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    科技赋能,安全食菌不是梦


    【发布日期】:2022-07-22  【来源】:科技日报
    【核心提示】:近年,科学家们还发现“最毒蘑菇”的鹅膏环肽毒素炼成的机制;还投入了大量的资源,帮助人们快速精准辨识毒菌,用科学安全的办法培育营养又美味的食用菌新品种。

    正因为有几代科研工作者的接续努力,人们对野生菌的认识才逐渐深入,阐明了为什么吃了未加工熟的见手青,会看见“小人跳舞”。

    近年,科学家们还发现“最毒蘑菇”的鹅膏环肽毒素炼成的机制;还投入了大量的资源,帮助人们快速精准辨识毒菌,用科学安全的办法培育营养又美味的食用菌新品种。

    科研进步深入解析“毒机制”

    “从国内外大量误食野生菌中毒致死案例来看,最厉害的是鹅膏属真菌,其毒素为鹅膏环肽,但鹅膏环肽毒素并非鹅膏属真菌独有。”日前,昆明植物研究所副研究员罗宏向科技日报记者介绍,在与鹅膏属真菌亲缘关系较远的环柄菇属和盔孢伞属蘑菇中,也能产生这类毒素。

    但在进化长河中,三属蘑菇毒素合成的能力却大相径庭。在木腐生的盔孢伞属真菌中,仅有1个毒素前体基因;在土腐生的环柄菇属真菌中,有约10种毒素前体基因;而在菌根共生的鹅膏属真菌中,MSDIN前体基因家族显著扩张,甚至还产生了新的毒素修饰基因,可将环肽数目扩大数十倍,因此鹅膏属真菌实际产毒能力是盔孢伞属真菌和环柄菇属真菌的成千上万倍,成为当之无愧的“最毒蘑菇”。

    此外,罗宏等人还发现,剧毒蘑菇产毒与基因水平转移有关。毒素合成基因由未知古老真菌物种分别传递给了上述三属的蘑菇。这个机制非常复杂,在其他生物或许要经历几万年才能进化而来。

    此外,剧毒鹅膏中还存在一个此前尚未被认知的大型环肽库。转录组数据表明,剧毒鹅膏可用“生产线”排序生产环肽,通过智能化方式对合成途径进行资源配置,优先生产最需要的环肽。

    这一系列研究,为解析剧毒蘑菇的产毒机制,以及今后基于基因组、基因工程等手段精准挖掘和利用毒素资源,也为科学检测和预防此类蘑菇中毒,提供了基础性的科学依据。

    快速发现剧毒蘑菇有了多种“利器”

    如何快速鉴别有毒蘑菇,是世界性难题。

    2021年2月,中科院昆明植物研究所获得“一种剧毒蘑菇的快速检测方法”国家发明专利授权。人们只需用一个检测试剂盒,就可在3至5分钟内完成含有鹅膏环肽毒素的剧毒蘑菇检测。

    在云南楚雄、曲靖等地有俗称“黄罗伞”“白罗伞”的无毒鹅膏,但是当地还有与之极为相似的剧毒鹅膏,分别为“黄盖鹅膏”和“致命鹅膏”,一旦误食又得不到及时治疗,即可导致死亡。在俗称“麻母鸡”的鹅膏中,多个种可以食用,但其中的灰花纹鹅膏却是剧毒的。因此,快速锁定此类剧毒蘑菇,对预防中毒具有重要现实意义。

    经多年技术攻关,昆明植物研究所罗宏博士发明了快速检测试剂盒,通过与企业合作并授权实施许可,目前产品已投入生产。新产品可在实验室、野外、营地、卫生所等多种条件下,特异性地针对鹅膏环肽毒素,可通方便、快捷的特征性蓝绿色显色反应,快速完成检验工作,填补了全球该领域的空白。

    此外,由昆明食用菌研究所支持,昆明臻海科技有限责任公司开发的一款基于应用市场和微信小程序的“菌窝子App”上线刚满一年,用户只需拍照上传野生菌实物图片,系统可快速提供相似品类的辨识信息。

    由于野生菌“长相”相似,加之受拍照光线、角度、焦距等因素影响,难以做到“拍了就能识准”,对存疑的野生菌,小程序也提出红色警示,避免误采、误食。

    大批安全美味人工培育食用菌向你奔来

    我国是栽培食用菌最早的国家。据记载,人类最早栽培的木耳,大约公元600年栽培于中国;金针菇栽培于公元800年,同样起源于中国;香菇栽培起源于1150~1200年的浙江龙泉、庆元和景宁一带;草菇栽培于200多年前起源于广东南华寺。

    但由于菌根型食用菌,与其他生物存在复杂的协同共生机制,同时,娇嫩的菌根对生态系统中土壤、水分等条件极为挑剔,人工繁育一直是学界和产业界的难题。

    “原生菌根菌只出现在健康的生态系统中,当系统受到干扰后会消失或被破坏。”华蓉说,目前,松茸、鸡枞等消费者喜爱又昂贵的野生菌,还未实现人工繁育。

    但近年来,科技日报记者还是见证了诸多“原本只应山上有”的野生食用菌,在科学家的呵护下,得以培植成功。羊肚菌、金黄大球盖菇等,已实现了产业化生产。

    松乳菇组是典型的外生菌根型食用菌,与松树共生关系密切,其菌根合成是人工培育的关键。2015年起,昆明植物研究所于富强博士团队系统开展了乳菇菌种收集、培养基优化、菌根合成和共生机制等研究。2018年4月起,该团队陆续在云南、贵州、湖南、四川等地先后建立乳菇种植园16个,总面积超过100亩。“到2020年11月,在贵阳两个种植园的多棵树下,松乳菇和红汁乳菇分别出菇。而且令人欣喜的是,菌根苗移栽到出菇仅用两年半。”于富强说。

    而被称为黑孢块菌的欧洲黑松露,是一种名贵的地下菌根型食用菌。

    于富强团队发现,黑孢块菌可以与蒙古栎幼苗较好地形成外生菌根,并显著促进蒙古栎生长发育。他们系统分析了与欧洲黑松露共生的蒙古栎的光合效率、营养吸收、根际碳分泌以及根际细菌群落等指标,并于2021年8月获得一系列研究成果,为欧洲黑松露的人工培育及种植园的经营管理奠定了基础,有望实现人工稳产培育。

    “20世纪80年代起,通过杂交育种培育出香菇、金针菇、木耳等食用菌新品种,我国迅速发展为食用菌生产大国。”华蓉介绍,我国大量科研人员利用人工选育、杂交育种、诱变育种、基因工程育种、菌种的脱毒育种等技术,经过多年的研究和发展,已形成了相对完善的配套栽培的技术,特别是对高营养价值或有药理作用的野生食用菌驯化培植,受到高度重视和研究。

    近40年来,我国菌种的生产也从单一的固体菌种到液体菌种,与固体菌种比较,液体菌种在生产工艺更简便、生产周期短、污染少、萌发快速、成本低、纯度高、出菇整齐、更加适宜工厂化生产。

    “十三五”期间,云南省在干巴菌、松茸、松露、牛肝菌、大红菇等野生食用菌保育促繁技术及规模全国领先,在多个野生食用菌主产区建设保育促繁基地。金耳、白参、暗褐网柄牛肝菌等特色品种已实现规模化栽培;同时率先驯化出云南白肉灵芝、中华美味蘑菇、花脸香蘑、印度块菌、松乳菇和靓丽乳菇等品种,为拓展栽培品种多样性及商业化栽培储备了丰富的菌种资源和技术;还培育出羊肚菌、木耳、大球盖菇的多个品质优良、商品性好的新品种。

    “近年来,可种植的野生食用菌资源不断被发现。同时,随着人工驯化选育、种植等技术不断进步,生产更多品种多样、营养丰富、美味安全的食用菌将不再是梦。”华蓉说。

     
    关键词: 毒蘑菇 鹅膏
     
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