首份世界真菌報告聚焦中國真菌
英國皇家植物園邱園發(fā)布的《2018世界真菌現(xiàn)狀報告》首次概述了世界真菌現(xiàn)狀,強調(diào)真菌對地球上所有生命的重要性。報告討論了當前全球真菌的多樣性、進化及與其他生物的互作關(guān)系,論述了其重要的生態(tài)和經(jīng)濟價值,也進一步探討了真菌帶來的相關(guān)挑戰(zhàn),包括氣候變化和植物病害等。那么對于中國真菌的現(xiàn)狀我們到底知道多少?中國有多少種真菌?它們?nèi)绾畏植??其中哪些具有重要的?jīng)濟價值,哪些可用于對抗沙漠化?為了回答以上問題,報告內(nèi)容的重點之一聚焦中國真菌當前的現(xiàn)狀,探討了中國真菌物種多樣性、地理分布、經(jīng)濟和生態(tài)價值以及真菌的保護利用。
中國真菌名錄
考古學證據(jù)表明中國對于真菌的利用有6000年多年的歷史,成為中國醫(yī)藥、食品和文化的重要組成部分。中國最早記錄真菌及其用途的古書為《神農(nóng)本草經(jīng)》,書中記錄的365種草藥中包含了14種真菌。中國第一部真菌專著出現(xiàn)于1245年,當中描述了15種真菌。盡管現(xiàn)代真菌研究是由18世紀中葉的歐洲人帶入中國,然而直到20世紀早期中國的真菌學家才開始發(fā)表他們自己對真菌的研究結(jié)果。自那之后,中國真菌學家開展了大量的工作,發(fā)表了超過6700種真菌物種的研究結(jié)果。一系列出版自中國的真菌研究期刊儼然成為了著名學術(shù)期刊,包括Fungal Diversity、Mycology和Mycosystema。
隨著研究得到的信息越來越多,為了收集和更新中國真菌物種的名錄,中國在2011年啟動了《中國菌物名錄數(shù)據(jù)庫》項目。在撰寫報告之際,數(shù)據(jù)庫顯示自1970年以來,共收錄了來自7200多個出版物的231000多種真菌,其中有超過7000種被編入《中國生物物種名錄》第三卷。
中國真菌的多樣性及其分布
中國的地理區(qū)劃
目前,中國菌物名錄數(shù)據(jù)庫包含15個門,56個綱,192個目,585個科和3534個屬下的27,900個種和種下分類單元名稱。此外,《中國真菌志》系列中(目前有50卷)描述了7000多個物種及種內(nèi)分類單元,其中許多種繪制了線條圖。根據(jù)目前記錄的真菌及分布情況,中國地區(qū)的真菌物種分布明顯不均衡。特別是中國西北地區(qū),包括新疆、青海、甘肅、寧夏和山西等省份,總面積占全國領(lǐng)土30%以上。然而,在經(jīng)過長期的全面調(diào)查后發(fā)現(xiàn)該區(qū)僅有759個屬的3,887種真菌(包括廣義上的黏菌和卵菌類)。相比之下,中南和西南部的熱帶地區(qū)報道了1192屬5056種真菌,其中包括海南、廣東、廣西和云南省,占國土面積不到5%。兩個地區(qū)的降水量存在著顯著差異:西北地區(qū)年降雨量要小于200 毫米,而中國溫暖濕潤的熱帶地區(qū)年降雨量高達2491毫米。因此,氣候和地理差異可能在塑造這兩個地區(qū)真菌物種多樣性方面發(fā)揮了重要的作用。農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)展,還有諸如污染和棲息地破壞等其他因素均可能對真菌分布產(chǎn)生強烈的影響,中國中部和東部地區(qū)的真菌至今少有記錄可能就是個例子。得益于多樣的生態(tài)環(huán)境和宜人的氣候,中國西南地區(qū)動植物資源非常豐富,鑒于許多真菌需要與特定的植物共生,因此植物種類多寡也在一定程度上影響著真菌的多樣性。
中國真菌的經(jīng)濟價值
在中國,栽培的蘑菇已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)中重要的作物之一,中國是世界上最大的食用菌生產(chǎn)國,2017年的產(chǎn)量可達3842萬噸,占全球總產(chǎn)量的75%。如此規(guī)模的產(chǎn)量意味著能提供2500萬個就業(yè)崗位,種植者的收入估計為2863億人民幣,食用菌的出口額可達38.4億美元。
中國食藥用真菌栽培的歷史最早可以追溯到唐朝。目前,中國報道了1789種食用真菌和798種藥用真菌,其中的561種兼具食用和藥用價值。有超過100種真菌已經(jīng)被馴化栽培,其中60%為商業(yè)化生產(chǎn)。特別值得一提的是,廣受歡迎的食用菌羊肚菌類,曾經(jīng)難以進行人工栽培,近年來梯棱羊肚菌(Morchella importuna)已經(jīng)成功實現(xiàn)人工栽培并商業(yè)化生產(chǎn)。
蘑菇栽培在中國的生態(tài)和社會發(fā)展中起著非常重要的作用。食用菌產(chǎn)業(yè)不僅為人們提供食物和營養(yǎng),更為地方社區(qū)提供工作機會并創(chuàng)造收入。在農(nóng)村地區(qū),人們沿用傳統(tǒng)方式栽培食藥用菌來脫貧。因此,這一行業(yè)吸引了大量資金投入,加速了其工業(yè)規(guī)模的增長。工廠的大型環(huán)境控制車間里栽培的蘑菇種類越來越多,以實現(xiàn)快速、高產(chǎn)和高質(zhì)量的生產(chǎn),比如雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)、金針菇(Flammulina velutipes)、杏鮑菇(Pleurotus eryginii)和香菇(Lentinula edodes)等。
地衣型真菌生態(tài)重要性:對抗沙漠化
中國有超過58%的土地為干旱或半干旱地區(qū),近三分之一的土地遭受著沙漠化的影響,沙塵暴的增加也進一步導致沙漠化。為了對抗沙漠化,人們開展了大量研究,但是傳統(tǒng)的植樹造林在年降水量小于200mm的地區(qū)很難奏效。相比之下,一些真菌似乎可以在這些環(huán)境中茁壯成長。例如,在騰格里沙漠東南部(沙坡頭地區(qū)1956年以來)進行了為期48年的植樹造林試驗后,人們發(fā)現(xiàn)造林區(qū)90%的灌木被地衣取代,地衣形成的生物土壤結(jié)皮的厚度可達11mm。
人們對這些沙漠真菌進行研究后發(fā)現(xiàn)了一些有趣的耐旱機制。研究表明分布于西北地區(qū)的優(yōu)勢地衣類群石果衣真菌Endocarpon pusillum(子囊菌門,瓶口衣目)極其耐旱,部分原因是其體內(nèi)具有抗旱基因EpANN,遇到干旱脅迫時會應激表達。利用該基因開發(fā)的轉(zhuǎn)基因生物表現(xiàn)出極強的抗逆性,這項研究工作表明使用抗旱的轉(zhuǎn)基因草皮也許可用來對抗荒漠化。
中國真菌的保護現(xiàn)狀
隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對于真菌產(chǎn)品的市場需求越來越高。這種需求從90年代開始增長,到21世紀初愈演愈烈。野生資源過度采摘、城市擴張和環(huán)境變化等因素,導致野生真菌種群數(shù)量大幅下降。例如冬蟲夏草(Ophiocordyceps sinensis),1950年時年產(chǎn)量有100多噸,到1990年時產(chǎn)量只有5-10噸。面臨同樣狀況的真菌物種還有松茸(Tricholoma matsutake)。松茸的年出口量在1996年頂峰期有6000噸,在過去兩年里下降到只有1000-1500噸。因此,自1999年以來,真菌里唯有這兩種真菌被列入中國二類保護的瀕危物種(國家林業(yè)局和農(nóng)業(yè)部,1999)。
為了全面評估大型真菌受威脅狀況,2016年生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合中國科學院于啟動了《中國生物多樣性紅色名錄—大型真菌卷》的編制工作,共計有140位中國真菌學家參與了評估。根據(jù)世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)所制定和推廣的紅色名錄等級和標準,中國有近10000種真菌,包含了3015種子囊菌(其中2/3是地衣類)和6287種擔子菌接受了評估,其中有68%的真菌物種由于缺少信息無法進行有效評估(DD)。在這些物種中,97種被列為受威脅物種,其中9種為極危物種(CR),25種為瀕危(EN),62種易危(VU)。有101種真菌被列為近危(NT),2764種被列為無危(LC)。統(tǒng)計調(diào)查顯示沒有物種被確定為滅絕(EX)和野外滅絕(EW),但是有一個物種被標記為疑似滅絕(PE),因為該物種自從130年前發(fā)表后就再未被重新發(fā)現(xiàn)。由于缺乏可用于評估的信息,超過68%的評估物種(6340種)被認為數(shù)據(jù)缺乏(DD)。
2018中國大型真菌紅色名錄統(tǒng)計結(jié)果
該項評估是國內(nèi)外迄今為止大型真菌紅色名錄評估涉及物種數(shù)量最大、類群范圍最寬、覆蓋地域最廣、參與人員最多的一次評估,對大型真菌多樣性保護與管理將產(chǎn)生深遠影響。評估結(jié)果將為相關(guān)管理部門和地方政府制定大型真菌保護政策和規(guī)劃,以及大型真菌資源的可持續(xù)利用提供科學依據(jù)。
中國是一個擁有1400年栽培食藥用真菌歷史的國家,真菌自然資源非常的豐富。中國的真菌學家一直致力于推進對這一寶貴資源的認識和保護工作,開展了一系列創(chuàng)新性的工作比如涉及多個中心的真菌收集網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建《中國菌物物種名錄》數(shù)據(jù)庫,以及中國大型真菌紅色名錄評估工作等。開展真菌研究和保護工作不僅具有重要的科學意義,更是造福子孫后代的有效舉措。
真菌研究的重要寶庫
近年來,中國積累的真菌標本數(shù)量增長迅速,中國幾個主要的真菌研究機構(gòu)保藏了共計100萬份標本。中國科學院微生物研究所菌物標本館(HMAS)是中國綜合性最強的標本館,也是亞洲收藏量最大的菌物標本館?,F(xiàn)館藏菌物標本52萬余份,包括了2776份真菌模式標本。這些標本來自于中國的34個省和世界上其他111個國家和地區(qū),涵蓋了所有重要類群,代表了2000個屬的15000個物種。
除此之外,還有五個重要的真菌研究機構(gòu),分別是: 中國科學院昆明植物研究所隱花植物標本館(HKAS)、新疆大學西北干旱地衣研究中心的標本室(XJU-NALH)、西北農(nóng)林科技大學真菌標本室(HMUABO)、廣東省微生物研究所標本室(HMIGD)和吉林農(nóng)業(yè)大學菌物標本館(HMJAU)的標本館藏量有50萬份。中國西南地區(qū)有超過160,000個物種的主要標本(含50,000種地衣型真菌)存放于昆明植物所隱花植物標本館。另外還有幾個小型的標本館,保藏有8000-9000份真菌標本,比如青藏高原生物標本館(AF),塔里木大學菌物標本館(HMUT))和聊城大學地衣標本館。
中國塊菌屬真菌的多樣性、特有性和地理分布
盡管塊菌屬真菌(珍貴的松露屬于塊菌屬)在中國的許多地區(qū)以及世界上普遍存在,但是由于此該屬真菌生長在地下,因此研究的比較少。DNA分子生物技術(shù)的應用推動了該屬的研究,特別是在2010年后,揭示了許多隱形種的存在,這些隱形種以前僅靠形態(tài)特征無法被識別出來。多基因序列分析的結(jié)果表明全世界塊菌屬有12個進化分支,中國有76個該屬的物種,其中70個為中國特有。在這12個進化分支中,9個分支的物種中國都有分布,其中7個分支為世界廣布,其余兩個分支為中國和亞洲特有。以前中國報道的許多歐洲物種都為誤定,只有T. anniae和T. maculatum被認為是外來種。
塊菌屬真菌為外生菌根菌,中國的塊菌屬真菌宿主植物廣泛,包括針葉樹和闊葉樹,主要是溫帶森林的一些優(yōu)勢樹種。宿主植物類群包括松(Pinus spp.)、落葉松(Larix spp.)、云杉(Picea spp.)、楊樹(Populus spp.)、櫟(Quercus spp.)、栗(Castanea spp.)、水青岡(Fagus spp.)和榛樹(Corylus spp.)。西南地區(qū)的塊菌種類最為豐富,在經(jīng)濟或生態(tài)方面具重要作用的物種包括中國塊菌T. sinense、中華夏塊菌T. sinoaestivum、T. pseudohimalayense、攀枝花塊菌T. panzhihuaense、T. pseudosphaerosporum、T. sinosphaerosporum、李氏塊菌T. liyuanum、太原塊菌T. taiyuanense和T. xuanhuaense。
注:最新研究表明中國栽培的金針菇(冬菇)其實是一個新物種,學名為Flammulina filiformis,而非毛腿冬菇Flammulina velutipes。
(文中圖片均來自報告正文) 原文鏈接:https://stateoftheworldsfungi.org/
來源‖漫步菇道 郭婷 Sweat