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羊肚菌研究进展首都师范大学生命科学院,北京脉葆野山菌营销有限公司
一、种类及分布1887年Boudier将法国的羊肚菌描述为23个种后来,Lagarde1923,Seaver1928,Groves1953等继续在分类学上做了大量的研究工作迄今为止,羊肚菌已报道了29个种,其中包括Emile Jacquetant教授在《Les Morilles》1984一书中记载的羊肚菌属的28个种亚种或变型表1,和臧穆1987在喜马拉雅山发现的新种M.tibeticao EmileJacquetant教授根据Boudier的分类系统把羊肚菌属分为4个组直生组、开裂组、假直生组、纸质生组、2个亚组肉质亚组、半肉质亚组、3个族高族、圆族、普通族
[1]o表1羊肚菌种类中文名及学名中文名学名
1.杂种羊肚菌Morchella mitrophorahybrida Sow.ex Pers.Bodier
2.小顶羊肚菌Morchella angusticepsPeck Boudier
3.开裂羊肚菌Morchella distansFr.Boudier
4.花园羊肚菌Morchella HortensisBoudier
5.棱羊肚菌Morchella costatVent.Boudier
6.高羊肚菌Morchella elataFr.BoudierMorchella purpurascensJet novcomb.Morchella elataVar.purpurascensKrombh.Boudier7a7b堇绿色羊肚菌Morchella purpurascensVar.inonoviridis Jet7c异侧丝紫色羊肚菌Morchella purpurascensf.heterophysa Jet8a类高羊肚菌Morchella etatoidesJet8b美丽类高羊肚菌Morchella etatoidesVar.elegans Jet
9.高绒柄羊肚菌Morchella elatobelutipesJet10a超群羊肚菌Morchella eximiaBoudier10b裂棱超群羊肚菌Morchella eximiaf.schizocostata Jet1L间型羊肚菌Morchella intermediaBoudier
12.小羊肚菌Morchella deliciosaFr.Jet
13.尖顶羊肚菌Morchella conicaPers.Boudier14Morchella rielanaBoudierMorchella atrotomentosa Moser Bride=Morchella esculentaesculentaVar.atrotomentosaMoser
15.黑毛羊肚菌⑷矿质元素Robbin等1965认为粗柄羊肚菌比其它真菌需要较高量的锦,而镒的作用又受到溶液氢离子浓度、钙及螯合物如酒石镂酸等的影响刁治民等2001报道,当锦浓度为5ug/ml时对菌丝的作用最为明显,在lug/ml50ug/ml浓度范围内均有不同程度的促进生长〜⑸有机酸有人认为,苹果酸和丙二酸钠的镂盐可刺激羊肚菌生长琥珀酸、延胡索酸、乳酸、羟基乙酸对羊肚菌生长无多大影响而柠檬酸钱盐则强烈抑制羊肚菌生长⑹提取物质Hans Hurni提出苹果提取液有利于羊肚菌的生长Robbin等发现木材提取液、番茄汁、麦芽提取液对羊肚菌生长都有促进作用,其中木材提取液促进生长作用最大,并认为可能是由于它提供了某种活性物质龙正海等1990报道,
0.T
0.5%玉米浆能使菌丝产量提高
2.
63.8倍〜
2.生长发育的其它要求羊肚菌的生长发育除了需要丰富的营养外,还必须在特定的外界条件下才能使营养生长转向生殖生长,进而形成子实体这些条件包括温度、湿度、酸碱度、适宜的光照和充足的空气经实验证明,实验室内培养羊肚菌的条件与羊肚菌的野生生态环境相似例如,温度在
20、25℃之间为宜,pH为中性,菌丝生长需要避光,而子实体发育需要散射光龙正海等1990报道,羊肚菌在23~28℃间生长良好,pH值适宜范围为
5.2~
8.6,固体培养时最适温度为23C,最适pH为
7.9,而液体培养则分别为
25、28℃,pH
6.37~
7.07总之,不同种的羊肚菌对各个生长条件的要求是不相同的,这些差异反映了羊肚菌生理特性的多样性
3.生活史⑴羊肚菌的生活史羊肚菌的生活史即从抱子到抱子的发育全过程,包括有性生殖、无性生殖、菌核形成子实体的产生是羊肚菌有性生殖周期成熟的表现,含子囊抱子的成熟子实体是生活周期的终极,其显著特征是两个单倍体核配对后形成双倍体核,再经减数分裂形成新的单倍体子囊抱子,抱子萌发形成菌丝减数分裂前的配对可进行自体配对和异体配对无性繁殖是由菌丝形成抱子囊梗,在顶端发育胞子囊,囊内生子囊抱子,当抱子囊成熟,散出胞子,抱子遇适宜环境又萌发产生单倍体核的新菌丝此外,在某些条件下营养菌丝或异核菌丝可直接形成菌核,菌核在不利情况下处于休眠状态适宜条件下,营养菌丝形成的菌核便萌发成新的初生菌丝,进行营养生长;异核菌核萌发后,可形成次生菌丝或形成子实体虽然Kon0wer1986首先指出羊肚菌子实体是从菌核长出来的,但一个完整的羊肚菌生活史却是Thomas Volk1990首先提出的见图在这个生活史图中还没有完全画完的是无性生活周期⑵羊肚菌菌核的研究早在1886年,De Bary就把菌核描述为一种管状的多菌丝结构后来的许多研究者都用这一概念,指出菌核就是形态上相差较大的菌丝休眠体或静止体,这种休眠体又可萌发呈泡子体的一种复杂的结构H.J.willetts指出,真正的菌核起源于造苑!组织,将直接产生子实体或抱子体所谓“假菌核”是菌丝与寄生组织共同组成或者不是起源于造酒组织但具有真菌核功能的菌丝构成菌核是由菌丝组成的一种休眠体,可以分为三种类型
①真菌核,菌核完全由菌丝组成;
②假菌核,由菌丝和寄主组织组成;
③小菌核,体积很小,由几层细胞组成,当形成时往往大量出现菌核的出现是由于真菌在发育过程中所产生的一种细胞分化现象,或称为形态发生,是菌丝从一种功能转为另一种功能的表现菌核是一种贮藏营养的器官,在休眠阶段可使其度过不良的气候条件它可干到一点即燃的地步,重新吸水细胞受潮膨胀时,菌核恢复生活,可向两个方向发育一是形成在形态学上、细胞学上与形成菌核前菌丝相似的新的营养菌丝;二是形成子实体,但是羊肚菌的子实体不是来自菌核,而是来自菌核萌发的菌丝,因此羊肚菌的菌核具有假菌核的特征⑶]羊肚菌能否形成菌核与许多因素和条件有关赵永昌等1997报道,氮源中磷酸氢二镂,碳源中甘露糖、甘露醇和葡萄糖对菌核的形成有明显的促进作用光照对菌核的形成影响较大,避光培养是羊肚菌形成菌核的较理想条件菌核形成和菌丝生长的最佳pH不同,培养基中使用碱性N源有利于菌核的形成,而酸性N源不利于菌核的形成实验结果还表明,4%飞%的木薯是菌核形成的最佳浓度⑻王秀云1997认为,羊肚菌菌核的产生与温度有直接关系,1520C是〜产生菌核的适宜范围另外,菌核的产生与营养成分有密切关系闾有人有不同的观点,认为羊肚菌菌丝在较低温度4℃培养时,或当养分枯竭时常会形成菌核我们所作实验结论也支持这一观点李素玲等1998还报道,对气生菌核的产生有促进作用隙此外,还有报道说对〃VB1菌核形成中的培养基组成和菌丝内的膨胀势的研究表明,至少有两个因素影响菌核的形成一是培养基中合适的水势能,能引起菌丝的膨胀势,从而产生菌丝的形态特征;二是在缺糖培养基中增加不同的糖类物质⑼总之,不同种羊肚菌的菌核形成能力差别较大,个别种还未找到菌核形成的适宜条件一种可能的解释是菌核并不是所有种的羊肚菌生活史的必须阶段,即羊肚菌的不同种在生活史的进化上是有区别的因此,在同一温度、同一培养基上,菌核能否形成与形成的早晚可以作为鉴别不同菌株的标志之一无论如何,羊肚菌的菌核,在其生活史上占有重要的地位,是一定条件下,菌丝发展到一定阶段的分化现象,这种分化现象是与一定的功能相适应的菌核的形成是对不良环境的适应自然界中的菌核,能抗低温刺激土层中的菌核可以保持相当长的生命力,当环境合适时,萌发产生菌丝羊肚菌在菌核形成后期产生一定的色素,在野外自然环境中,这种表面的色素可以抵抗各种射线的破坏作用,同时像动物的警戒色一样,致使其它动物不敢误食菌核是养分贮藏库,这些养分保证菌核的萌发和子实体的发育菌核的形成是生物长期进化的结果
四、人工栽培研究羊肚菌为野生真菌,其产量受季节、气候等因素的制约,所以,一百多年来,羊肚菌的人工栽培研究一直是真菌学家最感兴趣的课题之一早在1883年,国外就有尝试进行羊肚菌人工栽培,由于羊肚菌对生态环境及气候近乎苛刻的要求,直到二十世纪七十年代才基本解决野外人工栽培技术上的难题,到1982年国外首次得到了室内栽培形成的子实体九十年代国外羊肚菌栽培技术得到了进一步完善我国从七十年****始研究羊肚菌的人工栽培技术,经过20多年的探索,在羊肚菌的生态环境、生理要求、营养结构、菌种驯化、培植配方和栽培管理等方面取得了初步的进展,已经培育出子实体国内外虽有人工栽培成功的报道,但试验的重复性仍较差,尚未能进行大面积栽培和商业性生产
1.室外栽培Repin1892以经培养多月的羊肚菌做菌种,在种花地上栽培,四年后获得菌体;在经碳酸钙处理至碱性的干叶组成的苗床上和以苹果残物填满的山沟中也都长出羊肚菌Barondyvoire1898在
5、6月把羊肚菌子实体组织块接种到菊芋畦中,秋天菊芋茎基四周施放苹果渣,厂2周后再盖上枯枝落叶翌年春天除去枯枝落叶,在比较潮湿的条件下,羊肚菌菌丝体在这种基质中蔓延生长,其后年年产生子实体Paul Stamets在铺上泥炭或杂木屑补以硫酸钙的火地栽培黑脉羊肚菌获得完全的成功他认为从白天到夜晚温度波动,一种生理节奏循环,对羊肚菌的形成和发育是至关重要的室外羊肚菌床常伴有棕色杯菌Cup fungi等蘑菇生长,它们常作为“指示者”,说明这地方确实适于羊肚菌生长且三角叶杨似乎是伴随羊肚菌室外栽培的理想的候选者卢亚兵1993成功地培育出羊肚菌子实体,并得出以下试验结论羊肚菌菌丝体长满培养料后,一段时间的低温刺激是子实体形成的必要条件之一自然发生过羊肚菌的腐殖质土内有某种特殊的物质存在,此物质是羊肚菌子实体发育的重要生长因子,并可能是生长在腐殖土内的某种真菌的代谢产物阉陈惠群1995采用层播,从1991年冬季开始播种,野外栽培尖顶羊肚菌,连续三年均获成功试验面积由IORI大到40n2,单位产量最高达212朵/m的董淑1凤1995野外栽培羊肚菌仅获8株硕大的子实体通过她的试验证明,用组织分离的方法得到的羊肚菌菌丝体可以转化为子实体她认为菌核是转化成子实体的重要时期菌核在外界适合条件下就转变为子实体当外界条件不适宜时,菌核就会老化,致使羊肚菌的人工栽培不易成功所罗凡1995报道,四川省青川县菇农从1990年起开始探索羊肚菌的人工栽培技术,通过模拟野生羊肚菌的生境,已成功地培养出了子实体,有的单产达40朵/n2在清溪菌种场曾发现一特大型丛生羊肚菌,其由64朵组成,鲜重达
1.825kg,是采用山上熬过香樟油后的经自然堆制的樟木渣作栽培原料人工栽培而成的李素玲等1999于1995年起开始对羊肚菌进行人工驯化栽培的研究,他们主要研究了羊肚菌子实体的栽培条件结果表明,菌核是羊肚菌子实体产生的重要标志和重要阶段;光照、温度和湿度是子实体形成的关键因子;北芭渣对菌核和子实体的形成有刺激作用;人工栽培适宜在杨树林地和苹果园进行;草木灰和杨树根土可促进羊肚菌子实体的产生的李峻志等2001于2000年3月初在商洛地区的试验点播种,至4月成功地栽培出了分化完全的羊肚菌子实体这次单例的成功既支持了以往研究中杨树环境、桐树环境、火烧灰环境及充分的雨水对羊肚菌子实体的发生的积极作用,又否定了羊肚菌子实体的发生必须经过越冬长达7个月的积温变温的生理过程这一理论,认为无须越冬的长时间低温刺激就能获得分化完全、生长成熟的子实体,这是以往未见报道过o
2.室内栽培1982年,Ron Ower首次报道室内栽培羊肚菌成功在8个栽培试验中共得16个成熟的子实体,个重
13.5克,高
12.6厘米试验是在1518℃、相对湿度85%、光照仅在观察时开灯〜的培养室内进行,培养料是经煮熟含水量50%的小麦粒,菌丝长满块后进行开放培养他与G.Mills及J.Mala Chowski于1986和1988年申请并获得羊肚菌的栽培专利⑷工其中对栽培羊肚菌有了新的突破,主要论点是在羊肚菌营养阶段供给养分促其发育成菌核,以菌核作为菌种体具体过程分为4个阶段,分别是菌种制作期、培育期、水合诱发期和子实体形成期丁云奇1983报道,尖顶羊肚菌的原种和栽培种用腐烂的梨或苹果等拌土效果很好,以小麦粒作培养基生长也较好朱斗锡1993报道,人工栽培羊肚菌成功,并获国家专利加但羊肚菌的栽培要点、关键技术尚未完全掌握,导致人工栽培试验重复性差,时成时败,尚不能进行大规模商业性生产
五、深层发酵及发酵制品的保健机理由于羊肚菌还不能进行大规模人工栽培,我们利用的羊肚菌大多来源于野生,从而导致羊肚菌资源匮乏随着生物技术的进步,发酵工业技术的应用,传统的生产模式也得到了更新菌丝体发酵技术成为解决资源问题的最佳途径,给羊肚菌产业化生产开辟了一条新路尽管菌丝体发酵的产物不是子实体,但菌丝体所含成分以及所具有的功效与子实体相当目前我国已经成功开发的发酵菌丝体有香菇、金针菇、灵芝、虫草等多种真菌1958年J.szuecs首次在发酵罐内培养出羊肚菌菌丝球,并进行了25000加仑规模的生产试验60年代以来,美、法等国家开始大规模生产其菌丝体,用以制造调味品,其产品深受消费者的欢迎国内研究较为滞后,目前的总体研究水平在中小试阶段,离产业化生产还有一段距离选择适于深层发酵的羊肚菌菌株,是进行羊肚菌发酵生产的先期工作之一根据索洛茂斯提出的观点,适合深层发酵生产菌丝体的食用菌株应具备三大条件
①发酵菌丝体中含有大量蛋白质等营养物质;
②能在简单培养基上很好生长;
③生长速度快的为了探索一条能使羊肚菌菌丝体和发酵产物得到充分利用的新途径,韩建荣1998拟利用富含淀粉的自然固体基质玉米粉和马铃薯粉进行羊肚菌固体发酵的研究实验结果表明,羊肚菌降解马铃薯淀粉能力强于降解玉米淀粉能力添加氮源,菌丝生物量、淀粉酶活力、淀粉降解率都有显著提高添加Ca*能显著提高固体培养基中的淀粉酶活力,同时能有效地减缓发酵时过程中pH的变化试验得出降解淀粉的理论最佳条件为:黄豆粉添加量15%,发酵时间25天,Ca‘浓度
0.1%由此表明,羊肚菌完全可以用于发酵生产新型玉米食品或马铃薯食品,羊肚菌的固体发酵条件及生理生化、营养指标的研究有待进一步深入网赵良启等1999通过摇瓶正交试验研究了圆锥羊肚菌液体发酵的条件,初步确定了液态条件下培养羊肚菌的培养基配方;培养液的pH值在
4.5%.5之间对菌株的生长影响不大;液态发酵对供氧量的需求量小,27℃培养效果最好,发酵时间4天为宜补料分批发酵的结果表明,羊肚菌试验菌株液态深层发酵的产物得率已达到真菌液态发酵的正常水平,具备了投入工业生产的可能性.孙晓明等2000经试验得出深层发酵培养条件在pH6-7,温度22℃,接种量为10%的条件下,发酵4天,羊肚菌干菌丝体的产量高达
1.
51.84g/100mlo深层发酵技术具有不受环境因素的影响,易控制,菌丝体增殖快,生产周期短,产量大,效率高,价格便宜等优点,适合工业化生产余群力1998用深层发酵技术制备出羊肚菌深层发酵液,定量分析表明该发酵液仍保留了较高的营养价值和成分多样性,含总糖
63.Ig/L,还原糖
25.6g/L,蛋白质
8.3g/L,干物质
104.7g/L,灰分
1.5g/L;还含有丰富的微量活性成分,如羊肚菌多糖L45g/L,10种必需氨基酸和半必需氨基酸,12种矿物元素Fe、Zn、Se.Cr等,可溶性蛋白质的种类和数量也较多因此,该发酵液可作为一种新的保健食品基料和风味剂,以液体、浓缩粉剂等多种形式应用于口服液、饮料、保健食品和调味品中,也可分离提纯多糖、可溶性蛋白质等活性物质,应用于制药业中洞贾建会等1996对羊肚菌发酵制品的保健机理进行了探索结果表明羊肚菌发酵制品能够抑制小鼠肉瘤S⑻的生长,具有提高免疫能力、抗肿瘤的作用其机理是羊肚菌发酵制品可直接刺激小鼠脾淋巴细胞增殖,又可协同ConA增强小鼠T淋巴细胞转化经物质分析测定,发现这些效果是羊肚菌发酵制品中菌多糖、硒和有机错综合作用的结果并且发酵制品中还含有大量的VB
6、VB
12、叶酸和多种氨基酸的余群力1997也经试验证明,羊肚菌发酵液能显著增加小鼠的胸腺和脾脏重量,可维持胸腺分泌胸腺素的较高水平,进一步促进T细胞的成熟及分化,增强B细胞和吞噬细胞的功能,从而对机体的特异性免疫和非特异性免疫均起到调控与增强作用贪建民1997还对羊肚菌发酵液的抗疲劳作用进行了动物实验结果说明小鼠饮用羊肚菌发酵液一定时间后肌糖原、肝糖原及血红蛋白含量均比对照组显著增加,运动后恢复血乳酸清除速率显著加快,运动耐力明显提高由此可见,羊肚菌在提高机体对运动负荷的适应能力、抵抗疲劳的产生和加速疲劳消除方面具有明显作用.
六、经济价值羊肚菌子实体含有丰富的营养成分张广伦等1993对新疆产粗柄羊肚菌子实体营养成分测定,含蛋白质
22.06%是木耳的2倍,香菇的
1.3倍;粗脂肪
3.82%比美味牛肝菌略高,其中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸之比为5:3,对人体有益的亚油酸占脂肪酸总量的
56.0%;碳水化合物40%;含19种氨基酸,每100克干样中氨基酸总量达
19.57%,为各种食用菌之首人体必需的8种氨基酸齐全,占氨基酸总量的
47.47%,超过FA0标准人体必需的钾、磷、钙、钠等元素含量很高人体必需的微量元素锌、铁、锦等含量也较丰富锌的含量是香菇的
4.3倍、猴头菇的40倍;铁的含量是香菇的31倍、猴头菇的12倍此夕卜,维生素的含量也十分丰富据报道,每100克羊肚菌干品中含VB
13.92mg、此
24.6mg、烟酸
82.0mg、泛酸
8.27mg、V i
0.00362mgB2>叱哆醇
5.8mg、生物素
0.75mg、叶酸
3.48mg羊肚菌菌丝体同样具有很高的营养价值虽然它的氨基酸含量略低于子实体,但它所含人体必需氨基酸量为
44.1%,比子实体的
41.4%高菌丝体中亦含有多种矿物质与维生素四羊肚菌的特殊风味来源于其中的顺-3-氨基酸、a-氨基异丁酸和2,4-二氨基异丁酸等稀有氨基酸的研究发现添加乙醇胺、胭素、NHC1等含氮化合物可促进上述风味物质的合成气相色谱分析表明羊肚菌的挥发性香气成分主要为1-辛烯-3-醇和沉香醇川另外,从羊肚菌中还分离出1,54)-脱水果糖,它是毗喃酮抗生素的前体初屠雅铳等研究了羊肚菌子实体的食品毒理学安全性,结果表明羊肚菌属无毒级,无致突变作用,对雄性生殖细胞无遗传毒性,对动物最大毒理学无作用剂量大于
3.0g/kg・BW/d,可以作保健食品的原料综上所述,羊肚菌是一种高营养低热量的高级营养滋补佳品作为名贵食用菌,羊肚菌一直被奉为宴席上的美味佳肴,而且它适应多种烹调方法,如红烧羊肚菌、白烧羊肚菌、驯羊肚菌等对于羊肚菌菌丝体的加工,Gilbert曾提出许多方法,包括新鲜菌丝加工、冰冻鲜菌丝、菌丝干燥、干菌丝粉碎和香味浓缩剂等河甘肃省科学院生物研究所路等学等人应用羊肚菌子实体和羊肚菌经深层发酵培养的菌丝体及发酵液结合灵芝、香菇的有效成分,研制出羊肚菌杏、羊肚菌杏肉、羊肚菌话梅等产品,张广伦、肖正春首次以羊肚菌为材料,将子实体进行酸提酶解工艺的处理,试制成羊肚菌保健饮料产品色泽金黄,香气浓郁,口感好,余味足1晌随后他们又以粗柄羊肚菌为研究材料,研制成“蘑吃乐”天然营养保健饮料,并通过内贸部科学技术成果鉴定初贪建民选用几种果汁、蔬菜汁及中药材对羊肚菌深层发酵体进行调配澄清等一系列工艺处理制成风味羊肚菌饮料,如羊肚菌菊花汁饮料、羊肚菌胡萝卜汁饮料、羊肚菌大枣饮料、羊肚菌甘草饮料雨张珍将牛乳和羊肚菌深层发酵液复合组配制成羊肚菌保健乳饮料,其总糖含量达
7.79%,蛋白质含量
1.116%,脂肪含量
1.27%,是一种高档次的滋补乳饮品的关于羊肚菌挥发性香气成分、胡萝卜素、微量元素等的分析研究已不断涌现,随着羊肚菌菌丝体单细胞蛋白、纤维素酶以及食用色素的进一步应用开发将越来越显示其在食品领域的重要作用羊肚菌在我国最早收载于《本草纲目》“甘寒无毒,益肠胃,化痰理气”羊肚菌性平味甘,可入药具有润胃健脾、化痰理气、益肠消食等功效中医验方羊肚菌干品60g煮食喝汤,日服2次,用于治疗消化不良、痰多气短以及其它呼吸道疾病,疗效显著羊肚菌有增强免疫功能,抑制肿瘤,抗疲劳,降血脂和抗诱变等多种保健作用刘敏莉对羊肚菌中多种矿物质元素进行分析,说明其富含具有抗心血管疾病及抗癌药理活性的多种微量元素Bouillant从羊肚菌中[60]o分离到几种抗菌、抗病毒的活性成分Tomita还从子实体中提纯出血小板凝集抑制剂,其效果比阿斯匹林高出倍⑹2〜3,/SUP>Sahara,Saegusa等从培养的羊肚菌获得黑色素形成抑制剂(酪氨酸酶抑制剂)[62,63]此外,羊肚菌还显示出较强的纤维素酹、丫一谷氨酰转肽旃活性[64,65]这些研究成果进一步证实了羊肚菌的药理功效以及作为新药资源开发的必要性James博士曾对羊肚菌的毒理学进行了探讨,研制生产的保健药品已得到美国FDA的正式认可[54]国内在应用开发羊肚菌保健品方面亦有较大进展,且已见到相关产品投放市场宋淑敏使用羊肚菌在麦芽汁、大豆汁中发酵后制成了保健饮料,将其提取浓缩液后还能制备成供糖尿病和胆固醇增高症患者服用的药物,还在此基础上研制了一种发酵补酒[66]北京市食品研究所利用野生羊肚菌经生物技术为癌症病人专门研制开发出防癌抗衰老营养补液得宝口服液本液含有EF—11多糖体,具有抑制肿瘤生长作用,为抗癌肿有效成份;另含有有机锌、硒,核酸类物质等生理活性物质,通过机体免疫系统调节免疫功能达到抗癌肿作用此外核酸类物质还具有明显的临床降血脂作用,且长期服用对肝肾无影响,可以长期作预防保健治疗高血脂用本液经药理试验证实具有抗疲劳、增强体力和振奋精神作用[67]据湛江向阳制药厂的研究发现羊肚菌菌丝体对各种营养素具有较强的富集作用和转化效果,据此研制开发了一种新型生物源硒、错羊肚菌营养强化剂一一必多康胶囊南京野生植物综合利用研究所孙晓明等人也研制出了羊肚菌胶囊,经动物试验表明,此胶囊具有免疫调节、抗疲劳双重功能[68]综上所述,随,着研究的深入和技术的进步,羊肚菌必将在医药保健方面占有重要的地位
八、讨论与展望羊肚菌隶属于子囊菌亚门、盘菌纲、盘菌目、羊肚菌科、羊肚菌属,是珍贵的食用和药用真菌但在早期研究者们还未弄清楚羊肚菌在菌物界的分类地位时,曾把羊肚菌归于马鞍菌科现在的一些文献中也还这样报道随着研究者对羊肚菌的进一步认识和了解,发现羊肚菌不同于马鞍菌科的真菌,因此把它单列为羊肚菌科羊肚菌分布新区不断发现,随之而发现的新种类也在增加但是至今羊肚菌种类的鉴定还较混乱,致使出现同物异名或同名异物的现象例如,粗柄羊肚菌又叫粗腿羊肚菌、皱柄羊肚菌;小羊肚菌又叫美味羊肚菌;黑脉羊肚菌也叫小顶羊肚菌还有文献把黑脉羊肚菌和高羊肚菌认为是一种,究竟它们是否是同一种,还有待于研究只有建立一套科学、准确的鉴定方法才能解决这些问题利用分子生物学方法,从分子水平鉴定种类将是一条比较好的途径羊肚菌是腐生菌还是菌根菌的问题有过很多次争论尽管近年来认为羊肚菌是菌根菌的报道越来越多,但仍然没有令人信服的证明可见,羊肚菌是否是菌根菌的问题还需更深入的研究和讨论,可以尝试用RFLP比较植物根尖和羊肚菌子实体来判断羊肚菌是否是菌根菌羊肚菌的菌丝分化方面的研究报道甚少从微观角度,观察细胞核的变化从而研究菌丝分化,将对弄清羊肚菌的生活史和生理特性提供有力的科学依据普遍认为,菌核是羊肚菌子实体产生的重要阶段基内菌核与气生菌核对子实体产生是否有同样的作用以及它们的形成和发育对人工驯化栽培有多大影响,都有待进一步的试验观察羊肚菌的研究百年来取得了一定的进展,但是关于羊肚菌的生态、营养生理、生活史等方面的研究还远远不够生理学中关于营养需求的矛盾是明显的,其结实过程和机制至今尚不明了,人工栽培中许多研究者得出的结论,不能可靠地得以重复和验证,因此大规模生产羊肚菌子实体尚未成功,这仍有待于进一步探索研究像香菇等食用菌一样能大规模地人工栽培始终是人们追求的目标事实上羊肚菌在人工培养条件下,可以毫不费力地得到菌丝体,并产生菌核,但在转入生殖阶段方面存在着巨大的障碍按现有的文献报道看,野外林地栽培羊肚菌较易成功但绝大多数材料介绍要由原发生过羊肚菌的地表土加以覆盖才能栽培成功由此可见,羊肚菌的栽培不仅要求覆土,而且要求覆土中含有刺激其结实机制的物质或有益微生物研究羊肚菌发生的土壤条件,如土质、pH值、组成结构、矿质营养等,以及土壤微生物区系,找出有助于羊肚菌产生子实体的关键物质和微生物种类,采用覆土技术,模仿其野生环境,这样或许能加速羊肚菌人工栽培的进程我国应充分利用羊肚菌的资源优势,加强其产品的开发和利用研究毋庸置疑,羊肚菌在食品、保健品、医药、化妆品等领域有着广阔的应用前景实现羊肚菌子实体商业化大规模生产无疑是真菌学家们一直努力的目标,然而系统深入的药理和临床研究却显得更加必要现阶段在建立菌丝体最大生物产量、最佳发酵工艺条件、搞系列化产品的同时,如何以较低的成本分离提纯相关的有效单体,开发出疗效显著、毒性较低、适用征明确专一的新药,将是今后有待深入的重要课题参考文献
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17.非怡人羊肚菌Morchella inamoenaBoudier
18.拟硬羊肚菌Morchella pseudorigida Jet=Morchella conicaVar.rigida Moser
19.拟绿色羊肚菌Morchella pseudoviridisJet
20.赭毛羊肚菌Morchella umbrinovelutipesJet21a Morchellaumbrina f.microalveola Boudier Jet21b Morchellaumbrina f.macroalveola BoudierJet22a拟赭羊肚菌Morchella pseudoumbrinaJetMorchella psuedoumbrinaVar.ovalis Jetnov.comb=Morchella ovalisWallr.Boudier22b23Morchella vuigarisPers.Boudier
24.粗柄羊肚菌Morchella crassipesKrombh.Boudier25Morchella hetieriBoudierMorchella SpongiolaBoudierJetnov.comb=Morchella SpongiolaVar.dunensis Boudier
26.小海绵羊肚菌27a圆羊肚菌Morchella rotundaPers.BoudierMorchella esculentaPers.ex St.Amans Morchellarotunda Var.esculenta Jet27b羊肚菌27c Morchellarotunda Var.pallida Jet27d Morchellarotunda f.minutela Jet27e Morchellarotunda Var.crassipes JetMorchellarotunda Var.rigidaJetnov.comb=Morchella rigidaKrombh.Boudier
28.硬羊肚菌羊肚菌的分布是世界性的,据报道,在法国E.Jacquetant,1984;Boudier,1883德国、美国Weil,1979;Jensen,
1977、度Waraitch,1976;Guzman,1982;
1985、中国分布较广,其次在苏联、瑞典、墨西哥、西班牙、捷克斯洛伐克和巴基斯坦局部地区等均有零星分布Svreek,1976;Gonzalaz,1982;Warkode,Ghurde,1982;Smitskaya,19782]o据戴芳澜《中国真菌总汇》中记载,羊肚菌在中国有8个种,它们是小顶羊肚菌Morchellaangusticeps;尖顶羊肚菌M.conica;粗柄羊肚菌M.crassipes;小羊肚菌M.deliciosa;开裂羊肚菌M.distans;高羊肚菌M.elata;羊肚菌M.esculenta;硬羊肚菌M.rigida
[3]但根据目前报道资料统计,我国现有羊肚菌15种,分布比较广泛,在辽宁、山东、云南、内蒙古、四川、甘肃、河南、陕西、新疆、青海、贵州、吉林、江苏、广东、湖北、黑龙江、湖南、福建、山西、北京、浙江、西藏、安徽、河北、重庆、江西、台湾、宁夏共28个省市、自治区都有所分布,占全国32个省市、自治区的
87.5%其种类及分布如表2表2中国羊肚菌属真菌种类及分布种类名称分布地区生态习性1羊肚菌M.esculenta公南、山东等23个地区春季生于阔叶林地上及林缘空旷处2粗柄羊肚菌M.crassipes辽宁、四川等14个地区春夏之交生于混交林地3尖顶羊肚菌M.conica甘肃、陕西等18个地区春夏之交雨后生于阔叶林及混交林地上、林缘空旷处4黑脉羊肚菌M.angusticeps山西、西藏等12个地区春末夏初生于针叶林地5小羊肚菌M.deliciosa河南、北乐等13个地区春末夏初生于稀疏林中地上6庭园羊肚菌M.hortensis青海林地7高羊肚菌M.elata四川、甘肃、云南地上8硬羊肚菌M.rigida四川地上9离柄羊肚菌M.semilibera四川、甘肃针阔混交林地带10白羊肚菌M.sp.四川、甘肃林地11开裂羊肚菌M.distans四川、甘肃潮湿地上12宽肋羊肚菌M.costata浙江、福建春夏生于林内地上,林缘13茶褐羊肚菌M.umbrina河南、江西春夏之交生于阔叶林中地上,菜园等地14普通羊肚菌M.vulgaris15紫变羊肚菌M.purpurascens羊肚菌在中国的分布极为广泛,但每个地区的羊肚菌种类资源丰富度不同,而且还有很大差异甘肃和四川地区的羊肚菌种类资源相对较为丰富表3表3中国羊肚菌种类资源丰富度种类数代表地区分布地区数百分比广东、安徽、重庆等16江苏、吉林、福建等2746%3贵州、湖南、北京等5山东4121%辽宁、河南、陕西等55云南、青海6225%甘肃14%四川814%
一、生态环境一海拔据资料报道,我国羊肚菌从低海拔的平原地区到3200米的高海拔地区都有所分布在东北和山东地区一般生于海拔200飞00m的低山及丘陵地带在海拔200nl以下的平原地带也有发生在山西和四川地区羊肚菌一般分布在海拔600~1500川的丘陵及山区云南的羊肚菌生长在海拔15901650nl的地方甘肃迭部发现羊肚菌在海拔26003200m的冷温地带也有发生由此可见,〜羊肚菌的分布与纬度和海拔无明显关系二植被有人认为,羊肚菌的发生与植被无特定的关系根据刘都才等1995在湖南考察的结果也证明这一点,认为野生羊肚菌并无明显伴生植物⑷据资料统计,一般在羊肚菌发生的环境,不同地区有不同的植物生长羊肚菌发生区的植被大致可以分为四种类型一是水沟、堤坝、果园尤其旧苹果园、甘薯地边、玉米地边、茶园、路边等;二是火烧林迹地,植被以草本植物为主,有少量灌木,此类型一般发生在火烧前有羊肚菌发生的区域,火烧次年为羊肚菌发生的旺期,第
二、三年明显减少,第四年则较火烧前还少,有时连续多年无羊肚菌发生,这种规律说明羊肚菌能耐受短暂的高温而火烧后的草木灰等为其提供了良好的营养,可能草木灰中的某些物质如高浓度的P、K、Ca及微量元素对羊肚菌子实体形成有刺激作用;三是草地,阳光充足,无森林,无灌木,草本植物较好,也能连续数年有羊肚菌发生;四是森林,主要分布于针叶林、阔叶林以及针阔混交林针叶林主要树种有云杉、冷杉、油松、华山松等;阔叶林主要树种有杨树、柳树、株树、桦树等;灌木主要有箭竹、忍冬、卫茅、小篥、蔷薇、花楸、悬钩子等有人认为较为明确的一点是纯针叶林内无羊肚菌生长,但是很多文献记载羊肚菌有在针叶林内发生,所以这一点还需进一步考察论证谈峰等1999报道,江苏地区羊肚菌发生点均有泡桐树生长,并认为泡桐树可作为羊肚菌发生的标志植物,这与已有报道的羊肚菌的发生与植被无关的说法有所不同⑸谈峰等在调查中还发现,羊肚菌发生时,其土生菌丝最新在近土表处与针叶树落叶、阔叶树落叶混合扭结成肉质状物,而后在其上形成子实体尖顶羊肚菌未见此现象三土壤很多文献报道羊肚菌主要生长于富含腐殖质的沙壤土中或褐土、棕壤等谈峰等1999报道,江苏地区羊肚菌发生地的土壤有高沙土、长江坪岸冲积土、里下河粘土、沙壤土、盐碱土,且以沙壤土最优,粘土最次原因可能是沙壤土昼夜温差较大,适宜羊肚菌子实体生长吴大椿等1989在江陵县太湖农场采得的羊肚菌的土壤环境为泥湖土类,石灰性淤泥土,土色暗灰色,强石灰性反应含石灰量5%以上,含有机质丰富⑹许科卫?调查甘肃迭部的羊肚菌生态环境报道,其土壤多为酸性淋溶岩和片麻岩母质的残积物⑺此外,也有人研究了土壤条件与羊肚菌生长的关系刘洪玉等研究得知,土壤成分及其生态环境是制约羊肚菌生长的重要因素⑻赵永昌等1997对云南省三个羊肚菌产区进行了调查研究,认为土壤富含有效磷、钾、锌是羊肚菌发生的必要条件另一特点是,就羊肚菌发生地而言,铁与镁、锌、铜、镒形成补充和拮抗的关系且在羊肚菌发生区土壤微量元素背景值中,锦、铜、锌、铅、馍等元素的全量分布背景值明显高于非羊肚菌发生区他们还对三地的土样进行了微生物分离鉴定实验,结果表明羊肚菌与微生物之间似没有特定的关系⑼和以上结论不同,高小朋等2002对陕北羊肚菌产区与非产区土壤的主要有效成份和酸碱度进行了检测分析,结果为陕北野生羊肚菌产区与非产区土壤在有机质、速效P、速效K、碱解N与pH值等方面均无显著差异该结果表明,陕北地区野生羊肚菌的生长对土壤条件并无特殊的要求101o可见,土壤条件是否是羊肚菌生长的制约因素还需进一步深入研究可能不同种类的羊肚菌对土壤条件的要求也不一致,应对不同种类羊肚菌生长的土壤环境以及不同地区的羊肚菌产区的土壤环境进行对比,进一步研究四生活方式关于羊肚菌的生活方式一直以来存在争论起初,Roze1883报道羊肚菌寄生于植物的根茎中Baker1959报道某种细菌与羊肚菌有互利作用后来主要有两种观点一种观点是羊肚菌属于腐生型真菌;另一种观点则认为羊肚菌可能与植物有菌根关系,M.Langeron等1965证明羊肚菌与榆属Ulmus>木岑属Fraxinus有菌根关系皿臧穆1980在云南西北部的野外观察中发现羊肚菌往往与菊科的蜂斗叶Petasites tricholobusFr.生在一起,可能有菌根关系‘以再后来的一段时间内,绝大多数的研究者都认为羊肚菌属于腐生型真菌,与其他植物均无共生关系对于这一观点而言,不同的人也有不同的结论曾荣鉴1993认为羊肚菌是一种土生腐生菌,但与土生腐生菌竹药又有差别王伯彻1990也认为羊肚菌是一种纯以土壤和地表腐殖质为基物生长的真菌,并不与树木形成菌根口,顾云龙1983的观点则不同,他认为羊肚菌是木腐生真菌1⑷杨绍斌等2001认为根据生长基质羊肚菌可划分为腐殖质土腐生、细沙质土腐生、腐朽木材腐生屿近年来,关于羊肚菌是腐生型真菌还是菌根菌的问题又有所争议李能树等2002的观点是羊肚菌与高等植物共生形成外生菌根[⑹张维瑞等2003从发生地分析可以确定羊肚菌属于腐生菌,不是与竹、木林相联的菌根菌皿Jane E.Smith2001认为羊肚菌可能既是菌根菌又是腐生菌有的研究者用两种实验方法来证明羊肚菌是否形成菌根一种方法的结果是羊肚菌和四种松科植物共生,但有一种不与它共生79%的植物秧苗都与羊肚菌共生,产生大量菌核将根尖染色观察可看到细胞间散布着菌丝和不完整的哈氏网而另一种方法则未发现羊肚菌形成菌根可见,羊肚菌是否是菌根菌的问题还需更深入的研究和讨论下一步可以用RFLP比较植物根尖和羊肚菌子实体来判断羊肚菌是否是菌根菌五气候条件
1.野生发生时间目前普遍认为,羊肚菌在春末夏初和秋季发生但确切地说应该因地而异,不能一概而论并且羊肚菌的发生期受年度的气候条件影响,与发生地区的气温、降雨量和降雨时间的早晚密切相关如青海祁连山羊肚菌得出菇期为5月中下旬至6月上旬台湾地区发生在春末夏初梅雨时期的雨后四川则发生在3月下旬至5月上旬,4月中旬为集中发生期大兴安岭的羊肚菌发生在5月下旬至6月上旬青川和屏南的羊肚菌一般发生在惊蛰3月6日至立夏5月6日之间梨树花初开时节开始至凋谢结束辽西羊肚菌在4月下旬至5月下旬发生甘肃地区羊肚菌盛产在4月至5月,淡产季在9月至10月止匕外,任桂梅1999报道,陕北地区羊肚菌每年至少有一次发生,多在春季4月上旬至5月中旬;有些年份一年内有2次发生,第二次在秋季8月底至10月初口,赵永昌1997报道,云南地区多发生在春末夏初的
4、5月份,少量发生在夏末秋初的8月中下旬⑼暴增海报道,张北高原的羊肚菌在8月初至9月初发生,盛产期在8月中旬
32.温度羊肚菌生长的适宜温度也因发生地区的不同而有些许差异马志英等1989认为当日平均气温达9c以上,地温达23c时便有大量菌丝萌发,此时为萌动期当气温达〜15~18℃、地温6~9℃时,菌丝生长迅速并进行组织分化,形成子实体原基,随温度升高,羊肚菌破土而出并迅速生长,此时为盛产期若气温超过23°C,地温在12℃以上时,子实体生长缓慢,进入消失期羊肚菌生长的最适温度为6其次羊肚菌生长期除有较低的气温外,还要有较大的温差,这可刺激菌丝体的分化萌动期和盛产期的日较差要求大?
3.9—
21.3℃,时间长日较差大于10—15℃的要有48—55天;消失期的日较差要求小些?
5.1—
49.7℃,时间也短日较差大于10—15℃的有11—20天即可C20]黄国学等1998认为出菇期的平o均气温为
12.9℃,出菇盛期昼夜温差大,历年来平均最高气温
19.2°C,最低气温
6.9℃,温差
12.3℃出菇期是积温值急剧增长时期,平均每天积温增加7℃,月积温增加210c以上,是全年增温速度最大的时期⑵,任桂梅1999和王文房2001报道,当平均气温超过16c时,子实体长速减慢,生长受限罗凡1995报道,当气温逐渐升高达15℃以上时,羊肚菌自然发生数逐渐减少,已经发生的羊肚菌在高温期很易过熟,菌肉变薄,颜色变浅,俗称“烟叶子”,质量差,还易遭虫为害⑻
3.湿度刘都才等1995认为,羊肚菌发生期间土壤含水量为50%—60%,空气相对湿度为85%—95%,尤以3月份的降水量和相对湿度为羊肚菌发生的关键条件羊肚菌具有喜水性羊肚菌发生期月平均水量120mm左右最适合羊肚菌生长⑷谢占玲等2001经测定,羊肚菌发生时空气相对湿度为56%—64%,土壤含水量30%左右当地羊肚菌产量较高时,必定是雨水较多的一年㈤高俊杰等1997报道,羊肚菌适宜在土壤湿润的环境中生长,菌丝生长阶段的土壤含水量在45%—60%左右,湿度较低;子实体发育阶段空气相对湿度在75%—95%左右,但以80%—90%为最适宜,湿度相对较高⑵,谈峰等1999报道,自然降雨量对羊肚菌发生量影响较大综合19931997年逐月降雨量并结合次年羊肚菌发生量分析,发现上年11月份的降雨量大,下〜年羊肚菌的发生量就较多⑸罗凡1995报道,羊肚菌菌丝生长的土壤和基质含水量为50%—60%,子实体生长所需空气湿度为85%—95虬经观察,羊肚菌子实体原基大量发生所需空气湿度较低,一般50%—60%的空气湿度可刺激子实体原基的形成,一旦原基形成后,则需较高的空气湿度当空气湿度低于60%时,羊肚菌不能发生;空气湿度大于75%也不利于羊肚菌的发生与生长这也许就是秋季羊肚菌很少发生的原因,因为秋季自然降水量大,空气相对湿度大于75%,难以大量形成子实体原基侬可见,羊肚菌的发生与环境的湿度和降雨量密切相关一般来说,羊肚菌多发生在土壤湿润或降雨量多而且容易保湿或地下水位较高的环境中
4.酸碱度Fron1905认为中性或微碱性有利于羊肚菌生长Brock1951描述了羊肚菌M.esculenta的生长pH值曲线为双峰曲线,二峰值分别为
6.93和
8.3,最适pH
6.93林杰等1993亦证明羊肚菌M.esculenta M.conica的pH值曲线为二峰曲线,峰值为
7.
0、
8.4;
7.
3、
8.Robbins等1959的实验证明了中性或微碱性适于羊肚菌生长的观点有人认为土壤pH值在5・3
[25]O
0、
8.0之间都适宜羊肚菌的生长发育,最适宜pH值为
7.0~
7.9,pH值
5.0和
8.0时生长速度明显下降,pH值在
4.5以下或高于
9.0以上菌丝停止生长或死亡已形成共识的是羊肚菌生长发育的最适pH值略高于一般真菌但不同地区又略有差异如台湾羊肚菌适宜在pH
6.
06.8生长;山西羊肚菌则在〜pH
7.0~7・6时发生最多;山东泰山羊肚菌在PH
6.8〜
7.5时生长较好,生长数量也较多;四川青川的羊肚菌生长在pH79的地方,喜欢在中性偏碱的环境中生长;云南羊肚菌发生区的土壤pH值为中性偏弱〜酸性,这与偏弱碱性的北方产羊肚菌区土壤不同;贵州的羊肚菌生长在土壤pH值
5.5飞.5的环境中;浙江的羊肚菌发生区土壤pH值在
6.4%.8之间
5.光照羊肚菌菌丝体和菌核生长期不需要光照,光线过强会抑制菌丝生长,菌丝在暗处或微光条件下生长很快但光线对子实体的形成有一定的促进作用,子实体的生长发育具有趋光性羊肚菌子实体往往朝着光线方向弯曲生长,并多发生在散射光照射较好的地方有报道记载,羊肚菌原基形成和子实体发育需要的光照度为200~800L散射光的强弱对子实体的色泽还有一定的影响,即光强则色深光弱则色浅光照太强或过弱都不利于子实体的生长发育有报道称,羊肚菌大都分布在三分阳光七分阴影的二阴山地带,其透光度为30%—50虬任桂梅等1999认为羊肚菌属的不同种对光照的要求是不同的,普通羊肚菌多生长在散射光透入较多的林内,其余几种则发生在散射光透入较少的环境中阿刘都才等1995在调查湖南野生羊肚菌生态环境时采用FJ—2型日照计,测得羊肚菌生长期所需的平均日照为
2.1—
3.0小时,日照率为
16.4%—
20.4%
6.空气菌丝生长阶段对空气无明显要求,但在子实体形成和生长发育阶段对空气十分敏感,C02浓度超过
0.3%时,子实体瘦弱、畸形,甚至腐烂所以,有人认为,羊肚菌为好氧真菌足够的氧气和通风良好的场所是保证羊肚菌正常生长发育的必要条件
二、形态学研究
1.菌丝培养特征及显微特征
1.1菌丝培养特征经培养观察,羊肚菌的菌丝随生长时间的不同会出现不同的形态文献记载有3种说法一种说法是菌丝具两种形态,在生长前期为绒毛状,到后期营养衰竭时,出现颗粒菌丝,镜检为扭曲的不规则变态菌丝另一种说法是羊肚菌的菌丝出现丝状、绒毛状和颗粒状三种形态还有人认为羊肚菌的菌丝可分为气生型、匍匐型、毡绒型和颗粒型四种阿生长初期为匍匐型菌丝,之后产生气生菌丝或毡绒型的短菌丝,上面分布有颗粒型菌丝这几种说法的分类依据不统一,有些混乱若根据菌丝生长的位置可以分为气生菌丝和基内菌丝若根据菌丝的形态来分可以认同第二种说法,即分为丝状、绒毛状和颗粒状三种形态一般情况下,羊肚菌生长初期,菌丝为白色或淡黄色,有光泽,尖端分泌有针尖大的无色露珠,随之气生菌丝产生,菌丝尖端呈多指状或树枝状分枝,开始时分枝少,而后逐渐增多并交织成网状生长中期,羊肚菌菌丝一旦在培养基上形成菌落,便分泌出一种深褐色色素到培养基中,这由菌落中心较老的菌丝分泌,菌丝呈棕黄色至棕色,有光泽和露珠,培养基浅棕色或棕色接种后第7天,随着菌丝老化,菌丝分泌的红棕色色素扩散到平皿四周,使羊肚菌菌落由深棕色转为污棕色,光泽随之消失根据文献资料和我们所作实验的观察结果发现,不同种的羊肚菌菌株具有不同的培养特征,包括生长速度、生长习性、菌核发育、菌丝和菌核的颜色都有明显的差异即使是羊肚菌的同一菌株在不同的培养基中的培养特征也不完全一致因此,我们若能弄清这些培养特征,可作为鉴定种类的简单初步的方法和辅助手段
1.2菌丝显微特征在光学显微镜下观察羊肚菌的菌丝菌丝呈棕黄色,透明,光滑,直径
2.6~lL3um,单核或多核,无锁状联合,大多数菌丝细胞分区中的核数平均为10~15个有隔,分隔处有缢缩,隔中有隔膜小孔,某些细胞器及核可由此流通,这可能是每个细胞中核数有差异的原因菌丝呈竹节状,有分枝,交织成网格状,构成一个复合的整体幼龄菌丝细而长,淡黄色,壁薄质少,内含物少,分枝少成熟菌丝粗,棕色,壁厚呈黑棕色,质多,内含物多,节间距较短,分枝较多,顶端膨大呈棒状,大多分枝呈锐角,少数呈直角,还可见有两两直角分枝相互吻合、相互沟通的菌丝,据报道这一现象对营养物质的沟通和物质能量的积蓄有重要的意义还有人认为这一现象可以作为鉴定菌株能否产生子实体的微观标志之一老龄菌丝粗细居中,无色,内无细胞质一般气生菌丝和基内菌丝在显微特征上有所区别,且不同菌株的气生菌丝和基内菌丝的区别也不同,但一个比较普遍的区别是基内菌丝内含物较气生菌丝多
2.菌核培养特征及显微特征
3.1菌核培养特征据实验观察,羊肚菌的菌核可分为两个类型,即基内菌核和气生菌核一般先形成基内菌核,后形成气生菌核基内菌核是由基内菌丝逐渐形成点状或片状的菌核团或菌核堆变化过程为针尖大的幼菌核由淡黄色一中心杏黄、四周淡黄色一棕色一深棕色一污棕色的老龄菌核团(堆),具有很强的再生能力,最大可达
3.2cm X
2.5cmo气生菌核是在气生菌丝尖端先形成淡黄色点状菌核,并逐渐增多形成菌核堆,最大可达2cmXl.5cm,此时的菌核质地坚硬,多贴于瓶壁或皿壁上颜色变化淡黄色一中心棕色、四周淡黄色或乳白色一棕色一污棕色,并由有光泽的幼龄阶段进入无光泽的老龄阶段,但仍具有很强的再生能力气生菌核比基内菌核更耐干旱,这可能与其菌丝紧密聚集、细胞壁加厚、细胞质高度密集有关实验表明,不同的羊肚菌种所形成的菌核在大小、形状、颜色、数量上也不尽相同,说明其存在遗传差异性有的菌株形成菌核早,老化地也比较早;有的菌株形成菌核晚,但不易老化这说明菌核的产生直接关系到菌丝老化的早晚,且菌核多,聚集的养分就多,耐低温和抗干燥的能力就越强
2.2菌核显微特征基内菌核的菌丝呈淡黄色长宽比为3~8:1,细胞壁加厚,有细胞质,多分枝气生菌核质地坚硬,菌丝呈棕色,长宽比为2:1,多分枝,细胞壁加厚呈深棕色,胞间隔膜有孔,细胞质可从孔中通过,聚集到尖端或中部少数细胞中,致使大多数细胞成为无胞质的空胞,而少数细胞胞质高度密集,内含单核或多核和液泡菌核成熟后,其菌丝呈膨大的近等径细胞将菌核压碎,内部有许多油滴状物,是一些作为近一步发育的贮备营养一一脂类此时,菌核可耐低温和干燥等不利条件有人观察到菌核中存在大量胶体物质,有明显的折光性,呈同心圆纹状X不同菌株的菌核在显微特征上也有所差别,例如颜色、菌丝粗细、菌丝细胞长宽比等菌核的超微结构和组织化学方面已经积累了大量的文献菌核主要的胞质是糖元、蛋白质、多聚磷酸和脂类物质,菌核细胞壁含有儿丁质和葡聚糖菌核外面一层是皮层,由紧密相连的菌丝的顶端构成,中间是菌髓,菌髓中是一些松散的、宽大的菌丝构成,是菌核主要部分,大部分营养物质聚集在菌髓的细胞中在有的菌核中,在皮层和菌髓之间还出现一中间层,也是积累物质的场所
3.子实体形态特征及其形成过程
4.1子实体形态特征羊肚菌属的一般形态特征是,菌盖圆锥形、卵圆形或近圆柱形,有的近球形;有褐色、浅褐色、黄色或白色菌盖中空,表面像蜂窝状,有许多小凹坑小凹坑多呈不规则形,略呈纵向狭长,棱纹颜色较浅,纵横交叉,呈不规则的近圆形的网眼状小凹坑内表面分布子实层,子实层由子囊和侧丝组成菌柄中空,与菌盖边缘紧相连菌柄近柱形,白色或污白色,基部稍膨大且有不规则凹槽有人报道说秋生羊肚菌子实体的形态不同于春夏生的羊肚菌例如,王铁鹰
(1995)报道过,秋生羊肚菌M.crassipes初期呈蛋状(因形似蛇,当地人称为“蛇蕈”)o外菌幕污白至红褐色,基部菌丝如植物的根系纵切后观察,形态结构与成熟的白鬼笔菌蛋相似包被中白色粘滑如蛋清的胶质层,内附菌盖和菌柄菌盖初期为桔红至黑褐色,破苞后逐渐变成灰褐色将成熟菌蛋采回,置于室外潮湿荫凉处一夜后,其外菌幕自动破裂,羊肚菌子实体则随之出现,与春季发生的羊肚菌颜色、结构一致但这种秋生羊肚菌是否与春季发生的是同一种,尚有待近一步鉴定这里我们只概括了羊肚菌属的一般形态特征,其实不同种的羊肚菌在形态上有很大的区别,形态特征也可以作为初步鉴定种的参考即使是同一种羊肚菌的不同个体在形态上也有所差异
5.2子实体形成过程据R.ower描述有四个阶段
①早期的原基由单一菌丝产生,大小1mm左右,呈辐射状排列的团聚体
②随着发育成熟,菌丝产生一致密交织的核,不定菌丝从原始基点的较低表面蔓延出来
③很快(次日)子囊盘基从球形的原基表面伸出,子囊盘基呈指状,基部肿大,长至3nmi长时基部出现沟纹,并越来越明显
④子囊基继续增长,4天内达5nlm长,在其中部至顶部出现微细的垂直卷曲,以致使菌盖呈花纹状
6.子囊及其他子形态子囊呈长圆柱形,无色透明,成熟子囊大小为(220~300)UmX
(1922)Rm子囊中有8个单行直线排列的子囊抱子子囊抱子椭圆形或圆形,大小较均一,(
10.〜00^
13.75)umX(
22.50^
25.00)um因抱子表面的非极性物质作用,在水浸片中易聚集成团子o囊胞子经染液染色后可显示很强的荧光,经观察发现,子囊抱子的内部有的只有一个细胞核,有的有两个细胞核,有的没有细胞核胞子内的细胞核多数呈球形,少数为棒形和不规则形球形的核直径约45um,有的可见其中包含许多致密的大小不等的点状或棒状结构,似乎像有丝分裂中期的染色体这〜些细胞核位于细胞的一极或一侧,靠近或紧贴在抱子的内壁上在具有两个细胞核的死1子内,这两个核有时彼此紧靠在一起,有时彼此相距很远,分别位于抱子的一侧或两侧子囊可描述为一种典型的单被囊有囊盖型子囊,其具有子囊菌的典型特征幼嫩子囊具有层出形成现象子囊发育可以分为明显的三个时期
①子囊形成期,子囊细胞具有层出形成发生,子囊较小,长是宽的23倍,细胞质均匀透〜明,着色均一,碘液染色结果也是浅黄透明,着色较差,淀粉含量很少,不呈蓝色
②子囊伸长期,幼嫩子囊开始伸长,长是宽的8~10倍,棉兰染色呈现深浅不一,上端颜色浅,约占子囊总长的1/41/3,〜后端深蓝色,有的子囊前端明显有一膜与后端隔开,抱子就在膜内形成
③子囊成熟期,8个子囊胞子排在子囊内,开始拥挤在前端,由膜包围,然后抱子逐渐成熟,撑破该膜,椭圆形子囊抱子向下排列,逐渐成熟,棉兰染色结果表明,子囊抱子呈现蓝色,子囊其它部位色浅透明观察抱子萌发,可见抱子吸水膨胀后体积增大12倍,〜原生质分布不均,并在芽管生长处,细胞壁变薄或破裂,内部原生质向该处突出泡子以多种方式萌发,芽管有单端形成、两端形成和三端形成萌发菌丝生长约大于3/5抱子直径时,便逐渐分枝
三、生物学特性研究
1.生长发育的营养要求⑴培养基种类羊肚菌各菌株能在多种培养基上生长,可见菌丝对培养基的选择性不大但菌株在不同培养基上的生长速度、长势等有所不同据文献报道和实验证明,母种培养基最好选用黄豆芽玉米粉、麦秋黄豆粉、玉米粉黄豆粉、土壤豆芽培养基,其次是PDA综合和PDA培养基,而合成的葡萄糖硝酸钠、蔗糖硝酸钾等培养基较差因为黄豆芽玉米粉等培养基都含有丰富的碳素和氮素营养物质,碳氮比合适,含有较多的矿质元素及维生素,可为菌丝生长提供充足的营养,且在玉米粉、黄豆粉、黄豆芽和麦秋的浸出汁中可能还含有一些对菌丝生长有刺激作用的物质,因此有利于羊肚菌菌丝的生长原种和栽培种培养料比较好的是棉籽壳-木屑-北黄渣培养料和棉籽壳-木屑-麦秋培养料,因为这些培养料含有充足的碳氮源,碳氮比适合,而且还具有良好的保湿和透气性能,菌丝对营养物质的利用率较高,故有利于菌丝的生长液体培养较好的、可获得较高生物量的是黄豆芽-玉米粉-黄豆粉培养基、麦数蛋白陈培养基,以及麦秋酵母膏、麦熟黄豆粉培养基由于这些培养基都含有丰富的易被菌体利用的碳素和氮素营养物质,含有较多的矿质元素及维生素,可为菌丝生长提供充足的营养,碳氮比也合适,有利于菌体物质的合成和积累,因此促进了菌丝的生长结合各培养基的配方组成分析,培养基的营养成分越丰富、营养结构越接近于羊肚菌野生生长条件,则其菌丝生长越快生物量越多,这说明羊肚菌的生长对营养成分的构成要求比较高羊肚菌的不同菌株对培养基的要求是不同的,在培养时应根据不同菌种和培养目的选择合适的培养基⑵碳氮源Brock1951认为羊肚菌的较好碳源是可溶性淀粉、果糖、麦芽糖、葡萄糖、松二糖,较好氮源是半胱氨酸-盐酸、天冬酰胺、尿素、各种钱盐等,而柠檬酸镂、硫胭、羟胺-盐酸、月井-盐酸对羊肚菌有毒害作用林杰1993认为最佳碳源是马铃薯和麦芽汁,其次是果糖、葡萄糖、蔗糖,可溶性淀粉最差最佳氮源为蛋白冻,天门冬酰胺和天冬素次之,硝酸钠、酒石酸钱较差,草酸镂则完全抑制菌丝的生长董爱荣等2002实验证明,蔗糖作为碳源最好,果糖、葡萄糖次之,麦芽糖、乳糖较差氮源较好是尿素、酒石酸镂,蛋白陈、天门冬素较差阎张松等2002认为菌丝在以可溶性淀粉为碳源的培养基中生长最好,葡萄糖、乳糖较好,甘露醇最差菌丝在以蛋白陈为氮源的培养基中生长最好,牛肉膏、谷氨酰胺较好,尿素最差,并认为可能是因为尿素在高温下分解,释放氨及氧氢酸,不利于菌丝的生长杨绍彬等1998对培养基质研究后认为应注意培养基的C/N比值应小于201认为菌丝生长阶段需要较高的氮源刘士旺等1998认为合适的C/N是351另外,肖锋等2000经实验表明,最优的碳氮组合是蔗糖一尿素,最佳的碳氮比为18lo可见,在可溶性淀粉、尿素、酒石酸钱、蛋白陈等利用上存在相当的争议,这可能与各自采用的实验材料和实验方法有关曲新民等1990提出,不同种的羊肚菌对不同碳氮源的同化吸收各异,从而构成了其营养生理的多样性网⑶维生素有人认为羊肚菌是一种生长素自养微生物,维生素和B
2、泛酸、尼克酰胺、B一丙氨酸、次黄喋吟对它的生长无作用董爱荣等2002经试验表明,维生素B1对羊肚菌的生长有轻微的抑制作用龙正海等1990认为维生素B、维生素B
2、维生素B
6、维生素H、叶酸对羊肚菌菌丝生长有微弱的促进作用,而维生素C、维生素瓦有抑制作用1刈可能是培养基内本身含有维生素C、维生素B⑵或者维生素C、维生素/用量过大,从而产生抑制作用可见,维生素对羊肚菌生长的影响还没有较一致的结论,有待进一步研究。