姜 旭
(1.遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院;2.遼寧省森林保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 沈陽(yáng) 110032)
鉚釘菇科Gomphidiaceae的種是世界廣布種。血紅鉚釘菇ChroogomphusrutilusO.K.Mill.(≡GomphidiusrutilusS.Lundell),又名紅蘑、松樹(shù)傘,是兼具營(yíng)養(yǎng)與藥用價(jià)值的一種外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,EcMF),是珍貴的林下野生資源。其在分類(lèi)學(xué)上屬于牛肝菌目Boletales,這一目真菌在溫帶及熱帶森林中分布廣泛,多產(chǎn)生大型子實(shí)體,與光合生物共生形成外生菌根(ectomycorrhiza,EcM),參與有機(jī)物、養(yǎng)分吸收以及養(yǎng)分運(yùn)輸?shù)难h(huán),是世界范圍內(nèi)森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要物種。血紅鉚釘菇是該目下鉚釘菇科色釘菇屬Chroogomphus模式種,在中國(guó)東北林區(qū)分布廣泛,兼具營(yíng)養(yǎng)與藥用價(jià)值,是珍貴的林下野生經(jīng)濟(jì)資源,常在以松科植物為代表的針葉林下與樹(shù)木共生,主要以油松Pinustabulaeformis為主。
東北林區(qū)是我國(guó)血紅鉚釘菇的主產(chǎn)區(qū)。作為一種珍貴的林下經(jīng)濟(jì)物種,目前市場(chǎng)供應(yīng)僅依靠野生資源的人工采摘,每年上市時(shí)間不足兩月,因口味鮮美而深受消費(fèi)者喜愛(ài),同時(shí)也因資源稀缺導(dǎo)致供不應(yīng)求且價(jià)格不菲。而近年來(lái)部分原有產(chǎn)地林齡結(jié)構(gòu)老化、共生能力減弱、產(chǎn)量減少等原因更導(dǎo)致了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)其子實(shí)體進(jìn)行掠奪性采摘,嚴(yán)重阻礙了野生菌種孢子的自然擴(kuò)散與繁殖,加劇其數(shù)量的逐年降低。因國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究不多,尚處于初級(jí)階段,對(duì)這一野生資源的保護(hù)存在重重困難。本文總結(jié)了這一物種的現(xiàn)有研究概況與存在的難題,對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行討論與展望。
血紅鉚釘菇子實(shí)體幼體呈楔形的鉚釘狀,菌蓋直徑20~100 mm,鐘形或圓形至有凸起的平面,邊緣內(nèi)卷;表皮光滑,粘質(zhì)狀或呈金屬光澤,淺紅棕色、黃棕色至酒紅棕色,曬干后常為深紅棕色;菌褶,下延至菌柄,幼時(shí)為淺灰色,成熟后被孢子染為中等灰色,孢子印黑色;菌柄實(shí)心圓柱形,上部至基部直徑由寬到窄,顏色由淺紅棕色至淺黃色,菌絲體白色。顯微鏡下見(jiàn)擔(dān)孢子近紡錘形;囊狀體與褶緣囊狀體透明無(wú)色,圓柱形至紡錘形,通常為厚壁(約2.5μm),這可能是血紅鉚釘菇這一種鑒別特征,但成熟子實(shí)體的囊狀體壁觀測(cè)通常較為困難[1-2]。
血紅鉚釘菇最初在歐洲被報(bào)道,其命名幾經(jīng)修正。20世紀(jì)70年代,Jacob Christian Schaeffer在其著作中描述了傘菌科傘菌屬下物種Gomphidiusru‐tilusSchaeff.:Fr。1835年Elias Fries將鉚釘菇屬Gomphidius定為屬級(jí),色釘菇屬被認(rèn)為是其下一個(gè)亞屬[1],后Miller修正鉚釘菇科Gomphidiaceae并區(qū)分鉚釘菇屬與色釘菇屬[3],至此血紅鉚釘菇正式定名 為Chroogomphusrutilus(Schaeff.)O.K.Mill.。Miller[4-5]對(duì)鉚釘菇科各物種進(jìn)行了形態(tài)學(xué)研究、結(jié)構(gòu)測(cè)定以及基于ITS序列的系統(tǒng)發(fā)育分析,結(jié)果表明,鉚釘菇屬與色釘菇屬在遺傳上可明顯區(qū)分為兩個(gè)不同的群,是支持鉚釘菇科分類(lèi)的有力的生態(tài)學(xué)與形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)。
由于野生真菌林下形態(tài)與其生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)期等相關(guān),且鉚釘菇科部分物種形態(tài)非常相近,形態(tài)學(xué)觀察并不十分準(zhǔn)確。Li等[1]在色釘菇屬的系統(tǒng)發(fā)育分析中檢測(cè)了來(lái)自于歐洲不同地點(diǎn)的“血紅鉚釘菇”的樣本序列,其中芬蘭與UK的序列很可能是C.britannicus。Martin[2]結(jié)合形態(tài)學(xué)特征ITS序列比較回顧了過(guò)去的血紅鉚釘菇記錄,發(fā)現(xiàn)其中許多樣本是C.mediterraneus。Scambler[6]在從歐洲采集的色釘菇屬樣本中篩選了最為符合血紅鉚釘菇形態(tài)學(xué)特征的樣本,并提供了其后選模式和附加模式,建立了一個(gè)穩(wěn)定的屬內(nèi)框架。
色釘菇屬在屬級(jí)水平上具有明顯的宿主特異性特征,系統(tǒng)發(fā)育分析表明,在該屬的進(jìn)化中,其共生植物范圍逐漸變窄且表現(xiàn)出顯著的特異性[1]。在歐洲血紅鉚釘菇多與松屬植物模式種歐洲赤松Pinussylvestris共生,在中國(guó)東北地區(qū)則見(jiàn)于油松Pinustabulaeformis林下。另有研究表明色釘菇屬真菌的菌根共生關(guān)系在進(jìn)化中可能發(fā)生宿主轉(zhuǎn)換,這種共生關(guān)系的不穩(wěn)定甚至可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)換到寄生于牛肝菌上[7]。
一直以來(lái)血紅鉚釘菇被認(rèn)為是與松屬Pinus植物共生的外生菌根真菌,在東北林區(qū)主要以油松為主。結(jié)合相關(guān)研究及野外工作中的踏查,發(fā)現(xiàn)有關(guān)血紅鉚釘菇的兩種現(xiàn)象:
①現(xiàn)有研究中從未獲得經(jīng)分子手段鑒定的血紅鉚釘菇純菌種。由于通過(guò)組織分離獲得的EcMF菌株不能形成子實(shí)體,其結(jié)果真?zhèn)坞y辨。而凡經(jīng)測(cè)序鑒定的分離菌種都被證明不是血紅鉚釘菇。
王守現(xiàn)[8]用RAPD指紋圖譜分析和內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(Internal transcribed spacer,ITS)序列分析兩種方法,收集了均通過(guò)各實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)分離得到且定名為血紅鉚釘菇的3個(gè)菌株進(jìn)行了分子鑒定,序列比對(duì)皆非血紅鉚釘菇純培養(yǎng)菌絲。馬元偉等[9]進(jìn)行血紅鉚釘菇分離試驗(yàn),得到的菌株經(jīng)分子鑒定為一種青霉屬內(nèi)生真菌。對(duì)血紅鉚釘菇子實(shí)體由不同大小到不同部位的分離,研制了常規(guī)類(lèi)、特殊類(lèi)、谷物類(lèi)、果蔬類(lèi)、植物生長(zhǎng)激素類(lèi)及含F(xiàn)e等6大類(lèi)分離培養(yǎng)基質(zhì),但僅曾有一支菌株從幼小的子實(shí)體原基至最終組織塊變黑干癟死亡,終未獲得有活力的菌種(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。此外另從乳牛肝與血紅鉚釘菇子實(shí)體上分別分離到內(nèi)生真菌黃麻球孢菌[10]。綜上可知,現(xiàn)有研究中尚未得到真正的血紅鉚釘菇菌株,在野生環(huán)境中分離得到菌絲體是非常困難的。
②血紅鉚釘菇的發(fā)生地一定有乳牛肝菌發(fā)生。實(shí)地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)在油松林下,血紅鉚釘菇從未在沒(méi)有乳牛肝發(fā)生的情況下存在,且與其子實(shí)體常有聯(lián)生現(xiàn)象,特別是點(diǎn)柄乳牛肝Suillusbovinus,這是另一種與油松共生的外生菌根真菌(乳牛肝中許多種類(lèi)是EcMF),目前也未能實(shí)現(xiàn)人工馴化栽培。曾在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)血紅鉚釘菇子實(shí)體大量發(fā)生于乳牛肝存在的油松林下[11],但根樣中未檢測(cè)到血紅鉚釘菇存在[12]。
Agerer[13]發(fā)現(xiàn)鉚釘菇科色丁菇屬Chroogom‐phus的一些種能夠在同一根上的外生菌根牛肝屬Suillus真菌中形成吸器和菌絲,并在乳牛肝中發(fā)現(xiàn)了其厚垣孢子?;〞悦穂14]報(bào)道,玫紅鉚釘菇Gom‐phidiusroseus在乳牛肝菌菌套內(nèi)形成卵狀或不規(guī)則狀帶黃色的厚垣孢子。Olsson[15]通過(guò)分子和顯微手段對(duì)歐洲赤松與乳牛肝、玫紅鉚釘菇三者間關(guān)聯(lián)進(jìn)行研究,分子鑒定玫紅鉚釘菇存在于乳牛肝瘤狀菌根和子實(shí)體中,并且顯微鏡下在乳牛肝菌根內(nèi)觀察到玫紅鉚釘菇的吸器與厚垣孢子,因此認(rèn)為玫紅鉚釘菇菌絲可能以乳牛肝菌索為基礎(chǔ)形成子實(shí)體,其寄主可能是乳牛肝或乳牛肝與松樹(shù)的共生體。王琴等[12,16]根據(jù)形態(tài)特征將采自油松根樣的菌根通過(guò)ITS測(cè)序在26個(gè)EcMF分類(lèi)單元中檢測(cè)到褐環(huán)乳牛肝Suillusluteus,卻未發(fā)現(xiàn)血紅鉚釘菇,因此認(rèn)為血紅鉚釘菇與油松間可能并非直接建立菌根共生關(guān)系,且與褐環(huán)乳牛肝有關(guān)聯(lián)性。目前尚未在各類(lèi)外生真菌多樣性研究文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)僅見(jiàn)血紅鉚釘菇而未見(jiàn)乳牛肝的情況,還需要更多的野外調(diào)查、形態(tài)學(xué)觀察以及分子生物學(xué)分析來(lái)研究二者及寄主樹(shù)木間生物學(xué)與生態(tài)學(xué)關(guān)系。
血紅鉚釘菇子實(shí)體發(fā)生還受到環(huán)境因子的影響。理論上擔(dān)子菌菌絲在遺傳因素調(diào)控下組成菌絲體,經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)達(dá)到生理成熟,聚集形成原基即可進(jìn)一步分化發(fā)育形成成熟子實(shí)體。但對(duì)大型野生真菌來(lái)說(shuō),這一過(guò)程極易受到各種環(huán)境條件的制約。溫照紅等[17]報(bào)道血紅鉚釘菇一般生長(zhǎng)在松林下腐質(zhì)土層深度22 cm左右處,枯葉層厚度4~5 cm。孟繁榮等[18]調(diào)查東北地區(qū)紅松林外生菌根真菌子實(shí)體發(fā)現(xiàn),鉚釘菇屬Gomphidius僅存在于混交林內(nèi),且發(fā)生時(shí)地上子實(shí)體調(diào)查中均有乳牛肝屬Suillus存在。在遼寧撫順血紅鉚釘菇常年生長(zhǎng)的林區(qū)的多年調(diào)查中發(fā)現(xiàn),血紅鉚釘菇必須在特殊的環(huán)境條件下才能生長(zhǎng),其生長(zhǎng)發(fā)育與該地段的植被、氣候、土壤等因素有關(guān),特別是植被及氣候因素影響較大,可生長(zhǎng)在樹(shù)齡l5年生以上的油松、赤松純林或闊葉混交林內(nèi),灌木較茂密的地方菇潮期長(zhǎng)且發(fā)生量大,林下地面干凈無(wú)草的地方較少或沒(méi)有,砍伐后的林地幾乎沒(méi)有發(fā)生[19]。另有報(bào)道北京山區(qū)油松林內(nèi)血紅鉚釘菇和點(diǎn)柄乳牛肝分布于海拔400~1 100 m,于8-10月發(fā)生,多雨年份出菇達(dá)4~5潮,持續(xù)時(shí)間達(dá)2個(gè)月以上。子實(shí)體發(fā)生后約5 d散發(fā)孢子,溫度較高時(shí)7 d后腐爛,血紅鉚釘菇晚于乳牛肝一周后發(fā)生,其發(fā)生必要條件是充足的降雨后連續(xù)3~5 d的高溫[20]。近年野外調(diào)查顯示遼寧撫順地區(qū)目前部分油松林進(jìn)入衰老期,與其共生的血紅鉚釘菇、點(diǎn)柄粘蓋牛肝菌等也逐漸自然消亡。林下作業(yè)也影響血紅鉚釘菇的發(fā)生,陳曉等[21]間接證明撫育間伐影響油松人工林下血紅鉚釘菇的發(fā)生繁衍。另關(guān)于地下菌根的繁殖方式,淮穩(wěn)霞[22]報(bào)道北京市東靈山地區(qū)自然林分下血紅鉚釘菇以無(wú)性菌絲與有性孢子繁殖,在點(diǎn)柄乳牛肝的研究中也得到相似的結(jié)論。
油松具有深根性且菌根發(fā)達(dá),對(duì)寒冷、干旱、貧瘠土壤具有廣泛適應(yīng)性,是中國(guó)北方半干旱地區(qū)最主要的造林樹(shù)種之一,在遼西地區(qū)曾大面積用于飛播造林,對(duì)東北南部干擾生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)具有重要意義。血紅鉚釘菇作為油松外生菌根,能夠與油松吸收根形成互惠共生體,菌絲體包圍植物尚未木栓化的營(yíng)養(yǎng)根形成發(fā)達(dá)的外延菌絲系統(tǒng),能夠有效促進(jìn)其對(duì)土壤水分與養(yǎng)分的吸收、增強(qiáng)抗逆性以及促進(jìn)林木生長(zhǎng),不僅能夠有效提高林木成活率,而且還能提供大量美味可口的蘑菇產(chǎn)品,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。但由于絕大部分外生菌根真菌無(wú)法進(jìn)行人工栽培,僅能依靠短暫生長(zhǎng)季中有限的野生資源,加之農(nóng)民對(duì)其生長(zhǎng)與繁殖方式知之甚少,常常進(jìn)行無(wú)序的、掠奪式的采摘,而近年來(lái)林下土壤環(huán)境受到的人為干擾愈加嚴(yán)重,使得許多林分原有野生菌根資源不斷流失。但由于其生態(tài)特殊性,加之現(xiàn)有研究多處于初級(jí)階段,使其林下促繁技術(shù)的開(kāi)展缺少理論與基礎(chǔ)支撐。
一種具有可能性的推斷是血紅鉚釘菇除與松樹(shù)形成共生關(guān)系之外,還可能是乳牛肝或乳牛肝與油松菌根共生體的寄生菌或伴生菌,通過(guò)吸收菌根共生體營(yíng)養(yǎng)發(fā)育原基形成子實(shí)體,且其在森林系統(tǒng)中生態(tài)特征更為復(fù)雜,但這需要后續(xù)更多系統(tǒng)、全面的研究。未來(lái)進(jìn)一步分析血紅鉚釘菇與其聯(lián)生EcMF乳牛肝的特殊生態(tài)位、生境因子間對(duì)其子實(shí)體發(fā)生的影響,特別是其與乳牛肝及油松間的種間關(guān)系等方面的關(guān)鍵問(wèn)題,將對(duì)探索這一林下經(jīng)濟(jì)資源物種的生長(zhǎng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)與資源保護(hù)具有重要意義。