昆明植物所國產塊菌研究取得系列進展

　　塊菌在商業貿易上稱為“松露”。塊菌是稀缺的生物資源，具有重大的科學研究價值和不可取代的生態價值，且由于其味特殊、價甚鉆石，被譽為“廚房里黑鉆石”、“上帝的食物”，而成為聞名遐邇的奇珍異饈。

　　近十年來，在國家自然科學基金、云南省自然科學基金、中國科學院國家知識創新工程及重要方向性項目的資助下，中國科學院昆明植物研究所劉培貴研究員及其帶領的研究組先后對國產塊菌的分類學、分子系統發育、菌根合成和根際微生物多樣性進行了系統研究。研究澄清了部分種類的混亂，迄今確認在我國分布的塊菌屬種類有16種，其中包括兩個新種即臍凹塊菌Tuber. umbilicatum和闊孢塊菌T. latisporum，以及2個新紀錄種，即凹陷塊菌T. excavatum和波氏球孢塊菌變種Tuber borchii var.sphaerosperma(Chen et al., 2005; 2007; 2008)。基于ITS序列分析和大量野外考察及標本的形態解剖學比較研究，發現發表于臺灣的屑狀塊菌T. furfuraceum是會東塊菌T. huidongense的異名（Deng et al. 2009）。基于DNA分子的nrDNA-LSU、ITS和b-tubulin三個序列的單獨與聯合分析，結合大量的野外考察和標本形態解剖學對比研究，明確了一直存在著爭議的國產黑塊菌所涵蓋5個種（Tuber himalayense，T. indicum，T.sinense，T.pseudohimalayense，T. formosanum和T. pseudoexcavatum）的種間界限。研究確認T. pseudohimalayense和T.pseudoexcavatum是同一個種，后者是前者的異名；T. sinense是T.indicum的異名；發現于臺灣的T. formosanum因其所共生的宿主植物和地理分布明顯異于T. indicum，并且在形態解剖上也存在一些特征上的細微差異，明確應該是一個獨立的種。T.indicum在分子系統樹上明顯分布在兩個支干上，顯示至少是兩個獨立的系統發育種（Phylogenetic species）（Chen et al. 2011）。

　　近年來，研究人員在我國西南的野外考察中驚奇地發現了大量尚未報道描述過的白塊菌類群，結合形態解剖學和分子系統學的研究，表明屬于塊菌屬Tuber Sect. Puberulum 或Sect. Borchii，初步鑒定為5個新分類群，他們具不同的香味，其中不乏具有特殊怡人香味的類群。這一發現可能改寫塊菌類起源于北美或西歐為塊菌起源和分化中心的學說；同時也表明我國白塊菌類群具有巨大的經濟價值和開發潛力，也極大地補充豐富了我國白塊菌類群物種多樣性（結果正在整理中）。

　　在野外調查中，研究人員還驚奇地發現印度塊菌（中華塊菌）的菌塘內的紫荊澤蘭幾乎全部被抑制甚或殺死！2009采集了菌塘內外的紫荊澤蘭根樣，初步觀察研究發現，和菌塘外的紫荊澤蘭相比，菌塘內尚殘存紫荊澤蘭根的內生菌根（VA）的感染程度很低，甚至沒有感染。2010年進一步采樣進行了內生菌根的感染程度及存在量的觀察和比較發現，菌塘內紫荊澤蘭根的內生菌根的感染程度僅是菌塘外紫荊澤蘭根的的感染程度的50%。這表明，塊菌發育成熟時代謝分泌出來的或是芳香類化合物可通過他感作用（allelopathy）抑制菌塘內紫荊澤蘭根的內生菌根真菌的發育和侵染。紫荊澤蘭是內生菌根植物，內生菌根發育不良或不發育就不能生存或生存力降低。黑塊菌類的塊菌 (T. melnonosporum, T. indicum, T. aestivum) 都可以形成明顯的菌塘（br?lé），即菌塘中的草本植物和小灌木都會被抑制甚至萎焉致死，又稱“火燒區（burned area）”。對br?lé的解釋多種，有微生物區系改變說等，但是都不能令人滿意。劉培貴團隊發現的內生菌根被抑制的現象，可能為br?lé形成提出最合理的詮釋。這一工作還在進行中，希望通過濕篩土壤樣品，得到VA的孢子，比較菌塘內外的VA種群的多樣性，進一步支持br?lé內生菌根被抑制的設想。這一新發現不僅對br?lé的形成做出了新的解釋，更重要的是可以通過對國產黑塊菌的他感化學物質（allelochemicals）及化學生態學（Chemical ecology）的深入研究，來揭示和探討防止和清除紫荊澤蘭的新思路和新途徑。

　　另外，塊菌是菌根性真菌，特殊的生態環境使其與土壤微生物有密切關系。在塊菌的菌根合成過程中，高質量菌根的形成是其成功的關鍵因素。關于影響菌根形成的非生物因素，如pH值、Ca++等離子基質配方等已經有很多的研究，但關于塊菌形成菌根過程中塊菌根際微生物所扮演的角色的研究鮮有涉獵。而在菌根合成實踐中合成基質中加入抗生素致使某些細菌無法在菌根合成時起作用。對此，研究人員篩選了塊菌根際微生物不同菌落（放線菌、細菌）進行分離、純化培養，分別再回接種到塊菌菌種+幼樹苗菌根合成試驗中，迄今發現有促進菌根感染合成的優秀菌株會顯著提高印度塊菌菌根的感染率，提高菌根合成數量。這一工作屬于原創性的工作，目前還在試驗分析中。該研究組近年來開展相關研究，并且發現加入蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis），會顯著提高印度塊菌菌根的感染率，提高菌根合成數量；在接種塊菌的菌劑中加入抗生素會使菌根形成的數量顯著下降，推測是因為抗生素致使某些細菌無法在菌根合成時起作用所致。

　　塊菌屬中具有經濟價值的種類倍受國際市場及美食界的青睞，由于國際市場需求迅猛、國內市場的逐步認可，其市場價格一路飆升。塊菌成了百姓特別是偏僻山區群眾的主要經濟來源。在利益的驅使下，為了能搶先獲得更多塊菌子實體，在幼子實體生長發育期（6-10月）即已開始采集，不成熟的塊菌不僅個體小、香味淡、營養價值低，市場價格低，嚴重影響經濟收入；其二，為了取得更多的經濟利益，采集者采取超強度的反復地毯式掠奪方式使得塊菌自然成熟的繁殖體數量和質量受到重創，導致種群變小，數量嚴重萎縮，遺傳結構受到破壞，基因交流嚴重受阻，導致惡性循環，造成嚴重損失，在商業化采集區塊菌已瀕臨絕跡。其三，從宏觀角度看，森林生態環境受到嚴重破環，而生態系統的破環直接影響塊菌的生長和生存；傳統采集方法很不科學，由于塊菌特殊的生物學特性，生長于地下，不易發現，采集者多用挖刨馬鈴薯的方法尋找塊菌，以鋤頭、釘耙等傳統農用工具滿山遍野盲目地尋找塊菌，這種方法對塊菌生長的生態環境及其菌塘造成毀滅性破環。

　　塊菌發生于華山松、板栗樹下，與地上特定樹種形成共生關系，通過塊菌菌絲與植物根系形成的菌根進行物質和信息交流與交換，達成互惠互利的依賴關系。共生樹木與塊菌真菌之間信息和物質交換的通道和橋梁一旦被挖斷阻隔，就難以恢復。采用傳統農具滿地挖，這對地下和諧的共生生態系統造成極大的破壞。更令人擔憂的是，在塊菌主產區范圍內進行全方位地反復地刨挖，甚至把共生的樹木根系都挖斷，林相受到破壞，是對塊菌生境最致命的破環。由于缺乏必要的生物學常識，采集者認定了產塊菌的地方后，年年多次都會在采集過的地方多次刨挖，地下共生系統根本沒有了恢復的時間和喘息的機會，之后塊菌將再不可能繼續發生。這種殺雞取卵式的采集方式的不科學性和嚴重后果日漸突出！加之沒有任何法律法規的保護和可持續利用措施，塊菌的已陷入災難性的境地，采取必要的保護措施和拯救瀕臨滅絕的經濟塊菌迫在眉間。迫切需要采取保護措施，建立塊菌種植園以減輕對塊菌自然產地的壓力。

　　劉培貴研究組已成功地合成了國產印度塊菌（Tuber indicum）和華山松（Pinus armandii）、板栗(Castanea mollissima)的菌根幼苗（Geng et al. 2009），獲得國家發明授權ZL，并且將接種成功的菌根苗移栽至野外建立了塊菌種植園科技示范實驗基地，預期4-5年后可以產出塊菌子囊果，8-10年后逐步增加產量，管理得當可以連續采集收獲40-45年塊菌子實體。

　　由于塊菌的種植是一個新生事物，又加之特殊的生物學特性，塊菌苗移栽到野外后需要有效地精心管理，所以塊菌種植的種植及其管理的推廣任重而道遠。

　　基于我國西南是以喀斯特地貌發育形成的石灰巖為主的多山地區，其中石灰巖（碳酸鈣CaCO3）和碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]為主的土壤地質條件；再加上中山、亞高山（海拔1000—2600米）地帶的氣候、植被條件，特別適合于發展塊菌種植業。因此，在我國西南規模化種植塊菌具有巨大的發掘潛力，可以考慮把發展塊菌種植業作為我國西南新經濟模式和農林產業結構調整的新型產業來培育。

　　已發表相關的研究論文：

　　Chen J. et al. 2011. Species Recognition and Cryptic Species in the Tuber indicum Complex. PLoS ONE 6(1): 1-10;

　　Chen J. et al. 2008. Two new recordsof Tuber (Pezizomycetes, Pezizales) from China. Mycotaxon 104: 65-71；

　　Chen J. et al. 2007. Tuber latisporum sp. nov. and related taxa, based on morphology and DNA sequence dat. Mycologia 99(3):475-481；

　　Chen J. et al. Tuber umbilicatum, a new species from China, with a key to the spinose-reticulate sporedTuber species, Mycotaxon, 2005, 94:1-6;

　　Deng XJ. et al. 2009. Notes on Tuber huidongense (Tuberaceae, Ascomycota), an endemic species from China. Mycotaxon 109: 189-199.

　　Geng LY. et al. 2009. Mycorrhizal synthesis of Tuber indicum with two indigenous hosts, Castaneamollissimaand Pinusarmandii. Mycorrhiza 19(7): 461-467.