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）

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）

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。

羊肚菌；分类；分布；分子遗传学

羊肚菌（Morchella）又被称为羊肚蘑、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，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《国际藻类、真菌、植物命名法规》，羊肚菌属的正确名称为Morchella Dill ex Pers.，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

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. guatemalemis）[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]。

表3 我国羊肚菌属的种类、生境及分布

3 分子遗传学

关于羊肚菌的分子遗传学已经有很多的研究（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 Sequence Repeat，ISSR）、核糖体DNA内转录间隔区（Nuclear Ribosomal DNA Internal Transcribed Spacer，nrDNA ITS）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菌群（Yellow morel）、半开羊肚菌群（Half morel）、黑色羊肚菌群（Black morel）和红褐色羊肚菌群（Red-brown blushingmorel）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]。O'Donnell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，22.4%的物种为洲际广布种，77.6%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。

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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。