牛肝菌矿质元素化学计量特征及其环境作用机理研究

Fungi have important biogeochemical roles in the biosphere. There are interaction relationships between fungi and mineral-containing substrates. Edible mushrooms from Yunnan, which is one of the most abundant regions of wild growing mushrooms such as boletes, accounts for more than half of the world's production. Mineral contents in Bolete mushrooms are impacted by geological background, however, the mechanism, distribution pattern, accumulation characteristics are still unclear. This project attempt to collect fruiting bodies of Boletus edulis, Boletus tomentipes, Boletus speciosus, Boletus griseus, Boletus bicolor, Boletus umbriniporus, Boletus magnificus, Leccinum extremiorientale Leccinellum crocipodium and Leccinum rugosiceps 10 kinds of common boletes, as well as soil from Yunnan and nearby regions on 2011-2016, then determine the contents of the mineral elements in different parts of the fruiting bodies and soil, and analysis the mobilization and accumulation rules of mineral elements from soil to fruiting bodies, using the theory of stoichiometry, the methodology of multivariate statistical analysis and the instrument of ICP-MS, ICP-AES and AAS. The results will give a clear view on the stoichiometry character of mineral elements in bolete and the mechanism by which environmental impact and make a scientific assessment for edible safety.

真菌在生物圈的生物地球化学循环中扮演着重要角色，与含矿质元素的基质之间存在相互作用关系。云南野生食用菌产量占全世界一半以上，是牛肝菌等野生菌资源最丰富的地区之一。牛肝菌中矿质元素含量与地质背景密切相关，但其作用机理、分布模式、积累特征等尚未明确。本项目拟在采集2011-2016年云南及周边地区美味牛肝菌、绒柄牛肝菌、小美牛肝菌、灰褐牛肝菌、双色牛肝菌、栗色牛肝菌、华丽牛肝菌、远东疣柄牛肝菌、黄皮小疣柄牛肝菌、皱盖疣柄牛肝菌等10种常见牛肝菌及生长土壤的基础上，采用化学计量学思路和多元统计方法，应用ICP-MS、ICP-AES、AAS等仪器测定子实体不同部位及其生长土壤中19种矿质元素含量。分析元素从土壤到子实体不同部位的转移和积累规律，明确牛肝菌矿质元素的化学计量特征；探讨环境影响牛肝菌矿质元素积累的作用机理，为牛肝菌食用安全作出科学评价。

云南地形地貌复杂多变，森林类型和土壤种类多样，为食用菌生长提供了有利条件，是我国野生菌最丰富的地区之一。牛肝菌作为一种珍稀菌类，含有丰富的营养物质和多种矿质元素，其味道鲜美、营养丰富，深受国内外消费者青睐。本项目采用ICP-AES、ICP-MS等方法对牛肝菌中的元素含量进行分析，研究发现：牛肝菌子实体内含有丰富的矿质元素，K和P是子实体中含量最丰富的元素，Fe、Ca、Na、Mg和Zn次之；Cu、Mn和Ba的平均含量在9-310 mg/kg之间；Co的平均含量小于30 mg/kg；牛肝菌不同部位对元素的富集能力具有差异，P、K、Zn和Cu在菌盖中的富集能力强于菌柄，Ca、Fe和Co元素在菌柄中富集能力较强；不同种牛肝菌对P和K的富集能力最强，其次是Cu、Zn，富集能力在菌盖中较高，对Fe、Ca、Na、Mg、Ba和Co的富集能力最弱；菌盖中特征元素为Fe、Ba、P、Mg和Cu，菌柄中特征元素为Mg、Mn、K、Fe、Zn和Cu，牛肝菌子实体中特征元素为Fe、Mg和Cu；各元素之间存在一定相关性，菌盖与菌柄中分别有15、23对矿质元素呈现显著相关或极显著相关，元素在牛肝菌生长过程中存在内在相关关系，不同种和部位对元素的富集有显著相关性；部分样品中As、Cd、Pb元素含量高于GB 2762-2012标准，对人体健康有潜在风险；牛肝菌在不同外界环境下，对元素的吸收有明显差异，其中昆明、楚雄、玉溪地区牛肝菌的元素含量较高，红河和香格里拉地区的元素含量相对较低；牛肝菌生长土壤Hg含量在不同地区、同一地区不同地点之间均存在较大差异，其中来自玉溪的样本Hg含量变化范围最大，绝大多数土壤样本Hg含量都高于中国土壤背景值，未来需对土壤Hg来源以及土壤Hg含量与牛肝菌中Hg含量的关系开展进一步研究；不同种的牛肝菌间其元素化学计量特征存在一定的差异性，但其生态化学计量学特征与植物相差较大，真菌的生态化学计量学研究应自成体系；野生食药用真菌能够在子实体内较好地吸收和富集矿质元素，不同种类的野生食药用菌中Cu、Na、Ni含量差异显著；同一元素在不同食药用真菌中含量差异显著；同一产地的不同菌种对矿质元素富集能力差异较大。此外，建立了多光谱信息融合技术及产地溯源方法。. 通过项目的实施，在国内外刊物发表研究论文20篇，其中SCI、EI收录15篇。培养硕士研究生4人，获硕士学位3人；晋升中职1人。