微型生物结皮在干旱、半干旱荒漠地区广泛分布,对维持荒漠生态系统的稳定性具有重要作用。地衣结皮是微型生物结皮的重要组成部分及主要类型之一,在固沙、固碳和固氮能力方面独具优势。本文从区域尺度和局部尺度综述了国内外荒漠地衣分布、群落组成及其影响因素,从微尺度探讨了荒漠地衣在形成过程中可能相关的生物因子的作用与功能。虽已有研究发现气候类型、降水量、土壤理化性质、微地形和温度会对荒漠地衣生长型、种类、丰度及盖度产生影响,来自地衣体、地衣结皮和地衣结皮土壤中的生物因素与维持地衣正常生命活动及分布之间存在相关关系,但上述结论尚具有一定的局限性,主要表现在区域尺度仍缺乏专门对荒漠地衣的研究,微尺度缺乏对地衣相关生物功能的实验性探索及验证。上述局限在一定程度上限制了通过人工手段大规模应用荒漠地衣结皮的研究。本文基于国内外研究进展及存在问题,对荒漠地衣结皮应用进行了展望,以期为人工构建荒漠地衣结皮和干旱、半干旱荒漠治理及生态恢复提供新的思路和参考。
地衣是一种独特的菌藻共生体,能够在荒漠、高山、冻土等恶劣环境生存,具有特殊的生理结构和独特的生存环境。地衣及其内生真菌能够产生结构新颖、活性广泛的次级代谢产物,研究地衣及其内生真菌次级代谢产物对新型药用资源开发以及利用等方面都具有重要的意义。本文关注了近年来地衣及其内生真菌的次级代谢产物相关研究,并对其生物活性方面的研究成果进行综述。
通过形态学、解剖学、化学与分子系统学相结合的方法对中国星果衣属地衣型真菌进行研究,发现该属一新种即Astrothelium sinense和一中国新记录种A. macrocarpum。新种的主要特征为地衣体具有突起,子囊器除顶端呈黑色外边缘部分形成白色环状区域且地衣体和假子座均为UV+黄色,含有地衣黄等。分别与其相似种进行了比较和讨论。本研究为中国地衣志的编研提供了数据储备,并为我国地衣型真菌物种资源开发利用提供基础资料。
本研究对分离自星点梅衣属地衣Punctelia sp.的一株内生真菌蔡氏轮层炭壳菌Daldinia childiae进行大米固体发酵培养,乙酸乙酯萃取发酵产物,采用硅胶柱色谱法、重结晶等方法分离纯化次生代谢产物,结合核磁共振波谱与质谱技术对单体化合物进行结构解析,运用DPPH法测定化合物的自由基清除能力。结果分离得到8个化合物,分别鉴定为4-hydroxy-benzeneethanol（1）、4-methoxy-5-car- bomethoxy-6-pentyl-2H-pyran-2-one（2）、1-(2,6-dihydroxyphenyl)butan-1-one（3）、8-methoxy-1-naphthol（4）、1,8-dimethoxynaphthalene（5）、methyl 2-undecenoate-3-undecanoate-cyclohexyl-1,4-dienyl ester（6）、uracil（7）和acetic acid（8）,化合物1、6和8均首次从轮层炭壳菌属Daldinia中分离得到;化合物4在浓度为3mg/mL时具有较强的自由基清除活性,化合物3和5具有轻微的自由基清除能力。本研究为进一步挖掘轮层炭壳菌属的代谢产物奠定基础。
研究石耳属地衣Umbilicaria muehlenbergii多糖的提取工艺及其体外抗氧化、抗肿瘤能力。在单因素试验基础上,通过Box-Behnken design（BBD）和响应面分析法优化得出热水浸提法提取U. muehlenbergii多糖的最佳工艺条件。通过测定地衣多糖对1,1-二苯基-2-苦肼基自由基（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）、羟自由基、超氧阴离子和亚硝酸盐的清除率,对其体外抗氧化能力、抗肿瘤能力进行了评价。结果表明,U. muehlenbergii多糖提取最佳工艺参数为温度90℃,时间每次4.5h,液固比40:1,提取次数5次。在此工艺条件下,U. muehlenbergii多糖实际提取率为10.63%。同时,该多糖具有较好的抗氧化、抗肿瘤能力,是一种潜在的开发资源。
报道了中国甲衣属Parmeliella 6种,其中小裂片甲衣P. appalachensis、喜马拉雅甲衣P. himalayana、刻边甲衣P. pannosa和甲衣P. thriptophylla 4个种为中国新记录。给出了这6个种的分类学特征、分布和检索表,以及4个中国新记录种的图片。
报道了中国鳞叶衣属Pannaria的11个种,其中包括6个中国新记录种：安第斯鳞叶衣P. andina、粒芽鳞叶衣P. elatior、多育鳞叶衣P. prolificans、多枝鳞叶衣P. ramulosa、灰棕鳞叶衣P. subfusca和密芽鳞叶衣P. tavaresii。本文对11个种的形态特征进行了描述和讨论,并提供了中国新记录种图片和中国鳞叶衣属物种检索表。
报道了中国污核衣科Porinaceae污核衣属Porina地衣的4个新记录种,分别是小溪污核衣P. fluminea、黄褐污核衣P. fulvella、四室污核衣P. tetramera和萨氏污核衣P. thaxteri。提供了各种的形态描述、形态及解剖照片。研究标本采自山东、贵州、广东及海南等地,保存于中国科学院菌物标本馆（HMAS）和山东师范大学植物标本馆（SDNU）。
本研究运用组织分离法对采自贵州省都匀市斗篷山景区的地衣进行内生真菌分离,乙酸乙酯萃取菌株液体发酵物,通过打孔法筛选地衣内生真菌提取物并对9株临床致病菌株及耐药菌株进行抑菌活性实验。结果表明一株分离自星点梅衣属地衣Punctelia sp.的内生真菌DPS-165-9对其中的6株显示抑制活性。此6株菌为金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus 25923和6538、耐药表面葡萄球菌Staphylococcus epidermidis Z12、耐药布氏杆菌Brucella sp. B103、耐药枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 163和耐药藤黄微球菌Micrococcus luteus 261。经鉴定DPS-165-9为蔡氏轮层炭壳菌Daldinia childiae。本研究为下一步挖掘新的抗菌物质奠定基础。
我国重要药用真菌蝉花的分类地位和学名在国内外长期混乱,因其有性型未被发现,长期以来误作为根据巴西标本命名的Isaria (Paecilomyces) cicadae。作者最近在井冈山发现了其有性型,研究了标本及分离物的形态特征及多位点系统发育特征,并与GenBank中相关种类的序列进行了对比,证明I. cicadae是物种复合群,确定蝉花是虫草科虫草属中的新种,使用传统药用真菌蝉花的古老名称将其命名为Cordyceps chanhua。蝉花子座淡橙色到淡桔黄色,子囊壳半埋生,475-602×222-319μm,子囊孢子246-360×1.5-1.8μm,分孢子圆筒形,6.4-13.8×2.1-3.1μm。孢梗束淡黄色至淡黄褐色,分生孢子长椭圆形或圆筒形,3.5-10.5×1.5-4.5μm。
菌根食用菌（edible mycorrhizal fungi,EMF）广泛存在于森林生态系统中,具有极高的生态价值和经济价值。马尾松Pinus massoniana是我国南方地区主要的用材树种之一,其林下有丰富的EMF资源。本研究以黔中地区马尾松林EMF为研究对象,历时4年调查了马尾松林EMF多样性、其子实体的月际发生规律及其与马尾松根系的共生特征,共发现EMF 20种,隶属于1纲4目10科13属。在科水平上,以红菇科EMF的物种丰富度最高;马尾松与EMF形成的外生菌根形态多样,以二叉分枝状和珊瑚状居多。菌根探索类型涵盖接触探索型、短距离探索型、中等距离探索型和长距离探索型,其中以接触探索型、短距离探索型和长距离探索型为主;EMF子实体的发生受温度和降雨影响显著（P<0.01）,整体而言,6-10月是马尾松林EMF子实体的高发期。结合发生周期和经济价值来看,粘盖乳牛肝菌Suillus bovinus、褐环乳牛肝菌S. leteus、鲜艳乳菇Lactarius vividus、多汁乳菇Lactifluus volemus和红色红菇Russula rosea在马尾松林有较好的开发利用前景。
马尾松Pinus massoniana当年生幼苗中会出现全初生叶和全次生针叶两种变异类型,它们的根系生长以及外生菌根（ectomycorrhiza,ECM）真菌群落是否也表现出差异,截止目前尚不明晰。本研究以马尾松全初生叶及全次生针叶幼苗类型为材料,采集幼苗根系,利用万深LA-S植物根系分析系统测定根系形态,采用TTC法测定根系活力,利用IonS5 TMXL平台对根系真菌DNA扩增子区进行高通量测序,探析马尾松幼苗变异类型与根系构型及ECM真菌群落之间的关系。结果表明：两种类型幼苗的根系构型存在显著差异,全次生针叶幼苗的根系总长度、表面积、体积、分叉数以及根系活力等参数比全初生叶幼苗的高16%-44%。测序所得ECM真菌序列可划分为44个OTUs,隶属2门5纲9目13科15属。ECM真菌群落组成上,小球孢盘菌属Sphaerosporella为马尾松两种类型幼苗共有优势属,其在全初生叶幼苗ECM真菌中占比达95.59%,但在全次生针叶幼苗ECM真菌中仅占60.43%,同时全次生针叶幼苗ECM真菌中须腹菌属Rhizopogon也占有较高比例,为16.43%。ECM真菌群落多样性分析结果显示,马尾松全次生针叶幼苗中Shannon多样性指数、Chao 1与Ace丰富度指数均显著高于全初生叶幼苗。
本研究对黑茶中优势微生物“金花菌”线粒体基因序列进行测定与生物信息分析,并探究其与近缘种微生物的系统发育关系。结果表明,“金花菌”线粒体基因组是一条全长77 649bp的环状DNA分子,其ATCG 4种碱基所占比例分别为34.14%、37.64%、15.61%、12.61%,具有显著的A-T偏向性。基因组共编码42个基因（15个蛋白质编码基因,2个rRNA基因和25个tRNA）,与近缘种相比缺失了trnT-TGT且多了1个trnM-CAT拷贝,排列顺序上则较为保守。蛋白质编码基因编码频率较高的氨基酸分别为Leu、Ile、Ser、Phe和Val;RSCU频率最高的4个密码子依次是UUA、AUA、UUU和AAU。25个tRNA基因均可形成典型三叶草结构,并存在有35处G-U错配。系统发育分析表明：与“金花菌”分类地位上最密切是Aspergillus pseudoglaucus。依据菌株形态学与系统发育分析的结果,本研究支持将“金花菌”归类于Aspergillus属并使用A. cristatus这一名称的分类观点。
脂肪作为条形柄锈菌小麦专化型夏孢子萌发及侵染初期的主要营养物质,酶解产物通过乙醛酸循环转化为糖类成分供病菌生长发育所需。脂肪酶是脂肪代谢的关键酶。基于已测序的基因组序列,利用RT-PCR方法克隆了该病菌脂肪酶基因PsLIP1序列（1 302bp）,编码433个氨基酸的蛋白。在毕赤酵母细胞（GS115）中成功表达PsLIP1后,酶学活性分析显示其最适pH为8.0,最适温度为60℃,此外,发现Zn2+、Cu2+和Ca2+对脂肪酶PsLIP1活力有一定激活作用,Fe2+、Mn2+则对酶活力有抑制作用。研究结果为进一步解析脂肪酶作用机理奠定基础,同时也为从能量代谢角度制定小麦条锈病防控策略提供理论依据。
本研究旨在基于已获得的第三代纳米孔全长转录组数据对东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae基因的可变剪接（alternative splicing,AS）和可变多聚腺苷酸化（alternative polyadenylation,APA）进行分析。通过Astalavista软件鉴定东方蜜蜂微孢子虫基因的AS事件类型。采用TAPIS pipeline对东方蜜蜂微孢子虫基因的APA位点进行鉴定。利用MEME软件分析所有全长转录本的poly (A)剪接位点上游50bp的序列特征并鉴定motif。共鉴定出发生于5个基因的5次AS事件,包括1次可变供体位点（alternative donor site,ADS）和4次内含子保留（intron retention,IR）。鉴定出233个基因发生APA,其中含有1个poly (A)剪接位点的基因数量最多（143,61.37%）。序列特征分析结果显示,东方蜜蜂微孢子虫全长转录本的3’ UTR的上下游表现出明显的碱基倾向性,U在3’ UTR的上游富集,而A在3’ UTR的下游富集。此外,在东方蜜蜂微孢子虫全长转录本的poly (A)剪接位点上游鉴定到3个motif（AAUAAA、UGAUGC和GCGACG）。研究结果揭示了东方蜜蜂微孢子虫转录组的复杂性,完善了现有的参考基因组和转录组注释,也为深入探究不同剪接异构体的分子功能提供了基础。此外,本研究为其他真菌的AS和APA研究提供了有益的思路和方法借鉴。
黄曲霉Aspergillus flavus是机会性的动物和植物致病性丝状真菌,保守的PAK（p21-activated protein kinases）样蛋白激酶对信号传导、细胞周期进程和细胞形态发生具有重要作用。通过同源重组方法构建敲除突变株（ΔAflcla4）,研究Aflcla4基因对黄曲霉营养生长、分生孢子产生、菌核形成、黄曲霉毒素合成、耐受性和致病性等方面的影响。与野生型菌株相比,ΔAflcla4菌株菌丝生长速度显著降低,出现无规则分叉,分生孢子产量及色素含量明显减少;细胞壁胁迫及渗透胁迫条件下ΔAflcla4菌株的敏感性增加;突变体对花生及玉米种子的侵染能力下降,产毒能力也显著降低;突变体无法形成菌核,以应对外界不利环境变化。结果表明,黄曲霉PAK样激酶Cla4通过调节相关基因的表达进而影响生长发育、黄曲霉毒素合成及致病性,在黄曲霉中发挥重要的生物学功能。
通过响应面设计得到桦褐孔菌子实体Inonotus obliquus多糖的优化提取条件,利用酶和细胞体外实验,探究桦褐孔菌子实体多糖的降血糖活性,确定活性多糖组分,并初步分析其降糖机理及单糖组成。优化条件下多糖得率为(2.79±0.03)%。粗多糖经乙醇分级沉淀分别获得IOP30、IOP60、IOP80组分。其中IOP30显示出最强的α-葡萄糖苷酶抑制活性（IC50=38.20μg/mL）,且在酶动力学上属于非竞争性抑制。HepG2细胞经0.01、0.10、1.00mg/mL的IOP30处理,葡萄糖消耗与对照组相比差异极其显著（P<0.01）;同时添加10-7mmol/L的胰岛素和0.10、1.00mg/mL的IOP30后葡萄糖消耗增加更显著（P<0.01）。IOP30主要由鼠李糖（7.93%）、阿拉伯糖（3.12%）、木糖（11.15%）、甘露糖（19.08%）、葡萄糖（39.17%）和半乳糖（19.15%）等单糖组成。桦褐孔菌子实体IOP30多糖组分具有显著的降血糖活性,其降糖可通过抑制α-葡萄糖苷酶活性减少餐后血糖的形成,促进细胞周围组织对葡萄糖的代谢,加强肝细胞对胰岛素的敏感性。
采用定量检测和代谢组学方法对柞蚕蛹虫草的成分和参与的代谢途径及通路进行了分析,并开展了其对嘌呤代谢障碍引起的高尿酸血症作用研究。结果表明,柞蚕蛹虫草共含有代谢产物233种,其中不仅含有定量检测已经报道的虫草素、虫草酸等成分,还含有皮质固醇、肾上腺素及谷胱甘肽等多种特殊代谢成分,这些成分主要隶属于羧酸及衍生物、有机氧化合物及脂肪酰基类等10个不同类别,KEGG分析其显著性富集在ABC转运蛋白、氨基酸生物合成及嘌呤代谢等19种代谢途径;动物试验结果表明,柞蚕蛹虫草中、高剂量组与模型组比较,血尿酸水平和黄嘌呤氧化酶活性均显著降低（P<0.05）,对防治高尿酸血症具有明显的作用,并对其作用机制进行了分析探讨。本研究为柞蚕蛹虫草在高尿酸血症作用及其相关药理学研究和开发应用提供了理论依据。
为探讨西藏白柄肉齿菌Sarcodon leucopus子实体多酚生物碱提取物（PAE）的抗氧化和降糖活性,本研究考察了PAE对DPPH自由基清除能力、细胞内抗氧化能力（CAA）和糖尿病关键酶（大鼠小肠来源麦芽糖酶、蔗糖酶和α-淀粉酶）活性的抑制能力。结果表明,PAE具有一定的抗氧化活性,对DPPH自由基的半数抑制浓度（IC50）为(18.12±1.09)μg/mL,对细胞内抗氧化能力表现为CAA50=(13.60±0.13)μg/mL;PAE对糖尿病关键酶的抑制活性有一定选择性,对麦芽糖酶和蔗糖酶具有抑制作用,并呈剂量效应关系,其IC50分别(60.86±4.50)μg/mL和(64.60±4.53)μg/mL,而对α-淀粉酶抑制作用极低。研究结果表明PAE有潜在的抗氧化及降血糖活性,具有开发为安全高效的天然降血糖功能食品和药物的潜力。
采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析和高效液相色谱（HPLC）等技术,从一株红树马六甲木果楝来源的土曲霉Aspergillus terreus xy03的发酵物中分离得到了7个杂萜类化合物：asptercin A（1）、(1R,4aR,6aR,12aR,12bS)-1,3,4,4a,5,6,6a,12,12a,12b-decahydro-1,4a,12a-trihydroxy-4,4,6a,12b-tetramethyl-9-(4’-methoxyphenyl)-2H,11H-naphtho[2,1-b]pyrano[3,4-e]pyran-11-one（2）、arisugacin D（3）、arisugacin H（4）、territrems A-C（5-7）,其中asptercin A（1）为新化合物。化合物2、4、5、6和7具有较好的乙酰胆碱酯酶抑制活性,在0.1mmol/L的浓度下,抑制率分别为76.1%、77.1%、86.1%、86.1%和86.0%。
研究了一株水生植物水葫芦内生拟枝孢镰刀菌Fusarium sporotrichioides SC1608大米发酵物的抗真菌活性次生代谢产物,从中共分离获得6个化合物,经高分辨质谱、三重四极杆质谱和核磁共振谱分析,分别鉴定为4个鞘糖脂类化合物：asperamide B (1)、asperamide D (2)、asperamide E (3)、cerebrosides A (4),以及2个环酯肽类化合物acuminatum A (5)和acuminatum B (6),其中化合物2和化合物3是新的鞘糖脂类化合物。通过滤纸片琼脂扩散法评价了单体化合物的抗真菌活性,证实化合物5和6对柑橘绿霉和玉米小斑病菌均具有较强的体外抑制活性。研究结果初步揭示了F. sporotrichioides SC1608发酵物的抗真菌活性物质基础,丰富了拟枝孢镰刀菌次生代谢产物的化学多样性。
为研究白腐真菌对蒽醌染料的生物降解机制,以白腐真菌黄孢原毛平革菌为脱色降解菌株,分析了蒽醌染料活性艳蓝KN-R（RBBR）的浓度、金属离子及脱色参数对染料脱色的影响;采用紫外-可见光谱、红外光谱、气相色谱-质谱（GC-MS）分析和植物种子毒性实验进行降解产物分析,以揭示RBBR可能的降解路径及其产物的毒性。结果表明：在pH 4.2、28℃、5mmol/L的Mn2+条件下,脱色降解200mg/L RBBR,24h脱色率可达95%以上。推测RBBR的降解途径为：RBBR中连接苯环和蒽醌的氮键裂解,产生了1-氨基蒽醌和间-(β-羟乙基砜硫酸酯钠)苯胺。1-氨基蒽醌上的氨基被羟基取代,再经过氧化、脱环、重排产生了邻苯二甲酸,接着邻苯二甲酸氧化开环生成丁二酸;同时,间-(β-羟乙基砜硫酸酯钠)苯胺上的氨基被氧化,生成丁二酸及其他小分子酸、二氧化碳和水。植物种子毒性实验表明,黄孢原毛平革菌对RBBR有较好的脱毒作用。综上,黄孢原毛平革菌能高效降解高浓度的RBBR,同时可显著降低染料对植物的毒害作用。
灵芝具有多种药理活性,多糖是其主要活性成分之一。目前灵芝多糖的定量常采用的比色法,使用比较繁琐,也缺乏一定的安全环保性。应用近红外光谱对灵芝进行多糖定量分析,发现对子实体直接分析存在定量不准的问题。为了快速准确地评估灵芝子实体多糖含量,本研究采用对灵芝子实体水提物进行近红外光谱检测与分析,由此建立了较好的定量模型。该模型优选谱段为5 461.7-4 235.1cm-1,预处理方式为一阶导数+矢量归一化,校正集的维数=7,R2=0.9007,RMSECV=2.54,RPD=3.17;预测集的RMSEP=3.45,RPD=2.42,Corr. Coeff.=0.9181。这项工作为灵芝有效成分快速定量分析提供了新的方法与依据。
