探访真菌学国家重点实验室：众里寻“菌”千百度

真菌国家重点实验室的研究人员正在培育野生食用菌菌株。赵晓平摄影(通过视觉)

一名学生在实验室从玉米幼苗中收集真菌样本。本报记者申会摄

真菌学国家重点实验室的研究人员(右)正在指导埃塞俄比亚学生分离和鉴定酵母。赵晓平摄影(通过视觉)

世界上大约有150万种真菌，是仅次于昆虫的第二大生物类群，与97%的植物共存。为了揭开这个庞大生物群体的神秘面纱，真菌学国家重点实验室的研究人员走遍全国收集真菌标本，试图揭示真菌生命的起源和系统进化，以及真菌生命形式、生态功能和代谢模式多样性的本质。

世界上最大的生物是什么？梁龙、蓝鲸还是加州巨杉？答案可能会让你大吃一惊:真菌。

1998年，在美国俄勒冈州马洛国家森林公园发现了一条真菌踪迹。它的年龄大约在2400到8650岁之间。大部分生长在地下，形成一个类似触手的白色大菌丝体。它们沿着树根蔓延，使树木枯萎，并秘密地穿过土壤钻到地面，最终覆盖了965公顷，相当于1350个标准足球场。

这是世界上最大的单一生物，蜜环菌，它连接在土壤下面。在自然生态系统中，以蜜环菌为代表的真菌是仅次于昆虫的第二大生物类群，与97%的植物共存。这些奇怪的“精灵”是怎么来的，应该怎么命名，它们有什么特征，它们与自然环境和其他生物的关系对人类发展有什么意义？这些正是科学家们从真菌学国家重点实验室寻求的答案。

大量的生物群

北京北五环路真菌学国家重点实验室的一名学生用显微镜小心地刮掉了“生锈”玉米幼苗上的“铁锈”。这些附着在玉米幼苗上的褐色小斑点是锈菌，是蔡磊研究人员实验室寻找的“猎物”——植物病原真菌。

银耳、金针菇、竹荪、牛肝菌、灵芝……这些为大家所熟知的食用菌，只是真菌家族的一个小分支。根据科学家的保守估计，世界上大约有150万种真菌，仅描述了100，000多种，不到总数的10%。

为了采集更多珍贵的真菌标本，实验室研究人员在野外工作多年，足迹遍布祖国，北至漠河，南至西沙群岛，东至富源县东方一哨，西至*红旗铺。

简而言之，实验室致力于揭示真菌生命的起源和系统进化，以及真菌生命形式、生态功能和代谢模式多样性的本质蔡磊告诉《经济日报》。

听起来很无聊？这项研究的意义非常重大。世界上80%的植物病害是由真菌引起的。一些主要疾病可以用肉眼直接观察到，而其他疾病则需要用显微镜进一步了解和理解。

刘一生研究真菌，主要从事真菌进化生物学的研究，如捕食性真菌的起源、适应和生存机制等。研究这个有什么用？刘举了一个例子:大豆胞囊线虫病是一种常见而严重的疾病。受影响大豆田的平均产量减少30%至50%，严重病例的平均产量减少70%至80%。该研究小组对大豆胞囊线虫的“天敌”捕食性真菌进行了多年的研究，并开发了相关的微生物制剂。最终形成了高效的生物防治体系，累计推广2500万亩，经济效益15亿元。

“顶天立地”的研究成果

有些水果和蔬菜长时间储存后会长出绿色的“毛”，看起来很不舒服。大多数人可能不知道青霉素是从这些青霉菌中提取出来的，它经常被用于细菌感染。在真菌学实验室，一些科学家致力于研究以念珠菌属、曲霉属和隐球菌属为代表的人类病原真菌。

耳状假丝酵母是2009年在日本发现的一种新病原真菌，因其多重耐药性和高死亡率而被称为“超级真菌”。近年来，念珠菌在世界各国迅速蔓延，造成严重的医院感染。

北京大学人民医院黄光华课题组和王辉教授课题组报道了我国首例“超级真菌”感染病例，并对我国首例“超级真菌”(BJCA001)的形态、毒性因子、耐药性和致病性特征进行了研究。与许多国家报道的多重耐药菌株不同，中国菌株BJCA001对临床常用的抗真菌药物普遍敏感。此外，该团队还发现硫酸铜对“超级真菌”有很强的生长抑制作用。该研究为临床“超级真菌”感染的防治提供了新的思路，也为国际同行进一步开展真菌生物学研究提供了新的方法。

真菌感染是世界范围内临床医学的一个重要威胁。然而，绝大多数侵袭性病原真菌来自环境，它们与人类宿主没有密切的共同进化和共生关系。“为什么真菌会导致致命的感染？它们的致病性和它们独特的环境适应性之间有什么关系？这就是我们想要澄清的。”蔡磊说。

在此基础上，针对肿瘤和代谢性疾病等人类健康问题，开展真菌活性物质的深入研究也是真菌学实验室的一个重要方向。新的候选药物分子7d是实验室非常有代表性的科研成果。

我国有许多代谢综合征患者。代谢综合征是指以中枢性肥胖或超重、糖尿病或糖代谢异常、高血压和高脂血症为主要成分，严重影响人体健康的一组临床综合征。然而，临床上仍然缺乏有效的治疗药物。刘宏伟团队通过多年对传统细菌药物的发掘和研究，成功开发出一种安全性高、抗代谢综合征疗效显著的新候选药物分子，历时7天。研究结果表明，候选新药分子对肥胖模型小鼠体重增长的抑制率在50%以上，可明显改善胰岛素抵抗、脂质代谢紊乱等症状。

接地气体新技术

说到啤酒酵母，研究员白还是有点被他内心的激动所淹没。2018年，荷兰喜力啤酒厂生产了一批名为“野生啤酒”的啤酒。所用的酵母是白的研究小组在青藏高原发现和分离的啤酒酵母的“祖先”。

在真菌学实验室里，仍然有许多关于这种“接地气体”的科学成就。为确保冬虫夏草资源的可持续利用，使其开发利用与生态环境保护相平衡，真菌实验室通过合作，支持企业创建人工培育冬虫夏草的系统和方法，突破技术壁垒，形成大规模智能生态系统，支撑100吨冬虫夏草的生产能力。

经过40多年的努力，微生物研究所的第三代科学家不断创新微生物发酵生产长链二元酸的技术，克服了化学合成生产长链二元酸成本高、污染大的缺点，使中国成为世界上唯一掌握生物发酵生产长链二元酸的国家。针对月桂酸产业化中的诸多瓶颈问题，实验室转移转化团队在菌种转化、发酵优化、提取精制和产品开发四个方面开展了相对独立和密切相关的工作，进一步巩固了我国发酵法生产月桂酸的国际领先地位。新技术以2980万元转让费成功转让给上市公司宁夏新日恒利有限公司。项目投产后，年产月桂酸5万吨，产值约25亿元，利税约3.5亿元。

“随着科学技术的进步，真菌对国民经济和公共卫生变得越来越重要。真菌室将以“为满足中国对真菌生物资源、生态系统健康、工农业生产、医药卫生和人类健康的战略需求提供理论基础和物质基础支持”为自身定位。蔡磊说。

用他们的脚测量祖国的山脉和河流，发现和保护我国真菌的“家庭背景”，解码这些自然礼物，真菌实验室的科学研究人员将磨练他们的进步。