羊肚菌种属鉴定及活性成分保健功效研究进展

敬华英

摘要 羊肚菌是一种美味食用菌，同时也是一种珍稀药用菌。世界范围内对羊肚菌的系统发育、人工栽培及功效研究较多。从羊肚菌种属鉴定和保健功效入手，对新近的研究成果进行了综述，总结了羊肚菌研究中取得的主要成绩，并对存在的问题及应用前景进行了探讨。

关键词 羊肚菌；种属鉴定；保健功效

中图分类号 S646.7 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2018）14-0034-03

The Research Progress of Species Identification of Morels and Health Efficacy of Active Ingredients

JING Huaying （Agricultural and Pastoral Bureau of Xichong County，Sichuan Province，Xichong，Sichuan 637200）

Abstract Morels （Morchella spp.， Ascomycota） are a highly desired group of edible fungi with a worldwide distribution. They were appreciated for their flavour， medicinal and nutritional properties. There were extensive studies on the phylogeny， artificial cultivation and efficacy of morels in the world. We reviewed recent research progresses of species identification and health efficacy of the fungi， also discussed the potential issues remaining in the current research and application prospects.

Key words Morels；Species identification；Health efficacy

羊肚菌（Morchella spp.），俗称苞谷菌、羊肚菜、阳雀菌，隶属子囊菌门（Ascomycota）、盘菌亚门（Pezizomycotina）、盘菌纲（Pezizomycetes）、盘菌目（Pezizales）、羊肚菌科（Morchellaceae），其菌盖多有褶皱，似羊肚状凹陷，故名羊肚菌[1]。羊肚菌味道鲜美，营养丰富，是享誉世界的美味食用菌和珍稀药用菌。我国对羊肚菌的记载最早见于《本草纲目》[2]，其菜部蘑菰蕈纲目记载：一种状如羊肚，有蜂窠眼者，名羊肚菜。道家文化巨献《道藏》、明代菌物专著《广菌谱》、清末民初的烹饪专著《素食说略》等文献皆载羊肚菌食药用功效，现代本草专著《中华本草》[3]及《新华本草纲要》对羊肚菌药理作用有详细论述。

上百年来，人们从记载、采食羊肚菌逐步深入到研究其地理分布、系统发育、人工栽培、化学成分及保健功效等方面，取得了突破性进展。同时，作为一种子囊菌，有关羊肚菌的许多科学问题都有待进一步研究。其中，准确的种属鉴定，多种保健功效的作用机制等问题，既具有相当的科学价值，又能为进一步利用羊肚菌做出贡献。笔者拟从羊肚菌的种属鉴定及保健功效研究2方面进行综述，为羊肚菌的深入研究提供资料。

1 羊肚菌种属鉴定

1.1 羊肚菌形态分类

真菌索引数据库 （http：//www.indexfungorum.org/Names/Names.asp） 中，有关羊肚菌的记录并分类定名共有332条，其中既包含了早期通过形态学完成的分类，也包括基于分子生物学的现代分类命名。美国国家生物技术信息中心（National Center of Biotechnology Information， NCBI）中，有关羊肚菌ITS （internal transcribed spacer）序列的记录共有4 453条。羊肚菌多基因序列模标数据库Morchella MLST （Multilocus Sequence Typing，http：//www.cbs.knaw.nl/morchella/） 中系統地记录了羊肚菌属真菌ITS、LSU、EF1-α、RPB1及RPB2的详尽序列，涉及多基因系谱一致性系统发育种识别法 （genealogical concordance phylogenetic speciesrecognition， GCPSR） 所需要的全部相关序列。由此可见，羊肚菌的系统发育研究较为深入，在全世界范围内都是一个热点问题。

根据羊肚菌菌盖颜色，棱纹走向，菌盖凹陷大小及形状，菌盖近中部与菌柄是否分离等特征，将羊肚菌分为黑色羊肚菌类 （Black Morel Group）、黄色羊肚菌类 （Yellow Morel Group）、变红羊肚菌类 （Redbrown Morel Group） 及半开羊肚菌类群 （Halffree Morel Group）共4个形态分类单元[4]。《中国蕈菌》中记载我国已知的羊肚菌属菌物有10个种，即尖顶羊肚菌（Morchella conlca Boudier）、肋脉羊肚菌（M. costata Pers.）、黑脉羊肚菌（M. angusticeps Boudier）、褐赭色羊肚菌（M. umbrina Boud.）、高羊肚菌（M. elata Boudier）、羊肚菌（M. esculenta Pers.）、粗柄羊肚菌（M. crassipes Boudier）、小羊肚菌（M. Deliciosa Jet）、开裂羊肚菌（M. diatans Boudier）和宽圆羊肚菌（M. robusta Pers.）。吴兴亮等[5]在《中国药用真菌》中描述了我国的7种羊肚菌，即黑脉羊肚菌、尖顶羊肚菌、粗柄羊肚菌、羊肚菌、庭院羊肚菌（M. hortensis Boudier）、高羊肚菌、普通羊肚菌（M.vulgaris Boudier），其中庭院羊肚菌和普通羊肚菌为新增种类。

随着研究深入，相关学者引入了更多的分类指标，完善了羊肚菌的形态分类。作为一种子囊菌，羊肚菌子囊呈豆荚状，1个子囊中包含8个子囊孢子，子囊孢子卵圆形。同时，羊肚菌基内菌丝与气生菌丝形态，孢子印颜色，菌核形成时间及形态等，都可以辅助进行羊肚菌的形态学分类。

1.2 羊肚菌分子鉴定

1.2.1 DNA序列分析技术。随着分子生物学的发展，相关学者开发出一种基于测序技术的分子标记技术，称为DNA序列分析技术。真菌间的遗传及亲缘关系能够在DNA序列上获得更直接、客观的反映，基于此，DNA序列分析技术成为现阶段真菌分类鉴定中最常用的方法之一[6]。

现在的研究结果显示，羊肚菌的ITS序列可以分为2类，一类ITS序列较长 （1 098～1 172 bp），包括普通羊肚菌和粗柄羊肚菌等；另一类ITS序列较短 （698～702 bp），包括黑脉羊肚菌和肋脉羊肚菌等。这2类羊肚菌依次对应形态学分类中的黄色羊肚菌类及黑色羊肚菌类[7]。通过ITS序列分析不同羊肚菌种的遗传距离，发现变红羊肚菌距黄色羊肚菌类及黑色羊肚菌类遗传距离较近，而半开羊肚菌具有较远的遗传距离。进一步研究发现，在形态学上的黑色羊肚菌和黄色羊肚菌虽然可以通过ITS序列准确区分，但它们之间存在过渡类群。形态分类中的变红羊肚菌和半开羊肚菌依旧需要进一步区分。由于PCR反应具有一定的偏好性，加之试验方法的差异导致结果存在误差，因此测序结果对序列真实性的反映有限[8-9]。此外，同种真菌其ITS允许多大的差异有待研究，这就使得基于ITS序列完成的羊肚菌系统发育研究的认可度不高[10-12]。

1.2.2 多基因联合分析技术。羊肚菌起源较早，经历的地质条件的改变较多，因此，聚集在某一区域的羊肚菌，种间的差异并不大，可供利用的分子标记位点也不多。相关学者在分子生物学上进行了大量试验研究，但是仍然存在较多的问题。NCBI中有关羊肚菌ITS序列的定名错误率达66%，同物异名、异物同名现象非常严重[13-14]。因此，菌物学家通过整合多个位点的DNA片段获得更多的遗传信息，从而有效减少单一位点的随机性变化，开发出多基因联合矩阵的方法，应用该方法，羊肚菌属真菌的系统发育得到了更系统、更准确的研究。

ODonnell等[15]应用多基因联合分析技术对收集自全球范围的约600个羊肚菌样品进行系统发育分析。研究发现，试验样品能够聚集在单系群，进一步发现羊肚菌属包括黑色羊肚菌类群 （Elata Clade） 和黄色羊肚菌类群 （Esculenta Clade），其中黄色羊肚菌类群包括15种，黑色羊肚菌类群包括13种，全球总计共28种羊肚菌。ODonnell等[7]基于LSU、EFl-a、RPB1和RPB2共4个基因片段进行多基因联合矩阵分析，研究发现羊肚菌属真菌可划分为黑色羊肚菌支系、黄色羊肚菌支系和变红羊肚菌支系 （Rufobrunnea Clade），分别包括32、16和1个物种。基于形态学界定的“半开羊肚菌类”隶属于黑色羊肚菌支系，以此解释了形态鉴定和ITS序列分析中存在争议的“半开羊肚菌类”的隸属问题。进一步完成了系统发育识别种和基于形态鉴定种的对应问题，其中黑色羊肚菌类群对应形态鉴定种的Black Morel Group，黄色羊肚菌类群对应形态鉴定种的Yellow Morel Group，变红羊肚菌支系 （Rufobrunnea Clade） 则对应Redbrown Morel Group，但是支系内的种对应关系仍需要进一步研究。Du等[16]在ODonnell的研究基础上引入ITS序列，采用ITS、LSU、EF1-a、RPB1和RPB2共5个基因片段进行多基因联合分析，共采集159份标本 （我国70份，北半球89份），研究发现，羊肚菌属真菌共包括61个物种，其中属于黑色羊肚菌支系的有33个 （其中13个在我国有分布），黄色羊肚菌支系27个 （17个目前仅分布在我国） 及羊肚菌属真菌的基础支系，变红羊肚菌支系。基于多基因联合分析技术能够进一步分析羊肚菌属真菌的演化历史，系统地解释其起源、演化及扩散机制，分析羊肚菌现代多样性世界分布格局。

2 羊肚菌的保健功效

羊肚菌营养丰富，子实体和菌丝体发酵产物皆有极佳的保健作用。《本草纲目》中记载羊肚菌“甘寒无毒，化痰理气，益肠胃”[2， 17]。现代研究表明，羊肚菌具有优良的抗氧化、抗肿瘤及保肝保肾的功效[18-19]。

2.1 羊肚菌的营养及功效成分

羊肚菌营养丰富，据测定每100 g羊肚菌干品中含蛋白质24.5 g、脂肪2.6 g、碳水化合物39.7 g、粗纤维7.7 g、烟酸82.0 mg、核黄素24.6 mg、泛酸8.7 mg、吡哆酸5.8 mg、硫胺素3.92 mg、生物素0.75 mg，此外还发现8种人体必需氨基酸[20]。

羊肚菌含有游离的稀有氨基酸，如a-氨基异丁酸，顺-3-氨基-L-脯氨酸及2，4-二氨基异丁酸。油酸、亚油酸、硬脂酸和软脂酸4种脂肪酸构成了羊肚菌的粗脂肪。其中，油酸可以降低胆固醇含量，对中风、心肌梗塞、肥胖及肾功能不全等病症具有一定的预防作用。作为最有代表性的一种不饱和脂肪酸，亚油酸能够有效降低胆固醇浓度，进而对动脉硬化具有一定的预防作用。亚油酸还能够促进副肾上腺皮质激素等人体激素的分泌，能够有效提高人体的应急能力。由此可知，羊肚菌具有较高药用保健价值的一个重要原因就是不饱和脂肪酸含量较多。羊肚菌子实体产量有限，很多学者研究了羊肚菌菌丝体及其发酵产物。研究确认，羊肚菌菌丝体营养物质较为丰富，同样具有优良的保健作用。羊肚菌菌丝体蛋白质含量为39.5%，包括19种氨基酸，人体必需的氨基酸含量高达44.14%。据测定，每100 g菌丝中含维生素B1 2.55 mg、维生素B2 5.97 mg[21]。可见，羊肚菌的子实体和菌丝体都具有很高的开发利用价值。

2.1.1 多糖类。多糖是一类由10个以上单糖组成，通过糖苷键连接的天然大分子化合物。多糖广泛存在于植物、动物、微生物中，是生物体的重要组成和功能成分，会影响生物体的多项生理功能。多糖能够有效促进动物体免疫器官生长发育和免疫细胞的增殖，同时提高动物体脾脏、法氏囊、胸腺及肠系膜淋巴结等主要免疫器官的质量，还能够拮抗因免疫抑制剂造成的免疫器官萎缩，提高各类免疫细胞的功能，通过以上机制发挥重要的免疫增强功能[22-24]。多糖类是羊肚菌主要的活性成分，羊肚菌菌丝体多糖可分为胞内多糖和胞外多糖两大类，从菌丝体能提取获得胞内多糖，而胞外多糖是从发酵液中获得。常用的发酵液多糖提取分离条件为旋转蒸发浓缩发酵液后，保持-4 ℃沉淀有效成分，添加4倍体积的95%乙醇过夜沉淀，最终获得发酵液多糖。菌丝体胞内多糖的提取分离条件为料液比40 ∶1，热水浸提，提取温度90 ℃，时间120 min，重复操作2次，浸提液旋转蒸发浓缩，乙醇沉淀，即可获得胞内多糖。孙玉军等[25]采用液体深层培养获得羊肚菌菌丝体，提取菌丝体胞内多糖，经DEAE-Sepharose F洗脱，进一步采用超滤浓缩脱盐并冷冻干燥获得羊肚菌胞内多糖MEP-I和MEP-Ⅱ。其中MEP-Ⅱ的含量更丰富，结构测定后发现MEP-Ⅱ是一种均一的酸性杂多糖蛋白复合物 （糖与蛋白质的比例为10.42 ∶1，以O-型糖肽键相连）。半乳糖 （Gal）、鼠李糖 （Rha）、甘露糖 （Man） 及葡萄糖 （Gle） 这4种单糖组成MEP-Ⅱ，MEP-Ⅱ的相对分子质量为28 000 Da，其结构中存在1→3、l→6连接键型，同时可能含有1→2或1→4连接键。魏芸等[26]从羊肚菌发酵液中得到MEP-SP多糖，采用DEAE-纤维离子交换柱和SepharoseCL-6B纯化分离得到2种成分MEP-SP2和MEP-SP3。通过高效液相色谱法测定MEP-SP2的分子量为23 000 Da，MEP-SP3的分子量为44 000 Da。进一步通过气相色谱法分析其组成，结果发现，MEP-SP2单糖组成为葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖，含量为4.13 ∶1.75 ∶0.71 ∶0.68。MEP-SP3单糖组成为甘露糖、木糖、葡萄糖、果糖、阿拉伯糖和半乳糖，含量为3.85 ∶3.58 ∶1.77 ∶14.9 ∶51.3 ∶0.53。通过红外光谱并结合核磁共振结果分析，发现羊肚菌多糖是一种具有α-吡喃糖苷键的杂多糖。

2.1.2 酚类。

通过发酵培养羊肚菌，从羊肚菌菌丝体中提取酚类物质。康宗利等[27]通过种子培养基完成羊肚菌菌丝体发酵并通过试验获得最佳酚类物质提取条件，即50%的乙醇溶液按1 ∶25的料液比，在70 ℃的水浴中浸提2.5 h，在此条件下羊肚菌菌丝体酚类物质提取率可达3.14 mg/g。通过菌丝体发酵获得的羊肚菌酚类物质具有较强的超氧阴离子自由基及羟自由基清除能力，羊肚菌酚类物质能高效清除羟基自由基，清除率达64%；对超氧阴离子自由基也有较好的清除效果，清除率达63%。基于以上研究，确定羊肚菌菌丝体酚类物质具有优良的抗氧化能力，在抗氧化、抗衰老、美容保健方面具有良好的应用前景。卢可可等[28]提取褐赭色羊肚菌多酚，并验证其对HepG2细胞的增殖具有抑制作用。试验提取褐赭色羊肚菌中的游离酚和结合酚，采用HPLC对褐赭色羊肚菌多酚组分进行鉴定，测定多酚抗氧化能力指数，以人肝癌细胞HepG2为模型，测定多酚细胞抗氧化活性 （CAA值） 及抗增殖活性 （EC50值），结果显示原儿茶酸、儿茶素、没食子酸、对羟基苯甲酸及绿原酸组成了褐赭色羊肚菌的游离酚，而绿原酸、原儿茶酸及没食子酸组成了结合酚，确定酚酸类是褐赭色羊肚菌多酚主要组分。同时，褐赭色羊肚菌多酚显示出优良的抗氧化活性，能够有效抑制HepG2细胞的增殖。

2.2 抗肿瘤作用

羊肚菌多糖具有优良的抗肿瘤功效。作为一种免疫调节剂，羊肚菌多糖能够激活B、T淋巴细胞、自然杀伤细胞（NK）和巨噬细胞等免疫细胞。此外，多糖还具有活化补体功能，能够有效促进细胞因子的分泌，进一步通过多个层面及多条途径对免疫系统发挥调节作用。

陈彦等[29]以羊肚菌为原料，提取胞外多糖并验证了抗肿瘤活性。羊肚菌胞外多糖灌胃荷瘤小鼠，浓度设定为200、400 mg/kg，观测记录的指标包括腹水瘤抑制率、小鼠存活期和免疫功能等，结果显示羊肚菌胞外多糖具备直接杀伤肿瘤细胞的活性，并且存在剂量依赖关系。同时，该多糖能提高巨噬细胞的吞噬能力。以上研究表明，羊肚菌胞外多糖具有免疫调节和杀伤肿瘤的双重活性。Hu等[30]通过羊肚菌菌丝体发酵提取到1种胞外多糖MEP-Ⅱ，该多糖能有效抑制HepG2 增殖，具有抗肿瘤的效果，其作用机制是增强细胞内活性氧 （ROS） 活性，通过一系列级联反应诱导肿瘤细胞的程序性凋亡。

2.3 抗氧化作用

羊肚菌提取物具有优良的抗氧化功效，其主要的功效成分可能为多糖。Fu等[31]以羊肚菌菌丝体为原料，评估了其菌丝体胞外多糖的抗氧化活性，结果表明羊肚菌菌丝体胞外多糖能够有效地清除自由基，表现出较强的抗氧化活性，进一步的动物试验发现，该多糖具有一定的免疫调节作用。Kalyoncu等[32]选择了10种常见的可食用真菌，采用乙醇提取法獲得其菌丝体提取物，之后比较了其抗氧化作用，结果表明高羊肚菌菌丝乙醇提取物具有较强的羟基自由基清除能力，表现出优良的抗氧化活性。Kim等[33]发现羊肚菌提取物在结肠癌细胞HT-29中可以抑制转录因子NF-κB的激活，具有抗氧化及抗肿瘤的活性。潘志福等[34]研究了尖顶羊肚菌胞外多糖的抗氧化活性，结果发现尖顶羊肚菌胞外多糖提取物具有较好的羟基自由基、超氧阴离子自由基及ABTS自由基的清除活性。此外，该多糖提取物能显著提高小鼠脑组织SOD活性，降低MDA和LF的含量。试验说明尖顶羊肚菌胞外多糖提取物具有优良的抗氧化活性，并且能够延缓衰老。

3 展望

从形态学鉴定到DNA序列分析，从单纯的种属分类到基于多基因联合分析的起源演化研究，羊肚菌的系统发育研究进展迅速且已经较为完善。但是，基于传统形态学分类定名的羊肚菌种和基于多基因联合分析给出的羊肚菌系统发育识别种之间的对应关系亟需明确。同时，我国的羊肚菌资源丰富，但许多珍贵的羊肚菌资源处于野生状态，由于环境破坏和人类灭绝式的采集，野生羊肚菌资源日益减少，遗传多样性正在逐步丧失。随着分子技術的进步，有必要加快羊肚菌系统发育学研究，运用更先进的技术（全基因组测序、重测序等），完善羊肚菌的系统发育知识，保护这一珍贵的真菌资源。

基于以上分析，有关羊肚菌属真菌系统发育学研究的重点是收集资源与明确系统发育关系。通过广泛收集我国羊肚菌资源并进行生境调查，探索羊肚菌遗传多样性及其与环境之间的关系；通过对资源的种属鉴定，明确新旧命名系统的对应关系，有利于科学利用羊肚菌种质资源，是羊肚菌应用及产业发展基本且重要的前提。

古籍的记载和现代研究的佐证与开发都说明羊肚菌具有优良的保健作用，涵盖了抗氧化、抗肿瘤、调节免疫、降三高等方面，是一种理想的保健食品，作为功能食品或辅助药品开发具有一定的应用价值。同时，现有的报道大多集中在羊肚菌的功效开发与评价上，真正深入其保健机理的探索很少，定位于功能食品或辅助药品的开发还需要大量的试验支 撑，之后应借助细胞生物学、分子生物学等，对其功效机理进行探索，为更深入地利用羊肚菌积累数据。基于以上分析，羊肚菌功效研究的重点是相关机理的探索。明确羊肚菌作用功效的机制，有利于更高效地开展羊肚菌功效研究，更科学地利用羊肚菌资源。

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