世界上最毒蘑菇是如何炼成的?
发布时间:2022-10-16
出品:科普中国
作者:吕李云娇(中国科学院昆明植物研究所)
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  又到了每年野生菌上市的高峰期,各式各样的蘑菇让人眼花缭乱你知道世界上共有多少种蘑菇吗?

  这可是一个庞大的数字据统计,全世界目前已知的蘑菇种类大约有14000种。我国已知种类约4000种以上,具有食用价值的食用菌约1000种,毒蘑菇约500种。很多毒蘑菇和食用菌形态相似,普通人在野外难以区分,导致了许多误食毒蘑菇而产生的中毒事件。

  根据国家食源性疾病爆发报告系统数据,近10年来数万人发生过毒蘑菇中毒,其中近千人因此丧命蘑菇中毒成为危害公共卫生安全重要问题之一。

  今天我们就来为大家解密为何蘑菇外表可爱美丽却“内心”那么毒我们要如何辨别这些蘑菇

鹅膏环肽——蘑菇含毒的元凶

  毒蘑菇的毒素种类和中毒机制各异,其中含鹅膏环肽的蘑菇是当之无愧的毒王。世界上90%以上误食蘑菇中毒死亡事件由含鹅膏环肽的蘑菇导致,所引起的中毒类型为急性肝损害型。

  鹅膏环肽化学性质非常稳定,耐高温、酸碱和盐,一般的烹饪方法不会破坏它的毒性。鹅膏环肽类毒素中最致命的是α-鹅膏毒肽(图1),误食含有此类毒素的蘑菇后,毒素通过胃肠进入肝,被肝细胞快速吸收,逐渐耗尽肝脏细胞内重要蛋白和酶,最终导致肝脏器官衰竭。

   

  图1 α-鹅膏毒肽

  图片来源:中国科学院昆明植物研究所

  含有鹅膏环肽的蘑菇分布在蘑菇目中的鹅膏属、盔孢伞属和环柄菇属(图2)。这些蘑菇之间属于远亲,并且生长在不同的环境。鹅膏与树木共生,与树木的健康生长息息相关盔孢伞长在腐烂的木头上,而环柄菇则生长在土里。

   

  图2 含鹅膏环肽的蘑菇

  图片来源:中国科学院昆明植物研究所

致命毒素从何而来

  我们看到这些蘑菇生长环境不同长相也不太一样却都含有鹅膏环肽那么为何这些完全不同的蘑菇都能生产最致命的毒素?

  我国的科学家们找到了答案近日,中国科学院昆明植物研究所在鹅膏环肽毒素的合成机制及进化的研究中取得了重要进展。研究人员集齐了上述三类蘑菇并完成了测序,首次搭建了研究鹅膏环肽的完整平台。

  研究结果显示,虽然这些蘑菇差异较大,但都通过同一条相似的生产线(代谢途径)产生鹅膏毒肽,包括参与合成鹅膏环肽的基因都是高度相似的。

  目前已知的只有四种基因——MSDINPOPBP450-29FMO1MSDIN是毒素生产过程中的前体基因,POPBP450-29FMO1分别对前体基因进行加工和完善,形成最终的毒素。

  这三种蘑菇都具备合成最致命的α-鹅膏毒肽的能力。只是前体基因(MSDIN)的数目和种类差异极大。在鹅膏中,前体基因丰富,能够合成成千上万不同的鹅膏环肽。

  而在盔孢伞中,仅含一种前体基因,对应的只能够产生一种毒素(α-鹅膏毒肽)。环柄菇的前体基因数目和种类则处于鹅膏和盔孢伞之间,大概含有10种前体基因。由此可以看出,鹅膏是合成毒素的最强王者。

  研究首次报道了两个新的基因(P450-29FMO1),这两个基因在毒素合成过程中发挥了关键作用,缺少这些基因,毒素的活性将下降1000倍以上,也就失去了毒性

  有趣的是,这种产毒的能力并不是他们与生俱来的,而是“借”来的。通过草船借箭(水平基因转移),另一个更古老的蘑菇祖先将这一产毒能力分别传递给了鹅膏、盔孢伞和环柄菇(图3)。

   

  图3 鹅膏、盔孢伞、环柄菇中环肽毒素合成基因分布及代谢途径进化示意图

  图片来源:中国科学院昆明植物研究所

怎样鉴别毒蘑菇

  毒蘑菇十分狡猾一不小心误食可能会引发生命危险所有有没有简便的方法可以鉴定含有这类毒素的蘑菇呢?

  大家最常用的方法是通过“长相”来判断蘑菇是否有毒这种方法简单却存在很高的风险,因为相似的可食蘑菇有很多。但如果借助实验室高级的设备,比如生物化学法、物理检测法、色谱检测法等复杂的方法普通人又难以操作。

  要想快速鉴定毒蘑菇也不是没可能这里为大家提供一个快速方便的测试方法——显色法,显色法主要通过磨碎蘑菇并将研磨液滴在报纸上,之后与浓盐酸反应生成蓝绿色反应物,这方法有个更为专业的名字叫做Meixner检测法。

  研究团队通过改良这种方法,研发出了鹅膏环肽检测试剂盒(图4),将检测时间缩短到3分钟,盐酸浓度也控制在安全范围内,并且可以在野外等各种条件进行操作。

   

  图4 鹅膏环肽剧毒蘑菇快速检测试剂盒

  图片来源:中国科学院昆明植物研究所

  试剂盒问世后,在各类医院和科研单位得到了应用,得到了一致的好评,为毒蘑菇中毒预防和治疗提供了便利。

  不过这方法虽然方便,但不建议广大吃货自行使用,出于安全考虑,我们还是要呼吁大家到正规市场购买野生菌,切勿随意采食蘑菇毕竟事关生命安全无小事可不要抱有侥幸心理哟

科普中国官方网站: https://www.kepuchina.cn/
关闭