农业
高等大型真菌与人类
投稿人:刘培贵 投稿时间:2023.08.01 11:07 访问量:

在“绿水青山就是金山银山”的发展理念下,准确理解其中的深刻寓意尤显必要。生长于广袤森林和草原的高等大型真菌,就是蕴藏在青山绿水中,而长期没有得到充分认识和科学利用的大自然馈赠的宝贵资源。真菌具有真正的细胞核,属于真核生物,具备独特的生存机制和代谢产物,分布广、再生能力强等典型特征。真菌按繁殖方式不同及分类系统,可分为担子菌、子囊菌、半知菌、接合菌和壶菌类等。真菌中的担子菌类和子囊菌类合称为高等真菌,其中裸眼可见的通常称为高等大型真菌。我国森林面积合计90.12亿亩,占国土面积的62.56%;是主产野生大型真菌的天然绿色车间。据此面积估算高等大型真菌的年产量约为5000万吨,而实际年利用量18.6~22万吨/年,仅占0.4%。

全球真菌种类估算达380万种,其中有14万种是高等大型真菌,只有1.4万种是已知的。据中国菌物名录数据库记载,截止2018年12月30日,我国真菌约有27 900种(包括变种和变型),隶属于15门56纲192目585科3534属。已出版的60卷《中国真菌志》记载了8000多个种及种下分类单元,绝大多数种具有菌根性的共生真菌仅限于与其共生的植物的分布区域。华中和华东地区由于人口密度大、活动频繁、污染及环境栖息地受到影响和破坏,真菌种类相对较少。统计数据分析显示我国有记载的高等大型真菌4800多种,其中云南有21科604属2753种,占全国的57.4%;可食用的高等大型真菌1789种、药用798种,其中食药兼用的561种。

我国年产最多的高等大型真菌是多孔菌科(257种)和牛肝菌科(247种)的种类。多孔菌科的绝大多数种类生长在枯枝落叶层和枯桩倒立木上,营腐生生活,它们通过分解有机物获得养料,促进了物质循环,对维护森林、草原生态系统起到了“清道夫”作用,其中绝大多数种类都是可待开发利用的药用真菌。而牛肝菌类中多数种类是菌根性共生真菌。以云南分布为主的高等大型真菌为例,仅狭义牛肝菌科的种类在云南省境内就分布有37属200余种。市场销售高等大型真菌销售份额最大的是松茸类,计有6种。干巴革菌类是滇中一线最受青睐,价格最昂贵的种类,计有6种之多。在我国鲜为人知的全球顶级食材“厨房里黑钻石”、“上帝食物”的块菌,商界统称为“松露”,在我国记载有93种,其中真块菌(true truffles)82种,其中70种是中国特有种。这里既包括了一些古老种,又有新分化形成的物种。其中有些种类是颇受国际美食界青睐的天然绿色食材。

我国珍稀名贵的高等大型真菌中的食用菌绝大多数类群都是外生菌根型真菌,如块菌(松露)类、松茸口蘑类、鸡油菌类、牛肝菌类、干巴菌类、红乳菇类、虎掌菌类、丝膜菌类、羊肚菌类、离褶伞类、鸡?菌类、马鞍菌类等,其中,除离褶伞等少数种外,其他都为与森林木本植物共生的外生菌根真菌。这类与宿主植物共生的高等大型真菌为外生菌根真菌,其菌根及地下菌丝构成了林草地下致密的庞大网络系统,不仅滋养了植被植物,还起到了储水、蓄壤、固土及生物转化、净化土壤水源的功能。利用这一生态关系,人们创制出菌根合成技术,使得在贫瘠土壤、干旱、高温或低温的区域植树造林成为可能。这种技术在修复受损生态系统和防治水土流失等方面起到重要作用。同时,也可实现林下菌根食用菌产业的培育,达到一石三鸟的作用。

高等大型真菌是天然绿色食材和药源宝库,它们有的美味天成,有的药效神奇,是“创造系数”极高的生物资源,其子实体所含的化学成分及次生代谢产物结构多样、新颖而独特,多具有生物活性。高等大型真菌普遍存在的具生理活性的真菌多糖与人体细胞膜上的多糖结构相似,可用来修复受损人体细胞,具有靶向治疗和修复功能,在癌症化疗后作为增强免疫力方面,起到良好的效果。此外,诸如松茸、块菌、牛肝菌、香菇、云芝、裂褶菌等高等大型真菌子实体也多含有真菌多糖,均具有抗癌、抗肿瘤等药理学活性。

不同类群的高等大型真菌中还含有一些其他的特殊成分。诸如担子菌类革菌科的簇扇菌含有一种特殊的生物活性成分——簇扇菌素(分子式C22H14O10),它在抑制和预防胃癌发生中有显著作用,并对阿尔茨海默病(即老年痴呆症)的淀粉样前体蛋白合成有抑制作用。块菌成熟期除含有蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸等常见营养成分外,还有类似于麝香气味的雄甾烯醇、雄烷醇、虫草素、虫草苷,以及二甲基硫甲烷等具有强身催欲、增鲜作用的化合物。还分离获得了4种新的鞘脂类化合物,它们参与调节人体细胞多种生物学过程(如信息传递、抗原抗体反应等),具有抗肿瘤、提高免疫力、修复受损神经细胞、延缓衰老和保肝护肝等方面的生理活性。干巴菌类是一类非常特别的复合型外生菌根真菌,子实体含有一种稀有的对联三苯化合物,有多种生物活性和氧化酶抑制作用,以及杀虫、抗菌、自由基捕获(抗氧化)等作用。黑伞属中的蘑菇类子实体具有抗乳腺癌、前列腺癌、直肠癌的显著作用。蜜环菌(榛蘑)是一种常见的森林树种寄生兼腐生的高等大型真菌,既可食用,又可药用;含有蜜环菌素、蜜环菌酸等30多种化合物,具治疗神经衰弱、失眠、四肢麻木、癫痫等功能;蜜环菌也是著名药用植物天麻生长发育的必须的共生真菌。从点柄乳牛肝菌子实体中分离获得的乳牛肝菌素,除对多种肿瘤细胞具有很强抑制活性外,还具有抗氧化、抗过敏、抗菌活性、抗白血病的作用。从厚环乳牛肝菌中分离获得的一种油状物抑制剂—厚环乳牛肝菌素(bolegerevilol)具有很强的抗脂质过氧化作用(体内脂质过氧化物积累会引起多种疾病)。从松乳菇中获得的乳菇紫素具有抗结核杆菌的活性,可应用于预防结核病的传播。产于我国北方草原著名的蒙古口蘑含有凝集素,具有多种活性,如血管松弛作用,可用于降血压、调节免疫力和抗肿瘤的防治中。上世纪八十年代从一种虫草—亚无柄虫草(Cordyceps subsessilis)的无性世代中发现了具选择性的免疫抑制剂——环孢菌素,后被应用于人体器官移植中。

真菌还是发现新农药的重要来源。很多真菌的子实体从来不受昆虫、霉菌、病原菌的侵扰。研究发现,受伤的高等大型真菌子实体会很快产生有抗菌、杀虫等多种活性的次生代谢产物。诸如乳菇菌,民间俗称奶浆菌,含有无活性的化合物—硬酯酰乳菇菌素(stearoyl velutinal),一旦被外来入侵伤害,这种物质立刻转化为一种具有很强活性的类似抗生素的防卫素。这类反应广泛存在于高等大型真菌中,说明高等大型真菌具有一套有效的防御体系,一旦受伤即可启动应急系统,分泌酶类等物质,将次生代谢产物激活转化为新的活性产物。这为人们从中发现新化合物或有用物质提供了机遇和可能。

除了作为药物外,真菌及其代谢产物还广泛应用于其他领域,如食品饮料中使用的柠檬酸、葡糖酸、维生素,制造树脂时用的衣康酸、富马酸,以及植物生长调节剂赤霉素等。真菌衣康酸是工程塑料和合成橡胶的原料。以真菌作为材料的制成品可取代聚乙烯泡沫、皮革和部分建材,以及酶工业用的淀粉酶、蔗糖酶、蛋白酶,洗衣粉中的果胶酶、脂酶等。近来还发现某些真菌在数周内就可以降解塑料。诸如此类,从不同高等大型真菌中发现的大量特殊成分,通过科学而巧妙地利用可以起到意想不到的作用,应用前景广阔。

真菌世界关系到人类的生存和发展,包括高等大型真菌在内的真菌是地球生态系统和生物圈的重要支撑和组成部分,毋容置疑的。由于环境变化、污染、气候变暖等人为因素干扰等,有些真菌种类正在灭绝。目前,珍贵巨量的高等大型真菌自然资源处于两难境地:要么无人管护、无人采食,白白浪费掉;要么由于市场的强劲需求,被竭泽而渔式地掠夺性采集,资源大幅下降,商业化采集区已濒临绝迹。加强科学普及,科学精心管护,科学利用就能有效保护,可实现持续利用,服务新农村建设,提高生活品质,提高健康水平,造福人类。