台湾大学生化科技学系许瑞祥教授正是开启菇蕈类菌种分子监定新局面之关键人物，其灵芝与冬虫夏草之研究成果，带领国际菌种分子监定研究往前迈进一大步。藉由透视老师的研究经历，不仅可以一窥真菌界菇蕈类之研发进展，也道出未来产业发展须思考改善之处。

撰文／许嘉伊（台湾经济研究院生物科技产业研究中心专案经理）

◎本文原载於 2009 年 7 月《农业生技产业季刊》第18期「食品生技专辑」60～64页

 

由於菇蕈类本身属於高纤维、低热量食材，再加上富含多醣体具有保健功效之好处，菇蕈食品与药材持续受到市场青睐，除了生鲜菇蕈是常见的家常菜，以灵芝、冬虫夏草、巴西洋菇为题材之保健产品更是琳琅满目，产业竞争日趋白热化。

台湾曾有洋菇王国之美誉，气候条件也适合灵芝等药用真菌生长，目前人工栽培之菇蕈种类众多，具备发展菇蕈及其衍伸产业之利基。如何凭藉着固有之基础，再度创造台湾菇类王国之高峰，不仅有赖产业的技术与设备升级，也须要良好的产业管理机制，而菌种种源管理与开发即为菇蕈产业发展的根本议题。

「种源监定」这个名词对於现在投入农业生技研发的人来说已是耳熟能详，其对於学术与产业进展之重要性更是不言而喻。然而，在1970 年代左右，种源监定技术还限制於以型态差异为主的分类系统时，菇蕈类生长因受到环境影响可能造成外观上的差异而导致人为误判，小则影响研究成果，大则关系到食用安全。

台湾大学生化科技学系许瑞祥教授正是开启菇类菌种分子监定新局面之关键人物，其灵芝与冬虫夏草之研究成果，带领国际菌种分子监定研究往前迈进一大步。藉由透视老师的研究经历，不仅可以一窥真菌界菇蕈类之研发进展，也道出未来产业发展须思考改善之处。

 

种源监定的重要性不言而喻，请老师分享当初建置此核心技术之经验？

引发我钻研菌种监定的原因并非它是热门题材，而是在研究过程中观察到其必要性。虽然目前菌种监定需求的观念已经普遍被接受，然而在 1970 年代相关的技术仍然有限，亦尚未被重视。1978 年我以大二学生身份进入王西华教授的实验室学习，从此踏入食用菇蕈类的研究领域。王西华教授在菇类研究享有盛名，当时洋菇为台湾重要的出口产业，每年外销超过一亿美元，而王教授专研的洋菇与灵芝研究也为产业发展奠定基础。

在菇类研究的殿堂里，我挑选国内少有探讨，但具有开发潜力的物种──冬虫夏草属真菌作为硕士论文题材，进行菌种采集、形态分类，研究此属真菌感染昆虫的机制，为日後研究生涯建立扎实的基本功夫。然而，由於台湾没有真正的冬虫夏草（Cordyceps sinensis）菌种，只能采集到其同属的近亲，在材料限制的情况下，博士班的研究方向便转而专攻灵芝。

俗话说，「师父领进门，修行在个人」。决定深入研究灵芝是因为观察到大家口中所说的「灵芝」可能不只一种，而且存在很大的差异，这让我觉得灵芝分类出现问题，必须进行系统化分析加以厘清。当时普遍认为台湾栽培的灵芝只有一种，不同农场的灵芝，即使外形不同，农民却认为都是一样的灵芝。不仅如此，连学术期刊发表的科学文献只要是研究灵芝，也只出现一种学名，就是 Ganoderma lucidum。

然而，有的研究宣称灵芝有降血压功效，其他团队却认为具有升血压功效，学名误用问题已造成学术界平台无法沟通，而研究材料身份不明的窘境不但影响研究成果的再现性，甚至连正确性都受到质疑。由此可见，学术界需要更精确的菌种分类技术以厘清研发标的身份。

此外，对农场与公司而言，也必须应用监定技术进行菌种与产品原料的确认，才可掌控品质，提供消费者稳定的使用效果。因此，1984 年我开始博士论文的研究时，便决定进行菌种监定，不仅从形态观察、交配试验等常用的方式判断灵芝种类，还导入当时先进的生化指标技术，使用同功酶（isozyme）电泳图谱进行菌株分类，证实台湾普遍栽培种植的赤芝分为两种，即灵芝（Ganoderma lucidum）与松杉灵芝（Ganoderma tsugae）。

随着分子生物进展，真菌亲源监定技术也更上一层楼。聚合酶连锁反应（polymerase chain reaction, PCR）技术自 1984 年问世後逐渐被应用於生物品系分类，由於真菌菌丝含有大量的多醣体，不易萃取足够的去氧核醣核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）以供分析，因此，实验室自1993 年便引进PCR 工具，发展出一系列的基因扩增与辨认方法，建立客观的灵芝分子生物监定系统。

依据分类的层级，分析核醣体基因（ribosomal DNA, rDNA）序列可以辨别不同「属」的真菌；分析rDNA中的内转录区间（internal transcribed spacer, ITS）则可监别「种」的层次；同种间不同「品种」的菌株，则可利用逢机增幅多态型聚合酶连锁反应（random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction, RAPD-PCR）所建立之菌株基因图谱进行分析。也就是说，此分子生物监定的方法可以分辨同种不同品种的灵芝，并满足工业生产与专利申请时所要求的精确度。

 

除了灵芝外，您的研究团队也深入研究冬虫夏草、巴西洋菇等高经济价值的食药用真菌类，请老师谈谈相关的研究发现？

本实验室建构完成之灵芝属菌种监定用之分子生物学指标，已登录於欧洲分子生物实验室（European Molecular Biology Laboratory, EMBL）等基因资料库中，自 1995 年起即广泛被各界查询引证。经由灵芝研究累积之技术，包括形态分类、交配试验、生化指标与分子生物学分析等，逐渐堆砌出实验室之核心能力。而我们也陆续建立冬虫夏草、巴西洋菇、牛樟菇、白灵菇等菌种监定用的分子生物学指标，并针对鸿喜菇、杏鲍菇进行种源分类监定之研究。

在冬虫夏草（Cordyceps sinensis）的研究方面，由於人工栽培技术至今仍无法培养出子实体，只能培养菌丝体，造成冬虫夏草监定上的困难。即便是冬虫夏草的产地- 中国，也是经历多年的努力才确认真正的冬虫夏草菌种。中国於 1970 年代末期执行的国家星火计画，从不同产地感染蝙蝠蛾（Hepialus armoricanus）的冬虫夏草子座与菌核上分离获得的冬虫夏草无性世代菌株学名多达十几种，却无法确认真正的虫草菌种为何。

为了解决此问题，实验室团队前後花费十几年时间，多次探访中国蒐集标本，并设计实验方法筛选冬虫夏草菌种。结果发现不同产地、不同时期的冬虫夏草样品18s 核醣体基因相当稳定，为了排除机会感染菌种，我们将菌核分离到的菌种与子座进行 rDNA 比对，成功监别出真正的冬虫夏草无性世代菌种为中国被毛孢（Hirsutella sinensis），而且监别用的基因序列已获得美国、中国及台湾专利。

不仅如此，近年来我们已经找到一段可用来进行冬虫夏草菌种定量的基因序列，目前认为该基因有可能为单套（one copy），因此可以利用即时定量（real time）PCR 进行冬虫夏草相关商品之菌种监定与菌体定量。

 

菌种监定技术除提供学术界分类依据外，对於产业应用潜力为何？

拜 PCR 技术所赐，使原本需要大量样品才得以进行的物种监定，进阶为仅需微量检体就足以完成的技术。不仅有利於学术界厘清天然物的学名，甚至标本馆中的标本也能重新验明正身，提供更可靠的分类依据。值得高兴的是，创新的科技不仅为学术研究带来进展，亦会对产业发展造成冲击。

在商业应用上，微量样品检验技术除了提高业者执行菌种确认之意愿外，就保健食品检验的角度而言，已可达到用一颗胶囊来验证产品内容物之技术程度，为主管机关提供可行的商品监测方式，若落实至管理验证体系，将有利於产业升级。

 

请老师多谈谈对菇蕈类保健食品产业发展之看法？

要作为保健食品的材料，应思考无毒性、可长期食用、具功效等性质。尤其无毒性为首要考量，必须排除慢性中毒的可能性。古籍记载灵芝有补肝气、益心气的效果，冬虫夏草则可滋肺补肾，而且两者皆累积几百年的食用经验，显示这些食材具有相当程度的食用安全性，现在已广泛作为食补及药补材料。然而，为了刺激市场买气，保健食品业者难免希望透过开发新题材创造营收，若缺乏长期食用经验之佐证，则可能有食用安全之疑虑，必须审慎评估。

此外，产品表里一致也相当重要，消费者一定不希望买标示 A 的产品，内容物却是 B。姑且不论 B 是否具有 A 的功效，若食用 B 却得到不良的效果，不仅无益反而有害。如果业者只是进口原料，只在包装行销上下功夫，却忽略种原监定与功效确认的基本功夫，一旦消费者使用效果不佳，其影响不仅止於对该品牌产品失望，还会使其对市面上所有的产品都失去信心。

例如消费者购买某牌的灵芝产品後发现品质不好，口耳相传的内容极可能是「灵芝没有效」，而不是「某牌的灵芝产品没有效」。也就是说，只要有劣质产品在市面上流通，就可能造成负面影响，拖累整体产业发展。理想的厂商需要掌握自己的菌种，进行功效确认，甚至确认有效成分等来确保产品品质，而非一味强调功效，却忽略了品质的把关动作。

台湾的「健康食品」为法律名词，已建立明确的管理模式，但坊间保健食品相对成为模糊地带，可能出现不肖业者挂羊头卖狗肉的现象，甚至还不自知。目前学术界在技术上已有从微量样品检验菌种的能力，管理当局应设立规范推动产业品质升级。

总而言之，产业的健全发展应达到：（1）生产符合规范，也就是要在菌种、成分、与品质确认的前提下方可进行大量生产；（2）教育消费者正确的产品知识；（3）建立有效的管理体系，妥善运用现有的监定技术，对市售产品进行监控，并制定管理规范，提供业者遵循，保障消费者权益。如此，正视产品市场的基本要素，管控源头的品质，将有助於产业可以往下扎根蓬勃发展。

 

以您多年的研发经验观察，请分享对台湾农业生技产业发展之建议？

台湾农业生技具有发展为领导地位之潜力，应重视已具体创造产值的农产品，例如善用花卉、蔬菜、鱼种之多样性，运用生物技术提升产品附加价值、建立品质管理制度。以菇蕈类为例，灵芝不当药用的价值比药物高，因为在预防胜於治疗的概念下，食补是平时就要补充，增强身体机能，不是生病才食用。加上目前药物无法治疗所有疾病，所以功能性补充食品仍有很大的发展空间，应透过良好的管理制度辅导发展。

上述已经提到保健食品等农业次级产品开发应重视原料的种源管理，不仅如此，农业初级产品也应纳入此品管概念。於国际贸易频繁的今日，在台湾可以容易买到各国进口的商品，菇蕈类也是一样。基於消费者对於各个产地的认同度不同，对於商品的愿付价格也会有所差异。

例如台湾栽培的香菇成本每公斤约 700 元，而中国生产的香菇每公斤不到 300 元，如果不肖的商人将中国香菇以台湾生产的名义贩售，不但损害消费者权益，更会侵蚀台湾本土的香菇产业，导致产业萎缩。

故台湾应尽快落实产品或原料的产地标示制度，建立菇蕈类的品种注册制度，辅导栽培农场应用品种监定技术确立自己的菌种，建立标准作业流程，生产品质稳定且优良的产品。而菌种注册资料亦可用於因应农产品安全管理体系，一旦菇蕈产品出现污染疑虑，则可利用菌种监定方法，配合产销履历追踪该产品之生产农场，进行即时处理，降低民众恐慌的程度，将损失降至最低。

 

建构於良好的品种管理基础上，请老师谈谈菇蕈产业未来发展之展望？

台湾过去已累积相当丰富的菇类栽培经验，未来若能选择高经济价值的食药用菇如灵芝进行开发，则有利於产业的发展。而菇蕈类不仅是初级农产品，还可发展为保健食品与药品，甚至作为制造医药用途蛋白质的生物工厂。

然而，所有的发展应用都需从源头进行检视，监定工作可以说是学术与产业发展的基础，因为在挑选出正确、有功效的菌种後，进一步的研发才有意义，否则连材料都无法厘清，更无法期望有稳定且具再现性的成果。

在确定种源後，可以进入物种改良，或者延伸至功能性基因研究，例如超氧歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、免疫调节蛋白等；由菇蕈类开发之功能性基因还可移转至其他物种表现，或者以菇蕈类做为表现平台，放入功能性基因表现医药蛋白，即所谓的分子农场（biopharming）。

因为菇蕈栽培过程现已可完全工厂化，辅以电脑化、自动化方式控管，将可精确预估产量。建议可以将栽培农场的硬体设备以模组化方式生产，加以推广辅导业者采用，使国内的生产技术升级。而每个农场掌握的菌种就如同此模组的软体一样，各自拥有核心技术，创造良性的竞争模式。

此外，由於可以在工厂化的密闭式空间栽培，使菇蕈产品可完全与外界环境隔离，避免冲击环境生态安全之疑虑，加上本身不存在人畜共通传染病问题，未来除提供优良品质的食药用菇蕈来源外，也将有利於应用在菇蕈类分子农场的发展，为台湾农业生技产业开创崭新格局。

 

采访後记

於采访过程中，许瑞祥教授也提出其做研究的观点与大家共勉之，「若将研究当职业，则研究会越做越小，若把研究当志业，在使命感与兴趣的驱动下，研究内容也会日益丰富」。由此可感受到许教授对於研究的投入与热情，而其成就之影响力也印证了他的信念。

对所有产业成员而言，不仅止於学术研究，若能在商业经营与产业推动方面，秉持相同的信念，以提供优质商品为志业，则将能活络市场经济，还可为国人的健康加分。

种源监定技术已经帮助学术研究重新建立秩序，对於产业应用之影响更是令人期待。然而目前国内栽培农场与业者尚未普遍将种源管理纳入生产流程，期望在科技进展的带动下，产业可以应用并享受科技带来的好处，结合生物技术建立产品差异化、导入优质农业形象，为菇蕈栽培产业注入更多可能性。