中国境内印度块菌的分布及研究概况

陈正启，余金凤，汤昕明，郭 相，罗 瑞，吴素蕊

（中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所，云南 昆明 650221）

印度块菌（Tuber indicumCooke et Massee）是一种具有重要经济和生态价值的子囊菌门地下生的外生菌根真菌，主要产自中国西南地区，是中国出口的主要块菌种类。印度块菌隶属于真菌界（Fungi）、子囊菌门（Ascomycota）、盘菌纲（Pezizomycetes）、盘菌目（Pezizales）、块菌科（Tuberaceae）[1]，是中国目前产量最大且分布最广的块菌种类，已成为中国西南地区最主要的贸易野生食用菌种类[2-3]。

印度块菌子囊果地下生，球形或椭圆形，幼时暗红色、紫红褐色，成熟后渐变成紫褐色、黑褐色或褐黑色；表面具明显的多角形瘤突。包被厚250～950 μm（包括瘤突），2层，外层由近球形、椭圆形或少部分长柱形细胞组成的拟薄壁组织构成，最外2层细胞红褐色或黑红褐色，向内渐变为黄褐色；内层由淡黄褐色至无色的薄壁交织菌丝组成，少数膨大的淡黄褐色菌丝混于近产孢组织处的包被内层中。产孢组织由无色薄壁的交织菌丝组成，幼时白色或灰白色，随着成熟度的不同逐渐变为黄褐色、褐色、黑褐色或黑色，具有白色、分枝、迷路状分布的菌脉。子囊球形、椭圆形或不规则，无色，无柄或幼时偶见有柄，壁薄或稍厚，内含1～6个孢子。子囊孢子多为椭圆形，少数宽椭圆形；幼时无色，随成熟度逐渐变成黄褐色、红褐色、黑褐色或黑色；孢子表面以离散的刺为主，部分孢子表面刺基部加宽而使得基部连接形成很低的脊和完整或不完整的网纹，刺的顶端为游离状、顶钝或稍尖、部分有弯钩，其疏密在子囊果个体间存在较大差异[3-5]。

1 印度块菌的首发和定名

印度块菌是Cook和Massee于1892年根据在印度喜马拉雅西南坡山麓小镇慕沙瑞（Mussoorie）附近山地（海拔约2 000 m）采到的块菌标本作为模式描述的一个新种[3,6]。此后近百年间亚洲块菌属研究基本没有进展，针对印度块菌的研究亦是如此。

臧穆等[7]1988年在云南省东南部的松、栎林下曾发现了几个不成熟的块菌，但没有确认种名；1990年在滇西北和滇东北又相继在麻栎（Quercus acutissimaCarrruth.）、黄背栎（Quercus PannosaHand.-Mazz）、矮高山栎（Quercus monimotricha）、云南松（Pinus yunnanensis）、华山松（Pinus armandiiFranch）以及地石榴（Ficus tikouaBur.）等植物的根系离土表4～11 cm处发现并采集到同种块菌，经核实是印度块菌，这是中国境内最早确认有印度块菌的记录。

2 印度块菌在中国境内的分布

野生印度块菌主要发生在松属纯针叶林、松—栎混交林以及栎类阔叶林中，其中以松—栎混交林分布居多。发生地乔木和灌木层一般较为稀少，草本层比较丰富，这里所说的草本层指在印度块菌发生地四周的环境。清源等[8]在2015年的研究中指出：适宜印度块菌生长的位置多在中坡和中下坡，坡位越高越不适宜。

目前的研究显示中国的印度块菌分布于云南省的昆明、楚雄、贡山、保山、玉溪、丽江、会泽、昭通、邱北、云台山以及四川省凉山州的会东、攀枝花市、西昌市[4,9-11]。另外，据臧穆等[12-14]的报道，除四川和云南之外，西藏也有该种的分布，并进一步指出该种分布在横断山区和喜马拉雅山系，但在文中没有说明详细的分布地点；据清源[8]的文章报道，其在西藏的林芝县采集到了印度块菌的样品。

3 分子系统学及遗传多样性研究

近年来，印度块菌分子系统学和遗传多样性研究取得了一些重要进展，目前的研究认为印度块菌是一个复合群，该复合群主要是指印度块菌、中华块菌（Tuber sinenseK. Tao and B. Liu）、喜马拉雅块菌（Tuber himalayenseB.C. Zhang and Minter）、台湾块菌（Tuber formosanumH.T. Hu and Y. Wang）等一大类形态相似且主要分布在印度及中国西南地区的块菌属成员[ 15-17 ]。

Lanfranco等[18]最早将分子生物学方法运用到块菌属研究，利用RAPD分子标记区分了6个相似种。此后发展出利用ITS、β-tubulin等多种单一分子标记来进行系统发育分析，解决种间近源关系问题[19]。Paolocci等[20]利用RFLP-ITS的分析指出中国黑块菌与欧洲黑孢块菌是2个不同的分支，且中国的印度块菌复合群分成2个大分支。随后不久，Roux等[21]将这2支分别鉴定为Tuber himalayense和Tuber indicum，这个观点被Zhang等[22]接受。Mabru等[23]认为来自中国的黑块菌包括Tuberhimalayense和Tuberindicum在内都可能是Tuberindicum的不同表现形式。Wang等[24]根据ITS、β-tubulin序列片段的联合分析，认同Mabru等人的观点，认为中华块菌、喜马拉雅块菌、假喜马拉雅块菌都是印度块菌的异名。Chen等[25]基于形态和几个分子片段序列的综合分析，认为中华块菌应是印度块菌的异名，印度块菌复合群至少包含2个隐形种。乔鹏[26]认为台湾块菌虽然与印度块菌亲缘关系较近，但基于它们的形态特征、共生树种、地理分布及分子系统发育分析来看，台湾块菌应是一个独立种；此外，通过ITS序列和SSR分子标记分析印度块菌复合群的结果说明，中国西南地区印度块菌复合群存在具有显著遗传分化的2个谱系，它们可能是印度块菌和喜马拉雅块菌[26-27]。

印度块菌复合群的交配型基因的分离，说明其有性繁殖是异宗配合，复合群内不同个体交配型基因的序列比对研究说明该复合群存在隐性种[27-28]。最新的关于印度块菌复合群遗传多样性的研究提出，该复合群内有较高的遗传多样性，中国西南地区印度块菌复合群的2个明显谱系是喜马拉雅块菌和印度块菌[25,29]，这与先前的研究结果基本一致。此外，已有研究人员利用印度块菌的交配型基因作为分子标记用于人工栽培方面的研究[30]。

4 印度块菌的生物化学研究

由于印度块菌的商业价值和独特吸引力，许多科研人员对其进行营养价值、活性成分和功效等方面的研究。早在1990年，陶恺等[31]便对现在认为是印度块菌异名的中华块菌进行了营养成分和含量的分析，结果表明除矿质元素外，中华块菌可与黑孢块菌相媲美。

目前，关于印度块菌生物化学方面的研究热点集中在其活性成分和功效上，印度块菌的主要活性成分有神经酰胺、a-雄烷醇、多糖等。神经酰胺作为一种天然的鞘脂类化合物，主要是由长链脂肪酸和鞘氨醇碱性骨架结构通过酰胺键相连形成的一系列化合物[32-33]。Gao等[34-35]首次在印度块菌活性成分中分离到4个新的神经酰胺类化合物，吴少华等[36]从印度块菌的95%乙醇提取液中分离得到麦角甾醇类衍生物、植物鞘氨醇型鞘脂等化学成分，其中分离出的2种植物鞘氨醇型鞘脂类化合物具有抗肿瘤和免疫调节的作用。关于神经酰胺生理功能方面的文献报道也有不少。Fillet等[37]研究表明，神经酰胺在细胞的生长和凋亡过程中起着重要的第二信使的作用，同时对维持细胞的渗透压和膜蛋白的稳定性也起着不可忽视的作用。金朝辉等[38]研究表明，神经酰胺不仅有诱导细胞凋亡的作用，在不同的细胞不同的条件下又可抑制细胞凋亡，这对认识细胞的生长发育和老化、恶性肿瘤的治疗等均有重大意义。Pu等[39]对神经酰胺的功能和应用进行了较系统的归纳，指出神经酰胺具有保湿（可以作为皮肤屏障）、抗肿瘤、诱导细胞凋亡、调节免疫等功能。

a-雄烷醇是块菌中存在的一种具有生物活性的类固醇化合物，其化学结构类似于人体内的性激素成分，且香味浓厚，具有成为新型性激素类药物的潜力[40-41]。由于a-雄烷醇在哺乳类动物性行为方面的药用价值，国内外研究人员对该化合物进行了化学合成和液体发酵方面的研究。化学合成存在着反应步骤过多、不利于实际生产、副产物较多、不环保等问题。Wang等[42]用液体发酵法生产a-雄烷醇，结果表明：发酵液中a-雄烷醇最高含量可达123.5 ng/mL，可以满足实际生产需求。

块菌多糖是Hu等[43]1994年首次从印度块菌子实体中提取到的一种蛋白多糖。曹晋忠等[44]关于印度块菌粗多糖抗氧化活性研究的结果显示，印度块菌水溶性多糖具有良好的抗氧化活性，对人体的氧化损伤有一定的保护作用。罗强等[45]对印度块菌水溶性粗多糖进行提取分离纯化，得到了其主要多糖组分TIP-A，并证实TIP-A对羟基自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基有较强的清除能力；此外，TIP-A还对过氧化氢诱导的PC12细胞凋亡有很好的抑制作用。大量的研究显示，块菌多糖作为一种真菌多糖，水溶性好、抑制肿瘤作用明显，有开发成抗肿瘤免疫疗法药物的潜力。

此外，郭坦等[46]对印度块菌3种提取物（55%乙醇、石油醚、乙酸乙酯）清除DPPH、羟基自由基能力和铁离子螯合能力等进行了测定，结果表明：印度块菌这3种提取物不仅有较强的清除自由基能力，还有很好的铁离子螯合活性，说明这3种提取物拥有较强的抗氧化活性。

关于印度块菌生物化学方面的研究除显示其含有丰富的营养成分外，印度块菌中的一些活性成分的提取及功能研究也让人们对印度块菌有了更深入的了解，如关于印度块菌多糖的研究显示其具有开发成绿色抗氧化剂的潜力，更多有关这些活性成分的研究还有待进行。

5 印度块菌的生活史

印度块菌的生活史可简单地分为3个阶段，分别是子囊孢子萌发形成菌丝、菌丝生长并与宿主植物形成菌根、形成子囊果[19,27]；其中子囊果的生成是印度块菌生活史中一个特殊的阶段，目前关于这一阶段的机制尚不清楚。

印度块菌生活史中的许多谜团尚未解开，原因是缺少孢子萌发的系统试验，导致不能利用菌丝交配进行繁殖试验[47-48]。2013年，研究人员在印度块菌中分离和鉴定到了交配型基因，并比对印度块菌和黑孢块菌的交配型基因结构，认为这2个相近的种间存在杂交的可能[29]。相信印度块菌子实体的形成和发育机制的研究，将会随着其交配型基因的成功分离和鉴定得到巨大的推动。如关于黑孢块菌的研究显示，通常只有1种交配型基因存在于人工种植园内同一宿主树木菌根、块菌子实体产孢组织及根部土壤的菌丝这三者中，据此猜测不同交配型基因的菌株在宿主树种根部的定殖要通过竞争，而这种竞争反过来会限制菌株在土壤中的分布[27]。有人根据关于黑孢块菌的研究结果推测，在块菌子实体形成过程中，不同菌株可能共享“母本”（外生菌根中的菌丝），“父本”则是随机的[27,49]。这些研究结果也为印度块菌生活史的研究提供了具体思路，但要彻底弄清楚印度块菌的生活史机制，还需要深入的研究。块菌这种复杂的有性生殖过程刚好从侧面说明了块菌从菌根形成到产出子实体需要几年时间是有原因的[27,50]。随着黑孢块菌生活史研究进展的不断推进，相信在众多菌物工作者的努力下印度块菌生活史谜底揭开的日子将会很快到来。

6 印度块菌的人工栽培研究

法国和意大利的菌物工作者早在18世纪就开始了块菌的人工栽培研究，当时的做法是将小树苗种植在产块菌的林地，靠地下块菌的菌丝自然感染树苗来培育菌根化树苗[51]。在19世纪70年代，研究人员利用块菌子囊孢子生产菌根化树苗，具体做法有2种：一种是将块菌子囊孢子液与无菌培养基质混合，再在培养基质上移栽共生树苗来获得菌根化树苗；另一种是在栽培共生树苗的培养基质中注入块菌孢子液，培养菌根化树苗[52]。采用这种技术生产的菌根化树苗在1978年初次获得了黑孢块菌子实体，现已被普遍应用到多种块菌的人工栽培研究中[53]。欧洲有很长的人工栽培块菌历史，利用块菌子囊孢子接种共生树苗合成菌根化树苗，再移植建立人工块菌种植园的栽培方法已有近50年的历史[6,54-55]。

中国的块菌特别是印度块菌的人工栽培研究才刚刚起步。贵州省林业科学研究院胡炳福等[56]在2002年利用昆明食用菌研究所提供的印度块菌子实体制作孢子悬浮液，分别接种马尾松、云南松等7种无菌幼苗，随后将菌根化的树苗移栽造林，并于2008年12月在试验地调查发现436株幼树中有35株的根部土壤中已长出印度块菌子实体。此外，中科院昆明植物研究所研究组在印度块菌的人工栽培方面做了一些首创性的研究工作，在国内最先使用独创的技术培育出了印度块菌与云南松、华山松、板栗等菌根化树苗，同时建立了种植示范试验基地，并于2012年12月在昆明市团结乡种植基地初次采集到了由人工栽培的菌根化树苗培育出的印度块菌子实体，为中国印度块菌人工种植园乃至其他可食块菌的种植园建设指引了方向[17,57]。

虽然中国的块菌研究特别是人工种植还处于起步阶段，但可喜的是云南和贵州等地都先后建立了印度块菌种植试验基地。中国西南地区适宜印度块菌生长的地域面积广，适宜感染形成印度块菌菌根化的树种也丰富多样，同时还是印度块菌的原产地，种植潜力和前景非常巨大。印度块菌种植园的成功建立和产出会给西南地区荒漠化的治理提供一个新的思路，同时带动山区经济的发展。

7 讨论与展望

随着关于印度块菌研究的深入，不断有新的结果报道出来，如Fu等[58]在2016年的研究中指出，在产生印度块菌的土壤中，鞘氨醇单胞菌属细菌、球囊霉属真菌、丝足虫类及褐藻门类非真菌生物的生物量远远大于其他生物，但是它们在印度块菌生长过程中扮演的角色还不明确。Li等[59]在2017年的研究结果表明印度块菌会影响共生树木（华山松）菌根周围土壤中细菌的多样性。越来越多的研究人员开始关注印度块菌根际土壤生物多样性，这也许为印度块菌生活史及人工栽培的研究提供了一个新的方向。

在块菌属研究方面，综合国内外研究历史和现状，物种鉴定、遗传多样性分析、系统演化及人工栽培在很长的一段时间内仍将是块菌属研究的热点方向。具体到印度块菌方面，笔者认为有一些问题尤其值得关注，主要是以下几个方面：

印度块菌的人工栽培已经成功，但要实现大规模推广仍有很长的一段路要走。目前基本用野生印度块菌子囊孢子生产菌根化树苗，从长远发展来看，肯定无法满足规模化种植生产的需求，应加大印度块菌纯种分离培养工作的强度，以期早日获得人工培育的菌种，为人工栽培研究提供菌种支撑。

西南地区有丰富的印度块菌资源，但随着民众意识到印度块菌的巨大经济价值，滥采滥挖的现象越来越严重，生态破坏也随之加剧，印度块菌产量逐年下降，如不采取措施，这将形成一个恶性循环。另外，应加强在西南地区的资源研究，特别是印度块菌群体遗传多样性的研究，充分了解其群体遗传特征，构建西南地区印度块菌群体遗传多样性资源图谱，更系统全面地摸清印度块菌资源分布及生态多样性，为印度块菌的资源保护提供科学依据。同时标注其分布量少且遗传多样性低的产地，建立符合当地情形的保护机制，避免无节制的滥采滥挖致使当地印度块菌资源濒临灭绝的情况出现。此外，科普宣传对资源保护的作用不可估量，建议科研机构和林业及主管食用菌的政府部门联合起来，通过长期持久的科普教育工作来提高产区人民科学采集和保护资源的意识。

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