正因為有幾代科研工作者的接續努力,人們對野生菌的認識才逐漸深入,闡明了為什么吃了未加工熟的見手青,會看見“小人跳舞”。
近年,科學家們還發現“最毒蘑菇”的鵝膏環肽毒素煉成的機制;還投入了大量的資源,幫助人們快速精準辨識毒菌,用科學安全的辦法培育營養又美味的食用菌新品種。
科研進步深入解析“毒機制”
“從國內外大量誤食野生菌中毒致死案例來看,最厲害的是鵝膏屬真菌,其毒素為鵝膏環肽,但鵝膏環肽毒素并非鵝膏屬真菌獨有。”日前,昆明植物研究所副研究員羅宏向科技日報記者介紹,在與鵝膏屬真菌親緣關系較遠的環柄菇屬和盔孢傘屬蘑菇中,也能產生這類毒素。
但在進化長河中,三屬蘑菇毒素合成的能力卻大相徑庭。在木腐生的盔孢傘屬真菌中,僅有1個毒素前體基因;在土腐生的環柄菇屬真菌中,有約10種毒素前體基因;而在菌根共生的鵝膏屬真菌中,MSDIN前體基因家族顯著擴張,甚至還產生了新的毒素修飾基因,可將環肽數目擴大數十倍,因此鵝膏屬真菌實際產毒能力是盔孢傘屬真菌和環柄菇屬真菌的成千上萬倍,成為當之無愧的“最毒蘑菇”。
此外,羅宏等人還發現,劇毒蘑菇產毒與基因水平轉移有關。毒素合成基因由未知古老真菌物種分別傳遞給了上述三屬的蘑菇。這個機制非常復雜,在其他生物或許要經歷幾萬年才能進化而來。
此外,劇毒鵝膏中還存在一個此前尚未被認知的大型環肽庫。轉錄組數據表明,劇毒鵝膏可用“生產線”排序生產環肽,通過智能化方式對合成途徑進行資源配置,優先生產最需要的環肽。
這一系列研究,為解析劇毒蘑菇的產毒機制,以及今后基于基因組、基因工程等手段精準挖掘和利用毒素資源,也為科學檢測和預防此類蘑菇中毒,提供了基礎性的科學依據。
快速發現劇毒蘑菇有了多種“利器”
如何快速鑒別有毒蘑菇,是世界性難題。
2021年2月,中科院昆明植物研究所獲得“一種劇毒蘑菇的快速檢測方法”國家發明專利授權。人們只需用一個檢測試劑盒,就可在3至5分鐘內完成含有鵝膏環肽毒素的劇毒蘑菇檢測。
在云南楚雄、曲靖等地有俗稱“黃羅傘”“白羅傘”的無毒鵝膏,但是當地還有與之極為相似的劇毒鵝膏,分別為“黃蓋鵝膏”和“致命鵝膏”,一旦誤食又得不到及時治療,即可導致死亡。在俗稱“麻母雞”的鵝膏中,多個種可以食用,但其中的灰花紋鵝膏卻是劇毒的。因此,快速鎖定此類劇毒蘑菇,對預防中毒具有重要現實意義。
經多年技術攻關,昆明植物研究所羅宏博士發明了快速檢測試劑盒,通過與企業合作并授權實施許可,目前產品已投入生產。新產品可在實驗室、野外、營地、衛生所等多種條件下,特異性地針對鵝膏環肽毒素,可通方便、快捷的特征性藍綠色顯色反應,快速完成檢驗工作,填補了全球該領域的空白。
此外,由昆明食用菌研究所支持,昆明臻海科技有限責任公司開發的一款基于應用市場和微信小程序的“菌窩子App”上線剛滿一年,用戶只需拍照上傳野生菌實物圖片,系統可快速提供相似品類的辨識信息。
由于野生菌“長相”相似,加之受拍照光線、角度、焦距等因素影響,難以做到“拍了就能識準”,對存疑的野生菌,小程序也提出紅色警示,避免誤采、誤食。
大批安全美味人工培育食用菌向你奔來
我國是栽培食用菌最早的國家。據記載,人類最早栽培的木耳,大約公元600年栽培于中國;金針菇栽培于公元800年,同樣起源于中國;香菇栽培起源于1150~1200年的浙江龍泉、慶元和景寧一帶;草菇栽培于200多年前起源于廣東南華寺。
但由于菌根型食用菌,與其他生物存在復雜的協同共生機制,同時,嬌嫩的菌根對生態系統中土壤、水分等條件極為挑剔,人工繁育一直是學界和產業界的難題。
“原生菌根菌只出現在健康的生態系統中,當系統受到干擾后會消失或被破壞。”華蓉說,目前,松茸、雞樅等消費者喜愛又昂貴的野生菌,還未實現人工繁育。
但近年來,科技日報記者還是見證了諸多“原本只應山上有”的野生食用菌,在科學家的呵護下,得以培植成功。羊肚菌、金黃大球蓋菇等,已實現了產業化生產。
松乳菇組是典型的外生菌根型食用菌,與松樹共生關系密切,其菌根合成是人工培育的關鍵。2015年起,昆明植物研究所于富強博士團隊系統開展了乳菇菌種收集、培養基優化、菌根合成和共生機制等研究。2018年4月起,該團隊陸續在云南、貴州、湖南、四川等地先后建立乳菇種植園16個,總面積超過100畝。“到2020年11月,在貴陽兩個種植園的多棵樹下,松乳菇和紅汁乳菇分別出菇。而且令人欣喜的是,菌根苗移栽到出菇僅用兩年半。”于富強說。
而被稱為黑孢塊菌的歐洲黑松露,是一種名貴的地下菌根型食用菌。
于富強團隊發現,黑孢塊菌可以與蒙古櫟幼苗較好地形成外生菌根,并顯著促進蒙古櫟生長發育。他們系統分析了與歐洲黑松露共生的蒙古櫟的光合效率、營養吸收、根際碳分泌以及根際細菌群落等指標,并于2021年8月獲得一系列研究成果,為歐洲黑松露的人工培育及種植園的經營管理奠定了基礎,有望實現人工穩產培育。
“20世紀80年代起,通過雜交育種培育出香菇、金針菇、木耳等食用菌新品種,我國迅速發展為食用菌生產大國。”華蓉介紹,我國大量科研人員利用人工選育、雜交育種、誘變育種、基因工程育種、菌種的脫毒育種等技術,經過多年的研究和發展,已形成了相對完善的配套栽培的技術,特別是對高營養價值或有藥理作用的野生食用菌馴化培植,受到高度重視和研究。
近40年來,我國菌種的生產也從單一的固體菌種到液體菌種,與固體菌種比較,液體菌種在生產工藝更簡便、生產周期短、污染少、萌發快速、成本低、純度高、出菇整齊、更加適宜工廠化生產。
“十三五”期間,云南省在干巴菌、松茸、松露、牛肝菌、大紅菇等野生食用菌保育促繁技術及規模全國領先,在多個野生食用菌主產區建設保育促繁基地。金耳、白參、暗褐網柄牛肝菌等特色品種已實現規模化栽培;同時率先馴化出云南白肉靈芝、中華美味蘑菇、花臉香蘑、印度塊菌、松乳菇和靚麗乳菇等品種,為拓展栽培品種多樣性及商業化栽培儲備了豐富的菌種資源和技術;還培育出羊肚菌、木耳、大球蓋菇的多個品質優良、商品性好的新品種。
“近年來,可種植的野生食用菌資源不斷被發現。同時,隨著人工馴化選育、種植等技術不斷進步,生產更多品種多樣、營養豐富、美味安全的食用菌將不再是夢。”華蓉說。