蝉花是我国重要药用真菌,但长期以来其名称特别是学名的使用一直混乱。本文从古代医药典籍记载确认,“蝉花”是历史最久、使用最广的中名,对于其他中名具有优先权。其学名Isaria cicadae系Miquel(1838)根据巴西标本命名,但模式标本已失,原描述文字及插图均极其简单,与蝉花形态差异较大。其有性型迄今未发现,曾先后被认为是小蝉草Ophiocordyceps sobolifera和大蝉草Tolypocladium dujiaolongae (=Cordyceps cicadae Shing)。本文根据文献考证澄清了国内外关于小蝉草和大蝉草的误用,分析了长期以来大量日本文献中的命名混乱对我国认知蝉花的影响,并质疑I. cicadae在中国及其他地区的分布,提出它是一复合种,因此蝉花的分类地位及学名需要进一步研究。
基于共生概念的历史变化,目前人们普遍接受了广义共生概念。即共生是包含互利共生(mutualism)、偏利共生(commensalism)和拮抗/寄生(antagonism/parasitism)的共生连续体。本文简述了近20年间,全球9次国际共生学术大会取得的重要成果,对细胞内共生、时间、空间以及多种互作尺度共生关系的研究利用进展进行了评述。同时展望了一些活跃共生领域的研究概况,如共生失调 (dysbiosis)、植物-微生物-昆虫三角共生关系(plant-microbe-insect triangle)、细菌-真菌互作(bacterial- fungal interaction,BFI)、菌根菌-真菌内生细菌-植物多方共生联盟(multipartite symbiosis consortium)以及与共生相关微生物组的集合群落(metacommunity)研究及应用等。共生(symbiosis)正成为当代生物学的核心原则,正以一种与更宏大系统方法相一致的概念,从根本上改变了传统上的一些生物学概念,如孤立性的个体(individuality)概念。基因组测序和高通量RNA技术分析揭示,动、植物与共生微生物的重要互作,打破了迄今为止生物个体的特征边界,挑战了这些学科的定义;共生不仅是一对一的互利共生关系,共生实际是多种共生模式的连续共生体。此外,植物-昆虫-微生物互作的三角关系;菌根-真菌-真菌内生细菌-植物的多方联盟等新关系的发现,更把生命科学推向了快速发展的方向。这些科学进展不仅对生物科学的遗传学、免疫学、进化、发育、解剖学和生理学的研究至关重要,拓宽了新的视野,而且对农业中生物制剂研发,人类微生物组的管理及调控,以及对发酵食品及工业微生物生产的设计和管理将产生积极影响。
鼻面及鼻眶脑真菌病(rhinofacial and rhino-orbital-cerebral mycosis,ROCM)是一种病死率高的暴发性真菌感染疾病,主要由毛霉目、虫霉目、蛙粪霉目真菌引起。曲霉属真菌多引起真菌性鼻窦炎,如果侵入邻近的鼻、面、眼眶组织,真菌可能会延伸到颅底和/或神经系统,从而危及生命。由于该类感染早期临床表现缺乏特异性,误诊率可能较高;此外,对曲霉的有效抗真菌治疗与其他真菌的抗真菌治疗有很大的不同。本文对PubMed和中文文献数据库的相关文献进行了系统的Meta分析,全面总结了引起ROCM的相关曲霉菌种类、分布、危险因素、临床表现、诊断和治疗。
我国间座壳属真菌种类繁多,但对其分类研究滞后。通过对云南省间座壳属标本采集,基于形态学和核糖体内部转录间隔区、β微管蛋白基因、翻译延伸因子基因、钙调蛋白基因和组蛋白基因的DNA序列数据比较进行物种鉴定,描述了分别采集自八角黄皮和可可患病叶片上的间座壳属2个新种——八角黄皮间座壳和可可间座壳,并讨论了其与间座壳属物种的形态和系统发育关系。
本研究针对广东地区真菌性外耳道炎患者,采集健康对照组以及患病组外耳道分泌物,提取其总DNA,分析其微生物群落结构、多样性变化以及真菌与细菌之间的相关关系。结果显示,对于细菌而言,致病细菌不仅存在于患病组耳道,也存在于健康人群的耳道当中;对于真菌而言,虽然健康组也检出了真菌,但与细菌不同的是,患病组与健康组的真菌群落差异显著。健康组耳道真菌以担子菌门Basidiomycota为主,该类真菌并不是真菌性外耳道炎的致病菌,而在患病组中,子囊菌门Ascomycota的曲霉属Aspergillus占据绝对优势地位。曲霉是重要的致病菌,在10个患病组样本中,8个样本的曲霉属占比超过90%。此外,真菌与细菌之间,仅有极少数菌种的丰度变化存在正相关关系,多数细菌与真菌的丰度变化并不相关,这意味着在耳道环境中,真菌与细菌群落变化的依存关系不明显。总的来说,健康人群与患病人群的耳道环境均存在致病菌,致病菌的存在并不必然导致耳道炎症的发生,菌群变化只是炎症产生的前提。而曲霉在耳道的大量繁殖是真菌性外耳道炎发病的重要原因,维持一种不利于该菌繁殖的耳道环境,可能是预防真菌性外耳道炎发病的有效措施。
在山东青岛新发现一种蓝莓根腐病害,症状最初出现在根部,病根腐烂坏死,根状茎维管束和皮层变黑,导致根数量减少,叶片变黄、变红,植株生长不良,严重时叶片全部脱落,植株死亡。通过组织分离法和菌丝段分离法获得纯化菌株HMQAU 180018,经柯赫氏法则验证,综合形态学特征及ITS区和cox I基因序列分析,菌株HMQAU 180018被鉴定为畸雌腐霉Pythium irregulare。这是国内首次描述畸雌腐霉引起蓝莓根腐病的报道。
虎杖象甲培植共生真菌形成的共生体系是植菌昆虫菌业中的典型代表。共生真菌Penicillium herquei如何向虎杖象甲Euops chinensis提供营养尚未明确。本研究发现共生真菌P. herquei的菌丝表面存在大量瘤状凸起物及由凸起物衍生的附属丝等特化结构,该结构可能为虎杖象甲提供营养;对共生真菌的营养研究表明,共生真菌能高效利用山梨醇、蔗糖、海藻糖、葡萄糖等单糖或双糖,以及酪氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺等昆虫非必须氨基酸,同时在高碳和最适碳源条件下有利于菌丝特化附属物的产生。研究结果不仅提供了植菌卷叶象甲菌业中共生真菌在营养方面的适应性进化证据,而且为进一步揭示共生真菌适应卷叶象甲的营养机制奠定了基础。
由链格孢侵染引起的苹果霉心病是一种普遍发生的苹果果实病害。该病菌从侵染到发病的周期较长,对其侵染规律较难开展研究,若借助荧光标记则有望有效解决这些问题。本研究基于PEG介导的菌丝体原生质体转化,将带有GFP基因的外源DNA随机插入链格孢菌基因组中,共获得150个转化子。选取菌落形态、生长速率、致病力均未受影响的转化子NC-1,在田间盛花期接种苹果花组织。48h后花瓣、花柱、花药和花丝发生褐变,出现水渍状病斑,4d后发病严重的花干枯脱落,20d后感病幼果霉变脱落,发病部位菌丝体在荧光显微镜下呈现明显的绿色荧光。试验结果表明,作者成功构建了PEG介导的链格孢菌丝体原生质体遗传转化体系,且获得的链格孢荧光菌株NC-1可用于田间侵染规律的研究。
少根根霉在自然界分布广泛,是重要的食品发酵菌,又是著名的机会致病菌,在形态和生化上多样性丰富,包括原变种、德氏变种和东京变种等3个分类学变种,原型、德氏型、东京型和鲁氏型等4个形态型,以及乳酸组和富马苹果酸组等2个生化组。DNA分子多样性更为丰富。但这些多样性之间缺乏系统的关联研究。本研究选择能代表以上多样性的67个菌株,通过全基因组重测序提取ITS、IGS rDNA和SNP多态性位点进行分子系统发育和群体结构分析,结果将少根根霉分为4个主要的系统发育分支,分支1和2是姐妹群关系,共同构成德氏变种,另外两个分支分别对应东京变种和原变种。鲁氏形态型多系,源自原变种和德氏变种。群体结构分析表明在少根根霉物种内,德氏变种首先分歧出来,然后东京变种和原变种发生分化,最后3个变种分化出各自的亚群;这些亚群表明少根根霉物种正沿着8个相互杂交的分子群体进行演化。本研究首次利用基因组范围的信息支持所有的生态群、分类学变种、形态型、生化组和系统发育分支仍然属于同一个物种,物种分化尚未完成,同时实现了对少根根霉多个DNA分子群体的解析并推导出其演化规律。
为了更清楚地了解斑玉蕈菌丝成熟、原基形成和子实体发育的过程,本研究对不同菌丝培养时期的栽培瓶进行出菇实验,并对其不同培养时期和生长发育关键时期的信息素通路基因进行差异表达分析,以期揭示信息素信号通路基因参与调节斑玉蕈菌丝的生长、子实体形成和发育的作用。研究结果表明:斑玉蕈菌丝培养40-80d过程中,子实体产量呈上升的趋势,说明菌丝的成熟程度对产量会产生重要影响。对斑玉蕈基因组中的信息素信号通路基因进行分析鉴定共获得了8个关键基因。信息素通路基因差异表达分析表明:在菌丝培养40-80d过程中,大部分信息素信号通路基因在第60天时表达量最高,其中ste20、cdc24和ste12上调了4-20倍,而在第80天出现下降。从菌丝恢复到扭结形成原基和子实体发育的过程中,大多数基因在原基时期表达量最高,其中ste20、cdc24、ste11和ste12表达量上调最为显著,在子实体成熟期这些基因表达量下降。因此,这说明在菌丝营养生长过程中,在第60天菌丝细胞增殖生长最为旺盛,而在第80天菌丝细胞基本停止生长,菌丝也逐渐达到成熟。同时,在菌丝生殖生长过程中,斑玉蕈持续地上调信息素通路基因表达使菌丝细胞不断地分裂增殖,从而使新生的菌丝扭结形成原基,其中ste3、ste20、cdc24、ste11和ste12基因可能对斑玉蕈菌丝细胞的分裂增殖和诱导子实体形成起到关键的作用。
由甘蔗鞭孢堆黑粉菌Sporisorium scitamineum引起的甘蔗黑穗病是甘蔗生产的主要病害,严重影响了甘蔗的产量和品质,然而其分子致病机制报道很少,极大地影响了有效防控技术的开发。为了提高该病菌基因功能的研究效率,本研究以甘蔗鞭孢堆黑粉菌有性配合两个关键基因SsGPA3和SsPRF1为目标,建立了基于DNA双片段的甘蔗鞭孢堆黑粉菌原生质体转化基因敲除技术体系。结果表明甘蔗鞭孢堆黑粉菌单倍体细胞生长期在OD600约为0.7,28℃下10mg/mL细胞壁裂解酶作用30min获得的原生质体产率最高,再生率最优;使用线性DNA双片段转化获得阳性转化子的成功率达90%以上,显著高于线性DNA单片段和质粒。本方法的建立将极大地提高甘蔗鞭孢堆黑粉菌的基因敲除效率,同时也为其他真菌的基因敲除提供借鉴。
柞蚕蛹虫草中含有虫草素、腺苷、多糖等多种活性成分,具有提高免疫力、抗疲劳、保护心脑血管、抗癌等方面的作用,是冬虫夏草的良好替代品。以柞蚕蛹虫草的继代培育为基础,分别检测蛹虫草菌在不同传代次数时柞蚕蛹虫草子实体生长状态、蛹虫草中腺苷、虫草素、虫草多糖含量及蛹虫草菌菌丝、分生孢子中活性氧的分布。第1代蛹虫草菌接种后柞蚕蛹出现腐烂现象;第2、3代培育的子实体生长量、腺苷及虫草素含量均较高;第4代子实体生长量、腺苷及虫草素含量均出现大幅下降的现象。柞蚕蛹虫草中虫草多糖含量在传代过程中也逐渐降低,但降低幅度较腺苷和虫草素缓慢。第2代培育的柞蚕蛹虫草子实体生长状态优于第3代,故第2代蛹虫草菌更适合应用于批量生产。蛹虫草菌退化后含有活性氧的分生孢子比例增大,这可能是发生退化的表象之一。
香菇多糖是重要的生物活性成分,其药用价值高,茉莉酸甲酯有助于提高食用菌多糖含量,但关于其对香菇多糖合成的影响尚不清楚。本研究以香菇新808为实验材料,对不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)诱导下香菇菌丝生物量和生长速率、香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量、香菇多糖含量进行比较分析。结果表明:10μmol/L的茉莉酸甲酯可显著促进香菇菌丝生长并提高菌丝体生物量,分别是对照的1.14倍、1.2倍;与香菇多糖代谢相关的UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)、葡萄糖磷酸异构酶(PGI)、α-葡萄糖磷酸变位酶(α-PGM)活性增加,为对照组的1.58、1.13、3.21倍;其基因相对表达量较对照组也显著上调,为对照组的5.73、1.4、1.77倍;香菇多糖合成量显著增加,为对照组1.58倍。10μmol/L的MeJA处理后,香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量与多糖含量间存在显著的正相关关系,表明添加适宜浓度的茉莉酸甲酯会影响香菇菌丝的生长及多糖合成。
利用响应面法对蛹虫草诱变菌株CSYB-2菌丝体多糖的制备工艺进行优化,结果显示在壳聚糖用量1.4mL/g、絮凝温度55℃、絮凝时间70min条件下,多糖保留率为(82.05±0.21)%。在壳聚糖絮凝诱变菌株CSYB-2菌丝体多糖浸提液的絮凝工艺基础上,通过构建壳聚糖失活动力学模型,探究絮凝剂(壳聚糖)在絮凝过程中的动力学规律和失活机理。结果表明壳聚糖的失活动力学符合一级反应的失活动力学方程,在考察溶液澄清率(絮凝率)在不同时间、温度下变化规律的基础上推算出失活速率常数、活化能等动力学函数值,为研究絮凝作用中絮凝剂失活的机理提供理论支持。
本研究旨在探讨奶油栓孔菌子实体多糖(TLFPS)的化学性质和酒精性肝损伤的保护作用。首先用水提醇沉法提取得到多糖,通过化学组成分析、紫外吸收光谱法、傅里叶红外光谱法和刚果红染色法对多糖结构进行初步表征,以DPPH、ABTS、超氧阴离子自由基的清除能力和铁离子还原能力为指标评价了多糖体外抗氧化能力,在小鼠急性肝损伤之前连续灌喂多糖8d,比较各组小鼠血清和肝的相关生化指标以及组织病理切片来确定多糖对酒精性肝损伤小鼠的保护作用。结果显示:多糖具有β-吡喃糖环结构,含有较高含量的糖醛酸和硫酸根基团,空间构型不具备三股螺旋结构。在体外抗氧化活性方面,多糖对DPPH、ABTS和超氧阴离子自由基均有良好的清除活性,铁离子还原能力也呈良好的剂量依赖性。在小鼠保肝实验中,与模型组相比,多糖能够显著延长小鼠的醉酒时间和缩短醒酒时间,降低了酒精性肝损伤小鼠的肝指数,并且显著降低血清中谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)和肝脏中丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量,同时明显提高了肝脏中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性。结果证实奶油栓孔菌子实体多糖具有良好的抗氧化能力,可以减轻由酒精引起的急性肝细胞损伤,而且对机体的毒害作用很小。肝组织病理切片也进一步证实了奶油栓孔菌多糖的保肝活性。研究结果不仅丰富了奶油栓孔菌的药用价值,而且对多糖在功能食品领域的应用提供了药效基础。
桑黄孔菌属Sanghuangporus 是一类具有重要药用价值的大型真菌,目前被国际公认为抗肿瘤效果最好的真菌之一。本研究以桑黄孔菌属中的杨树桑黄Sanghuangporus vaninii、鲍姆桑黄S. baumii为研究对象,通过测定代料栽培原基形成后第30、45、60、75、90天子实体多糖、三萜、总黄酮、总酚含量和抗氧化活性(ABTS和FRAP),探究采收期对桑黄子实体活性成分含量和抗氧化活性的影响。结果表明,除杨树桑黄三萜含量外,采收期对上述6个指标均产生了极显著的影响。在多糖含量上,鲍姆桑黄在原基形成后75d时急剧升至最大,在原基形成后90d时有所下降;而杨树桑黄在原基形成后45、60、75d均维持较高水平。在三萜含量上,鲍姆桑黄在原基形成后30d时即达最大值,此后缓慢下降,而杨树桑黄则不同采收期差异不显著。关于总黄酮含量、总酚含量和抗氧化活性(ABTS、FRAP),鲍姆桑黄和杨树桑黄均在原基形成后30、45、60d维持较高水平,在原基形成后75、90d急剧下降。相关性分析结果表明,总黄酮含量、总酚含量、抗氧化活性(ABTS、FRAP)两两极显著正相关。鲍姆桑黄多糖含量与其上述4指标呈显著或极显著负相关,与三萜相关不显著。杨树桑黄多糖含量与其上述4指标相关不显著,与三萜含量呈显著负相关。主成分分析与聚类分析结果一致,表现为原基形成后30、45、60d的子实体聚为一类,原基形成后75、90d的子实体聚为另一类。适时采收,有利于桑黄活性成分含量和抗氧化活性的提升。研究结果为桑黄代料栽培适时采收、质量控制、药材质量综合评价提供了科学参考。
‘川猴菇2号’是从黑龙江海林市采集到的野生猴头菌子实体(HT015),通过驯化系统选育而成的新品种。成熟新鲜子实体单体近椭圆形,乳白色,重量120-150g;菌丝生长最适温度18-22℃,出菇适宜温度12-20℃;生育期50-55d;生物学效率达83%。适宜四川省凉山彝族自治州及其相似生态区栽培。
‘昊阳黄背1号’是黄背木耳新品种,适宜工厂化液体菌种扩繁和农法固体菌种生产。该品种是从上海引进的SH0072号菌株,经组织分离纯化、系统选育而成。成熟新鲜子实体为单片簇生型,有明显耳基,耳片有明显荷叶边;鲜耳子实体背面和腹面灰褐色,背面有短绒毛。菌丝生长适宜温度16-25℃,出耳适宜温度15-32℃;原基分化至第一潮耳采摘41-55d,一般可采3潮耳,出耳转化率达20.6%;抗毛木耳柱霉。适宜四川省成都市、德阳市和简阳市等地及相似生态区棚栽,冬季制袋,春夏季出耳。
糙皮侧耳‘驻研1号’通过单孢杂交育种选育而获得的优良菌株,中低温型品种,子实体叠生,菌盖扇形,颜色受温度影响,低温下呈深黑色,高温下呈深灰色。菌柄长约5cm,直径1.5cm,六七成熟时菌盖直径5-6cm,厚1cm左右。出菇整齐,菇质韧性强,商品性状好,氨基酸总含量198.1g/kg,蛋白质含量260g/kg。生产周期45-50d,生物学效率高达89.7%,适宜河南地区秋冬季栽培。
肺形侧耳Pleurotus pulmonarius‘申秀1号’品种以‘3108’菌株为亲本采用单孢自交育种技术选育,经ISSR鉴定表明与亲本相比具有自身特异性。经多年的示范栽培表明:‘申秀1号’具有产量高(505g/500g干料)、商品性好(一级商品菇比例90%以上)、栽培周期短(冷刺激后4-5d完成采收)、菌丝培养阶段不出菇、冷刺激后出芽整齐、抗逆性强等优良特性,能够满足肺形侧耳温控设施化栽培与常规栽培的高温反季节用种需求。
采用石蜡切片技术对白及Bletilla striata、黄花白及B. ochracea和小白及B. formosana的栽培种在生长期、花期、果期和休眠期的菌根解剖结构特征、菌根真菌入侵方式和菌丝特征等进行观察研究,以进一步了解菌根真菌与白及属植物的共生关系。结果表明,3种白及属植物的菌根真菌均是通过通道细胞侵入根皮层薄壁细胞,侵入后菌丝靠近皮层细胞的细胞核分布,最终在皮层细胞形成菌丝团;真菌侵染率和菌丝形态随着植物生长发育变化而变化,3种白及属植物均表现为花期和生长期的真菌侵染率较高,以丝状菌丝团为主,而果期和休眠期较低,以团块状菌丝团居多;同一时期不同植物类型的菌根特征无显著差异。
构树Broussonetia papyrifera为桑科重要的资源植物。为调查逆境构树内生真菌的多样性,我们对铅锌矿区构树根、茎、叶和果实各部位进行内生真菌分离鉴定,从中分离得到187株内生真菌,根据形态学与分子生物学方法鉴定为20属,其中链格孢属Alternaria(50.27%)、镰孢属Fusarium(11.76%)为优势属。不同培养基的内生真菌分离率结果表明,马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)分离出的菌株数最多,占总数的73.96%;构树不同部位的菌株分离数目显示,叶中分离出的菌株较多,占38.02%。在属的分类水平上,根、茎、叶、果实不同部位的真菌数量也存在明显差异。Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数分析结果提示不同样地的构树内生真菌的多样性也存在差异。Chao1指数和ACE指数也提示构树内生真菌丰富度与样地和组织有关。