一名學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室對玉米苗進(jìn)行真菌樣本采集。 

真菌學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員（右）在指導(dǎo)埃塞俄比亞留學(xué)生分離和鑒定酵母菌。 

全球真菌約有150萬種，是一個數(shù)量僅次于昆蟲的第二大生物類群，與97%的植物共生。為了揭開這一龐大生物類群的奧秘，真菌學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員走遍祖國各地采集真菌標(biāo)本，努力揭示真菌生命的起源及系統(tǒng)演化規(guī)律，真菌生命形式、生態(tài)功能和代謝方式多樣性的本質(zhì)

世界上最大的生物是什么？梁龍，藍(lán)鯨，還是加州巨型紅杉？答案，或許讓你出乎意料：真菌。

1998年，美國俄勒岡州馬盧爾國家森林公園發(fā)現(xiàn)一處真菌蹤跡，其年齡約為2400歲至8650歲，絕大部分生長在地下，構(gòu)成一大塊類似觸須的白色菌絲體，它們沿著樹根蔓延，使樹木枯死，偷偷地通過土壤鉆出地面，最終覆蓋面積965公頃，相當(dāng)于1350個標(biāo)準(zhǔn)足球場。

這就是世界上最大的、單一的、在土壤以下相連的生物體——密環(huán)菌。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，以密環(huán)菌為代表的真菌，是一個數(shù)量僅次于昆蟲的第二大生物類群，與97%的植物共生。這些千奇百怪的“精靈們”是何來路，該如何命名，有何特性，與自然環(huán)境和其他生物的相互關(guān)系對人類發(fā)展有什么意義？這些正是真菌學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們尋求的答案。

數(shù)量龐大的生物群

北京北五環(huán)，真菌學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，一名學(xué)生透過顯微鏡聚精會神地盯著手中“銹跡斑斑”的玉米苗，將上面的“銹跡”小心翼翼地刮下。這些附著在玉米苗上的小小褐色斑點(diǎn)，便是銹菌，蔡磊研究員實(shí)驗(yàn)室尋找的“獵物”——植物病原真菌。

銀耳、金針菇、竹蓀、牛肝菌、靈芝……大家耳熟能詳?shù)倪@些食用菌類，只是真菌大家族中的一個小小分支。據(jù)科學(xué)家保守估計，全球真菌約有150萬種，已被描述的僅有10萬余種，不足總數(shù)的10%。

為了采集更多珍貴的真菌標(biāo)本，實(shí)驗(yàn)室的科研人員長年在野外工作，北至漠河，南抵西沙群島，東到撫遠(yuǎn)縣東方第一哨，西達(dá)新疆紅其拉甫，足跡遍布祖國各地。

“簡單說，實(shí)驗(yàn)室就是致力于揭示真菌生命的起源及系統(tǒng)演化規(guī)律，真菌生命形式、生態(tài)功能和代謝方式多樣性的本質(zhì)。”蔡磊告訴經(jīng)濟(jì)日報記者。

聽起來很枯燥？研究意義卻十分重大。世界上80%的植物病害由真菌引起，一些大的病征可用肉眼直接觀察，有些則要借助顯微鏡進(jìn)一步認(rèn)識、了解。

與真菌打了大半輩子交道的劉杏忠研究員主要從事真菌進(jìn)化生物學(xué)方面的研究，比如，捕食真菌的起源、適應(yīng)及生存機(jī)制。研究這個有何用？劉杏忠舉了個例子：大豆胞囊線蟲是一種發(fā)生普遍而且嚴(yán)重的病害，受害豆田平均減產(chǎn)30%至50%，嚴(yán)重者減產(chǎn)70%至80%。課題組對大豆胞囊線蟲的“天敵”——捕食真菌開展了多年的研究，并研發(fā)相關(guān)菌劑，最終創(chuàng)建了高效的生物防控體系，累計推廣2500萬畝，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益15億元。

“頂天立地”的研究成果

一些水果、蔬菜放久了便會長出綠綠的“毛”，看起來讓人很不舒服。大多數(shù)人可能不知道，細(xì)菌感染時經(jīng)常用到的青霉素就是從這些青霉菌里提取的。在真菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室，一部分科學(xué)家致力于研究以念珠菌、曲霉菌、隱球菌為代表的人類病原真菌。

耳念珠菌是2009年日本發(fā)現(xiàn)的一種新病原真菌物種，因?yàn)樵摼哂卸嘀啬退幒椭滤缆矢叩奶卣?，也被稱為“超級真菌”。近年來，耳念珠菌在全世界不同國家快速傳播，并導(dǎo)致嚴(yán)重的醫(yī)院內(nèi)感染。

黃廣華課題組與北京大學(xué)人民醫(yī)院王輝教授團(tuán)隊(duì)合作，報道了我國首例“超級真菌”感染病例，并研究了我國第一株“超級真菌（BJCA001）”的形態(tài)、毒性因子、耐藥性以及致病性特征。與多個國家報道的多重耐藥菌株不同，中國菌株BJCA001對臨床上常用的抗真菌藥物普遍比較敏感。此外，團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)硫酸銅對“超級真菌”具有很強(qiáng)的生長抑制效果，該研究為臨床“超級真菌”感染的防治提供了新的思路，也為國際同行進(jìn)一步開展該菌的生物學(xué)研究提供了新方法。

真菌感染是世界范圍內(nèi)臨床醫(yī)學(xué)面臨的重要威脅，然而，絕大多數(shù)的侵襲性致病真菌來源于環(huán)境，它們與人類宿主并無緊密的共進(jìn)化與共生關(guān)系。“真菌為什么能夠引發(fā)致命侵染？它們的致病性與其獨(dú)特的環(huán)境適應(yīng)能力有何關(guān)聯(lián)？這都是我們想要厘清的。”蔡磊表示。

在此基礎(chǔ)上針對腫瘤、代謝性疾病等人體健康問題，深入開展真菌活性物質(zhì)的相關(guān)研究，也是真菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一個重要方向。全新候選新藥分子7d就是實(shí)驗(yàn)室非常有代表性的一個科研成果。

我國代謝綜合征患者眾多，代謝綜合征是指以中心性肥胖或超重、糖尿病或糖代謝異常、高血壓、高血脂為主要組分的一組嚴(yán)重影響人類健康的臨床癥候群，但目前臨床尚缺乏有效的治療藥物。劉宏偉團(tuán)隊(duì)通過多年挖掘研究傳統(tǒng)菌物藥物，成功研制出一個安全性高、藥效顯著的抗治療代謝綜合征的全新候選新藥分子7d。研究結(jié)果表明，該候選新藥分子對肥胖模型小鼠的體重增長抑制率超過50%，可以顯著改善胰島素抵抗、脂代謝紊亂等癥狀。

接地氣的新技術(shù)

提起啤酒酵母，白逢彥研究員仍有點(diǎn)按捺不住內(nèi)心的激動。2018年，荷蘭喜力啤酒公司生產(chǎn)了一批名為“野性拉格”的啤酒，所用的酵母菌正是白逢彥研究組從青藏高原發(fā)現(xiàn)并分離的啤酒酵母“祖宗”。

在真菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室，這樣“接地氣”的科研成果還有很多。為保證冬蟲夏草資源的可持續(xù)利用，使其開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相平衡，真菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室通過合作，支撐企業(yè)首創(chuàng)了人工培植冬蟲夏草的系統(tǒng)和方法，突破技術(shù)壁壘，形成大規(guī)模智能生態(tài)體系支撐百噸級冬蟲夏草的產(chǎn)能。

微生物所三代科學(xué)家經(jīng)過40多年努力，不斷創(chuàng)新微生物發(fā)酵法生產(chǎn)長鏈二元酸技術(shù)，克服了化學(xué)合成法生產(chǎn)高成本、高污染的缺陷，使我國成為了全球唯一掌握生物發(fā)酵法生產(chǎn)長鏈二元酸的國家。針對月桂二酸產(chǎn)業(yè)化過程中存在的諸多瓶頸問題，實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化團(tuán)隊(duì)開展了菌種改造、發(fā)酵優(yōu)化、提取精制和產(chǎn)品開發(fā)4方面相對獨(dú)立而又緊密關(guān)聯(lián)的工作，進(jìn)一步鞏固了我國發(fā)酵法生產(chǎn)月桂二酸的國際領(lǐng)先地位。新技術(shù)以2980萬元的轉(zhuǎn)讓費(fèi)成功轉(zhuǎn)讓給上市公司寧夏新日恒力股份有限公司。項(xiàng)目投產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)月桂二酸5萬噸，產(chǎn)值約25億元，實(shí)現(xiàn)利稅約3.5億元。

“隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，真菌對國民經(jīng)濟(jì)和公眾健康的重要性愈發(fā)凸顯。真菌室將‘為滿足我國對真菌生物資源的戰(zhàn)略需求、生態(tài)系統(tǒng)健康、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生及人類健康提供理論依據(jù)與物質(zhì)基礎(chǔ)支撐’作為自己的定位。”蔡磊表示。

用腳丈量祖國山山水水，摸清并守護(hù)我國真菌“家底”，解碼這些大自然的饋贈，真菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科研人員將砥礪前行。