真菌耐药性已成为全球公共卫生领域的重大挑战,其机制涉及基因突变、表观遗传调控及基因组不稳定性等多重因素。近年来,染色体非整倍体现象在耐药性形成中的作用备受关注。本文系统综述了非整倍体通过基因剂量效应、转录调控改变及代谢途径干扰等机制驱动病原真菌耐药的分子基础。研究表明,白色念珠菌通过染色体重复上调外排泵基因(CDR1/2),烟曲霉通过cyp51A基因拷贝数增加降低药物敏感性;隐球菌中特定染色体的非整倍化可快速形成并随药物压力动态变化,体现其作为适应性策略的可塑性。全基因组测序(WGS)、qPCR等技术为临床耐药性预测与治疗监测提供了关键手段,但成本与时效性仍限制其转化应用。未来需解析非整倍体与表观遗传、突变累积的协同作用,开发靶向纠正非整倍体的治疗策略,并优化快速检测技术以指导精准用药。本文通过整合多物种研究进展,为深入理解真菌耐药机制及开发新型干预手段提供了理论依据。
“大红菌”是一类在我国南部广泛采食的具有红色菌盖的红菇。最初我国的大红菌被误定为欧洲的酒红菇。自2009年灰肉红菇Russula griseocarnosa被描述后,这一种名成为大红菌唯一可用的名称。然而,前人研究发现该种下存在多个系统发育分支,而这些分支是否代表了真正的物种尚待研究。通过在我国南方大红菌的主产区进行广泛取样,采用多基因片段进行系统发育物种识别,我们鉴定出除灰肉红菇外的9个物种,包括已知种达哈库尔红菇R. dhakuriana、栎生红菇R. quercina、紫环红菇R. purpureozonata和沿河红菇R. yanheensis。研究发现了灰肉红菇的姊妹种隐匿红菇R. occulta (新种)以及4个尚待描述的种,它们分别与鳞盖红菇R. lepida、落叶松红菇R. laricina和紫环红菇近缘。基于5个DNA位点,我们通过多基因谱系一致法进行系统发育物种识别,在灰肉红菇内界定了6个系统发育分支。基因谱系间存在的冲突提示将灰肉红菇处理为一个系统发育种较为合适,其下的6个分支可处理为种下分类单元。对灰肉红菇主模式标本进行的浅层基因组测序发现它的3个个体分属于3个不同的分支,故使用其中的一个个体为其指定了后选模式。我们描述了一个主产区在云南哀牢山区的一个新变种:灰肉红菇哀牢山变种R. griseocarnosa var. ailaoshanensis,它与原变种的区别在于其近白色的菌肉、较大的孢子和较膨大的盖表皮菌丝。本研究提供的形态和分子数据将有助于鉴定红菇亚属内的野生食用菌。
江西齐云山国家自然保护区地处华东和华南生物区系的过渡交汇带,其独特的地理位置和多样的植被类型预示着该区域拥有丰富的真菌多样性。为系统阐明该区域大型真菌物种组成、区系特征及生态功能,本研究基于2022-2024年的野外调查与标本采集数据,通过整合形态学特征与分子系统学分析进行标本鉴定。共鉴定大型真菌302种,隶属于子囊菌门和担子菌门,分属8纲22目 68科145属。物种组成分析表明,优势科主要为牛肝菌科Boletaceae、多孔菌科Polyporaceae、红菇科Russulaceae等7科,其物种数占物种总数的43.71%;优势属为红菇属Russula、粉褶菌属Entoloma、丝盖伞属Inocybe等13属,其物种数占物种总数的33.77%。功能类群分析显示,其中包括食用菌59种(19.54%)、药用菌39种(12.91%)、有毒菌45种(14.90%)以及外生菌根菌98种(32.45%)。属级地理区系分析划分出9个分布区类型,其中世界广布属(53.10%)占绝对优势,其次为北温带分布属(17.24%)和泛热带分布属(13.79%),反映了该区域大型真菌区系的生物地理过渡特征。依据《中国生物多样性红色名录——大型真菌卷》相关评估标准,确定易危种(VU) 1个、近危种(NT) 1个;此外,还鉴定出中国特有种有11种,凸显了该区域的特殊保护价值。本研究为生物地理过渡带的菌物学研究提供重要基础数据,也为制定该区域真菌资源的保护策略与可持续利用方案奠定了科学基础。
丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)在陆地生态系统中发挥着至关重要的作用。本研究采用高通量测序技术分析了中国北方春坤山不同海拔野韭Allium ramosum根际土和根系AM真菌群落的结构和多样性、生态分布规律以及与土壤因子之间关系。从根际土和根系共检测出属于95个AM真菌虚拟分类单元(virtual taxa, VT) 1 431个扩增子序列变体(amplicon sequence variant, ASV),这些物种属于7科,8属。其中Ambispora仅出现在根际土。相对丰度最高属是Glomus,其次为Claroideoglomus。海拔显著影响野韭根际土和根系AM真菌群落多样性。根系和根际土Chao1指数、根系Shannon指数均在中海拔区出现最高值,而根际土Shannon指数最高值在高海拔区。野韭根际土AM真菌α多样性指数显著高于根系(P<0.05),表明根系对共生AM真菌具有选择性。基于冗余分析(RDA)和Monte Carlo检验结果,土壤有机碳(P<0.001)对野韭根际土和根系AM真菌群落有极显著影响,此外,全磷也显著影响根际土AM真菌群落(P<0.001)。本研究探讨了不同海拔野韭根际土和根系AM真菌群落结构、多样性与土壤理化性质之间的关系,为野韭进一步开发利用提供了理论依据。
为明确青海省侵染茄果类蔬菜的灰葡萄孢菌Botrytis cinerea遗传多样性及群体遗传结构,采用ISSR分子标记技术对分离得到的213株茄果类蔬菜灰葡萄孢菌进行了遗传多样性分析,12条引物共扩增出243个多态性位点。基于ISSR数据的聚类分析显示,213个菌株在0.65相似系数水平上可划分为9个类群。5个地理种群间Nei's基因多样性指数为(H)为0.437 0,多态位点百分率(P)达100%,有效等位基因数(Ne)为1.807 3,Shannon信息指数(I)为0.625 6,观测等位基因数为2.000 0。遗传分化系数(Gst)为0.203 6,基因流(Nm)为1.956 4。灰葡萄孢菌群体遗传变异主要来源于种群内部(85%)。基于0.89相似系数,5个地理种群可划分为2个主要类群和3个亚群。从PCoA分析看出5个种群间存在部分交叉,但整体呈现地理聚集趋势。3个寄主划分的种群间,存在种群间的遗传变异仅为2%。较地理来源种群来看,种群遗传距离近,遗传相似度高。在PCoA分析中,大部分种群单株形成了交叉紧密,少部分菌株较离散。
在贵州独山发现一种油桐根腐病,以生长旺盛期5月至7月发生最严重,发病部位在油桐根部,罹病植株叶片萎蔫、失水褪绿,最后干枯死亡。采用微生物群落真菌ITS高通量测序对健康油桐和发病油桐根际土壤的真菌群落组成进行了分析,它们的主要优势菌门和菌属组成相近,但相对丰度却大不相同,并且能广泛引起植物病害的镰孢属Fusarium只在发病油桐根际土壤菌群中出现,相对丰度占比为2.44%;采用组织分离法对引起油桐根腐病的病原菌进行分离纯化,从发病油桐根茎的病健交界处获得10株分离菌株,其中菌株AX-2回接到油桐幼苗后,呈典型的根腐病发病症状,进一步从发病植株的根茎部重新分离获得病原菌,与田间采集分离的病原菌形态特征一致,通过分子鉴定确定了该菌株与AX-2是同一种菌株。经形态学观察和多基因联合建树分析(ITS+tef1-a+rpb2+CaM+tub2),菌株AX-2被鉴定为臭镰孢Fusarium foetens。这是该菌所致油桐根腐病的首次发现,为油桐根腐病的侵染特性及防控技术研究提供了理论依据。
新疆矿区面临严重的土壤盐渍化问题,限制了植物生长,解决盐渍化土壤对矿区生态修复十分重要。深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)能提高植物抗逆性,可在生态系统修复和促进植被恢复方面发挥重要作用。本文调查了新疆红沙泉盐碱矿区周边未开采区、排土场植被复垦区及未复垦扰动区的优势植物盐地碱蓬Suaeda salsa根系中的DSE,探究不同NaCl浓度下DSE微观形态和生理生化反应,明晰植物根系共生DSE的耐盐性特征,以期为该地区的生态修复提供理论参考。研究发现,红沙泉矿区不同采样地的盐地碱蓬均能与DSE形成良好的共生关系,从盐地碱蓬根系共分离出23株DSE。经耐盐性初筛,优选出4株菌株,其中球毛壳Chaetomium globosum在3 mol/L NaCl胁迫下仍保持生长,其生物量、还原型谷胱甘肽含量和产孢能力显著优于其他菌株;其余3株链格孢Alternaria spp.在2 mol/L NaCl盐胁迫下呈现出明显的微观结构变化,菌丝直径显著增加、隔间距缩短、表面皱缩,结构差异化可能是其应对盐胁迫的响应策略,此外,3株DSE还分别通过提升可溶性蛋白含量、增强超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性等生理机制,缓解盐胁迫损伤。本研究结果可为新疆盐碱矿区耐盐微生物筛选及微生物复垦技术应用提供理论依据。
由小麦矮腥黑粉菌Tilletia controversa (TCK)引起的小麦矮腥黑穗病是一种危害大、防控难、影响特别大的危险性真菌病害,被称为“小麦一号病”,EPPO、澳大利亚、中国等国家/地区和组织将其列为检疫性病害。小麦矮腥黑粉菌与小麦光腥黑粉菌等近似种在形态学、分子生物学上的区分鉴定较困难,在检疫检查中容易造成误诊。本研究在全基因组水平上开发TCK的特异性分子标记,筛选到4个候选差异基因,即OG0008430、OG0008601、OG0008603、OG0008610,针对这4个基因分别设计了引物和探针,经过组合验证,建立了两组“三重+单重”实时荧光PCR方法,可以有效区分目标种(TCK)和近似种,实现小麦腥黑粉菌的准确鉴定,也可区分腥黑粉菌属的不同种。
对新疆临床分离的6株黄曲霉进行分子鉴定及唑类耐药基因cyp51A、cyp51B和cyp51C耐药突变表型鉴定。采用PCR扩增ITS和BenA基因,扩增产物进行测序,blast比对后进行菌种的分子鉴定;采用Sensititre Yeastone真菌药敏试剂盒检测7种药物的体外抗真菌药物敏感性,MIC/MEC结果解释标准依据CLSI M57S推荐;设计特异性引物,采用PCR扩增黄曲霉菌株的cyp51A、cyp51B和cyp51C基因并测序,测序结果与黄曲霉参考菌株比对鉴定耐药突变表型。真菌药敏试验MIC/MEC值显示,6株菌株均对棘白菌素类高度敏感(MEC≤0.015 μg/mL)、对伊曲康唑和泊沙康唑敏感率为100%;1株对两性霉素B耐药(MIC=8 μg/mL),2株对伏立康唑耐药(MIC=4 μg/mL)。基因测序结果显示,cyp51A和cyp51C在敏感株和耐药株中均出现了同义和非同义点突变,cyp51B中未发现突变。然而,cyp51C基因中P276T突变位点只存在于耐药菌株中。棘白菌素类、伊曲康唑和泊沙康唑对黄曲霉的体外抑菌活性较好,伏立康唑和两性霉素对黄曲霉的抑菌活性较差;cyp51C P276T突变可能是黄曲霉对伏立康唑耐药的新潜在机制。
Zn(Ⅱ)2Cys6型转录因子在真菌的初级与次级代谢、应激反应及细胞分裂等生命过程中发挥着关键的调控作用。本研究通过运用隐马尔可夫模型对巨大侧耳Pleurotus giganteus全基因组进行筛选,鉴定出67个基因属于Zn(Ⅱ)2Cys6型转录因子基因家族。通过Motif分析,揭示了巨大侧耳 Zn(Ⅱ)2Cys6型转录因子家族成员具有显著的序列结构特征。系统发育分析将这67个家族基因划分为4个主要分支。基于转录组数据,筛选出53个在10 μmol/L Cd2+胁迫3、6、12 h及100 μmol/L Cd2+胁迫处理3、6、12、24 h下差异表达的家族基因。利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)、基因共表达网络拓扑分析和共表达基因的GO、KEGG富集分析,预测了部分差异表达的家族基因的调控功能。本研究为阐明 Zn(Ⅱ)2Cys6型转录因子家族在巨大侧耳应对Cd2+胁迫响应机制中的作用提供了科学依据。
C2H2型转录因子AZF1在真菌中具有调控生长发育、次级代谢及致病等多种生物学功能,但其在黄曲霉中的作用尚不明确。同源序列比对发现,AFLA_054800编码的蛋白与里氏木霉中的AZF1蛋白具有50%的同源性,将其命名为AflAZF1。本研究发现,AflAZF1基因缺失菌株(ΔAflAZF1)的菌落大小与野生型无明显差异,但分生孢子产量显著下降,且无法形成菌核。同时,ΔAflAZF1菌株的黄曲霉毒素AFB1产量明显升高。在以葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、蔗糖和木糖为碳源时,ΔAflAZF1菌株的产孢能力相较于野生型显著下降,但在乳糖和甘油中显著上升。此外,在pH 5和pH 11条件下,ΔAflAZF1菌株的分生孢子数量显著少于野生型。研究结果表明,AflAZF1能够调控分生孢子和菌核的形成及AFB1的生物合成,还通过影响产孢能力调节对不同碳源的利用和对极端pH条件的适应性。这一发现揭示了AflAZF1在黄曲霉生长发育与毒素合成中的关键作用,为防治黄曲霉污染及制定新型生物防控策略提供了理论依据。
从锰矿区土壤中分离筛选得到1株具有锰氧化能力的真菌菌株ZL8-1。基于形态特征和分子系统学方法,鉴定该菌株为黄柄曲霉Aspergillus flavipes。经真菌生长速率、耐锰能力和锰去除率测定,结果表明菌株A. flavipes ZL8-1生长速率较快,7 d在AY培养基上菌落直径为5.44 cm;能耐受8 mmol/L Mn2+浓度,且在1-4 mmol/L受锰浓度影响较小;在1 mmol/L Mn2+浓度下,22 d锰去除率达到最大,为77.50%。本研究为微生物除锰提供了良好的菌种资源。
晶粒小鬼伞Coprinellus micaceus是最常见的鬼伞类真菌,菌种资源极其丰富。为探讨晶粒小鬼伞能否促进杜鹃兰种子萌发,我们从野外收集晶粒小鬼伞,分离菌柄空腔内侧菌丝,以尖端菌丝法纯化得到多个菌株,取最初发现的两株命名为S-1、S-2,进行后续实验,在燕麦培养基上将S-1与杜鹃兰种子共生,观察其萌发情况;酸性品红染色观察燕麦培养基上形成的原球茎形态及菌丝侵染情况,并对S-1的ITS测序;将S-2用菌包扩繁后掰碎放入花盆中,覆土诱导出子实体,并撒入杜鹃兰种子模拟拌菌直播育苗,分离原球茎内生菌,即S-3,并对S-3的ITS测序;将晶粒小鬼伞菌丝体干燥碾碎后加入燕麦培养基中,观察真菌菌丝粉末无菌条件下是否依然能促进杜鹃兰种子萌发。子实体的形态特征,S-1、S-3的ITS序列均与晶粒小鬼伞相符;晶粒小鬼伞在燕麦培养基和土中均能促进杜鹃兰种子萌发;酸性品红染色发现,杜鹃兰原球茎可消化入侵晶粒小鬼伞菌丝;燕麦培养基上,晶粒小鬼伞粉末无菌条件下亦可促进杜鹃兰萌发,说明晶粒小鬼伞可促进杜鹃兰萌发。晶粒小鬼伞资源丰富,可为杜鹃兰保护和种植提供支撑。
为研究珊瑚猴头菌子实体粗多糖(Hericium coralloides polysaccharides, HCP)对小鼠慢性肠炎的预防效果及其对肠道微生物群落的影响,将60只实验小鼠随机分为6个处理组,即空白对照(CK)、模型对照(MC)、阳性对照组(PC)以及HCP低(L-HCP)、中(M-HCP)、高(H-HCP) 3个剂量组。对比各组小鼠血清、结肠组织生化指标和结肠组织病理切片,采用16S rRNA基因高通量测序技术剖析样本微生物在门和纲分类水平上的相对丰度和群落多样性。研究发现,与模型组(MC)相比,HCP剂量组显著下调血清中白细胞介素1β (IL-1β)、白细胞介素2 (IL-2)、白细胞介素6 (IL-6)和肿瘤坏死因子α (TNF-α)等炎症因子水平,并减少了结肠组织中的Toll样受体4 (TLR4)、半胱氨酸蛋白酶1 (Casp-1)、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)和磷酸化P65蛋白(pp65)等因子含量。16S rRNA高通量测序分析显示,HCP能显著提升小鼠肠道菌群的Chao1、Shannon和observed-species多样性指数,降低Simpson指数,并通过调节拟杆菌门和厚壁菌门的丰度,有效预防小鼠结肠组织的损伤。因此,HCP能够预防DSS引发的慢性肠炎,研究结果为珊瑚猴头菇多糖在功能性食品中的应用提供科学依据。
首先以七妹羊肚菌Morchella eximia子实体为研究对象,采用硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱等多种色谱分离方法进行化学成分的分离纯化,并通过核磁共振(NMR)、质谱(MS)等技术鉴定化合物结构。然后以麦角甾醇为测定指标,建立羊肚菌子实体中含量测定的HPLC方法,并采用该方法对3个羊肚菌栽培品种(梯棱羊肚菌、六妹羊肚菌和七妹羊肚菌)及其不同生长期(幼年期、成熟期和老化期)的子实体中麦角甾醇的含量进行比较分析。从七妹羊肚菌子实体中共分离鉴定出13个化合物,包括5个麦角甾类化合物,其中化合物2、9、10和12为首次从羊肚菌属中分离得到。高效液相色谱分析结果显示不同品种、不同生长期的羊肚菌子实体中麦角甾醇含量差异明显,3个品种的幼年期子实体中的含量最高[(1.647±0.013)-(2.289±0.011) mg/g],成熟期子实体中的含量相应降低,其中六妹羊肚菌最高[(1.796±0.008) mg/g],梯棱羊肚菌最低[(1.250±0.004) mg/g]。本文首次对七妹羊肚菌的化学成分及羊肚菌中麦角甾醇的含量进行了测定,该研究对羊肚菌的进一步开发利用和质量评价都具有重要意义。