茯苓wolfipoiaous研究進(jìn)展

茯苓wolfipoiaous研究進(jìn)展

椰子茯苓是一種重要的中藥。在中藥中，配合率很高。有“十藥九劑”的理論。只有在2015年的《中華人民共和國(guó)藥典》中，有200多種茯苓和中藥。《博物志》《抱樸子》《通典》《本草綱目》等古籍中記載茯苓是由松樹(shù)、松脂等靈氣所化,黃庭堅(jiān)詩(shī)中寫(xiě)到茯苓有“個(gè)個(gè)教成百歲人”的神奇功效,這些記載神化了茯苓但同時(shí)也客觀地描述了茯苓的形態(tài)以及生境,其無(wú)苗無(wú)葉無(wú)花無(wú)實(shí),常生于松樹(shù)之下,有大有小,大可數(shù)斤,外皮黑色,內(nèi)白色,又有赤白之分,并記載有臥于松根之上者名曰“茯神”(《神農(nóng)本草經(jīng)》將茯苓列為上品,“久服安魂養(yǎng)神,不饑延年”(除藥用以外,茯苓也被列入了既是食品又是藥品的物品名單,藥食兩用為其提供了更大的市場(chǎng)空間。2016年茯苓出口量6189噸,出口額達(dá)3662萬(wàn)美元,位列中藥材出口前三(/a/233466317＿502015)。雖然茯苓菌核的人工栽培在我國(guó)有多年的歷史,并形成了一定的規(guī)模,但其基礎(chǔ)研究不足,產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨菌種退化、品種混亂、資源消耗大等諸多問(wèn)題。本文對(duì)茯苓的生物學(xué)研究、菌核栽培等現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,分析科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題,并對(duì)未來(lái)的研究進(jìn)行展望,以期促進(jìn)茯苓的深入研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。1茯苓pachynaciniz茯苓隸屬于真菌界Fungi、擔(dān)子菌門Basidiomycota、多孔菌目Polyporales、多孔菌科Polyporaceae、沃菲臥孔菌屬Wolfiporia(/)。自19世紀(jì)以來(lái),國(guó)外學(xué)者就開(kāi)始了對(duì)茯苓的研究,確認(rèn)茯苓是一種真菌,但并未發(fā)現(xiàn)其有性階段。1822年Schweiniz將其列為半知菌類小菌核菌屬,定名為SclerotiumcocosSchwein.,并被Fries認(rèn)可引用,Fries同時(shí)又根據(jù)Schweiniz的描述將其更名為Pachymacocos(Schwein.)Fr.。直至1922年德國(guó)生物學(xué)家茯苓在古籍中記錄廣泛,因此名稱也較多。漢代《史記》將茯苓稱之為伏靈、伏神,魏朝《廣雅》記載為茯蕶,唐代《酉陽(yáng)雜俎》記錄為絳晨伏胎,明代《記事珠》記為不死面,明代《本草綱目》記為茯兔,清代《滇南虞衡志》記載為云苓(2椰子移植型及生活史研究2.1茯苓交配型的研究根據(jù)單孢萌發(fā)生成的菌絲能否單獨(dú)完成生活史將真菌分為同宗結(jié)合與異宗結(jié)合。真菌交配型的研究對(duì)于闡明其生活史及雜交育種有重要價(jià)值,因此在茯苓的交配系統(tǒng)方面開(kāi)展了較多的研究,但不同的研究者得到的結(jié)論不同。早期的研究認(rèn)為茯苓為具有鎖狀聯(lián)合的二極性異宗結(jié)合(綜上所述,目前茯苓交配型研究結(jié)果有次級(jí)同宗結(jié)合和二極性異宗結(jié)合兩種觀點(diǎn)。兩種交配類型的育種方法截然不同,明確其交配類型對(duì)于其生活史和育種工作都至關(guān)重要,交配型的確認(rèn)需要結(jié)合組學(xué)研究和子實(shí)體產(chǎn)生兩方面來(lái)進(jìn)行。2.2茯苓子實(shí)體形成茯苓食用和入藥部分均為菌核,因此栽培以獲得菌核為目的,子實(shí)體并未受到廣泛的關(guān)注,但子實(shí)體是茯苓進(jìn)行有性繁殖的重要結(jié)構(gòu),也是完成生活史的重要部分。子實(shí)體的形成除了與菌株相關(guān)外,溫度有較重要的作用。Xuetal.(2014)報(bào)道黑暗培養(yǎng)30d后,22℃為子實(shí)體最佳形成條件;2.3茯苓子實(shí)體的確定茯苓具有典型的擔(dān)子菌生活史特征。繪制的茯苓生活史明顯遺漏一些過(guò)程。茯苓子實(shí)體既可以由菌核形成也可以由菌絲體直接形成。茯苓可以產(chǎn)生雙核、單核和無(wú)核的孢子,并且部分單孢可以形成子實(shí)體以及存在核的異質(zhì)性等(3椰子茯苓核的栽培3.1菌株原生質(zhì)體融合和誘變育種茯苓人工栽培已經(jīng)具有500多年的歷史,中國(guó)、韓國(guó)、日本等多個(gè)國(guó)家均有栽培。由于交配型的不確定,育種工作顯得較為盲目。生產(chǎn)上茯苓菌株多為菌核分離,長(zhǎng)期無(wú)性繁殖導(dǎo)致菌種同質(zhì)化和退化,少量的育種工作集中在原生質(zhì)體融合和誘變育種兩個(gè)方面。較多學(xué)者對(duì)茯苓原生質(zhì)體制備及再生的條件進(jìn)行了研究(目前國(guó)內(nèi)使用的茯苓品種較少,菌株CGMCC5.78為中國(guó)科學(xué)院微生物研究所陳燕妍老師于上世紀(jì)70年代分離,生產(chǎn)上簡(jiǎn)稱為5.78,目前仍為茯苓栽培的當(dāng)家品種。此外,湖北中醫(yī)學(xué)院王克勤老師團(tuán)隊(duì)選育的Z1品種目前在大別山地區(qū)廣泛栽培。3.2松樹(shù)段發(fā)菌時(shí)間及肉引接種時(shí)間早期以長(zhǎng)有茯苓菌絲的松木和嫩茯苓切片作為菌種使用,由于以松木段發(fā)菌時(shí)間長(zhǎng),使用肉引存在時(shí)間長(zhǎng)、成本高等問(wèn)題,之后發(fā)展了代料菌種。目前茯苓原種、栽培種的配方,主要是以松木屑、松木片、松木塊作為主要材料,以麥麩、米糠作為主要氮源(3.3木引的概念傳統(tǒng)的茯苓接種方式主要包括“木引”和“漿引(肉引)”。所謂木引是指以長(zhǎng)有茯苓菌絲的松木和普通松木放在一起,使其傳播菌絲的方法;漿引是指將嫩茯苓切片,內(nèi)流白漿,將帶漿茯苓片接種在松木上發(fā)菌的方法(3.4種栽培方式后期管理方式的比較茯苓栽培模式主要包括樹(shù)蔸栽培、松木段栽培和代料栽培等。樹(shù)蔸栽培主要集中在伐區(qū),伐過(guò)的松樹(shù)留下的樹(shù)蔸用于栽培茯苓。幾種栽培方式后期管理方式相似,但是前期差異較大。樹(shù)蔸栽培需要進(jìn)行亮蔸處理,也就是將砍伐后的松樹(shù)蔸側(cè)根挖出,只留幾根將其余的在根部切斷,所留伐根削掉3–5條樹(shù)皮,進(jìn)行晾曬處理(除了栽培方式外,人們?cè)诳刂铺囟ǖ奈恢媒Y(jié)苓方面也做了很多努力,目前可以通過(guò)在特定位置放置肉引來(lái)控制結(jié)苓位置,從而避免可能出現(xiàn)的跑苓問(wèn)題,并且茯苓在質(zhì)量上也有所提高(4碳源對(duì)tata和黑松聚糖模式的影響組學(xué)研究主要包括基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和代謝組等研究。茯苓的轉(zhuǎn)錄組目前已有一些研究。比較了分別以葡萄糖、結(jié)晶纖維素、美洲楊木Populusgrandidentata和美國(guó)黑松Pinuscontorta為唯一碳源條件下的轉(zhuǎn)錄組和分泌蛋白組。發(fā)現(xiàn)相較于葡萄糖作為碳源,在以結(jié)晶纖維素、山楊木和美國(guó)黑松為唯一碳源的情況下,分別有30、183和207個(gè)基因上調(diào)表達(dá)4倍以上,質(zhì)譜分析顯示17個(gè)糖苷水解酶類蛋白在一個(gè)或多個(gè)木材基質(zhì)中上調(diào)表達(dá),同時(shí)觀察到與鐵穩(wěn)態(tài)、鐵還原和胞外過(guò)氧化物酶相關(guān)基因上調(diào)表達(dá),這種表達(dá)特點(diǎn)和同為褐腐菌的鮭色波斯特孔菌Postiaplacenta(Fr.)M.J.Larsen&Lombard基因表達(dá)模式顯著不同。5茯苓與食用菌產(chǎn)量的相關(guān)性作為藥食兩用的茯苓,在醫(yī)藥、食品、護(hù)膚品等中均有廣泛應(yīng)用。通過(guò)智慧芽專利網(wǎng)站(/home)以標(biāo)題和摘要為范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索,發(fā)現(xiàn)截止2018年9月10日,茯苓相關(guān)專利數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于食藥用菌靈芝、蟲(chóng)草(包括冬蟲(chóng)夏草)和豬苓、香菇等。香菇作為國(guó)內(nèi)產(chǎn)量最大的食用菌,相關(guān)專利數(shù)目為10497條,與茯苓相差有4倍之多(圖2)。限定以題目為搜索范圍檢索“茯苓”,共檢索到專利1369條,包含外觀設(shè)計(jì)專利58組,實(shí)用新型專利92組和發(fā)明專利987組。逐一對(duì)專利內(nèi)容進(jìn)行分類,發(fā)現(xiàn)茯苓專利主要包含了食品、藥品、栽培、功能成分、包裝、機(jī)械設(shè)備、護(hù)膚品等幾個(gè)方面,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)圖3。總體來(lái)看,茯苓食品相關(guān)專利(包括保健食品)最多,其次是藥品相關(guān),然后是機(jī)械設(shè)備和成分及功能相關(guān)專利。作為常用配伍成分,雖然茯苓常出現(xiàn)在中藥方劑中,但多不以茯苓作為主要名稱,因此以標(biāo)題作為檢索對(duì)象可能遺漏了大部分的中藥相關(guān)專利。對(duì)不同年份茯苓申請(qǐng)的專利數(shù)目統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)茯苓專利申請(qǐng)高峰在2014–2016年。同時(shí)對(duì)知網(wǎng)茯苓相關(guān)論文進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)自上世紀(jì)90年代以后茯苓相關(guān)研究論文呈現(xiàn)大幅度上升,目前茯苓相關(guān)文章每年達(dá)六七百篇之多(圖4)?？傮w看來(lái)與專利數(shù)目變化趨勢(shì)相似,并且仍呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)(/)。6問(wèn)題和視角的現(xiàn)狀6.1茯苓親水性菌株的篩選蕈菌的交配系統(tǒng)是由眾多的復(fù)等位基因構(gòu)成的交配型因子所控制的,是蕈菌遺傳學(xué)研究的重要內(nèi)容。相對(duì)于子囊菌來(lái)說(shuō),擔(dān)子菌的交配型研究更為復(fù)雜,但不管是屬于次級(jí)同宗結(jié)合的雙孢蘑菇還是屬于二極性異宗結(jié)合的滑子蘑,其交配型都已經(jīng)被確定(目前國(guó)內(nèi)栽培使用的茯苓菌種多為中國(guó)科學(xué)院微生物研究所陳燕妍老師分離的菌株CGMCC5.78和湖北中醫(yī)學(xué)院王克勤老師團(tuán)隊(duì)選育的Z1品種。雖然各地的菌株有多個(gè)名稱,但是我們初步的遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)其親緣關(guān)系較近,導(dǎo)致生產(chǎn)用菌種同質(zhì)化嚴(yán)重。因此亟需保護(hù)野生茯苓種質(zhì)資源,并加強(qiáng)育種研究。6.2dna指紋圖譜分子身份證是基于分子標(biāo)記構(gòu)建的作物品種數(shù)據(jù)化的DNA指紋,將品種特征數(shù)字化,能夠明確區(qū)分不同品種之間的差異。早期主要用于植物作物品種的區(qū)分,例如油菜、繡線菊、桃、水稻等(6.3作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降連作障礙是指連續(xù)兩年或兩年以上在同一塊土地上種植