花岗岩基质野生牛肝菌(Boletus edulis)的元素吸收特征及Mg、Cu、Zn、Cd同位素分馏规律研究

本研究通过ICP-OES和MC-ICP-MS技术，揭示了牛肝菌从花岗岩基质中吸收微量元素的选择性特征及Mg、Cu、Zn、Cd同位素在土壤-蘑菇界面的分馏现象（Δ值-1.58‰至+0.72‰）。研究发现蘑菇优先吸收轻Mg同位素而重Cu/Zn/Cd同位素，且菌体内部分馏程度存在差异（Δ26Mg达0.8‰跨度），为理解真菌驱动的元素循环机制提供了同位素地球化学新视角。

　　

Highlight亮点发现

我们采用安捷伦5110 ICP-OES和ThermoFisher Neptune MC-ICP-MS研究了花岗岩基质-牛肝菌系统的元素分布及Mg、Cu、Zn、Cd同位素分馏。牛肝菌表现出精准的元素"按需摄取"特性，不受基质组成显著影响。在土壤-蘑菇界面观察到显著同位素分馏（Δ值范围：Mg为-1.58‰，Cd达+0.72‰）。有趣的是，蘑菇对轻Mg同位素表现出偏爱，却更青睐重Cu、Zn、Cd同位素。

Materials and methods材料方法

样品采自捷克Jizera山脉云杉林区（图1），该区域以花岗岩为基岩（Klomínsky, 2018）。蘑菇样本通过形态学鉴定，使用ICP-OES进行元素分析，MC-ICP-MS测定同位素组成。土壤可提取态组分通过0.01M CaCl₂溶液提取，所有数据均进行严格的质量控制。

Results研究结果

蘑菇干物质含量在8.5%-13.7%间波动，菌柄基部（85-100mm段）含量最低而菌盖表皮最高。元素分析显示：1）菌体顶端富集低迁移性元素Ca、Pb（可能源自大气沉降）；2）Cd、Cu等元素在土壤中易转化为可提取态；3）同位素分馏强度排序为Mg（Δ²⁶Mg=-0.45‰~+0.35‰）>Zn（Δ⁶⁶Zn=-0.33‰~+0.40‰）>Cu（Δ⁶⁵Cu=-0.14‰~-0.02‰）≈Cd（Δ¹¹⁴Cd=-0.09‰~+0.08‰）。

Discussion讨论

本研究揭示了蘑菇独特的"元素分馏工厂"特性：1）Mg/Zn分馏可能与菌体物理结构相关；2）无氧化还原参与的Cu分馏暗示了Cu⁺-S配位作用；3）微弱的Cd分馏暗示真菌可能存在特殊代谢途径。与蛇纹岩基质样本（Andronikov et al., 2023b）对比发现，基质类型不影响蘑菇对必需元素的选择性吸收模式，但显著改变重金属富集特征。

Conclusions结论

牛肝菌展现出精准的"元素需求调节器"功能：1）仅吸收维持健康所需的元素量；2）菌体内元素转运伴随显著同位素分馏；3）花岗岩与蛇纹岩基质样本对比为理解真菌元素循环提供了新维度。该研究为环境地球化学和食用菌安全评估提供了同位素示踪新方法。