摘要：生物分子学是一门从分子水平研究生物结构、功能进而阐明生命本质的学科。20世纪80年代以来，现代信息技术的广泛应用为生物分子学的发展提供了极大的帮助，并使得分子生物学技术在核酸、蛋白质等领域取得了突破性研究成果。食药用菌是近年来备受欢迎的一类保健、营养和药用食品，利用分子生物学技术可以对食药用菌遗传信息的调控、栽培环境的改良和产品质量检测提供技术支持，具有重要的应用价值。文章首先对食药用菌的发展前景进行了简单概述，随后以分子生物学技术为例，分别从核算、蛋白质两方面，就该技术在食药用菌中的应用展开了分析。
关键词：食药用菌；分子生物学技术；应用
1、食药用菌的发展前景
近年来绿色有机食品受到了消费者的青睐，食药用菌作为一种纯天然产品，不仅富含多种氨基酸和丰富的蛋白质，具有重要的营养价值，而且通过提取其中包含的一些药理成分，对于治疗现阶段的一些疑难疾病也有良好效果。根据国家中医药管理局公布的数据显示，截至2017年我国已批准的含药用菌108种，具有食用价值且具有一定栽培规模的食药用菌品种超过50种。仅2017年上半年，我国对外出口食药用菌28万吨，经济收入达到17亿美元。随着人们生活水平的不断提升以及保健理念的推广，食药用菌的应用价值也会得到进一步凸显，市场发展潜力巨大。借助于分子生物学技术可以为食药用菌的栽培改良、价值提升提供必要的技术支持，开展分子生物学技术在食药用菌中的应用研究也具有重要的实际应用价值。
2、分子生物学技术在食药用菌中的应用
2.1 核酸测序技术
核酸测序主要包括两方面的内容，其一是全基因组测序，可以从整体上对食药用菌的结构基因组学、生物信息学进行分析。由于食药用菌的种类复杂，加上核酸测序工作本身的工程量较大，现阶段全基因组测序和解析完成的食药用菌种类相对较少，以常见的灵芝、金针菇、草菇为主。 这几类食药用菌借助于全基因组测序的相关成果，可以在实验室环境下研制出脱毒菌种，避免了食药用菌人工栽培过程中出现病害或质量问题的概率，从而提高了栽培的经济效益。其二是转录组测序，主要是对食药用菌生长、发育相关基因的分析。转录是生物遗传信息从DNA转换到RNA的过程。转录组测序则是从食药用菌的基因功能和生物结构出发，对某一特定器官或是具体的某一性转进行研究，并获取该器官（性状）的转录序列。这样一来，研究人员就能够通过局部改良，使得食药用菌的某一特定性状得到优化。例如，草菇在人工栽培过程中，经常会出现菌盖弱小的现象，影响栽培收益。通过转录组测序，可以对菌盖进行性状改良，提高了草菇的价值。核酸测序作为研究食药用菌生长、发育和性状改良的一种重要技术，虽然在个别菌种上取得了较为成功的实验，但是由于食药用菌的种类较多，不同菌种的测序工作和研究机理存在较大差异，因此核酸测序无论是在实验研究还是实际应用上都有较大的发展空间。
2.2 基因工程
基因工程是以分子遗传学为理论基础，通过在生物体外构建DNA分子，并将其导入活性细胞以达到改变原有生物性状、获取新产品的一种技术。现阶段已经发现的菌种中，有很大一部分的性状和价值较为单一，例如有的菌种虽然药用价值较高，但是对生长环境要求苛刻，因此自然环境下产量极低。通过基因重组或基因转移等手段，可以在保证食药用菌原有优良形状不便的前提下，对特定性状的基因进行修改，从而使基因重组后的食药用菌能够按照人们的需求生长。近年来，国内外在基因工程的研究方面取得了较好的成绩，尤其是在食药用菌的实验栽培、基质研究等方面有重大突破。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当然，基因重组在完成优良性状整合的同时，人们对于转基因食品的安全性也存在疑虑，如何在保证食药用菌安全和提高栽培质量产量之间做到平衡，也成为食药用菌中应用基因工程需要考虑的问题。
2.3 DNA 分子标记技术
通过标记遗传基因中的某个DNA序列，可以直观的反映出该DNA序列对于生物生长产生的影响，并通过对同类生物的对比找出物种个体间的差异。DNA分子标记技术是现阶段食药用菌研究中应用较为成熟的技术之一。但是该技术的应用需要食药用菌满足以下几方面的特性：（1）食药用菌的样本数量必须足够多，以便于能够进行不同样本种类之间性状的对比；（2）除了被标记的DNA分子外，其他分子均要求分布于整个基因组中，尽量减少DNA分子标记对生物原有性状的干扰影响；（3）所选食药用菌的基因中必须有等位基因。在以往的食药用菌基因定位研究中，通常采用常规标记（形态标记、生理标记等）的形式构建遗传图谱，这种操作方法虽然也能够为食药用菌的分子研究提供帮助，但是研究工作量较大，且图谱的分辨率也不高。DNA分子标记则具有明显的应用优势，例如可以提供高分辨率、高密度的遗传图谱，便于技术人员进行大片段基因序列的研究。另外，借助于现代分子生物学理论和信息化处理技术，DNA分子标记不仅在食药用菌的遗传研究中有广泛应用，而且为基因定位和辅助栽培等工作也提供了必要的技术支持。
2.4 蛋白质组学
采用大规模、高通量、高灵敏度的技术手段，研究基因组在不同时间与空间所表达的所有蛋白质的表达谱和功能谱，揭示生命活动的本质。主要的研究方法包括：双向电泳、多维色谱法、荧光差异凝胶电泳技术和定量蛋白质组学方法中的ICAT等方法。定量蛋白质组学中SILAC拥有最高定量精确度的美名，但是还没有在食药用菌研究中的应用报道。目前，蛋白组学研究主要应用于牛肝菌、虎奶菇、真姬菇、白玉菇、草菇、双胞蘑菇、香菇、绣球菌、猴头菇、平菇等。从实际应用效果上看，蛋白质组织在食药用菌领域的应用还具有一定的局限性，与动物、植物等领域的应用深入相比差距较大。近年来，一些新型设备和技术的应用，在一定程度上推动了蛋白质组学的发展，例如经过技术改良后的质谱仪可以更加标准的分析食药用菌的基因组序列，并对蛋白质组学进行解析等，都为食药用菌蛋白质的研究提供了技术支持。
2.5 蛋白质相互作用
蛋白质与蛋白质之间相互作用构成了细胞生化反应网络的一个主要组成部分，蛋白质之间的互作网络与转录调控网络对调控细胞及其信号传导有重要意义。常用的研究方法有：酵母双杂交、噬菌体展示技术、等离子共振技术、荧光能量转移技术、抗体与蛋白质阵列技术、免疫共沉淀技术和pull-down技术等。在模式物种粗糙脉孢霉中已有很多蛋白互作的研究、灰盖鬼伞菌中也有报道，但在其他的食药用菌中却少有研究，相信随着食药用菌行业的发展，互作蛋白的研究也将更加深入、广泛。另外，食药用菌蛋白的研究还包括酶的研究，主要集中在漆酶、纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶等。为了提高基质的利用率，可以将分解纤维素、木质素等的相关酶的基因转入大肠杆菌（或酵母）中，让其表达相应的酶，然后再将这些酶加到食药用菌的培养料里面， 或者直接将这些菌培养在培养料中。 但其可行性还有待进一步的验证。
结语：利用现代分子生物学技术，从微观层面上对食药用菌的性状、遗传信息等方面进行优化，使得食药用菌的价值得到了丰富。
参考文献：
[1]杨驰，林衍铨，马璐. 分子生物学技术在食药用菌研究中的应用[J]. 中国农学通报，2016(35)：35-39,.
[2]董彩虹, 刘奇正, 张娇娇. 近十年中国重要食药用菌研究进展[J]. 微生物学杂志, 2017(04).
论文作者:应小川,
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第09期
论文发表时间:2019/7/23
标签：技术论文; 蛋白质论文; 分子生物学论文; 性状论文; 基因论文; 分子论文; 标记论文; 《城镇建设》2019年第09期论文;