石果衣属Endocarpon和盾鳞衣属Placidium是瓶口衣科Verrucariaceae的重要组成部分。本研究应用形态学与分子系统学相结合的方法对该两属进行分类学研究,共发现新种1个:盘形盾鳞衣Placidium patellare,中国新记录种3个:卷边石果衣Endocarpon adsurgens,新白色石果衣Endocarpon neopallidulum和罗杰氏石果衣Endocarpon rogersii。本文提供了详细的形态学特征描述与特征图片。
本研究于2017-2021年在云南省文山地区进行了5次实地调查,共采集木腐真菌标本2 923号。采用经典分类学方法开展了该地区采集标本的准确鉴定,并编制了木腐真菌完整名录。采用最大似然法、最大简约法和贝叶斯推理法对研究标本的ITS nrRNA基因序列构建系统发育树,剖析分类单元的聚类关系及物种间的系统发育关系。研究结果揭示该地区共报道木腐真菌104种,隶属于5目18科55属。其中多孔菌目为优势目(占总数的51.92%),多孔菌科为优势科(占总数的24.04%),木齿菌属为优势属(占总数的12.50%)。
蝉科昆虫在自然界具有重要作用,是果树等林木的刺吸性害虫,同时蝉与真菌组成的虫菌共生体也具有重要经济价值。近十年来,通过对我国昆虫病原真菌资源的调查,共采集获得102株蝉科昆虫罹患病原真菌标本,并保存于安徽农业大学昆虫病原真菌研究中心(RCEF)。本研究从蝉科罹患病原真菌标本中分离得到81株菌株,并对其多样性进行了研究。基于不同培养基的形态特征观察并结合ITS、SSU、LSU、TEF、RPB1和RPB2基因构建系统发育树,发现寄生蝉科的菌株属于3科6属15种。本研究重点描述了一个中国新记录种——高水紫孢菌;此外,一些类棒束孢属菌株被修订为蝙蝠蛾萨姆森菌;除上述物种外,还鉴定出球孢白僵菌、绿色绿僵菌、蝉花虫草、柱孢绿僵菌、环链虫草、玫烟色虫草、澳洲白僵菌、布氏白僵菌、细脚虫草、棕色绿僵菌和长座细虫草。其中球孢白僵菌、蝉花虫草和绿色绿僵菌是优势种,多度达总数的58%。而其他12个物种分离频率较低。
板栗Castanea mollissima是我国重要的生态经济树种,同时也是外生菌根(ectomycorrhizal,EcM)依赖型树种。为揭示湖南红壤区板栗EcM真菌多样性,本研究以9、17和35年3个不同林龄的板栗园为研究对象,利用Illumina Miseq测序平台对不同林分的板栗根部EcM样品ITS区进行高通量测序,分析板栗EcM真菌的多样性及其在不同林龄中的分布情况;同时测定板栗根际土壤理化性质,运用线性回归、Spearman相关性以及典型对应相关分析(canonical correspondence analysis,CCA)等,研究土壤因子与板栗EcM真菌多样性之间的关系。结果表明:3个林龄中的菌根样品测序得到EcM真菌可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs) 46个,隶属于2门3纲8目13科18属。硬皮马勃属Scleroderma、粉孢牛肝菌属Tylopilus和红菇属Russula是板栗园中主要的EcM菌属。9年林分EcM真菌Shannon多样性指数最大(1.33),与35年林分Shannon多样性指数(0.22)有显著差异,各林龄物种丰富度指数无显著差异。线性回归分析发现土壤pH、全钾、速效钾、有效铁、有效钙和有效镁与EcM真菌的多样性呈显著负相关。结合CCA分析和相关性分析,发现土壤pH、全磷、全钾、速效钾及有效钙是影响湖南省红壤区板栗园EcM真菌群落组成的主要土壤因子。湖南红壤地区板栗EcM真菌群落组成较为丰富,为EcM真菌筛选及板栗园种植管理提供科学依据。
自河北衡水市选择6个黄顶菊Flaveria bidentis入侵样地,采集根区土壤和根系样品,分离丛枝菌根(AM)真菌,测定其物种多样性状况;于盆栽条件下评估上述试验确定的优势AM真菌对黄顶菊生长发育的影响;采用隔网分室培养系统测定促生效应最大的AM真菌优势种组合对黄顶菊与伴生植物三叶草Trifolium repens间碳氮运转分配的影响。从根区土壤和根内分别鉴定到AM真菌 8属26种和5属7种,其中光壁无梗囊霉Acaulospora laevis、根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices、摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae和变形球囊霉Glomus versiforme为根区土壤的优势种;接种F. mosseae+R. intraradices+A. laevis处理对黄顶菊的促生效应最大。分室培养系统中分别对黄顶菊和三叶草接种AM真菌和施加15N或13C处理后,黄顶菊茎叶和根系15N和13C丰度均明显高于三叶草的。结论认为,入侵样地黄顶菊根区有丰富的AM真菌物种多样性,其中,优势种F. mosseae+R. intraradices+A. laevis组合有助于黄顶菊从三叶草中夺取碳氮养分,显著提高入侵寄主竞争力,改善营养状况,促进其入侵建群。
为明确引起高山杜鹃褐斑病的病原菌及其生物学特性,采用形态学及分子生物学方法对病原菌进行了鉴定,并采用平板培养法研究了该病菌的生物学特性,筛选了化学杀菌剂及生防细菌。形态特征及rDNA-ITS序列、β-tubulin基因和tef1基因序列分析结果表明,引起高山杜鹃褐斑病的病原菌为棒孢新拟盘多毛孢Neopestalotiopsis clavispora;该病原菌最适生长温度为25-28 ℃,适宜在偏酸性培养基上生长,最适碳、氮源分别为葡萄糖和牛肉膏,最适生长培养基为PDA。毒力测定结果表明,苯醚甲环唑、氟硅唑、氟环唑、戊唑醇及异菌脲对棒孢新拟盘多毛孢的EC50分别为0.799 1、2.275 6、2.742 5、3.736 6和4.875 7 mg/L;实验室前期筛选出芽胞杆菌属的4株生防细菌,在室内处理离体叶10 d后,对褐斑病的防效达57.51%-75.97%。为研究高山杜鹃褐斑病的防控提供了科学依据。
为了筛选高效纤维素降解真菌,本研究利用采集的江苏省盐城东台杨树人工林土壤凋落物作为分离样品,通过在纤维素为碳源的选择培养基上进行培养、结合刚果红染色筛选出透明圈较大的纤维素降解菌株。通过对筛选的菌株酶活测定和比较,发现了一株高效纤维素降解真菌。根据菌株形态和ITS序列分析将其鉴定为黄囊孔菌Flavodon的一个种,命名为Flavodon sp. x10。该菌株菌丝呈白色,无孢子产生,能利用自然界中的大部分碳源,适应能力较强。纤维素相关酶活测定结果表明Flavodon sp. x10的滤纸酶活为0.138 8 U/mL,内切型-β-葡聚糖酶活为0.359 2 U/mL,微晶纤维素酶活为0.135 8 U/mL,β-葡萄糖苷酶活为0.122 1 U/mL。在基础培养基中加入20.0 g/L葡萄糖,5.0 g/L蛋白胨,0.01 g/L维生素B1,1.0 g/L磷酸二氢钾,0.5 g/L七水硫酸镁,0.2 g/L碳酸钙,0.3 g/L七水硫酸锌,能够较大提高菌株产酶能力。根据酶活数据分析,纤维素降解过程中微晶纤维素酶起主导作用,β-葡萄糖苷酶起次要作用,内切型-β-葡聚糖酶对于纤维素降解作用最低。Flavodon sp. x10可作为潜在的开发菌种用于纤维素生物降解的研究。
为了准确测定黑木耳菌包中纤维素酶的酶活性,为黑木耳菌种活力检测、栽培生产提供科学的理论依据,运用3种不同的方法对菌料进行处理,并根据单因素试验,利用响应面Box-Behnken设计方法,以纤维素酶活性为测定指标,选择出黑木耳菌料的最佳处理方法及纤维素酶的最优浸提条件与测定条件。结果表明,将黑木耳菌料经过筛处理后培养3 d纤维素酶有最大的活性;响应面结果显示,黑木耳纤维素酶的最佳浸提条件为:浸提时间2.51 h、料液比1:15.64、浸提温度50.87 ℃,纤维素酶活性为12.703 1 U/mL。纤维素酶的最佳测定条件为反应温度52.31 ℃,酶量0.92 mL,pH 4.98,纤维素酶活性为14.856 5 U/mL。本实验通过对测定中损伤的菌丝进行再培养,使其恢复产酶活性后,运用响应面的方法对纤维素酶的提取条件及测定条件进行优化,系统地测定出黑木耳纤维素酶的最优活性检测条件,为黑木耳菌株的筛选和品种鉴定提供了准确、系统的理论依据。
嗜热毛壳菌具有强大的木质纤维素降解能力,将其开发为优异的重组蛋白表达宿主有着广阔的应用前景。蛋白表达宿主的密码子偏好性对重组蛋白的表达水平具有重大影响。为确定嗜热毛壳菌中密码子的使用模式及影响因素,本研究以6 897条CDS序列为对象,对其进行密码子偏好性分析。结果显示,嗜热毛壳菌中GC3的平均含量为66.2%,高于GC1 (59.1%)和GC2 (45.6%)的平均含量。Effective number of codon (ENC)分析与中性绘图分析结果显示,自然选择是影响嗜热毛壳菌密码子偏好性的主要因素。相关性分析结果显示,芳香族氨基酸比例与GC1含量及蛋白疏水水平呈极显著相关,说明密码子第一位的碱基组成对氨基酸是否具有芳香性影响较大。此外,在嗜热毛壳菌使用频率较高的密码子中,有24个以G/C末端结尾的密码子,进一步确定了23个高表达优越密码子和1个高表达最优密码子(CGC)。通过与其他模式真菌的密码子偏好性进行比较发现:与嗜热毛壳菌在密码子使用频率上差异较小的为嗜热毁丝菌、粗糙脉孢霉,有显著差异的为酿酒酵母。本研究为在嗜热毛壳菌中异源表达重组蛋白提供了目标基因密码子优化的理论依据,为嗜热毛壳菌在基因组水平上的应用和研究提供了数据支撑,有助于开发高效嗜热丝状真菌表达系统应用于工业酶制剂的生产。
在金针菇全基因组中鉴定到4个蓝光受体基因和1个红光受体基因。分别对5个基因的序列进行生物信息学分析,包括基因一级结构分析、保守结构分析、亚细胞定位预测以及跨膜区分析。亚细胞定位结果显示金针菇蓝光受体FfWC-1和红光受体FfPhy同时存在于细胞质和细胞核中,其他3个光受体定位于细胞质中;跨膜区分析显示5个光受体都没有跨膜区。组织表达分析FfWC-1、FfWC-2和FfCry-DASH主要在成熟菌盖中表达,FfCpl和FfPhy主要在菌丝中表达。经蓝光处理和红光处理后,5个基因的表达模式也各不相同。在金针菇基因组中未发现有VIVID基因和绿光受体基因。本结果为进一步研究金针菇乃至食用菌的光生物学特征提供了分子理论基础。
果生刺盘孢Colletotrichum fructicola能够引起苹果炭疽叶枯病和苹果苦腐病。前期通过基因组分析发现一个叶枯型C. fructicola菌株特异基因Cfcyp450。本研究对其功能进行分析,以明确其在致病中的作用。采用同源重组方法获得了敲除突变体。表型分析显示,Cfcyp450敲除突变体与野生型生长速率无明显差别,但敲除突变体菌落变白;与野生型相比,突变体附着胞形成降低30.02%;侵染钉延伸菌丝对玻璃纸的穿透率下降41.19%。致病性测定显示,突变体对嘎啦叶片致病力显著下降。生物信息学分析显示,Cfcyp450仅存在于叶枯型菌株中,同时与烟草和拟南芥内生菌同源性较高,但与刺盘孢属物种亲缘关系较远。这些结果表明果生刺盘孢Cfcyp450基因为叶枯型菌株的关键致病因子,可能通过水平转移获得。
以8株野生白腐真菌为研究对象,用愈创木酚筛选培养基对这些菌株进行产木质素酶能力的初筛,并探究初筛后所得菌株在玉米秸秆固态发酵时的漆酶活性及其对玉米秸秆木质纤维素的降解能力。研究结果表明,8株菌株在愈创木酚筛选培养基上均表现出较好的木质素降解酶活性,仅菌株Han 577的菌丝圈直径d1与变色圈直径d2之比大于1。菌株An 369、Han 202和Han 474在玉米秸秆上的最大漆酶活性要远远高于其他菌株,分别为(901.11±42.83)、(698.89±42.17)和(843.61±78.82) U/L。白蜡范氏孔菌An 369、云芝栓孔菌An 174、肺形侧耳An 279和硬毛革孔菌Han 474对玉米秸秆的酸不溶木素降解率均大于20%。云芝栓孔菌An 174、肺形侧耳An 279、梨生多年卧孔菌Han 202对玉米秸秆的纤维素降解率均大于20%。迷宫栓孔菌An 360和肺形侧耳An 279对玉米秸秆半纤维素降解率则大于40%。整体来看,肺形侧耳An 279表现出较好的秸秆降解效率。
对一株野生栓孔菌属的真菌子实体进行分离鉴定,探究其生长特性,并比较菌丝体胞内多糖和发酵液胞外多糖的抗氧化作用、抑癌活性及多糖组分。研究结果显示,该菌株经鉴定为血红栓孔菌Trametes sanguinea,菌丝生长最适条件碳源为甘露糖,氮源为酵母浸提物,pH值为6.0,温度为35 ℃;胞外多糖比胞内多糖更具有化学抗氧化能力,当多糖浓度为5 mg/mL时,胞内多糖对DPPH、ABTS和羟自由基的清除率分别为57.54%、97.20%和36.40%,铁离子还原力的FRAP值为1.14 mmol/L,而胞外多糖对DPPH、ABTS和羟自由基的清除率分别为63.88%、99.36%和40.99%,FRAP值为2.34 mmol/L;胞外多糖的抑癌活性强于胞内多糖,在供试浓度下多糖溶液对LO2细胞无毒副作用,但能明显抑制Huh7细胞增殖,胞内和胞外多糖的IC50值分别是4.154和2.894 mg/mL;进一步对比分析其单糖的组分和含量,发现除了葡萄糖、盐酸氨基葡萄糖、甘露糖和半乳糖外,胞外多糖比胞内多糖还多了岩藻糖、葡萄糖醛酸和木糖,胞内多糖中仅有葡萄糖含量高于胞外多糖,这表明胞内多糖与胞外多糖活性可能与其单糖组成和含量有关。这为血红栓孔菌资源的进一步开发利用提供参考资料。
羊肚菌Morchella作为食用菌越来越多地受到市场认可,但是羊肚菌重金属富集问题也引起了业界关注,因此研究羊肚菌及种植土壤重金属特征及存在的健康风险具有现实意义。本研究以青海省5个羊肚菌品种为研究对象,采用国标方法进行羊肚菌根周土壤及子实体理化指标测定。研究结果表明:(1) 5个羊肚菌品种根周土壤pH总体呈现为弱碱性,其中QJ-2显著高于其他,有机质含量均达到中等以上肥力水平,高到低的排序为:QJ-6>QJ-9>QJ-2>QJ-3>QJ-8。5个品种之间根周土壤铁、铜、锌、锰和镉含量差异不显著,QJ-2和QJ-3的土壤铬含量显著高于QJ-6,QJ-3土壤铅含量显著高于其他。(2) 5个品种子实体间镉含量差异不显著,QJ-2子实体的铅含量显著高于其他。(3) 5个品种土壤理化指标和子实体重金属含量之间多存在显著相关性。(4) 5个品种对镉和铅两种重金属的富集系数均小于1,健康风险评价结果表明子实体正常食用摄入的镉和铅重金属不存在健康风险。综合分析可知,5个羊肚菌品种之间的重金属富集能力存在差异,子实体重金属含量与根周土壤重金属含量之间存在显著正相关。符合农产品标准的羊肚菌产品不存在镉和铅两种重金属健康风险。
为探究长白山不同蜜环菌干品间挥发性风味物质的组成和相对含量,采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用法(HP-SPME-GC-MS)对7种蜜环菌样品挥发性成分进行测定分析,结果显示,所有7种蜜环菌干品中共鉴定出78种挥发性化合物,涵盖醛类19种、烃类15种、醇类13种、酸类12种、酯类9种、酮类9种、杂环1种。通过热图分析发现,长白山不同种类蜜环菌所含挥发性成分及其含量存在一定差异;其中,样本a4 (Armillaria cepistipes)、a6 (A. cepistipes NA, North America)和a13 (A. ostoyae)相较于其他样本的芳香程度和气味丰度则更具优势,嗅觉感知体验更好。通过聚类分析发现,挥发性成分及含量一定程度上与物种间的系统发育相关,但并不高度吻合。与前人研究相比,本研究样本更为丰富,鉴定出更多的挥发性成分,并阐明了不同种类蜜环菌的挥发性物质的差异。
对分离自海南和辽宁滩涂沉积物中的曲霉属和青霉属菌株进行系统分类研究,报道5个中国新记录种:假溜曲霉Aspergillus pseudotamarii、乌尔米曲霉A. urmiensis、南极青霉Penicillium antarcticum、荒漠青霉P. desertorum和拉布拉多青霉P. labradorum,并提供了上述物种的形态特征描述及图示。同时,联合BenA和CaM基因序列进行系统发育分析,为形态学鉴定提供了佐证。研究结果丰富了我国该类真菌的物种多样性。