血红云芝 ZHSJ 孢子形成的优化及孢子、菌丝体与子实体的非靶向代谢组学

为什么一种林地蘑菇对医学很重要

在森林的空地深处，鲜艳的橙色云芝属菌盖附着在倒木上。该菌长期在东亚烹饪和传统药用中受到重视，现在正作为潜在新药来源吸引科学界的注意。这里总结的研究提出了一个既简单又有力的问题：这种真菌微小的孢子内隐藏着怎样的化学物质？它们与较常研究的绒状生长体（菌丝体）和我们在木头上看到的坚实子实体有何不同？

从野外树桩到实验室菌株

研究人员首先在中国山东省的一个风景区采集了野生血红云芝。在实验室中，他们小心地清理子实体的少量组织，并在营养凝胶上培养以获得纯化菌株，命名为 T. sanguinea ZHSJ。他们记录了该菌在不同尺度下的形态——从林中的扇形菌盖到分支丝状结构和光滑白色孢子的显微图像。通过对标准基因区段的 DNA 测序确认，该分离株确实属于血红云芝，使工作既有可见形态学依据也有基因学身份支撑。

调控生长条件以促进孢子形成

为了大规模研究孢子，团队首先必须让真菌稳定产孢。他们在不同酸碱度（pH 4–8）、温度（15–37 °C）和营养来源下测试其生长。该菌在微酸性条件下生长最好：pH 5 产生最大菌落和最重的菌丝体。它也偏好较高温度，30 °C 生长最佳，这与许多温带木材腐朽真菌的已知特性一致。在糖类中，20 g/L 麦芽糖促进生长最强；在氮源中，4 g/L 酵母提取物最为理想。按照这一配方，致密的橙色菌丝迅速扩展，随后随着营养被消耗，转入孢子生产阶段。

收集并检测活孢子

在不损伤孢子的前提下收集它们很棘手。研究者没有刮取，而是使用温和的硅基洗脱液分阶段将孢子从培养表面洗下，然后过滤并冻干。他们通过监测孢子悬浮液的浑浊度随时间的变化以及用电子显微镜观察单个孢子，来确认孢子是活的。数小时内，细小的萌发管伸出并延长；当孢子重新接种到营养凝胶上时，会长出新的菌落。这一结果证明了该收集方法获得了大量可用于化学分析的活孢子。

洞察真菌的化学工具箱

手握孢子、菌丝体和子实体样品后，团队使用一种称为非靶向代谢组学的强大技术。他们没有仅寻找少数已知化合物，而是用液相色谱-质谱联用在正、负离子模式下同时检测数千种小分子。总体上，他们发现了 6,715 个不同的代谢信号。随后用统计工具绘制出三种生长阶段之间的相似性与差异性。孢子、菌丝体和子实体形成了明显分离的簇，表明每一阶段都有其特征性的化学指纹。共有约 4,098 种代谢物，但孢子单独含有 124 种特有化合物，菌丝体有 154 种，子实体有 252 种。

各生长阶段的特有化学成分

为理解这些差异，研究者将代谢物归入脂类（类脂分子）、有机酸、氨基酸相关化合物和核酸相关分子等大类。三种阶段在这些类别上都很丰富，但具体模式各有不同。进一步分析突出了在阶段间显著增减的分子。许多关键差异涉及辅因子（支持酶功能的辅助分子）合成的途径；在菌丝体与子实体的比较中，还突出与类植物专业化合物二萜类相关的通路。这些变化表明，随着真菌从生长转向繁殖，其化学组成被重塑以应对压力、生存需求以及与环境的相互作用。

对未来药物研发的意义

对非专业读者来说，主要信息是：一种熟悉的层状蘑菇实际上隐藏着复杂且依阶段变化的化学生产体系。通过仔细优化血红云芝的培养条件，研究者能够产生大量健康孢子，并证明这些微小颗粒中含有许多在菌体其他形态中未发现的代谢物。许多这些化合物属于已经在相关真菌中与抗肿瘤、抗氧化、抗菌和免疫调节作用有关的化学家族。虽然本研究并未直接测试生物活性，但它为后续工作奠定了基础：首次绘制的血红云芝孢子特有化学物质是未来天然药物发现中的有前景的线索。

引用: Li, Y., Su, Y., Yang, P. et al. Optimization of sporulation of Trametes sanguinea ZHSJ and untargeted metabolomics of spores, mycelium and fruiting body. Sci Rep 16, 11563 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41835-2

关键词: 药用真菌, 真菌孢子, 代谢组学, 天然产物, 血红云芝