槐生拜尔孔菌（槐耳）是我国重要的药用真菌之一,其化学成分主要含有多糖类、甾体类和生物碱类。槐耳被广泛应用于乳腺癌、肝癌、肺癌、胃癌等多种恶性肿瘤的辅助治疗,其作用机制包括抑制肿瘤细胞生长与增殖、侵袭与转移、血管新生、诱导肿瘤细胞发生凋亡、提高机体免疫力等。本文对槐耳的化学成分及其抗肿瘤活性研究进展进行了归纳和总结,为这一药用真菌的深入研究和开发利用提供参考。
兰科植物因其具有丰富的物种多样性和重要的社会经济价值,多年来一直是植物学及生态学界的重点研究对象。菌根真菌对兰科植物的种子萌发、营养吸收和种群动态等多个方面都具有十分重要的作用,因而近年来受到越来越多的关注。探究菌根真菌与兰科植物互作的内在机制是目前兰科菌根研究的一大热点领域,同时也为兰科植物野生资源保护和种群恢复提供了许多新方法与新思路。随着新一代测序技术以及多种组学数据库的发展与建立,菌根真菌与兰科植物互作机制研究已然进入了一个全新的时代。纵观近年来的研究,通过基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等相关技术,人们对兰科菌根共生过程中的种子萌发、营养物质转运、信号转导、宿主免疫和逆境抗性等方面的内在机制有了一定的了解。本文对近十年来国内外采用组学技术研究菌根真菌与兰科植物互作机制方面的研究成果进行了总结和梳理,并对未来该领域的研究进行了展望。
间座壳属真菌在多种经济上重要的农作物、观赏植物和森林树木上常作为植物病原菌、内生菌或腐生菌被人熟知。本研究调查我国云南省患病植物叶片上的间座壳属真菌,通过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序列数据比较和形态学特征描述了2个新种。它们是分别采集自密花胡颓子和荔枝患病叶片上的密花胡颓子间座壳和荔枝间座壳。
依据形态学和分子系统学研究结果,描述了产自中国云南省的丝皮革菌属2个新种,即中国丝皮革菌Hyphoderma sinense和棉絮丝皮革菌H. floccosum。中国丝皮革菌以光滑子实层体表面、被结晶和念珠状的囊状体及圆柱形至腊肠状的担孢子（8-11.5×3-5μm）为主要识别特征。棉絮丝皮革菌具有棉絮状至粉状子实层体表面、管状和分隔状囊状体及椭圆形至腊肠状担孢子。对新种的ITS和nLSU片段进行了测序和分析,采用最大似然法、最大简约法和贝叶斯推断法对研究样本的ITS+nLSU nrRNA基因序列进行系统发育分析,结果显示两个新种隶属于丝皮革菌属,其中,中国丝皮革菌与变形丝皮革菌聚在一起;棉絮丝皮革菌与松生丝皮革菌、丝皮革菌和拟丝皮革菌聚为一类。本研究提供了两新种的详细描述、线条图、生态照片及与相似种的区别,同时编写了我国丝皮革菌属23个种的检索表。
依据形态学及ITS、LSU、β-tub和tef-1α等4个片段系统发育分析结果,描述了产自中国的小脆柄菇属微小脆柄菇支系下1个新种及2个中国新记录种,即翘鳞小脆柄菇Psathyrella squarrosa、斑褶菇状小脆柄菇P. panaeoloides和皂味小脆柄菇P. saponacea。翘鳞小脆柄菇发现于广东省,群生,担子体较小,以菌盖由长椭圆形至近球形膨大细胞组成的白色角状鳞片及囊状的侧生囊状体为主要识别特征。提供了详细的描述、线条图、生态照片及相近种的检索表。
在我国华南地区发现了两个引起蓝莓茎溃疡病的Botryosphaeria新种,即B. dolichospermatii和B. fujianensis,本研究对这两个物种进行了详细的形态学描述,并制作了图版。基于ITS、LSU、tef1-α和TUB等4个基因片段的综合系统学分析,B. dolichospermatii和B. fujianensis形成独立的分支,并与Botryosphaeria其他物种形成姐妹群;形态学特征也与系统发育关系较近的物种有明显区别。柯赫氏法则检验表明B. dolichospermatii和B. fujianensis均为蓝莓枝干溃疡病的病原菌。
为揭示小麦种子所携带真菌的种类和多样性,丰富小麦相关微生物的可利用资源,我们对来自俄罗斯、澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大以及中国的57份小麦种子样品进行内携真菌分离并对其中的21份种子利用高通量测序进行多样性分析。结果显示,分离获得564株真菌,经ITS序列分析结合形态观察鉴定为31属69种,其中菌株数量相对多度最高的5个属为链格孢属Alternaria（51%）、核腔菌属Pyrenophora（6%）、附球菌属Epicoccum（6%）、镰刀菌属Fusarium（5%）和青霉菌属Penicillium（5%）;同时有节菱孢属Arthrinium、烟管菌属Bjerkandera、毛壳属Chaetomium和小鬼伞属Coprinellus等17个属的真菌是首次从小麦种子内获得分离培养;此外还从小麦种子中分离得到多种潜在的重要植物病原菌,如互隔链格孢Alternaria alternata、麦根腐平脐蠕孢Bipolaris sorokiniana和禾谷镰刀菌Fusarium graminearum等。根据高通量测序结果进行的多样性分析表明来自中国的样品仅与来自俄罗斯样本存在显著差异。高通量测序获得的小麦种子内携真菌的优势属为链格孢属Alternaria、枝孢属Cladosporium和附球菌属Epicoccum,相对多度分别为23.95%、18.91%、13.32%;对小麦种子内携真菌OTU的营养类型进行注释后发现植物病原菌类型的相对多度占到71.36%。本研究结果初步揭示了小麦种子内携真菌的组成和多样性,结果显示小麦种子是多种种传病害病原菌的潜在载体,内携多种潜在的植物病原真菌,有可能在后续生产中条件适合的情况下发生病害,本文为小麦种传病害的防治和研究提供了重要的材料和科学依据。
从云南、浙江和内蒙古的30属禾本科植物分离到1 821株内生真菌,根据ITS rDNA系统发育分析和ITS预测真菌的阈值,将这些菌株鉴定为3门10纲34目216属,其中子囊菌门5纲26目192属,担子菌门3纲6目21属,毛霉门2纲2目3属。粪壳菌纲和座囊菌纲为主要优势纲,相对频率分别为54.8%和30.9%;座囊菌纲的格孢腔菌目和粪壳菌纲的肉座菌目、巨座壳目、小丛壳目、炭角菌目是主要优势目,相对频率分别为26.7%、12.6%、12.1%、11.3%和9.9%。主要优势纲和主要优势目在不同纬度地区的分布有明显差异。在鉴定的216个属级分类单元中,7个已知属Colletotrichum、Alternaria、Fusarium、Diaporthe、Penicillium、Arthrinium、Trichoderma和1个分类地位未定的属Pleosporales incertae sedis type 12的相对频率大于2%,除了这个分类地位未定的属以外,7个已知属都是广泛分布的真菌;云南、浙江和内蒙古的内生真菌组成和多样性差异明显,二地或三地共有的属仅58个,且云南禾本科植物的内生真菌多样性程度最高,内蒙古禾本科植物的内生真菌多样性程度最低;根部和地上部组织的内生真菌组成和多样性差异明显,两者共有的属仅53个,地上部组织的内生真菌多样性高于根部组织。因此,进一步深入调查不同区域,特别是热带和亚热带的禾本科植物内生真菌将丰富我们对禾本科植物内生真菌多样性的认识。
以煤矸石山种植年限为17年的香根草Vetiveria zizanioides为研究对象,采用高通量测序技术研究香根草根系及根际土丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）群落的季节动态。并利用Spearman、NMDS、RDA和Mantel-test等统计学方法分析了AMF孢子密度、菌根侵染率、土壤理化性质、丰富度及多样性指数之间的相关性。结果表明：（1）AMF孢子密度和菌根侵染率均表现为夏季显著高于春秋两季。（2）3个季节根系中共得到127个OTUs,根际土中共得到258个OTUs,根和根际土中共享96个OTUs,共分离鉴定4科7属AMF,球囊霉属Glomus是该煤矸石山的优势属。（3）根系中AMF多样性和丰富度指数随季节变化先降后升;根际土中AMF多样性指数随季节变化先降后升,但丰富度指数随季节变化呈递减趋势;春季根际土香农、Chao1和ACE指数均显著高于根系,夏季根际土Chao1指数显著高于根系。（4）NMDS分析表明,夏季根系AMF群落分布与其他季节差异显著。Spearman分析表明,根系全钾含量与多样性和丰富度指数显著正相关,速效磷与丰富度指数显著负相关。RDA分析表明,AMF群落组成在根系春季和夏季、根际土夏季和秋季与全磷、全氮、全钾和速效磷正相关,与有机质负相关。Mantel-test分析表明,pH、有机质、全氮、全钾、速效磷和采样季节极显著影响菌根侵染率,有机质和全氮是影响孢子密度的主导因子。
为探究贵州马尾松Pinus massoniana内生真菌的群落组成及多样性。本研究在不同季节,采用组织分离法对30年生健康马尾松的根、茎、叶进行内生真菌的分离,结合形态学和ITS序列进行菌株鉴定,并分析其多样性。结果表明：从1 328块马尾松组织块中分离得到1 099株内生真菌,其总定殖率为93.98%,总分离率为82.76%。其中,明确分类地位的1 084株归属于子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota和毛霉菌门Mucoromycota 3个门,包括了10个纲21个目37个科55个属69个种。木霉属Trichoderma（IR=10.84%,IF=13.10%）、拟盘多毛孢属Pestalotiopsis（IR=9.55%,IF=11.57%）、镰刀菌属Fusarium（IR=8.58%,IF=10.38%）、链格孢属Alternaria（IR=7.07%,IF=8.56%）、青霉属Penicillium（IR=5.50%,IF=6.65%）为优势属。多样性与相似性分析表明,不同季节中秋季（H’=3.02,D=0.94）分离得到的马尾松内生真菌最为丰富,其次为夏季（H’=2.64,D=0.91）,而冬季与夏季（Cs冬-夏=0.43）最为相似;根部（H’=2.96,D=0.93）的内生真菌具有丰富的多样性,其次为茎（H’=2.69,D=0.91）,最后为叶（H’=2.37,D=0.88）,茎与根（Cs茎-根=0.45）所分离得到的内生真菌相似性最高,其次为叶和茎（Cs叶-茎=0.33）,最后为叶和根（Cs叶-根=0.25）。本研究结果有助于进一步探究马尾松内生真菌物种组成、影响因素以及内生真菌功能的开发。
为建立苹果黑星菌对腈菌唑的敏感性基线,对田间苹果黑星菌的抗药性监测和病害防治提供科学指导,选用从新疆长期未施任何化学农药的废弃果园中采集分离的37个苹果黑星菌野生型菌株,采用分生孢子萌发法和菌丝生长速率法进行不同浓度梯度杀菌剂腈菌唑（myclobutanil）的敏感性测定。结果表明：苹果黑星菌对腈菌唑的敏感性分布范围为0.028-1.017mg/L,平均值为0.283mg/L。本研究结果和检测方法对监测施药果园中苹果黑星菌对腈菌唑敏感性的动态变化,以及为指导病害防治有效药剂的选择和风险评估提供了理论依据。
本文研究了不同物质对白鬼笔菌丝生长的影响。采用平板培养法,以白鬼笔菌株Phallus impudicus-1为供试菌株,分析了5种物质对白鬼笔菌丝生长的影响。供试碳源中,当以红糖为碳源时,白鬼笔菌丝生长速率最快,为1.445mm/d,蔗糖和葡萄糖次之;供试氮源中,当以酵母膏为氮源时,白鬼笔菌丝浓密,菌丝生长速率最快,为1.413mm/d,牛肉蛋白胨、胰蛋白胨次之;供试无机盐中,磷酸二氢钾、氯化钾、氯化钙对白鬼笔菌丝生长有一定促进作用,而硫酸镁、氯化钠的添加不利于菌丝生长。当氯化钾质量浓度为0.5g/L时,白鬼笔菌丝生长速率最大,为1.034mm/d;供试维生素中,VB1、VB2、VB6、Vc对菌丝生长均具有促进作用,其中当VB6质量浓度为2mg/L时,白鬼笔菌丝生长速率最大,为1.673mm/d。供试植物生长调节剂中,6-BA对菌丝生长促进作用最强,其次为NAA。适宜的培养基配方是促进白鬼笔菌丝生长发育的关键因素。
华重楼灰霉病在湖北和湖南两省多有发生,已对华重楼药材生产构成了严重威胁。为明确该病菌的遗传多样性水平,本研究对分离自两省10个地区的92株华重楼灰霉病菌进行了rDNA-ITS分子鉴定,同时采用SSR-PCR技术进行了遗传多样性分析。rDNA-ITS分子鉴定结果表明92株病原菌均为灰葡萄孢Botrytis cinerea,ITS系统发育树可初步显示其遗传多样性丰富。SSR-PCR多样性分析结果表明,应用9对SSR引物共检测出109个等位基因位点,等位基因和有效等位基因平均值分别为12和3.6589,香农指数和多态信息含量平均值分别为1.5048和0.6196。10个群体各自有效等位基因在1.622-3.971之间;香农指数在0.527-1.582之间;观测杂合度在0.148-0.593之间;期望杂合度在0.321-0.708之间。Nei遗传距离为0.15时,UPGMA聚类树可将92株病菌划分为4个类群。群体间基因流值为0.19-4.67,遗传分化值为0.047-0.638,群体遗传同一性和遗传距离范围值分别为0.1531-0.9679和0.0327-1.8766。综上所述,湖北和湖南两省华重楼灰霉病菌群体存在明显的遗传多样性,这为湖北和湖南两省区华重楼灰霉病的科学防治提供了理论依据。
落叶松-杨栅锈菌是一种分布广且危害严重的林木病原真菌。了解基因组内发生的基因复制事件及基因组间的共线性关系,能为最终理解落叶松-杨栅锈菌适应性进化等生物学问题提供帮助。落叶松-杨栅锈菌全基因组水平上基因复制相关研究未见报道,共线性研究报道也较少。本研究利用落叶松-杨栅锈菌全基因组序列分析其基因复制模式。结果表明,落叶松-杨栅锈菌转座复制基因的数目远高于片段复制基因、串联复制基因及相邻复制基因。落叶松-杨栅锈菌基因组内不存在大规模的片段复制,且基因年龄法显示节点同义替换率分布图上没有峰形出现,推断该锈菌未发生全基因组复制。富集分析显示不同类型复制基因富集于不同的功能条目,如串联复制基因富集于碳水化合物的转运和代谢而转座复制基因富集于次生代谢物合成、代谢与分解。共线性分析显示落叶松-杨栅锈菌与松栎柱锈菌及小麦条锈菌的共线性程度均较低,3种锈菌间存在1个共同的共线性区域,该保守区域包含6个基因,其中1个可能编码小分泌蛋白的基因值得关注。
油茶炭疽病是由刺盘孢属Colletotrichum真菌引起的重要病害,在中国各油茶产区均有发生,严重威胁茶油的产量与品质。前期发现果生刺盘孢Colletotrichum fructicola是油茶炭疽病的优势致病菌,自噬相关蛋白Atg8在果生刺盘孢中的生物学功能尚不清楚。本研究根据同源重组的原理及PEG介导的原生质体转化方法,获得了CfATG8基因敲除突变体及其互补菌株。进一步通过生物学表型分析,发现突变体生长减慢、产孢量减少、附着胞形成率降低、对细胞壁完整性胁迫耐受性降低,并且丧失对油茶的致病性。上述结果表明,CfAtg8参与调控果生刺盘孢的营养生长、无性繁殖、附着胞形成、对外界胁迫应答及致病过程。
双孢蘑菇Agaricus bisporus是世界上最广泛栽培的食用菌之一。本研究通过分析双孢蘑菇基因组密码子使用偏性,探讨密码子偏性的影响因素及其对基因表达的影响。以双孢蘑菇基因组和转录组数据为依据,分析了双孢蘑菇基因组基因、高表达基因（high expression gene,HEG）和低表达基因（low expression gene,LEG）的密码子使用性。发现双孢蘑菇基因组编码基因平均GC含量为49.08%,T3s值（35.59%）最高,平均ENC值偏高,多数基因表达潜力较低。共鉴定出14个最优密码子,均以C或T结尾,并且遵循密码子中嘌呤和嘧啶使用的均衡性原则。高表达基因具有更强的密码子偏性,进化过程中受到基因突变和自然选择等多种因素影响。基因表达与G/C碱基含量和CAI值呈极显著正相关。高表达基因编码了多种与真菌生长发育相关的蛋白和酶类。研究结果明确了双孢蘑菇基因密码子的使用偏性,为双孢蘑菇转基因育种和品质改良提供了参考。
抗氧化酶和热激蛋白是双孢蘑菇Agaricus bisporus抵御逆境胁迫的重要蛋白,高温胁迫下菌丝会通过二者基因的差异表达来减少对自身的损伤。通过对双孢蘑菇菌丝进行40℃热胁迫处理0-120min后发现,随着热胁迫时间延长,菌丝生长速度降低、气生菌丝增多和菌丝分叉明显。转录组分析抗氧化酶和热激蛋白基因差异表达发现,在热胁迫30-60min时抗氧化酶基因gpx、ppo3和cat3与热激蛋白基因hsp、hsp70-1和hsp70-17上调表达明显,而在90-120min时抗氧化酶基因ppo1、ppo2和cat2与热激蛋白基因hsp16、hsp70-14、hsp70-3和hsp70-16上调表达明显。跟踪抗氧化酶活性发现,热胁迫能激活过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）,使酶活性提高2-3倍;同时热胁迫降低了超氧化物歧化酶（SOD）酶活性,而对多酚氧化酶（PPO）影响不明显。此外,研究还发现热胁迫能使双孢蘑菇积累更多的超氧阴离子氧化自由基（O 2-）,从而对菌丝造成损伤。因此,双孢蘑菇在热胁迫过程中可以通过启动不同的抗氧化酶和热激蛋白基因表达来抵御高温胁迫对菌丝造成的损伤,其中CAT和POD可能起到主要清除氧化自由基的作用,对双孢蘑菇耐高温基因的初步研究为选育耐高温品种奠定基础。
金针菇Flammulina filiformis作为国内产销量大、工厂化生产程度高的食用菌种类之一,其育种工作因表型信息采集效率低下而受到限制。本研究以金针菇子实体可见光图像为信息来源,基于育种工作对表型信息的需求,利用图像识别技术和深度学习模型,提出了金针菇高通量表型信息采集分析方法,并开发了相应分析系统软件。利用该套方法结合金针菇子实体的可见光扫描图像,可以自动化大批量计算金针菇子实体的菌盖形状、面积、着生位置、颜色和菌柄长度、宽度、颜色等表型信息。本研究提出的金针菇表型采集与分析方法操作便捷,能大幅减少观测误差,提高表型信息可靠性,提升育种工作效率,可一定程度上应用于其他外形相近的食用菌或作物育种工作;同时获得的数据有助于金针菇表型信息的定量化分析和标准化表型数据集的建立。
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药用真菌之一。本研究以添加麸皮栽培的杨树桑黄Sanghuangporus vaninii子实体为研究对象,基于液质联用技术的广泛靶向代谢组学研究,从杨树桑黄子实体中检测出355种代谢产物,差异代谢物86种,上调51种,下调35种,主要集中在氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、糖及醇类、脂质、黄酮、生物碱、有机酸和酚酸等。KEGG代谢通路分析结果表明,差异代谢物富集于56条物质代谢通路,差异显著的有7条,分别为泛醌和其他萜类醌生物合成、次级代谢物的生物合成、色氨酸代谢、丙酸代谢、异喹啉生物碱生物合成和酪氨酸代谢。基于UPLC-MS/MS技术对杨树桑黄子实体进行代谢组学测定,确定麸皮的添加能够促进杨树桑黄次级代谢产物的合成和累积,为杨树桑黄的综合评价利用提供参考。
三萜是灵芝Ganoderma lingzhi中重要的活性物质。本研究采用液体浅层静置培养方式（LSSC）提高灵芝三萜的产量。结果表明,在T25细胞培养瓶中的最佳培养条件为初始培养体积2mL,接种量7.0g （菌体湿重/L）,在48h补加2mL培养液,发酵7d,三萜产量可达(32.95±0.51)mg/g,为摇瓶培养最高产量的2.09倍。进一步经不锈钢平盘放大研究发现,三萜最高产量为(65.91±0.84)mg/g,为摇瓶培养的4.19倍。形态学研究表明,浅层静置培养过程中形成的气生菌丝是提高三萜产量的关键因素。与深层液体发酵相比,液体浅层静置培养具有生长快,三萜产量高,发酵过程不需要搅拌等优点,具有良好的工业化应用前景。
本研究以鲍姆桑黄Sanghuangporus baumii为研究对象,通过测定段木栽培一年生、二年生、三年生子实体粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、氨基酸、多糖、三萜、总黄酮、总酚含量和抗氧化活性（ABTS和FRAP）,探究生长年限对段木栽培桑黄子实体营养、活性成分及抗氧化活性的影响。结果表明,生长年限对上述10个指标均产生了极显著的影响。在粗蛋白质、粗纤维含量上,一年生极显著高于两年生、三年生,粗脂肪为三年生高于二年生、一年生,氨基酸总量则是二年生的高于一年生和三年生。氨基酸中,亮氨酸、异亮氨酸含量差异显著,表现为一年生最高、三年生次之,二年生最低。在多糖含量上,二年生最高,三年生次之,一年生最低;总黄酮、总酚含量和抗氧化活性（ABTS、FRAP）,均为一年生最高,二年生次之,三年生最低;三萜含量,一年生和三年生较高,而二年生较低。相关性分析结果表明,粗蛋白含量与粗脂肪含量极显著负相关,与总黄酮、总酚含量显著正相关;粗纤维含量与多糖含量呈极显著负相关;总黄酮、总酚含量、ABTS自由基清除活性、FRAP活性,两两之间呈显著或极显著正相关;总氨基酸含量、三萜含量与其他指标均相关不显著。研究结果为段木栽培桑黄子实体质量控制、质量标准评价和桑黄产品进一步开发原料的选择提供了科学参考。
绣球菌是一种珍稀食药用真菌,本文对其醇提取物的降血糖作用及活性成分进行了研究。高脂高糖饲料联合链脲佐菌素造模建立了II型糖尿病小鼠模型,设置空白对照组、模型组、绣球菌提取物高、中、低3个剂量组（300、200和100mg/kg）,连续给予相应药物3周,对各组小鼠的体重、血糖、血脂和胰腺进行组织病理学研究。结果显示：与模型组相比,中高剂量绣球菌提取物组小鼠的体重增长减慢,绣球菌各剂量组小鼠血糖和胆固醇水平下降。根据病理学观察,经绣球菌提取物各剂量组处理后,小鼠胰岛细胞形态、数量和分布均显著改善,进一步证明了以上结果。利用UPLC-Triple-TOF/MS对绣球菌醇提物中的活性物质进行定性分析,从中鉴定出10种化合物,其中几种可能参与了机体糖代谢和脂肪代谢。研究结果为绣球菌的开发提供了理论依据和技术支持。
