朱學(xué)泰,張國晴,冶曉燕
(1.西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2.臨夏回族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院,甘肅 臨夏 731100)
塊菌屬(Tuber)真菌,俗稱松露,隸屬于子囊菌門(Ascomycota)、盤菌綱(Pezizomycetes)、盤菌目(Pezizales)、塊菌科(Tuberaceae),是一類常具有黑褐色或暗色子囊果的真菌,一般與樹木共生形成外生菌根,其子囊果多生于地下[1],主要分布在青岡櫟(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)、油 松(PinustabuliformisCarr.)、云南松(Pinusyunnanen?sisFranch.)、板栗(Castanea mollissima)、栓皮櫟(Quercus variabilis)等樹下土壤中[2]。目前全球已報(bào)道的塊菌屬物種約150種。歐洲塊菌的食用和研究歷史較早,主產(chǎn)于法國、意大利和西班牙,其余國家也有分布[3],與西方相比,我國對(duì)于塊菌的認(rèn)識(shí)和研究起步較晚,但近幾年發(fā)展迅速,大量的新種和新記錄種不斷被發(fā)現(xiàn)和報(bào)道[4-6],目前全國已記錄有84個(gè)塊菌屬物種[7],主要分布在云南、四川等西南地區(qū),另外在內(nèi)蒙古、河北、遼寧、山西、甘肅以及北京等地也有分布[3,7-8]。塊菌味道鮮美,營養(yǎng)豐富,但產(chǎn)量較少,因此價(jià)格昂貴,在西方國家享有“黑鉆石”“地下黃金”等美譽(yù),形成了獨(dú)特的松露文化[9-10]。目前我國已成為世界上主要的塊菌出口國之一,但過度的開采使我國的塊菌生態(tài)環(huán)境遭到了極大破壞,很多塊菌資源尚未成熟就被挖掘流入市場,產(chǎn)量急劇下降,瀕危物種日益增多,資源的保護(hù)迫在眉睫。
臺(tái)灣塊菌(Tuber formosanumH.T.Hu&Y.Wang)最早在1992年被作為一個(gè)新種進(jìn)行了描述[11],但由于沒有指定模式標(biāo)本,因此不被認(rèn)為是有效發(fā)表。2009年該物種被證實(shí)確為一個(gè)獨(dú)立的分類單元[12],并于2013年被正式發(fā)表[13]。目前在中國的臺(tái)灣、云南、四川、河北、內(nèi)蒙古、北京等地均發(fā)現(xiàn)了臺(tái)灣塊菌的子實(shí)體[2,14],在江蘇南京的林下土壤中發(fā)現(xiàn)了該種的ITS序列[6],但甘肅省尚未有臺(tái)灣塊菌分布的相關(guān)研究和記錄。
2021年1月,本研究組從甘肅省隴南市康縣陽壩闊葉林中化香樹(Platycarya strobilaceaSieb.et Zucc.)下采集得到若干份塊菌子實(shí)體標(biāo)本。采集地為西秦嶺南側(cè)康南林區(qū),地理坐標(biāo)E 105°76′90.88″、N 33°1′37.4″,海拔980 m。
對(duì)所采集標(biāo)本的宏觀特征進(jìn)行觀察和記錄,包括顏色、大小和形狀等;利用光學(xué)顯微鏡觀察記錄顯微結(jié)構(gòu)特征,包括子囊的形狀和大小、孢子的形狀大小等。
采用CTAB法對(duì)所采集的塊菌子實(shí)體進(jìn)行總DNA的提取,PCR擴(kuò)增其ITS序列,引物ITS5和ITS4[15],擴(kuò)增體系為:2×F8 Fastlong PCR Master?Mix 12.5μL(0.2 U/μL)(北京艾德萊生物科技有限公司),ddH2O 8.5μL,正、反向引物各0.5μL,DNA模板3μL;擴(kuò)增條件為94℃預(yù)變性2.5 min,隨后進(jìn)入38個(gè)循環(huán):95℃變性10 s,50℃退火15 s,72℃延伸10 s;循環(huán)結(jié)束后72℃延伸4 min。擴(kuò)增產(chǎn)物采用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),條帶清晰的樣品依托北京奧科鼎盛生物科技有限公司進(jìn)行測(cè)序。
將自測(cè)序列與GenBank數(shù)據(jù)庫中獲得的相關(guān)序列聯(lián)合建立矩陣,基于最大似然法,利用RAxML v.7.0.4 manual軟件[16]構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,相關(guān)序列的選擇和外類群的設(shè)置,參考范黎等[6]的研究結(jié)果。
子囊果直徑1.3~3 cm,球形、橢球形或不規(guī)則塊狀,黑褐色,外部具不規(guī)則多角形瘤突,頂端尖或平,厚且硬,較難剖開。包被厚150~250μm,包被細(xì)胞短柱狀,直徑5~15μm,細(xì)胞呈深紅褐色,向內(nèi)顏色變淺。產(chǎn)孢組織黑褐色,有大理石花紋狀脈絡(luò)。子囊(70~95)μm×(60~90)μm,近球形,內(nèi)含1~4個(gè)孢子(多為4個(gè))。子囊孢子[(23.0)34.5~38.6(50.0)]μm×[(20.0)25.0~28.2(40.0)]μm,Q=(1.15)1.34~1.42(1.60),Qm=1.38±0.11,橢球形,褐色至黑褐色,具刺突,刺長可達(dá)8μm(圖1)。
圖1 臺(tái)灣塊菌(zhu4361-1)的形態(tài)結(jié)構(gòu)Figure 1 Morphological features of T.formosanum(zhu4361-1)
自測(cè)的ITS序列已上傳至GenBank數(shù)據(jù)庫,標(biāo)本及其對(duì)應(yīng)序列的登錄號(hào)見表1。
表1 標(biāo)本號(hào)及其ITS序列的GenBank登錄號(hào)Table 1 Specimens vouchers and GenBank accession numbers
基于ITS用最大似然法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(圖2)顯示,所研究標(biāo)本的序列與臺(tái)灣塊菌的相關(guān)序列聚為一支,靴帶值為100%,應(yīng)屬同一物種。
圖2 基于ITS序列用最大似然法構(gòu)建的塊菌屬(Tuber)系統(tǒng)發(fā)育樹Figure 2 Phylogeny of Tuber inferred from the ITSdataset using RAxML
在系統(tǒng)發(fā)育樹的臺(tái)灣塊菌分支上,有些序列如FJ748907,被定為印度塊菌(Tuber indicumCooke&Massee.),應(yīng)該是標(biāo)本的錯(cuò)誤鑒定所致,類似這樣被錯(cuò)定為印度塊菌的序列,在GenBank中還有很多,在使用時(shí)需要進(jìn)行甄別。
該支系上還有部分序列,如AB553388、AB553 393等,被定為喜馬拉雅塊菌(Tuber himalayenseB C Zhang&Minter.),這是由于目前學(xué)界對(duì)臺(tái)灣塊菌和喜馬拉雅塊菌的關(guān)系仍然存在爭議,有學(xué)者認(rèn)為臺(tái)灣塊菌是喜馬拉雅塊菌的異名[17-18]。雖然喜馬拉雅塊菌發(fā)表更早,但迄今為止尚未見有來自于其模式標(biāo)本或模式產(chǎn)地標(biāo)本的序列,本文采信范黎等[2,19-20]的觀點(diǎn),為該物種為臺(tái)灣塊菌[13-14]。
塊菌之所以成為世界上著名的頂級(jí)食材,除了味道獨(dú)特、營養(yǎng)豐富外,還因稀少難覓。西方國家對(duì)于塊菌采集有嚴(yán)格的限制,且通常用經(jīng)過訓(xùn)練的母豬或者松露犬來協(xié)助尋找,而我國的塊菌采集目前主要是盲目地大范圍挖掘來尋找,對(duì)森林生態(tài)環(huán)境會(huì)造成很大程度的破壞[21]。野生塊菌資源被發(fā)現(xiàn)后,要避免被掠奪式采挖,應(yīng)該積極普及相關(guān)科學(xué)知識(shí),建議在合適的時(shí)間和地點(diǎn)采集,使野生資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。
目前,臺(tái)灣塊菌在我國已知的分布地有臺(tái)灣、四川、云南、江蘇、河北和內(nèi)蒙古寧城,甘肅隴南是該物種新發(fā)現(xiàn)的分布區(qū)。塊菌屬部分物種在歐洲等地已可進(jìn)行半人工栽培,我國學(xué)者通過10余年的研究,利用菌根合成技術(shù),已合成了臺(tái)灣塊菌、印度塊菌、中華夏塊菌(Tuber sinoaestivumJ.O.Zhang&P.G.)、歐洲夏塊菌(Tuber aestivumVittad.)、攀枝花白塊菌(Tuber panzhihuaneseX.J.Deng&Y.Wang)以及法國黑孢塊菌(Tuber melanosporumVittad.)的菌根樹苗,并成功收獲了子囊果,為塊菌資源的可持續(xù)利用提供了技術(shù)支持[22-23]。此次臺(tái)灣塊菌標(biāo)本在甘肅隴南的獲得,證實(shí)該區(qū)域的環(huán)境和氣候條件適合該物種的生長,為甘肅省保護(hù)和進(jìn)一步開展這一珍稀食用菌的人工仿生栽培工作提供了科學(xué)依據(jù)。
本研究所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示,采自隴南的塊菌標(biāo)本與臺(tái)灣塊菌的相關(guān)序列以高支持率聚為一支,宏觀和顯微形態(tài)特征也與臺(tái)灣塊菌的相關(guān)描述相吻合,因此臺(tái)灣塊菌,是該物種在甘肅省的首次發(fā)現(xiàn)。