劉璐萍，徐 恒，姜露熙，郭志遠，裴龍英*

（1.新疆理工學院 新疆黑木耳工程技術研究中心，新疆阿克蘇 843000；2.塔里木大學 食品科學與工程學院，新疆阿拉爾 843300）

組學分析技術是多種生物組學分析技術的總稱，包括蛋白組分析技術、轉錄組分析技術、基因組分析技術和生物小分子代謝組分析技術等，對了解生物體蛋白、基因、小分子變化特征具有重要意義，如今已在食品生物研究中廣泛應用，并用于指導生物栽培。新疆地理位置特殊，生長著許多珍奇的食用菌。食用菌是一類可以食用的真菌，口感極佳，含有豐富的營養(yǎng)價值，具有很高的食用價值，同時具有極高的開發(fā)和利用價值。但目前學界對新疆食用菌的認識程度有限，尚處于發(fā)展階段，無法廣泛栽培；少數(shù)菌農能栽培部分新疆食用菌，但在食用菌栽培過程中遇到的各種問題無法得到有效解決。新疆食用菌的發(fā)展現(xiàn)狀使其無法充分發(fā)揮自身價值，且不利于地區(qū)經濟發(fā)展。應用組學分析技術有助于了解新疆食用菌的基因分子學變化規(guī)律，對有效開發(fā)新疆食用菌的應用價值具有積極作用，且有助于推動地方及全國經濟發(fā)展。

1 新疆食用菌

新疆地區(qū)有著豐富的雪山、冰川，此種生態(tài)環(huán)境孕育了大片原始森林、草原，為各種食用菌的生長提供了良好的生態(tài)環(huán)境，在大山深處、草原盡頭均生長著大量珍奇菌類。新疆食用菌的種類較豐富，天山上的羊肚菌、南疆的巴楚菇、裂蓋馬鞍菌、北疆戈壁灘上的阿魏菇、阿爾泰山中的松茸、巴里坤西海子的巴爾喀什黑傘（焉耆黑蘑菇）和巴音布魯克草原的白鱗菇等均是新疆地區(qū)特有菌種，更是難得一見的珍奇菌種。新疆食用菌營養(yǎng)豐富，富含大量氨基酸、脂肪酸、礦物質和多糖，能滿足人體的營養(yǎng)需求，長期食用不僅能優(yōu)化個體營養(yǎng)結構、提升人體免疫力，且具有促進大腦發(fā)育、預防心血管疾病、降血壓等諸多保健功能，食用價值極高。但新疆地區(qū)地理環(huán)境特殊，大量食用菌只在當?shù)鼐植康貐^(qū)自然生長，未形成種植栽培技術。因此，新疆地區(qū)以外的居民并不認識新疆食用菌，更沒有食用過，即使是當?shù)鼐用瘢捎谌狈茖W的種植栽培技術，也難以經常食用，所以新疆食用菌的食用價值未得到充分發(fā)揮，這對當?shù)厣踔潦侨珖际菢O大的損失。

基于新疆食用菌的發(fā)展現(xiàn)狀，有必要加深人們對新疆食用菌的認識，通過組學分析技術了解新疆食用菌生物學特性、生長規(guī)律，為新疆食用菌的種植栽培、品種改良提供參考。這不僅有助于滿足不同地區(qū)對于新疆食用菌的食用需求，而且能帶來巨大的經濟效益，推動新疆區(qū)域特色經濟發(fā)展。

2 組學分析技術在新疆食用菌研究中的應用現(xiàn)狀

目前，組學分析技術已廣泛應用于食用菌研究中，其中基因組學分析技術應用最廣泛，其次為轉錄組學、代謝組學，蛋白組學的應用相對較少。不同組學分析技術在新疆食用菌研究中的應用情況如下。

2.1 基因組學技術在新疆食用菌研究中的應用現(xiàn)狀

新疆食用菌富含大量營養(yǎng)物質，食用價值極高，備受人們喜愛。但新疆食用菌生長發(fā)育期間生物轉換效率低，導致其種植栽培受限。野生巴爾喀什蘑菇的營養(yǎng)價值很高，已有研究者使用基因組學技術分析其營養(yǎng)成分。羅影等[1]經基因組學分析證實，野生巴爾喀什蘑菇含有諸多營養(yǎng)物質，檢測出包括氨基酸、多肽、蛋白質、還原糖和多糖等在內的15種化學成分，營養(yǎng)成分豐富，有很高的營養(yǎng)價值。目前，野生巴爾喀什蘑菇已實現(xiàn)實驗室人工栽培，但菌絲生長周期長，且原基形成情況不統(tǒng)一，轉化率低，使其無法推廣栽培，不能實現(xiàn)產業(yè)化生產。

2.2 轉錄組學技術在新疆食用菌研究中的應用現(xiàn)狀

轉錄組學技術是經轉錄測序后，確定差異基因，在此基礎上分析不同品種、不同發(fā)育時期基因表達差異。羊肚菌是世界公認的珍稀食用菌，新疆野生羊肚菌極其珍貴，是我國主要出口創(chuàng)匯野生食用菌。新疆北部有局部小氣候，為羊肚菌的生長提供了良好的自然環(huán)境。目前，一些研究者對羊肚菌全基因進行高通量測序獲得差異性基因，用于分析不同羊肚菌組成成分及分子遺傳特點，以了解其分子學規(guī)律，用以指導其種植栽培。武冬梅[2]應用轉錄組學技術分析新疆羊肚菌分子學特點及遺傳多樣性，經組織分離獲得3株野生羊肚菌菌株，并以rDNA ITS證實為黑脈羊肚菌；黑脈羊肚菌類群rDNA ITS序列主要構成包括Mel-17/19/20/34、Mel-23/24/31/32、Mel-13/26和Mel-2，其與黃色羊肚菌序列（Mes-17、Mes-6、Mes-7）不同；基于4個基因片段ITS、RPB1、RPB2和EF1a進行分子系統(tǒng)學分析，證實黑脈羊肚菌類群由Mel-2、Mel-13、Mel-19、Mel-31和Mel-33構成，黃色羊肚菌由Mes-6、Mes-17構成；ISSR分子標記技術證實，羊肚菌屬物種水平遺傳多樣性強，存在一定的遺傳分化。易思華等[3]對新疆天山山脈地區(qū)野生羊肚菌進行ITS分析鑒定，基于系統(tǒng)發(fā)育分析，黃色羊肚菌主要包括羊肚菌M8、M9、M10，羊肚菌M9為美味羊肚菌，未在以往新疆石河子地區(qū)報道過；黑色羊肚菌包括羊肚菌M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7，均屬于黑色羊肚菌，M5、M6、M7依次是黑脈羊肚菌、梯棱羊肚菌、高羊肚菌。

綜上所述，我國新疆區(qū)域羊肚菌資源、種類豐富，有很大的開發(fā)潛力。但目前學界對新疆地區(qū)羊肚菌的認識尚處于起步階段，因此有必要進一步加深相關認識，為后期開發(fā)新疆羊肚菌資源提供參考依據。此外，目前關于新疆其他食用菌資源及種類的研究資料較少，也有待進一步豐富。

2.3 代謝組學技術在新疆食用菌研究中的應用現(xiàn)狀

目前，關于代謝組學技術在新疆食用菌中的研究趨于增多。買合木提·阿布里克木等[4]研究者基于超高效液相色譜-串聯(lián)四極桿-飛行時間質譜法（Ultra-performance Liquid Chromatography Coupled with Time-of-flight Mass Spectrometry，UPLCQ/TOF-MS）代謝組學技術分析新疆阿魏菇抗食管癌有效萜類組分，以UPLC-Q/TOF-MS分離純化阿魏菇醇提物乙酸乙酯萃取相，于正離子模式下分離獲得24種萜類化合物，于負離子模式下分離獲得28種萜類化合物，共涉及52種，均為首次在該食用菌中提取獲得，洗脫部位（Fr2-3∶1）中的總萜類成分62.88 mg/g，對其進行分析發(fā)現(xiàn)二萜類（以赤霉素為主）、三萜類（以靈芝酸類為主）為主要阿魏菇萜類成分，占比86.64%；進一步進行四甲基偶氮唑藍試驗分析，證實赤霉素A3、赤霉素A5抗癌作用相對較弱，絲石竹皂苷元、齊墩果酸抗癌作用強。該研究資料證實，新疆阿魏菇不僅有食用價值，而且具有抗食管癌作用，其中三萜類化合物為發(fā)揮抗癌作用的主要物質，為開發(fā)新疆阿魏菇應用價值、推動其大范圍人工種植提供了充足依據。

巴爾喀什黑傘是新疆巴里坤西海子地區(qū)特有食用菌，其生長過程中營養(yǎng)成分主要由菌絲體于外部獲取。黃春霖等[5]研究分析巴爾喀什黑傘3種胞外纖維素酶活力，經研究證實不同碳源誘導下，纖維素酶活力水平差異明顯，表明纖維素酶屬于誘導酶。這對于了解巴爾喀什黑傘生長特性有積極作用，可為人工馴化巴爾喀什黑傘提供參考依據。

2.4 蛋白組學在新疆食用菌研究中的應用現(xiàn)狀

蛋白質組學是功能基因組學構成部分，而且是研究生命生理機制的重要方法。范三紅等[6]以超聲輔助Osborne分級提取法提取羊肚菌清蛋白，分離獲得清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白4種蛋白，含量依次為54.10%、9.24%、5.13%和1.34%；響應面法優(yōu)化后，清蛋白得率為（15.11±0.14）%。該研究表明，蛋白組學分析技術對了解新疆食用菌蛋白質序列特征、蛋白質活性及豐度、蛋白質修飾和蛋白質間的相互關系具有積極作用，對新疆食用菌種植栽培具有一定指導價值。但目前蛋白質組學技術在新疆食用菌研究中的應用較少，學界對新疆食用菌蛋白質序列特征的認識有限。

2.5 不同組學分析技術聯(lián)合在新疆食用菌研究中的應用現(xiàn)狀

各種組學分析技術不僅可以單獨應用，也可以聯(lián)合應用。有助于從不同角度深化對新疆食用菌的認識水平。不同組學分析技術相結合是研究生命機體特點的新思路，目前已應用于植物學分析、微生物學分析、醫(yī)學研究中，均獲得了良好應用效果，具有一定發(fā)展應用基礎。但聯(lián)合應用不同組學分析技術在數(shù)據分析上較復雜，實際開展難度較大，因此該分析方法尚未大范圍推廣使用。目前已有研究者將組學聯(lián)合分析技術應用于香菇分析中，以評價香菇菌株受到高溫脅迫后內參基因篩選、轉錄及代謝情況，以探索高溫脅迫中主要的分子機理，該研究為不同組學分析技術聯(lián)合應用于新疆食用菌的研究奠定了基礎。

3 結語

目前，組學分析技術已廣泛應用于食用菌研究中，對指導菌農科學種植栽培食用菌、優(yōu)化食用菌均具有積極作用。新疆食用菌為我國珍貴食用菌，其食用價值高，但其生長環(huán)境特殊，難以實現(xiàn)人工種植栽培，無法充分發(fā)揮其應用價值。以組學分析技術研究新疆食用菌，有助于加深學界對于新疆食用菌的認識、充分了解其生物特性，從而實現(xiàn)新疆食用菌的人工馴化，最終實現(xiàn)新疆食用菌的大范圍種植。目前已有一部分研究者以組學分析技術研究新疆食用菌，但目前相關研究還處于發(fā)展階段，仍存在很多不足，具體體現(xiàn)如下。①應用的組學分析技術相對單一，以基因組學、轉錄組學兩種技術為主，代謝組學相關研究逐漸增多，蛋白組學相關研究較少，更缺乏關于不同組學分析技術的聯(lián)合應用。②涉及的新疆食用菌種類有限，主要以天山羊肚菌、巴爾喀什蘑菇、阿魏菇等為主，關于其他食用菌的研究較為缺乏，甚至未見紅肉蘑菇、墨汁鬼傘的相關研究。因此，今后研究者應繼續(xù)關注相關問題，不斷完善新疆食用菌的組學分析，充分了解不同新疆食用菌的生物學特性，為開發(fā)新疆食用菌價值、推動人工種植栽培提供參考依據。