代新紀,杜 璠,梁詠亮,朱學泰**
(1.西北師范大學生命科學學院,甘肅 蘭州 730070;2.寧夏賀蘭山國家級自然保護區(qū)管理局,寧夏 銀川 750021)
賀蘭山紫蘑菇是我國寧夏回族自治區(qū)賀蘭山和內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟地區(qū)著名的野生食用菌,因其個體碩大、肉質(zhì)肥厚、味道香醇、口感爽滑、營養(yǎng)豐富,被譽為“賀蘭山珍”,也是當?shù)厝嗣窬促涃F賓的特色禮品。
賀蘭山紫蘑菇主要分布于賀蘭山上,海拔為2 100 m~2 800 m的青海云杉林下[1],其發(fā)生量受植被類型、溫度、濕度、水分、營養(yǎng)、pH和光照等因素的綜合影響[2],迄今為止未能被成功馴化栽培。近年來,由于過度采集,野生資源日趨減少,亟需開展保護和可持續(xù)利用研究。
賀蘭山紫蘑菇在市場上已售賣多年,但其物種名稱一直存在爭議。王春穎和白明生[3-4]稱之為紫色絲膜菌(Thaxterogaster purpurascens);對賀蘭山紫蘑菇進行活性成分研究的一些學者將其統(tǒng)稱為紫紅絲膜菌 (Calonarius rufoolivaceus)[5-6];張靠穩(wěn)[7]基于形態(tài)特征分析,認為賀蘭山紫蘑菇可能包含紫紅絲膜菌、藍絲膜菌(Phlegmacium caerulescens)、白絲膜菌(Cortinarius albidus) 和血紅絲膜菌(Cortinarius cinnabarinus)等物種。物種名稱的混亂,影響了對賀蘭山紫蘑菇資源的研究和深度開發(fā)。因此有必要對其學名進行準確考證,促進對這一自然資源的保護和可持續(xù)開發(fā)利用。
賀蘭山紫蘑菇樣本:zhu2908子實體,購自寧夏賀蘭山下;zhu2933、zhu2152、zhu2154和zhu3842新鮮子實體,分別采集于寧夏回族自治區(qū)賀蘭山及甘肅省景泰縣壽鹿山、青海省祁連縣八寶鎮(zhèn)。以上標本目前均保存于西北師范大學生命科學學院真菌標本室。
宏觀形態(tài)特征依據(jù)新鮮子實體標本的野外觀察記錄。在解剖鏡(Motic SMZ-171)下徒手切取各部分組織,浸在5%KOH溶液中制作玻片;在光學顯微鏡(ZEISS AX10)下觀察顯微結(jié)構(gòu);經(jīng)剛果紅染液染色,用相機(Canon 70D)拍攝顯微照片。隨機各選取20個成熟的孢子、擔子進行測量,其長、寬以(a) b~c(d) 表示,a和d分別表示測量的最大值與最小值,b和c表示90%的置信區(qū)間;孢子長寬比用Q表示,Qm的值為Q的平均值±標準差 (±SD)[8]。
1.3.1 ITS 提取與測序
用大型真菌DNA提取試劑盒(Omega Bio-tek,Inc.USA) 提取樣本總DNA,對內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)片段(internal transcribed spacer) 進行擴增。PCR引物為ITS5/ITS4 (ITS5:5′-GGAAGTAAAAGTCGTACAAG-3′;ITS4:5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′)。擴增條件:94℃預變性3 min;95℃變性10 s,50℃退火15 s,72℃延伸10 s,循環(huán)38次;72℃延伸5 min;4℃保存。PCR產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測后,送至北京奧科鼎盛生物科技有限責任公司測序。
1.3.2 序列比對分析
將測序結(jié)果在BioEdit 7.13.0軟件上選取有效部分,上傳至GenBank獲取序列號,于NCBI數(shù)據(jù)庫中進行BLAST比對,得到20個確定種名的近源種ITS序列。同時下載賀蘭山紫蘑菇曾經(jīng)被鑒定為的物種和Calonarius屬模式種C.typicus序列[3-7],以最大似然法 ML(maximum likelihood) 和鄰接法 NJ(neighbor joining) 采用 MEGA-X 10.2.2 軟件構(gòu)建系統(tǒng)進化樹,Bootstrap均重復1 000次。外類群的選擇參考了Liimatainen等[9]的研究結(jié)果。
對賀蘭山紫蘑菇樣品進行宏觀形態(tài)特征分析,詳見圖1。
圖1 賀蘭山紫蘑菇樣品擔子果Fig.1 The basidiocarp of Helanshan Zimogu samples
如圖1所示,擔子果傘形,中型至大型。菌蓋直徑為30 mm~160 mm,幼時半球形至扁半球形,成熟后逐漸平展,邊緣稍內(nèi)卷。表面淺紫褐色、紫褐色、紅棕色或褐赭色,中央常龜裂,周圍光滑。菌褶直生至近彎生,較密,不等長,褶緣波浪狀,幼時淺黃色,成熟后棕褐色或茶色。菌蓋中心菌肉厚度達25 mm,肉質(zhì),污白色,稍帶紫色調(diào);無特殊氣味,略有苦味。菌柄杵狀至紡錘狀,中實,長度為30 mm~90 mm,直徑為10 mm~40 mm,基部膨大至30 mm~50 mm;頂端常呈淺灰紫色,中部、下部常呈淺黃褐色至淺紅棕色;菌柄菌肉與菌蓋菌肉顏色相同。內(nèi)菌幕為銹褐色,密集,成熟后逐漸粘連在菌柄上部和菌蓋邊緣。
對賀蘭山紫蘑菇樣品進行顯微形態(tài)特征分析,詳見圖2。
圖2 中華絲膜菌的顯微結(jié)構(gòu)Fig.2 Microstructure of Calonarius sinensis
如圖2所示,擔孢子呈桃核狀,大小為 [(8.5)9.0~12.5 (14.0)]μm × [(5.5) 6.0~7.0 (7.5)]μm,Qm=1.60±0.02;黃棕色,有明顯疣狀突起,無囊狀體,遇KOH溶液顯銹褐色,孢子印呈銹褐色。擔子棒狀,大小為 (22.5~33.5) μm×(6.5~9.0) μm,具 4個孢子梗,無色或略帶黃灰色,壁薄,具有鎖狀聯(lián)合。菌蓋表皮交織黏毛皮狀,菌絲直徑為3.5 μm~6.5 μm,淺褐色,浸沒在膠狀基質(zhì)中,覆褐色顆粒物,附著物在KOH溶液中逐漸消失。菌褶、菌髓規(guī)則型,由直徑為 3.5 μm~7.5 μm 的無色菌絲組成。
基于ITS序列,采用最大似然法和鄰接法構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育樹,二者的拓撲結(jié)構(gòu)基本一致,僅支持率略有差異?;谧畲笏迫环?gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹,僅展示、分析BP(Bootstrap percentages) 值≥50%的結(jié)果,詳見圖3。
圖3 基于ITS序列采用最大似然法構(gòu)建的分子系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.3 Molecular phylogenetic tree based on an ITS dataset using maximum likelihood
如圖3所示,分子系統(tǒng)學發(fā)育樹的結(jié)果綜合形態(tài)學觀察分析,均顯示檢測的賀蘭山紫蘑菇是魏鐵錚等[9]于2020年發(fā)表的中華絲膜菌(Cortinarius sinensis L.H.Sun,T.Z.Wei&Y.J.Yao 2020)。分析與Calonarius屬模式標本Calonarius typicus的比對結(jié)果可知,被測菌株所在分支與其的分支支持率較高,BP1/BP2為96/98;根據(jù)2022年最新研究,Liimatainen等[10]依據(jù)分子系統(tǒng)學將絲膜菌屬拆分為10個屬;隨著分子系統(tǒng)學的發(fā)展和絲膜菌屬分類學研究的不斷深入,大多學者也傾向于將龐大的絲膜菌屬分成若干個單系的組[11-13]。此次檢測結(jié)果中,與購入的賀蘭山紫蘑菇zhu2908和野外采集的賀蘭山紫蘑菇zhu2933、zhu2152、zhu2154、zhu3842菌株 ITS序列相似度最高的Cortinarius sinensis分支中,包含了C.sinensis品種的最新模式標本MK411466。因此,根據(jù)最新的絲膜菌分類系統(tǒng),中華絲膜菌的學名應為Calonarius sinensis(L.H.Sun,T.Z.Wei&Y.J.Yao)X.J.Dai&X.T.Zhu comb.nov.(MycoBank 843797)。
中華絲膜菌與Calonarius cupreorufus、Calonarius pseudocuproorufus和紫紅絲膜菌在系統(tǒng)發(fā)育樹上顯示出較近的親緣關系;且其子實體大小相近,都具有粗壯的菌柄和膨大的基部,菌幕的生長狀態(tài)和顏色變化也很相似;但 C.cupreorufus和 C.pseudocupreorufus沒有顯著的紫色調(diào)[9],而紫紅絲膜菌的子實體紫色偏紅,擔子相對較大[14]。同時,這些物種的ITS序列存在至少9個堿基的取代和indel位置的偏差。
曾有學者根據(jù)宏觀形態(tài)特征將賀蘭山紫蘑菇鑒定為紫色絲膜菌、藍絲膜菌、白絲膜菌和血紅絲膜菌等[3-7]。與這些物種相比較,中華絲膜菌的菌蓋表皮為單層,擔孢子檸檬狀至桃核狀,且表面具明顯疣狀凸起。系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果顯示,中華絲膜菌與紫色絲膜菌、藍絲膜菌、白絲膜菌和血紅絲膜菌均未聚為一支,存在較遠的遺傳差異。
研究結(jié)果顯示,除賀蘭山區(qū)外,中華絲膜菌在青海省大通縣和祁連縣、甘肅省天祝縣和景泰縣以及內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善左旗等地的青海云杉林下均有分布。該物種的自然資源儲量和譜系地理分布特征值得進一步研究和探討。
作為外生菌根真菌,中華絲膜菌在西北地區(qū)脆弱的森林生態(tài)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。由于采集時子實體周圍的苔蘚被大片掀開,大量菌絲體因暴露于空氣中而死亡,近年來,本應大量出菇的7月~8月卻減產(chǎn)了。為防止中華絲膜菌資源枯竭,避免對森林生態(tài)系統(tǒng)帶來威脅,應號召當?shù)厝罕姴扇≌_的采摘方式,保護其賴以生存的苔蘚層。同時控制采摘量,保留一定量的成熟菇,使其完成有性生殖過程,保證中華絲膜菌野生資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。