李旭东,王静静,罗燕娜,杨雅舒,黄晨阳*
1.新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所,五家渠 831301
2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所;
农业农村部农业微生物资源收集与保藏重点实验室,北京 100081
巴楚蘑菇和阿魏菇是新疆知名的两种食用菌。巴楚蘑菇因生长在新疆叶尔羌河流域的巴楚县、麦盖提县、莎车县等天然胡杨林区,以巴楚县产量分布最多,故称巴楚蘑菇,当地又称“木耳蘑菇”[1]。巴楚蘑菇具有特殊的香味和鲜味、营养丰富、健康功能强大[2-4],在新疆当地被认为是最美味的食用菌。随着人民生活质量的不断提高,巴楚蘑菇的消费需求日益强烈。
巴楚蘑菇是一种马鞍菌。由于尚未实现人工栽培,来源只能靠野生采集。近年来,由于人为无序采集,自然数量锐减,市场价格逐年攀升[5],干品价格超1 000 元/kg。为满足人们需求,开展巴楚蘑菇野生资源调查、原生态保育和人工驯化成为重中之重。本文通过对巴楚蘑菇的分类学地位、营养价值、功效、驯化研究、生态因子等进行综述,针对存在的突出问题,提出意见建议,以期为巴楚蘑菇产业健康可持续发展提供科技支撑。
1.1 分类学地位得到明确
长期以来,巴楚蘑菇的分类学地位较为混乱[6]。曾被称作木耳蘑菇、粗腿羊肚菌。有学者认为是白柄马鞍菌[3-7];
有的认为是裂盖马鞍菌[5]。2016 年赵琪等利用形态解剖学和ITS、28S等分子手段对巴楚蘑菇进行了形态学和系统发育学的分析,认为巴楚蘑菇并不裂盖马鞍菌,而是一个新种,即巴楚马鞍菌[8]。最新研究表明,巴基斯坦境内也有巴楚蘑菇的发生[9]。
1.2 含有丰富的营养
巴楚蘑菇中富含蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸、矿质元素等(见表1)[1,3,4,10-13]。蛋白质的含量在22.11%左右,分别为平菇、香菇和黑木耳的2.4、1.5 和1.8 倍。氨基酸含量比常见的双孢蘑菇、香菇、平菇、黑木耳都要高10%以上。脂肪酸组成非常丰富,含有16 种脂肪酸,其中单不饱和脂肪酸含量较高,为57.528%。不饱和脂肪酸中以油酸、亚油酸为主,这两种脂肪酸是人体不可缺少的“必须脂肪酸”,在维持新陈代谢平衡方面发挥着重要的作用[4,10]。
表1 巴楚蘑菇与其他几种食用菌营养成分对比
1.3 健康功能强
研究发现巴楚蘑菇中含有皂甙、内酯、香豆素、生物碱、甾醇及三萜、挥发油、强心苷等化学成分[12]。具有较强的抗氧化活性、抗肿瘤活性、延缓衰老以及提高免疫力等功效。巴楚蘑菇甲醇提取物对超氧阴离子、羟自由基、二苯代苦味酰基自由基均有不同程度的抑制作用,最高清除活性分别达72.72%、54.90%、92.08[14]。巴楚蘑菇提取物能够明显提高小鼠肝脏和血清中的超氧化物歧化酶(SOD)活力,降低丙二醛(MDA)含量[15-16]。巴楚蘑菇甲醇提取物对H22(肝癌实体型)有显著的抑制作用,使荷瘤小鼠的脾脏、胸腺指数趋于正常[17]。巴楚蘑菇不同溶剂提取物和多糖对黑腹果蝇寿命延长具有一定的作用[18]。巴楚蘑菇多糖能明显提高鸡中性粒细胞的吞噬能力,能够明显提高鸡淋巴细胞的转化率,还能够提高机体的特异性体液免疫功能[19]。服用巴楚蘑菇粉后,试验小鼠胸腺法氏囊指数变化增强明显,新城疫HV 抗体影响性、趾皮肤厚度明显提高,抗氧化能力大幅度增强,且有利于提高小鼠免疫功能[20]。最近研究表明,巴楚蘑菇多糖对炎症性肠病具有良好的保护作用及对肠道菌群的组成与丰度有显著的影响[21]。
1.4 人工驯化尚未获得突破
野生菌驯化是一个不断探索的过程。在营养类型的角度看,腐生菌更易驯化成功,而菌根菌难于成功,主要是菌根菌对宿主植物的依赖性。菌根类食用菌驯化栽培仍面临巨大挑战,大多尚不能人工栽培[22-23]。马鞍菌属营养类型复杂,大多数属于菌根菌[24],以皱柄马鞍菌复合群为代表,主要与壳斗科、杨柳科、松科植物形成较强的共生关系[25]。马鞍菌属也有腐生型,以弹性马鞍菌复合群为代表[26]。
关于马鞍菌属食用菌的驯化和栽培目前报道的较少。对于棱柄马鞍菌,有学者利用孢子分离法成功获得菌丝体,并进行了人工仿野生探索[27]。有学者对采集于山西当地的野生棱柄马鞍菌进行了人工驯化栽培,虽然生物学效率只有5%,但是成功获得了子实体[28]。对于皱柄马鞍菌,有学者通过组织分离得到了菌丝体,并对其生长特性进行了相关研究[29]。最新的研究表明,牛肝菌目的菌根菌是由褐腐习性经过长期的进化逐渐转变为外生菌根共生习性,在进化过程中显著地丢失了植物细胞壁降解酶系的关键基因,但是仍保留了一定的降解能力,小牛肝菌科中的Phlebopus还保留了双重生活习性[30]。棱柄马鞍菌是否也存在着一定的腐生能力,从而能够被人工分离和驯化成功,值得深入研究。但是,巴楚蘑菇的人工驯化和栽培还未取得突破。推测巴楚蘑菇可能没有腐生能力,所以无法实现获得纯培养物。
1.5 影响巴楚蘑菇的生态因子
巴楚蘑菇自然发生于新疆塔里木河流域的胡杨林、新疆杨、库尔勒香梨地面土或腐质落叶层中。不少学者对巴楚蘑菇生境的宿主植物、温度、湿度、土壤、降雨量、光照等因素进行了探索,但尚未发现明显的规律。
宿主植物:巴楚蘑菇自然发生于胡杨林、新疆杨、库尔勒香梨林中,老苜蓿地中也有发生。初步分析巴楚蘑菇并非与一种植物专性共生,宿主植物范围较广。
温度:巴楚蘑菇自然发生于4-5 月。研究表明,巴楚蘑菇发生的最适土壤温度为13℃~23℃、空气温度15℃~20℃,存在较大的温差[31-32]。可能和大多种类的食用菌一样,温差刺激是子实体发生的必需条件。
含水量:巴楚蘑菇生长地周年降水量极低(17.4~42.8 mm)而蒸发量非常大(1 125~1 600 mm),只有冰雪融水能够提供水源,每年的4 月中下旬至5 月中上旬,冰雪融化之后,温湿度等适宜巴楚蘑菇菌丝体扭结,但是出土后由于气候干燥,有的子实体会出现萎缩现象,不再扭结[33]。土壤含水量10%~16%,空气相对湿度20%~35%,这与其他食用菌区别较大,可能原因是其菌根通过和植物根系的相关联系,子实体发生时所需的水分不完全依靠土壤和空气。
土壤:检测表明,巴楚蘑菇子实体发生的检测样地土壤pH 均为弱碱性,pH 值在8.10~8.25之间,地面下10 cm 处土壤有机质含量介于20~36 g/kg,平均28.66 g/kg,全氮含量0.8~1.3 g/kg,速效磷含量1.0~3.2 mg/kg 和速效钾含量189~293 mg/kg。但统计分析显示巴楚蘑菇发生的多寡和上述因子间没有正相关性,巴楚蘑菇与土壤生态因子之间的关系非常复杂,需要进一步系统的研究[33]。
光照:子实体发生时日平均光照强度介于3 000~8 000 lux,但是现有的研究表明光照强度与巴楚蘑菇的生长没有必然联系,这可能与巴楚蘑菇多数生长于地表5~10 cm 以下并且地表覆盖有腐叶层有关,枯枝落叶和其他植被能够形成天然的屏障,即使外界光照强度较大但能直接照射到子实体表面的也有限,具体还有待进一步研究[33]。
2.1 自然发生量锐减
受经济利益驱动,当地人是掠夺性采集,巴楚蘑菇子实体没有成熟的机会,更没有弹射孢子的机会,从而使其从根源上处于枯竭状态。近几十年来,塔里木河流域胡杨林生态系统破坏严重,退化(包含有退化趋势)面积为57.6 万hm2,占51.04%[34]。林地退化将严重使巴楚蘑菇赖以生存的宿主植物规模锐减,威胁巴楚蘑菇的生存。另外,目前塔里木河流域各业用水总量363.9 亿m3,已远远超过预划定的2030 年用水总量红线285 亿m3[34]。地表水位的下降使得原本脆弱的生态更加恶化,巴楚蘑菇的生境遭到严重破坏,威胁其生长和繁育。
2.2 科技创新投入不系统
虽然巴楚蘑菇美名远扬,但是,相关研究工作仅仅停留于生物学分类地位、营养成分分析等基础研究,未有驯化相关研究,未能切实解决一线需求。另外,大多研究是点式分布,既不成串,也不成线,不成系统,未能形成合力,没有获得突破性结果。
2.3 食品安全隐患
采集野生菌时易混入有毒种类,野生菌中重金属含量不可预测,采集地土壤和环境的重金属超标都可能导致食品安全风险。根据中国疾病预防控制中心数据显示,过去十年间屡次发生食源性蘑菇中毒事件,轻则住院,重者威胁生命。
2.4 巴楚蘑菇产业链价值有待提升
对于巴楚蘑菇等尚不能实现人工栽培的野生食用菌而言,自然发生量受气候条件的制约明显,总的产量较小,无法形成规模优势,难以带了规模效益;
同时,总产量低导致巴楚蘑菇相关的加工业发展空间有限;
在巴楚蘑菇相关的第三产业方面,尚未能充分挖掘和利用当地的民俗文化、非遗文化、名人文化等资源。总的来说,巴楚蘑菇存在产业链短、价值链偏低的问题,亟待延伸产业链,提升价值链。
3.1 重视原地保护
在尚未实现巴楚蘑菇人工驯化栽培成功前,要重点开展野生资源的保护和人工促繁工作。在夏河林场、夏马勒林场周边的胡杨林等地建立巴楚蘑菇保育区。一方面避免人为采集过度,另一方面要保障生态环境,从而破除巴楚蘑菇锐减和生产环境破坏的不利影响。
3.2 重视科技投入
加大科技经费和人员的投入。系统开展四方面研究:一是解析环境、宿主等对子实体发生的影响机制,破除制约因子;
二是加大原生境促繁研究,遏制自然发生量锐减的趋势;
三是深度挖掘巴楚蘑菇的健康功能,明确功能因子,提高消费者的认可度;
四是开展人工驯化攻关,分环节突破菌根菌驯化的难点。
3.3 创建质量可追溯体系
对巴楚蘑菇的野外采集、分级包装、质量检测等建立可追溯体系,全方位保障产品的质量安全,快速提升新疆巴楚蘑菇品牌。建立质量可追溯体系,防范混入其他种类的毒蘑菇,防范产品中重金属超标,同时也可以动态监测巴楚蘑菇的野生发生量。
在采集量降低的同时,增加采集者收益。通过打造新疆巴楚蘑菇品牌,锻造金字招牌。
3.4 锻造巴楚蘑菇品牌
巴楚蘑菇是中国新疆特色野生食用菌,目前无法实现人工栽培。所以野生巴楚蘑菇具有较强的稀缺性,同时也具有不可复制性。打造巴楚蘑菇品牌,提升消费者对的巴楚蘑菇认可度,是提升效益的重要途径。
3.5 重视科普工作
积极践行“绿水青山就是金山银山”发展理念,多渠道科学引导资源保护和可持续发展的重要性,在重点地区(巴楚蘑菇自然发生地)、关键节点(巴楚蘑菇自然发生时间)开展巴楚蘑菇采集原则和方法的培训,确保野生巴楚蘑菇得到科学采摘,遏制自然发生量的锐减趋势。
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