祁亮亮 韋仕巖 藍(lán)桃菊 郎 寧
(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所,廣西南寧530007)
云耳是云南、貴州和廣西等地特色的木耳屬食用菌,隸屬于木耳目(Auriculariales),木耳科(Auriculariaceae)。木耳屬真菌分布廣泛,主要生長在闊葉樹倒木或腐木上,偶見于腐朽的竹子上[1],是重要的食藥用菌[2-4]。我國對木耳屬的研究始于1939年,鄧叔群記載了中國木耳屬真菌6種[5];20世紀(jì)80年代后,國內(nèi)學(xué)者相繼發(fā)現(xiàn)報(bào)道了4個(gè)木耳屬新種[6-8];近些年,基于形態(tài)學(xué)與分子系統(tǒng)學(xué),諸多木耳屬新種被發(fā)現(xiàn)[9-13]。截至目前,木耳屬有效名稱75個(gè)[13],中國有15個(gè)。云耳在廣西多個(gè)市縣有廣泛栽培。
從宋代起,廣西百色地區(qū)已開始人工栽培云耳。因此,云耳是廣西特有的種質(zhì)資源[14],一般發(fā)生在桂西、桂西北[15]。據(jù)記載,野生云耳大多發(fā)生于櫟木腐木與麻櫟林交界的混交林中,偶有在米椎(Castanopsisspp.)等其他樹種上[14],多被描述為廣西特有的木耳品種[16-19],學(xué)名常寫作為Auricularia auricu-lar[14,19]或者A.auricular-judae[17],但缺乏有力證據(jù)。在宏觀形態(tài)學(xué)上與云耳相似的物種多為近些年發(fā)表的新種或新記錄種,如闊葉樹木耳A.angiospermarumY.C.Dai,F(xiàn).Wu﹠D.W.Li、黑木耳A.heimuerF.Wu,B.K.Cui﹠Y.C.Dai、小木耳A.minutissimaY.C.Dai,F(xiàn).Wu﹠Malysheva、脆木耳A.fibrilliferaKobayasi等[12]。因此,筆者旨在通過比較云耳與其他相似種的形態(tài)學(xué)及分子系統(tǒng)學(xué),完善廣西云耳的形態(tài)學(xué)特征,明確廣西云耳準(zhǔn)確的物種名稱及分類地位,對云耳的栽培育種及地方食用菌品種的保護(hù)具有重要意義。
研究材料為筆者從廣西天峨縣(云耳712:GXMRI_YE1、GXMRI_YE2、GXMRI_YE3、)、南丹縣(黑木 耳 916:GXMRI_ME1、GXMRI_ME2、GXMRI_ME3)、龍州縣(GXMRI_0613、GXMRI_0627)采集的8個(gè)木耳屬標(biāo)本,標(biāo)本存放于廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所(GXMRI)。
1.2.1 形態(tài)學(xué)研究方法
采用傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)研究方法對新鮮及干標(biāo)本進(jìn)行宏觀形態(tài)及微觀顯微結(jié)構(gòu)的觀察并記錄。5%KOH溶液作為干標(biāo)本的浮載劑,剛果紅作為染色劑,Melzer試劑檢驗(yàn)標(biāo)本是否有淀粉質(zhì)反應(yīng);測量30個(gè)成熟孢子的大小,得出所有孢子的長寬平均值,計(jì)算擔(dān)孢子的Q值。顏色描述的依據(jù)是《Color standards and color nomenclature》[20]以及《Methuen handbook of color》[21]。
1.2.2 分子系統(tǒng)學(xué)研究方法
1.2.2.1 DNA提取、PCR擴(kuò)增、測序
取干凈無污染的木耳屬干標(biāo)本提取總DNA,提取方法依據(jù)DNA提取試劑盒SK8224(上海生工生物工程股份有限公司)使用說明。ITS序列的引物為通用引物[22],擴(kuò)增反應(yīng)體系為25 μL,包括1 μL模板,0.5 μL 正 反向引物 ,0.5 μL dNTP(10 mM),2.5 μL Tap Buffer,0.2 μL Tap 酶 ,20 μL ddH2O。PCR擴(kuò)增反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性3 min,94℃變性60 s,58℃退火30 s,72℃延伸1 min,共35個(gè)循環(huán),72℃修復(fù)延伸10 min,4℃終止反應(yīng)[23]。PCR產(chǎn)物送至上海生工生物工程股份有限公司測序。測序結(jié)果經(jīng)驗(yàn)證后,上傳至GenBank數(shù)據(jù)庫。
1.2.2.2 數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建
基于NCBI數(shù)據(jù)庫,將目標(biāo)序列進(jìn)行BLAST比對,下載其Ident值高于97%的序列組成矩陣。運(yùn)用Bio Edit v.7.0.9[24]、CLUSTALX[25]和 PAUP 4.0[26]對 矩陣進(jìn)行比對和編輯、Modeltest v.3.7[27]計(jì)算最適的堿基替換模型,MrBayes v.3.1.2[28]構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。最終當(dāng)運(yùn)行100萬代或分裂頻率的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差(Average standard deviation of split frequencies)低于0.01時(shí)停止運(yùn)行,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。
宏觀形態(tài)(圖1):子實(shí)體新鮮時(shí)膠質(zhì),不透明,耳狀,偶不規(guī)則,具3~5 mm短小菌柄,邊緣常具淺裂或偶具深裂,最寬處直徑可達(dá)5.5 cm,厚0.50~1.46 mm,干后易碎,耳基及周圍半透明(對光),耳緣不透明;不孕面淺黃褐色、深黃褐色,或木棕色(ⅩⅩⅤⅢ11″k),幼時(shí)具明顯淺黃色柔毛,老后具黃棕色柔毛,干后淺灰棕色;耳緣不具柔毛,顏色不同,煙褐色、深紅褐色,干后灰褐色;子實(shí)層光滑,具皺褶,幼時(shí)幾乎與耳緣同色,基部色淡;老后子實(shí)層淺橙黃色(4A2),干后中部木棕色至淡黃棕色,邊緣深灰色。
顯微結(jié)構(gòu):擔(dān)孢子臘腸形,無色,薄壁,光滑,具1或2個(gè)液泡(圖2),非淀粉質(zhì),無嗜藍(lán)反應(yīng),(3.0~5.5)μm×(7.0~12.0)μm,平均長度 L=10.18 μm,平均寬度W=4.20 μm,長寬比Q=2.42。擔(dān)子棒狀,3橫隔,擔(dān)孢子梗少見,(25.0~57.0)μm×(2.0~3.5)μm。子實(shí)層末端無擬囊狀體。橫切面具髓層,偶不明顯,處于切面中間位置,無結(jié)晶體。柔毛單生或簇生,淺黃色,基部稍膨大,厚壁,具窄內(nèi)腔,頂部鈍圓,偶漸尖,大小為(46.0~99.0)μm ×(3.0~5.0)μm。菌絲具鎖狀聯(lián)合,在5%KOH試劑中菌絲寬度為1.5~3.5 μm。
圖1 云耳宏觀形態(tài)
圖2 云耳微觀結(jié)構(gòu)
在外觀形態(tài)學(xué)上,云耳與闊葉樹木耳、小孢木耳以及小木耳有很多相似之處,但是仍具有細(xì)微的差別(表1)。野生條件下,脆木耳很容易被誤認(rèn)為是云耳的野生物種,但是脆木耳新鮮時(shí)耳片較薄,易碎,呈半透明狀。
共得到26條ITS序列(表2),18條序列下載于GenBank,其余8條序列是自測序列。經(jīng)對26條序列進(jìn)行編輯整理后,矩陣中每條ITS序列堿基數(shù)為508個(gè)(包含空位)。最適堿基替代模型為TIMef,經(jīng)過100萬代的運(yùn)行最終的分裂頻率約為0.009,停止運(yùn)行。貝葉斯方法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹如圖3所示。
表1 云耳與相似種的形態(tài)學(xué)比較
表2 供試標(biāo)本信息以及其GenBank登錄號與采集地
圖3 基于ITS運(yùn)用貝葉斯方法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹
運(yùn)用貝葉斯方法,對26條ITS序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建,其中15條序列是公認(rèn)的黑木耳Auricularia heimuer,2條序列為脆木耳A.fibrillifera,1條序列為外群截形黑耳Exidia truncataFr.。由系統(tǒng)發(fā)育樹可以明顯看出,基于ITS構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹將木耳屬序列分為兩個(gè)大的分支CladeⅠ和CladeⅡ。其中,0613、0627分布在CladeⅠ中,為脆木耳A.fibrillifera,屬廣西新記錄種。YE1、YE2、YE3、ME1、ME2、ME3聚在CladeⅡ分支上,均為黑木耳。但是采自廣西天峨縣的云耳和南丹縣的黑木耳并沒有具在同一個(gè)小的分支上,云耳與中國及俄羅斯的黑木耳關(guān)系較近(GroupⅠ),分支支持率為0.70,且分支長相似,系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系較近;而采自南丹的黑木耳標(biāo)本單獨(dú)形成一個(gè)小的分支(GroupⅡ)。因此可以確定采自天峨縣和南丹縣的6個(gè)標(biāo)本均屬于黑木耳A.heimuer,而并非是A.auricular或者A.auricularjudae。
廣西“百色云耳”具有悠久的栽培歷史,距今已經(jīng)1000余年。利用經(jīng)典形態(tài)學(xué)研究方法,發(fā)現(xiàn)云耳在形態(tài)學(xué)上具有較為獨(dú)特的特征,宏觀上,其耳緣顏色、柔毛等與黑木耳不同;微觀上,云耳的孢子、擔(dān)子和柔毛均略小于黑木耳。野外采集調(diào)查時(shí),脆木耳很容易被誤認(rèn)為是云耳,因?yàn)槠渥訉?shí)體顏色十分接近,但新鮮脆木耳質(zhì)地較薄,采摘容易開裂;脆木耳在光線稍暗的情況下,子實(shí)體近白色。在分子系統(tǒng)學(xué)方面得到的結(jié)果與吳芳研究結(jié)果相似[12]。云耳與來自俄羅斯及中國的部分菌株均聚在一個(gè)大的組內(nèi)(GropeⅠ),但與俄羅斯的黑木耳在形態(tài)學(xué)上具有明顯的區(qū)別,后者新鮮時(shí)具有棕黃色至紅褐色的絨毛,干后黃綠色;擔(dān)子和孢子也較云耳略大[29]。另外,黑木耳常規(guī)栽培種黑山A(KM396782)以及在廣西的栽培種916(ME1-3)、云耳712(YE1-3)被分在不同的3個(gè)分枝上,由此可以推斷,基于ITS序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹能較好地對現(xiàn)有部分黑木耳品種進(jìn)行區(qū)分[23]。另外,值得一提的是,AB615232是源于日本的黑木耳標(biāo)本,在系統(tǒng)樹中也能夠明顯的區(qū)分開來,可以推測出黑木耳種內(nèi)具有復(fù)雜的遺傳多樣性。
綜上所述,雖然在形態(tài)學(xué)上云耳與黑木耳存在部分差異,形成了廣西地方特有的木耳栽培品種,但是綜合形態(tài)學(xué)及分子系統(tǒng)學(xué)的觀點(diǎn)支持將廣西的云耳學(xué)名定為黑木耳Auricularia heimuerF.Wu,B.K.Cui﹠Y.C.Dai。另外,由于最初記載的云耳歷史久遠(yuǎn)且未有形態(tài)學(xué)原始描述,并未獲得野生子實(shí)體,故在子實(shí)體形態(tài)方面有待于今后進(jìn)一步補(bǔ)充研究。