块菌属分子系统学及菌根共生机制研究进展

块菌属Tuber是一类珍贵的地下生外生菌根食药用真菌,具有重要的经济和生态价值。分子生物学技术的快速发展尤其是高通量测序技术在块菌属研究领域的应用,极大地推动了块菌属分类、系统学、生态、生化、菌根共生机制及人工种植等研究。本文重点从块菌的分子系统学、群体遗传学及菌根共生机制3个方面对近5年的研究成果进行综述,并对其研究和应用前景进行了展望。     

块菌发育过程中伴生微生物多样性及其生态功能

块菌属Tuber是子囊菌门中一类珍贵的地下生外生菌根真菌,能与松科、壳斗科等多种树木形成菌根共生关系,在森林生态系统中扮演着重要的角色。同时,该属的一些种类因其独特的香味而备受国际食用菌市场推崇,具有极高的经济价值。在块菌属漫长的生活史中,菌丝的生长、菌根的形成、子囊果的产生和发育、特殊芳香化合物及活性物质的产生和积累均与其伴生微生物有着密切的关系。近年来,分子生物学技术的发展尤其是高通量测序技术的应用推动了对块菌属子囊果形成和发育机制的研究,为块菌生态学研究提供了有力的工具,使块菌伴生微生物相关研究取得重要突破。本文综述了近5年来国内外对块菌属生长发育过程中伴生细菌、真菌多样性及其生态功能的相关研究,并探讨了其中尚未清楚的问题及今后可能的研究方向,为块菌属生物学的研究及人工栽培奠定基础。     

块菌名实考证及其资源保护

块菌是指Tuber属的真菌种类,属于子囊菌门(Ascomycota),生在地下,其中包含着世界上最美味和价值最昂贵的食用菌.中国食与药用真菌文化悠久,历代本草都不乏各种菌类的记载,但在本草中记载的与块菌有关系的菌类唯有1245年陈仁玉编撰的“菌谱”中称之为“麦蕈”和俗名为“麦丹蕈”的一种地下真菌.日本本草对“麦蕈”也屡有记载,并把“麦蕈”叫“地肾”和“松露”.这是“松露”一名的最早记载,“麦蕈”或“松露”可能是被现代菌物学称之为须腹菌(Rhizopogon spp.)的真菌种类.因而,“松露”一名虽是汉字,但是所指并非真正的块菌,应是须腹菌(Rhizopogon spp.),也称“假块菌”(false truffle),所以松露和块菌寓意各异.产于我国西南地区的食用黑块菌主要是印度块菌(Tuber indi-cum)或中华块菌(T.sinernse)、夏块菌(T.aestivum=T.uncinatu)和拟喜马拉雅块菌(T.pseudohimalayense=T.pseudoexcavatum),近年来身价倍增,成为中国野生食用菌出口种类中名列前三甲的菌类,在世界块菌市场上也颇受欢迎.喜马拉雅块菌(T.himalayense)在我国尚未发现它的踪迹.印度块菌和中华块菌形态上有差异,若把中国产的类似黑孢块菌的黑块菌统称为印度块菌(T.indicum)尚值得商榷.中华块菌或印度块菌形态和遗传变异多样,尚需进一步研究.2010年在云南和四川相继发现的大型香味浓郁的白块菌,近似于波氏块菌(T.borchii)组的块菌,颇具研究和巨大的商业价值,表明我国块菌资源比原有记载的要丰富的多.由于利益之驱动和疏于管理,掠夺式的采收方法造成了块菌产区生态环境毁灭性的破坏,一些商业化采集区的块菌已濒临灭绝,中国西南地区的块菌资源的保护问题迫在眉睫.本文对产自欧洲、美洲的块菌、沙漠块菌,以及块菌的生态意义和种植作了简要介绍和讨论.     

“黄金身价”的地下块菌

在木论自然保护区的浩瀚林海里,那怪石嶙峋的三尺平地间,蕴藏着一种味道鲜美、形态各异、玲珑秀美的块状菌,专家称之为地下块菌。地下块菌是大型真菌中最为珍贵的一类食用菌,其中一些种类如黑块菌、白块菌在欧美被誉为“厨房里的钻石”、“地下黄金”,价格十分惊人,每公斤鲜菌在国际市场上价格可达1000美元!具有极大的经济价值。 地下块菌主要分布在山体中下部比较平缓的林下枯枝落叶下面的腐殖层内。     

中国地下菌物种多样性与系统发育研究进展

中国地下菌物种多样性丰富,是一类重要的生物资源,在森林形成、生长发育以及生态平衡维护等方面有着不可或缺的作用。自20世纪早期欧美学者在中国的零星采集,到80年代后中国本土科学家们陆续地系统研究,目前中国地下真菌种类涉及到球囊菌门、毛霉菌门、子囊菌门和担子菌门共4门5纲10目26科51属275种,其中子囊菌7科16属135种,担子菌19科35属138种,球囊菌门、毛霉菌门各1种。块菌属Tuber是中国子囊菌门中物种多样性最丰富、分布最广的地下生菌物类群,其他常见的地下子囊菌类有大团囊菌属Elaphomyces、腔块菌属Hydnotrya、粒块菌属Hydnobolites、猪块菌属Choiromyces、疣被块菌属Pachyphlodes、胶纵块菌属Balsamia等类群。层腹菌属Hymenogaster是中国担子菌类最常见的地下菌类群,其他中国常见的地下生担子菌有须腹菌属Rhizopogon、黑腹菌属Melanogaster、红菇属Russula地下类群、高腹菌属Gautieria、块腹菌属Protubera、片腹菌属Hysterangium等。我国研究地下菌的科研人员严重缺乏,断代、后...     

块菌人工栽培现状及菌根苗培育方法的研究进展

松露(块菌)是名贵的地下真菌,因其独特的香味和口感享誉全球,具有重要的经济价值、食药用价值和生态价值。块菌必须与宿主植物共生形成外生菌根后才能形成子实体(子囊果)。由于块菌具有较高的经济价值而野生块菌资源被严重破坏,以块菌菌根苗制备技术为基础的人工栽培手段受到广泛关注。本文以块菌菌根苗培育为切入点,阐述了块菌资源面临的较大威胁、人工栽培手段的进步和人工种植园的快速发展,通过综述菌根苗培育前对共生组合的选择,菌根苗培育时使用的基质、接种剂、培养方式、与其他生物间的互作,以及菌根苗培育后进行检测的方法等研究进展,为外生菌根食用菌的菌根苗培育技术和人工栽培推广提供参考。     

块菌属研究概况和重要进展

块菌属(Tuber F. H. Wigg.)是一类具有重要经济和生态价值的子囊菌门地下生的外生菌根真菌。因能与多种树木共生而在森林生态系统中占据重要地位, 子囊果具独特的香味使其在欧洲市场久负盛名, 一直以来, 该属颇受国内外学者的广泛关注。本文综述了该属在系统分类学、生态学、生物化学及人工栽培等方面的研究概况和进展, 分析了目前研究中存在的问题及尚待解决的主要问题, 并提出了针对性的建议。     

中国块菌属多样性

在中国特别是西南地区块菌属Tuber资源调查的基础上,本文综合形态特征、生态特征以及分子系统学分析,对比研究了欧洲和北美的部分块菌属标本,对中国块菌属已知种类进行了分类订正和系统的总结.研究确认我国分布有17种块菌,其中3/4的种类分布于西南地区.尚有6种因未观察到可靠的标本而存疑,3种排除在我国分布.文中对该属在我国...     

中国“黑块菌”(黑松露)新分布区确认及物种多样性保护

以印度块菌复合群(Tuber indicum complex)为代表的中国"黑块菌"主要分布于我国西南地区(云南和四川),是块菌属在我国产量最大,分布最广的野生贸易食用菌种类.在最近一次块菌资源野外调查中,发现河北省遵化地区人工种植的板栗(Castanea mollissima BL.)林下有大量的"黑块菌"产生.形态学及分子系统学分析结果显示,新发现的"黑块菌"与已报道的台湾块菌T.formosanum及印度块菌T.indicum亲缘关系较近,结合其地理分布、共生树种等特点,本文将其作为T.indicum的一个生态类型处理.这是T.indicum在其主产区(我国西南地区)之外的地区首次大量发现,其新分布区的发现为全面系统地解析中国的块菌类群在全球块菌属的起源、演化中的重要作用提供新的参考,同时对我国块菌人工种植有着重要意义.此外,鉴于中国"黑块菌"及其印度块菌复合群的经济重要性、分类的复杂性及保护的迫切性,本文对该类真菌研究现状及野生资源状况做了阐述,并提出了相应的保护和利用发展措施,为该类珍稀濒危食药用真菌资源的保护和合理利用提供更加全面的资料信息.     

攀枝花块菌-华山松菌根根际土壤可培养细菌的多样性研究（英文）

块菌作为可食用的地下外生菌根真菌,有着重要的经济价值和生态学意义。中国白块菌资源虽然被不断的描述和报道,但形成机制尚未为人所知。前人研究表明,块菌的菌根根际土壤微生物群落对块菌的形成有着重要的影响。因此,本研究以攀枝花块菌(Tuber panzhihuanense)-华山松(Pinus armandii)菌根根际土壤为研究对象,用可培养的方法揭示了其根际土壤的细菌多样性。结果显示,在所分离到的细菌中,β-Proteobacteria占了最大的比例(30.98%),以Burkholderia为优势类群,其次是以Pseudomonas为代表类群的γ-Proteobacteria(28.8%),另外,α-Proteobacteria(14.67%)的主要代表类群为Phyllobacterium和根瘤菌Rhizobium;此外,还分离到了分别以Arthrobacter和Bacillus为优势菌群代表的Actinobacteria(12.5%)和Firmicutes(7.6%);Bacteroidetes中只有唯一的代表菌株Chryseobacterium ureilyticum。另外,就目前对块菌属子实体及其根际土壤内的可培养细菌多样性研究进行了比较和探讨。     

Isolation and characterization of some mycelia inhabiting Tuber ascomata

Tuber spp. are ectomycorrhizal ascomycetes that produce subterranean ascomata known as truffles. Truffles can be regarded as complex microhabitats hosting bacteria and yeasts. In this paper we show that guest filamentous fungi are also associated to truffle ascomata, regardless of the Tuber spp., and report the morpho-molecular characterization of seven truffle-hosted mycelia isolated from healthy and intact Tuber ascomata. Some of these isolates were shown to be related to the fungal endophytes of plants. Interestingly, the truffle-hosted mycelia grew stuck to the hyphal wall of their partner when co-cultivated with the Tuber borchii mycelium, but not when co-cultivated with the test species Agaricus macrosporus. The present data suggest that guest filamentous fungi can be added to the list of truffle-interacting microorganisms.     

基于1H-NMR及GC-MS的中国块菌及其共生云南松的代谢物分析

采用代谢组学技术研究中国块菌(云南黑松露)及其共生云南松的小分子活性代谢产物.运用核磁共振(1H-NMR)和气相质谱(GC-MS)两种技术,分析新鲜中国块菌成熟子实体及松根的代谢成分;将1H-NMR及GC-MS数据导入SMICA-P软件进行多元统计分析,比较二者的差异代谢物.在块菌子实体及松根中分别共检测到了苏氨酸、甘...     

城乡不同绿地中毛白杨土壤及根系真菌群落结构研究

土壤微生物在土壤养分循环和能量流动等生物过程中起着重要的作用,并且能敏感地响应环境条件的变化。本研究以天津市宝坻区毛白杨Populus tomentosa为研究对象,探究3种不同环境条件(社区绿地CG、公园绿地PG和高速公路旁绿地HG)对毛白杨土壤和根系真菌群落结构的影响。研究结果表明,3个绿地间土壤真菌Shannon多样性指数存在显著差异(HG>CG>PG);但根系真菌Shannon多样性指数无显著差异;此外,不同环境条件对真菌群落的组成起着重要作用。毛白杨土壤和根系真菌群落组成主要为丝盖伞属Inocybe、地孔块菌属Geopora、被孢霉属Mortierella、棉革菌属Tomentella、蓝状菌属Talaromyces、块菌属Tuber、层腹菌属Hymenogaster、链格孢属Alternaria、革菌属Thelephora、克努夫菌属Knufia和桩菇菌属Paxillus等,且差异分析表明丝盖伞属Inocybe、棉革菌属Tomentella和地孔块菌属Geopora的相对多度在3个样地中差异显著。比较分析土壤和根系样品发现土壤真菌群落α多样性显著高于根系真菌群落,两部位的真菌群落结构存在显著差异,块菌属Tuber的相对多度在根系样品中显著高于土壤样品。真菌群落功能预测表明腐生功能类群在不同环境条件下和不同部位间均存在显著差异。研究结果阐述了环境变化对土壤微生物群落中真菌组的影响,为森林生态系统的保护和林地可持续发展提供重要理论依据。     

不同衰退等级蒙古沙冬青根内真菌多样性与群落结构

本研究根据沙冬青现有的生长状况,将内蒙古西鄂尔多斯保护区珍稀濒危植物蒙古沙冬青群落分为轻度衰退、中度衰退和重度衰退3个衰退等级,并选取一个未衰退的沙冬青群落作为对照,应用Illumina Hiseq测序平台,对这4个沙冬青群落的植株根内真菌进行高通量测序分析。测序共获得215个真菌的OTU,不同衰退等级沙冬青根内真菌群落结构在门、科、属水平上都有显著差异。Top 10属中的Agaricus、Tomentella、Tricholoma、Fusarium、Inocybe以及Tuber这6个属真菌在所有衰退等级的沙冬青都有分布。不同衰退等级的沙冬青根内都有腐生或寄生真菌和“共生”真菌分布,不同衰退等级两类群的真菌占比不同且呈现出动态变化,随着衰退等级的增加沙冬青根内腐生真菌或寄生真菌与“共生”真菌比例显著增高。土壤有机质与土壤容重具有协同作用,且对Agaricus、Inocybe、Fusarium、Penicillium、Amphinema具有正相关影响,对Tricholoma、Tomentella、Tuber具有负相关影响。     

固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定新鲜块菌子实体中α-雄烷醇

本研究建立了一种固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱的检测方法,用于检测新鲜块菌子实体中α-雄烷醇(5α-雄甾-16-烯-3α-醇)的含量。新鲜块菌样品经无水乙醇提取,Qasis HLB柱萃取富集后,采用超高效液相色谱-串联质谱进行分析定量。方法学验证结果表明该方法的回收率为88.49%-92.22%;检出限为0.120 9 ng/mL,定量限为0.398 9 ng/mL。该方法简便、精确,适用于新鲜块菌中α-雄烷醇含量的测定。     

外生菌根合成过程中外源竞争性真菌及其菌根形态

在温室内,利用松属Pinus、栎属Quercus植物幼苗分别与乳菇属Lactarius、块菌属Tuber中重要食用菌进行菌根合成过程中,发现有9种外源竞争性菌根真菌exogenous competitive mycorrhizal fungi （ECMF）会造成宿主植物污染。形态解剖和分子生物学鉴定结果表明,9种ECMF分属5个属（Amphinema、须腹菌属Rhizopogon、硬皮马勃属Scleroderma、小球孢盘菌属Sphaerosporella、乳牛肝菌属Suillus）5科（阿太菌科Atheliaceae、须腹菌科Rhizopogonaceae、硬皮马勃科Sclerodermataceae、火丝菌科Pyronemataceae、乳牛肝菌科Suillaceae）,其中,造成松树苗污染的主要为Amphinema、Rhizopogon和Suillus属的种类,造成栎树苗污染的主要为Scleroderma属的种类,而Sphaerosporella属的种类既能污染松也能污染栎。同时,对ECMF形成菌根的形态与解剖特征进行了描述,以期为菌根合成过程中ECMF污染的识别与控制提供借鉴。     

秦岭辛家山林区锐齿栎外生菌根真菌多样性

以秦岭辛家山林区锐齿栎为研究对象,通过野外调查结合形态学和分子生物学方法,观察和鉴定与其共生的外生菌根真菌。结果确定了3种子囊菌和48种担子菌,分属于10科14属,其中毛革菌属Tomentella是优势类群,丝伞盖属1 Inocybe 1、Russula persicina、毛革菌属1 Tomentella 1、毛革菌属2 Tomentella 2、块菌属Tuber、绒盖牛肝菌属Xerocomus是常见种,其余都为稀有种。两样地锐齿栎外生菌根真菌除丰富度指数外,Simpson指数、Shannon指数以及Pielou均匀度指数差异不显著;Jaccard相似性指数和Sorenson相似性指数分别为0.1154和0.2069。     

HS-SPME-GC-MS法分析3种块菌子囊果主要挥发性成分

本研究采用顶空-固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)比较分析了假喜马拉雅块菌Tuber pseudohimalayense、中华夏块菌T. sinoaestivum和印度块菌T. indicum子囊果主要挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)组成与含量。结果表明,在3种块菌子囊果中共鉴定到173种VOCs,其中假喜马拉雅块菌、中华夏块菌和印度块菌子囊果中分别检测到79、63和71种挥发性成分,3种块菌子囊果中共有成分11种,其中1-辛烯-3-醇是含量最高的共有化合物(39.52%、38.98%和8.46%)。利用挥发性成分对3种块菌种类进行判别分析,结果表明2-丁酮、庚醛、苯乙烯、1-辛烯-3-醇和环十四烷能100.0%地将3种块菌样品按照种类正确分类。本研究初步确定了3种块菌子囊果VOCs组成和含量的差异,并探究了用VOCs相对含量区分3种块菌种类的可行性,为我国块菌质量评价,尤其是加工的块菌商品的鉴别提供了重要的理论依据。     

地菇状马蒂菌的形态学及挥发性成分分析

在我国河北省保定市采集到稀有地下真菌地菇状马蒂菌Mattirolomyces terfezioides新鲜子囊果。子囊果个体较大,直径可达10 cm,不规则球状或块状,白色或乳白色,表面有浅开裂,基部有长柄或无。产孢组织中实,成熟时黄褐色。子囊典型的8个孢子;孢子球形,无色至淡黄色,表面具有钝刺,基部连接形成不规则网纹。可能与桃树共生。地菇状马蒂菌子囊果含有丰富的C8挥发性化合物,主要是3-辛酮,1-辛烯-3-醇和3-辛醇(共占总挥发性成分含量的75%左右),少量含硫化合物被检测到。该研究为地菇状马蒂菌在我国的分布提供了新的证据和标本记录,首次分析了其挥发性物质的组成,为地下真菌资源的保护、开发和利用提供新的资源和数据支持。