药用真菌茯苓元素化学计量学及其内稳态机制研究

Homeostasis is an important fundamental theory for ecological stoichiometry. It means that the ratio of elements in an organism tends to maintain stability and doesn't vary with the change of environment. Medicinal fungi are rich in nutrient elements which have important influence for human health. However, the related research of medicinal fungi has not yet been systematically carried out. Based on the collection of wild Wolfiporia cocos from different regions of Yunnan, this project intends to determine the contents of elements in different parts of W. cocos by atomic absorption spectroscopy (AAS) and inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES). With the theory of homeostasis and the methodology of multivariate statistical analysis, the project aims to (1) discover the patterns of allocation and geographic variety of mineral elements of W. cocos, (2) reveal the characteristic of elemental stoichiometry and (3) clarify the homeostasis mechanism of the elements.

内稳态理论是生态化学计量学的一个重要的基础理论，指有机体内部的元素计量比不随环境的变化而剧烈变化，使整个有机体基本保持稳定。药用真菌具有高含量的营养元素，对人体健康有重要影响。目前关于药用真菌的化学计量特征及其内稳态机制尚未系统开展。本项目拟在收集云南不同地区野生茯苓的基础上，采用原子吸收光谱法（AAS）和电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定茯苓不同部位中各元素含量，利用化学计量学的理论与研究思路，采用多元统计方法，分析茯苓矿质元素的转移积累规律和地理变异规律，阐明茯苓矿质元素化学计量特征，揭示茯苓矿质元素内稳态机制，为合理开发利用药用真菌提供科学依据。

茯苓Wolfiporia extensa (Peck) Ginns为多孔菌科（Polyporaceae）真菌。茯苓皮和白色菌核入药，具有利水渗湿、健脾、宁心等功效，在我国有着悠久的食用和药用历史，也是北京传统小吃“茯苓夹饼”原材料。元素含量易受茯苓部位和产地等因素影响，因此，其食药用价值和安全性也存在较大差异，有必要根据部位及产地对茯苓元素含量进行系统性评价。本项目以云南野生和栽培茯苓为研究对象，采用ICP-AES、ICP-MS等测定元素含量并进行分析，研究发现：野生茯苓中含有丰富的矿质元素，其中Ca、K、Mg和Fe的含量最高，有毒元素Ag、As、Cd、Hg、Pb、Rb和Ti的含量均未超出食品安全国家标准（GB 2672-2012）及FAO/WHO限量标准，特征元素为V、Fe、Li、As、Cs、Cr、Pb、Sr、Ca、Mn；栽培茯苓中K元素含量最高，其次是Ca、Mg、Fe、Ba、Cu、Rb和Zn元素，Co、Cr、Ni、Pb、Sr、V、Ag、As、Cd、Cs和Li元素含量较低，均未超出限量标准，特征元素为Li、As、Fe、V、Ni、Cd、Co、Ca、Sr、K；与一般野生菌子实体中元素含量相比，茯苓菌核中毒性元素含量较低；与欧洲野生菌子实体相比，茯苓菌核中Ba与Sr含量相对较高，Mn含量相似，这可能与云南特殊的土壤地球化学有关；人工放射性核素137铯（137Cs）、134铯（134Cs）和天然放射性核素40钾（40K）的活度浓度均低于限量标准，与其他腐生和菌根真菌子实体相比，样品中40K（总K）活度浓度较低；元素在茯苓生长过程中存在内在的相关关系，同一地理区域茯苓样品中元素含量相似，不同居群和生长土壤类型的茯苓菌核及茯苓皮样品中元素含量具有显著差异，茯苓皮中的元素含量整体高于菌核，食用茯苓菌核具有更高的安全性；此外，分别建立了紫外、红外和近红外光谱鉴别茯苓的方法。通过项目的实施，在国内外刊物发表研究论文18篇，其中SCI、EI收录14篇。培养硕士研究生3人，获硕士学位2人；晋升副高4人。