，容易鉴定；而羊肚菌属的物种多样性最为丰富 。羊肚菌属长期被地理变化和生活环境等多个因素影响，使其具有复杂的营养方式和生活史，致使羊肚菌的子实体形态多种多样，种类界定也十分困难，属内种间的分类和种的划分比较混乱（表 2） 。表 2 羊肚菌属的种类划分羊肚菌属的种类3 506232828100 种以上4 个多态种主要分类依据研究整理形态鉴定直生组 、开裂组 、假直生组和纸质生组研究整理罗列出 88 种羊肚菌（共出现 210 个名称）形态学划分黑色 、黄色 、红色 、开裂参考文献678491010表 3

10、我国羊肚菌属的种类 、生境及分布生境阔叶林地林地混交林地 、阔叶林地林地林地山林地混交林地阔叶林地林地阔叶林 、混交林灌木丛 、落叶林砂地阔叶林 、混交林冷杉林针叶林地 、混交林地针阔混交林针叶林地杂木林备注美味羊肚菌肋脉羊肚菌粗腿（皱柄）羊肚菌双肋羊肚菌离柄羊肚菌小顶羊肚菌中文名称羊肚菌小羊肚菌高羊肚菌硬羊肚菌宽肋羊肚菌宽圆羊肚菌粗柄羊肚菌茶褐色羊肚菌淡褐色羊肚菌尖顶羊肚菌西藏羊肚菌普通羊肚菌网孔羊肚菌双脉羊肚菌德钦羊肚菌半开羊肚菌黑脉羊肚菌紫褐羊肚菌拉丁名Morchella esculentaMorchella deliciosaMorchella elataMorchella rigid

11、aMorchella costataMorchella robustaMorchella crassipesMorchella umbrinaMorchella smithianaMorchella conicaMorchella tibeticaMorchella vulgarisMorchella cmeruliusMorchella bicostataMorchella deqinensisMorchella semiliberaMorchella angusticepsMorchella purpurascens分布地区云南 、山东等 23 个地区河南 、北京等 13 个地区四川 、甘

12、肃 、云南四川浙江 、福建甘肃辽宁 、四川等 14 个地区云南 、江西 、河南甘肃甘肃 、陕西等 18 个地区西藏吉林云南四川云南四川 、甘肃 、新疆山西 、西藏等 12 个地区甘肃 、四川 、云南2 分布羊肚菌属低温 、高湿的真菌，喜阴，有着多样的植被类型和生境，受海拔限制不明显，在北半球的温带地区都有分布11（图 1） 。我国羊肚菌产量最大的地区是四川和云南，其次是甘肃和陕西，这 4 个地区的产量大约占到全国总产量的 50%，每年收购约 100 t 的干品12。羊肚菌科的物种主要分布于北温带，其中，红褐羊肚菌（ M. rufobrunnea） 和危地马拉羊肚菌（ M.guatemalemi

13、s）13分布在中美洲，部分物种零星分布在澳洲（Pilz 等14认为，澳洲的羊肚菌是白人从北半球引入的） 、美国加利福尼亚地区（具有亚热带气候） 、地中海地区和中东地区等15。世界上羊肚菌资源较多的国家有中国 、法国 、美国 、加拿大 、德国 、巴基斯坦 、印度等16。皱盘菌属和钟菌属在我国四川 、西藏等地均有分布，单生于林地或草地中；据统计，羊肚菌属在我国分布有 18 种，主要分布在山东 、辽宁 、内蒙古 、云南 、甘肃 、四川 、陕西 、河南 、青海等 28 个省市自治区（表 3）17-22。566 李 渊：羊肚菌分类 、分布及分子遗传学研究现状3 分子遗传学关于羊肚菌的分子遗传学已经有很多

14、的研究（表 2），使用的分子标记涉及随机扩增多态性 DNA（Random Amplified Polymorphic DNA，RAPD） 、简单序列重复区扩增多态性（Inter-simple Sequnc Re-peat，ISSR） 、核糖体 DNA 内转录间隔区（NuclearRibosomal DNA Internal Transcribed Spacer，nrDNAITS）的序列以及 LSU，EFla，RPB1，RPB2 序列等 。近年来，在羊肚菌属的系统分类研究中，与分子生物学有关的研究手段逐步被引入23-24。针对特定的DNA序列，通过比较同源性，构建系统发育树，探讨系统进化关系是分

15、子系统学研究的有效方法 。3.1 利用 RAPD，RFLP 和微卫星手段进行分析刘文丛等21选择了 56 个羊肚菌菌株（滇西北地区），应用 ISSR- PCR 技术讨论了遗传多样性，结果显示，亲缘关系和地理距离明显相关；经同工酶分析显示，小美味羊肚菌（ M. deliciosa）是美味羊肚菌（ M. esculenta）的同物异名25。陈吉岳等26运用RAPD 分析技术，将 15 个来自各地的羊肚菌完全区分，羊肚菌的遗传特点被准确地表达出来 。3.2 利用 rDNA ITS 序列为主进行分析Buscot 等27研究结果证实，ITS 序列适用于区分种间差异 。依据形态学分类，羊肚菌被分为黄色羊肚

16、菌群 （Yellow morel） 、半开羊肚菌群（Halfmorel） 、黑色羊肚菌群（Black morel）和红褐色羊肚菌群（Red-brown blushing morel）4 个群体28-30。基于ITS 序列，桂明英16和刘文丛31都对不同羊肚菌样品进行了系统发育分析，结果显示，ITS 序列可以很好地区分各个样品，但与依据形态学建立的各个种无法对应，即分子鉴定结果与形态学分类存在差异 。3.3 多基因联合分析多基因联合分析法就是通过多基因构建系统发育树进行物种界定，该法减少了对物种的主观划分，广泛应用于真菌的系统学研究中31-34。基于 RPB1和 ITS 序列，在经典形态学分类的

17、基础上，对中国的羊肚菌支系的祖先类群进行分析，说明羊肚菌是从西部传播至东部的35。ODonnell 等36基于 LSU，EFla，RPB1 和 RPB2 这 4 个基因片段，对羊肚菌属进行系统发育研究，结果表明，羊肚菌属由变红羊肚菌支系（Rufob ea-Clade）（包括 32 个种） 、黄色羊肚菌支系（Esculenta Clade）（包括 16 个种）和黑色羊肚菌支系（Elata Clade）（包括 1 个种）构成，以形态学分类界定的半开羊肚菌类被划分为黑色羊肚菌支系37。杜习慧38基于 ITS，LSU，EFl-a，RPB1 和RPB2 共 5 个基因片段联合分析，结果显示，羊肚菌属由

18、61 个系统发育学物种构成（包括黑色羊肚菌支系 33 种 、变红羊肚菌支系 1 种和黄色羊肚菌支系 27 种） 。4 讨论及展望羊肚菌属不同物种的分布格局差异较大，其中，2.4%的物种为洲际广布种，7.6%的物种为地区特有物种36（地区特有物种中大约有 30 个物种分布于东亚，其中有 20 个物种属于地区特有种） 。在欧洲，以土耳其 、法国 、丹麦 、德国和瑞典等国为主的分布区内共有 23 个物种（包括 5 个黄色羊肚菌物种和 18 个黑色羊肚菌物种），其中包括近期和早期分化形成的物种（有 13 个物种属于地区特有种）；在北美洲分布区内共有 19 个物种（包括 5 个黄色羊肚菌物种和 14 个

19、黑色羊肚菌物种），以基部物种为主 。由此得出结论，羊肚菌属的物种多样性的中心在我国或东亚38。搞清楚东亚的羊肚菌遗传分布可以更好地对其起源和传播进行解释 。羊肚菌的种类多样性十分丰富，单一的分子标记技术（如 PCR-RAPD 和 PCR-ITS）无法准确鉴定其归属 。尽管已经运用大量的分子生物学和形态学对羊肚菌进行了研究，但在分类上依然存在分子生物学和形态学相互矛盾的现象，分歧始终贯穿于羊肚菌属的分类系统中 。我国作为全世界 34 个物种多样性地区之一，幅员辽阔，植被类型和气候多样，为羊肚菌的生长繁殖提供了良好的条件，我国可能还有许多新的 、未知的种类有待去发现，还有许多需要重新鉴别的种类和标

20、本等待去研究 。研究羊肚菌的最终目标就是要利用它们为人类造福，羊肚菌要实现规模化人工栽培还有很长的路要走，该方面已有很多研究39-43，期待羊肚菌规模化栽培能够早日实现 。参考文献 ：1黄年来，林志彬，陈国良，等. 中国食药用菌学M. 上海：上海科学技术文献出版社，2010：1375-1396.2李烨，温鲁. 羊肚菌的研究与开发J. 中国食用菌，204，23（1）：6-7.3赵琪，康平德，戚淑威，等. 羊肚菌资源现状及可持续利用对策J. 西南农业学报，2010，23（1）：266-269.4Kirk P M，Cannon P F，David J C，et al. Dictionary of t

21、he fungiM.9th ed. UK：CABI，2001.5陈建军，伍晓洪，刘振乾. 羊肚菌生态位及其培养技术研究J.567 山 西农业科学 2016 年第 44 卷第 4 期安徽农业科学，2009，37（2）：638-639.6Brock T D. Studies on culture of morchellaJ. Mycologia，1951，43：402-422.7 Seaver H L. The Great Revolt in Castile：A study of the comuneromovementM. New York：Octagon Books，1928：1520-152

22、1.8Jacquetant E. Les morilles：The morels M. Lausanne，Switzerland：Piantanida，1984：114.9 Hallen H，Volk T，Adams G. May is morel month in MichiganM.East Lansing，MI：Michigan State University Extension，2001：35.10Bunyard B A，Nicholson M S，Royse D J. Phylogenetic resolution ofMorchella，Verpa and Disciotis b

23、ased on restriction enzyme analy-sis of the 28s ribosomal gene J. Experimental Mycology，1995，19：223-233.1桂明英，朱萍，郭永红，等. 顶尖羊肚菌生物学特性初步研究J. 中国野生植物资源，2002（8）：7-9.12朱斗锡. 羊肚菌人工栽培研究进展 J. 中国食用菌，208，27（4）：3-5.13Guzman G，Tapia F. The known morels in Mexico，a description of anew blushing species， Morchella mfob

24、runnea，and new date on M.GuatemalasisJ. Mycologia，1998，90（4）：705-714.14 Pilz D，McLain R，Alexander S，et al. Ecology and management ofmorels harvested from the forests of Western North America J.USDA General Technical Report，2007（1）：1-61.15Goldway M，Amir R，Goldber D，et al. Morchella conica exhibitinga

25、 long fruiting season J. Mycohgical Research，2000，104（8）：1000-1004.16桂明英. 滇西北地区羊肚菌属遗传多样性及保护生物学研究D. 昆明：云南大学，2009.17任丹丹. ITS 序列在羊肚菌属中的进化规律及其系统学意义D. 昆明：云南大学，2013.18谢占玲，谢占青. 羊肚菌的研究综述J. 青海大学学报：自然科学版，2007，25（2）：36-40.19朱林，程显好，田吉腾. 羊肚菌的研究进展J. 安徽农业科学，2008，36（10）：4054-4057.20才晓玲，何伟，安福全，等. 羊肚菌分子分类及人工培养研究现状J.

26、大理学院学报，2013，12（4）：44-47.21刘文丛，刘颖，郭相，等. 滇西北地区羊肚菌的分子鉴定及 ITS序列分析J. 江苏农业科学，2012，40（3）：31-34.2何培新，楼海军，申进文. 郑州市粗柄羊肚菌生境调查分析J.河南农业科学，2009（2）：95-97.23杨祝良. 基因组学时代的真菌分类学：机遇与挑战J. 菌物学报，2013，32（6）：931-946.24Geiser D M，Pitt J I，Taylor J W. Cryptic specialion and recombina-tion in the aflatoxin producing fungus Asp

27、ergillus flavus J. Pro-ceedings of the National Academy of Sciences of the United Statesof America，1998，95：388-393.25 Yoon C S，Gessner R V，Romano M A. Population genetics andsystematics of the Morchella esculenta complex J. Mycologia，1990，82：227-235.26陈吉岳，刘培贵. 国产羊肚菌菌株的 RAPD 鉴别J. 云南植物研究，2004，26（4）：43

28、4-438.27Buscot F，Wipf D，Munch J C，et al. DNA polymorphism in morels:PCR/RFLP analysis of the ribosomal DNA spacers and mi-crosateilite-primed PCRJ. Mycological Research，1996，100（1）：63-71.28 Kuo M. Morchella tomentosa，a new species from western NorthAmerica，and notes on M. rufobrunnea J. Mycotaxon，20

29、08，105：441-446.29 Masaphy S，Zabari L，Goldberg D. New long season ecotype ofMorchella rufobrunnea from Northern IsraelJ. Micologia AplicadaInternational，2009，21（2）：45-55.30 Revankar S Q，Sutton D A. Melanized fungi in human diseaseJ.Clinical Microbiology Reviews，2010，23（4）：884-928.31刘文丛. 滇西北地区羊肚菌的分子鉴定

30、及其系统学和遗传多样性研究D. 昆明：云南大学，2011.32Dettman J R，Jacobson D J，Taylor J W. A multilocus genealogicalapproach to phylogenetic species recognition in the model eukary-ote NeurosporaJ. Evolution，2003，57：2703-2720.33Taskin H，Buyukalaca S，Dogan H H，et al. A multigene molecularphylogenetic assessment of true mor

31、els （ Morchella）in TurkeyJ.Fungal Genetics and Biology，2010，47（8）：672-682.34 Taskin H，Buyukalaca S，Hansen K，et al. Multilocus phylogeneticanalysis of true morels（ Morchella）reveals high levels of endemicsin Turkey relative to other regions of Europe J. Mycologia，2012，104（2）：446-461.35陈吉岳. 羊肚菌科系统学 、生

32、态及生物地理研究D. 昆明：中国科学院昆明植物研究所，2006.36杜习慧，赵琪，杨祝良. 羊肚菌的多样性 、演化历史及栽培研究进展J. 菌物学报，2014，33（2）：1-16.37ODonnell K，Rooney A P，Mills G L，et al. Phylogeny and historicalbiogeography of true morels（ Morchella）reveals an early cretaceousorigin and high continental endemism and provincialism in the Ho-larcticJ. Fung

33、al Genetics and Biology，2011，48（3）：252-265.38杜习慧. 羊肚菌属分子系统学和生物地理学研究，兼论该属两个物种的群体遗传学D. 昆明：中国科学院植物研究所，2012.39刘卫红. 羊肚菌液体菌种培养基配方优化研究J. 农业科技通讯，2011（11）：81-83.40李晓明，赵嘉平，唐周斌. 羊肚菌液体发酵的研究J. 西北林学院学报，2004，19（3）：116-118.41侯志江，程远辉，戚淑威，等. 不同浓度草木灰对尖顶羊肚菌菌丝生长及菌核形成的影响 J. 西南农业学报，201，24（5）：2020-2022.42欧超，王娣，张兆轩，等. 羊肚菌液体深层发酵条件J. 食品与生物技术学报，2007，26（2）：80-86.43白晨，王淑珍，陆文蔚. 用于健康食品生产的羊肚菌发酵条件的研究J. 食用菌，2010（1）：17-18.568