羊肚菌分類、分布及分子遺傳學研究現狀

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，具有很高的營養價值，尚未實現規模化栽培，市場供不應求。羊肚菌的子實體形態多種多樣，種類界定困難，種間和種內劃分也比較混亂。從分類學、分布和分子遺傳學等方面對羊肚菌的研究現狀進行綜述，分析了羊肚菌在分子生物學和形態學分類上相互矛盾的問題,以期為羊肚菌的正確分類、起源、傳播和早日實現人工栽培提供理論依據。

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、分子系統學和遺傳多樣性等方面對羊肚菌的研究現狀進行綜述，旨在為羊肚菌的正確分類、起源、傳播以及早日實現人工栽培提供理論依據。

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、地理分布及多樣性等方面存在顯著差異（表1）。

根據系統學分類及《國際藻類、真菌、植物命名法規》，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境等多個因素影響，使其具有復雜的營養方式和生活史，致使羊肚菌的子實體形態多種多樣，種類界定也十分困難，屬內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都有分布[11]（圖1）。我國羊肚菌產量最大的地區是四川和云南，其次是甘肅和陜西，這4個地區的產量大約占到全國總產量的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（具有亞熱帶氣候）、地中海地區和中東地區等[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；據統計，羊肚菌屬在我國分布有18種，主要分布在山東、遼寧、內蒙古、云南、甘肅、四川、陜西、河南、青海等28個省市自治區（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有很多的研究（表2），使用的分子標記涉及隨機擴增多態性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA，RAPD）、簡單序列重復區擴增多態性（Inter-simple Sequence Repeat，ISSR）、核糖體DNA內轉錄間隔區（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，構建系統發育樹，探討系統進化關系是分子系統學研究的有效方法。

3.1 利用RAPD，RFLP和微衛星手段進行分析

劉文叢等[21]選擇了56個羊肚菌菌株（滇西北地區），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序列適用于區分種間差異。依據形態學分類，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]。基于ITS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發育分析，結果顯示，ITS序列可以很好地區分各個樣品，但與依據形態學建立的各個種無法對應，即分子鑒定結果與形態學分類存在差異。

3.3 多基因聯合分析

多基因聯合分析法就是通過多基因構建系統發育樹進行物種界定，該法減少了對物種的主觀劃分，廣泛應用于真菌的系統學研究中[31-34]。基于RPB1和ITS序列，在經典形態學分類的基礎上，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發育研究，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個基因片段聯合分析，結果顯示，羊肚菌屬由61個系統發育學物種構成（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%的物種為地區特有物種[36]（地區特有物種中大約有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內共有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個物種屬于地區特有種）；在北美洲分布區內共有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。盡管已經運用大量的分子生物學和形態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學相互矛盾的現象，分歧始終貫穿于羊肚菌屬的分類系統中。我國作為全世界34個物種多樣性地區之一，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現，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為人類造福，羊肚菌要實現規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]，期待羊肚菌規模化栽培能夠早日實現。

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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，主要從事微生物學研究及相關水質檢測工作。