真菌学研究的进展及机遇——真菌学国家重点实验室专刊序言

真菌是与动物和植物并列的一个独立的生物界。真菌学国家重点实验室是在我国近代真菌学开创者戴芳澜与邓叔群院士于1953年成立的"中国科学院植病真菌室"的基础上发展起来的,并于1985年成为中国科学院第一批院重点开放实验室"真菌地衣系统学开放研究实验室"。近年来真菌学国家重点实验室在真菌分类与演化、遗传与发育、群落与种间关系及次级代谢与调控等方面取得了重要研究进展。本专刊汇集了真菌学国家重点实验室18个研究组的最新研究成果,并以此纪念"真菌地衣系统学开放研究实验室"成立30年。

海洋真菌Aspergillus sp.LW152抗细菌活性代谢产物研究

目的对海洋真菌Aspergillus sp.LW152发酵提取物的抗细菌成分进行研究。方法利用硅胶柱层析、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱层析、半制备高效液相色谱等方法,对该菌株发酵提取物进行分离纯化;化合物结构通过核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)等数据并与文献数据对比进行确定;采用微量肉汤稀释法对化合物抗菌活性进行体外评价。结果从真菌LW152发酵的乙酸乙酯提取物中分离得到了7个化合物,其结构分别鉴定为7-脱氧-7,14-二脱氢水杨酸(1)、7-脱氧-7,8-二脱氢水杨酸(2)、pseudaboydin B(3)、(Z)-5-(羟甲基)-2-(6'-甲基庚-2'-烯-2'-基)苯酚(4)、aspergillusene A(5)、2,4-二羟基-6-甲基苯甲酸甲酯(6)和1-亚油酸单甘油酯(7)。结论海洋真菌Aspergillussp.LW152能产生具有抗细菌活性的次级代谢产物,其中化合物4和5对6种致病细菌的生长均具有一定的抑制作用,化合物7对青枯雷尔菌的生长具有抑制作用。

1株海洋真菌Penicillium sp.的次级代谢产物及抗细菌活性研究

目的研究1株海洋真菌Penicillium sp.LW23的次级代谢产物及其抗细菌活性。方法采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析及半制备高效液相色谱等方法,对该菌株发酵产物进行分离纯化;通过核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)等方法并比对相关文献,鉴定化合物结构;采用微量肉汤稀释法评价其体外抗菌活性。结果从菌株发酵的乙酸乙酯粗提物中分离鉴定了6个化合物,分别为methyl penicyrone(1)、penicyrone(2)、verrucosidin(3)、deoxyverrucosidin(4)、peniquinone A(5)和penipratynolene(6)。结论海洋真菌Penicilliumsp.LW23能产生具有抗细菌活性的化合物。化合物3和4对幽门螺杆菌Helicobacter pylori G27和三重耐药菌H.pylori BHKS159具有中等抑菌活性;化合物5对野油菜黄单孢菌、青枯雷尔菌、枯草芽胞杆菌和耻垢分枝杆菌均具有一定程度的抑菌活性。

中国丝状真菌次级代谢分子调控研究进展

在目前已知的具有生物活性的微生物次级代谢物中约有50%是由丝状真菌产生的,其中包括人们所熟知的青霉素、环孢菌素A以及洛伐他汀等。鉴于丝状真菌次级代谢物在农业、医药和工业上的重要价值,它们的生物合成及其分子调控一直备受关注。丝状真菌次级代谢物的生物合成是一个复杂的过程,一般涉及多步酶学反应,该过程往往受到不同水平的调控。深入了解丝状真菌次级代谢的分子调控机制,可以为其产量的提高、新骨架化合物的发掘以及隐性次级代谢物的激活奠定重要的理论基础。本文以丝状真菌次级代谢分子调控为主线,重点介绍近40年来我国科研工作者在该领域取得的研究进展,并对这一领域未来的发展进行展望。

六株扁枝衣内生真菌的抗病原真菌活性

以采自大兴安岭的3份扁枝衣(Evernia mesomorpha)为试材,采用刮皮层法,分离获得6株内生真菌,通过菌落形态观察和ITS序列分析,并以5种病原真菌为拮抗指示菌,采用平板对峙培养法,研究了6株内生真菌的抗病原菌活性。结果表明:6株内生真菌全部属于子囊菌门(Ascomycota)粪壳菌纲(Sordariomycetes),其中菌株FF-3、FF-4为紫棕炭团菌(Hypoxylon fuscum),菌株FF-7为白色侧齿霉菌(Engyodontium album),菌株FF-2为炭团菌属(Hypoxylon sp.),菌株FF-6为炭角菌属(Xylariasp.),菌株FF-9为毛壳菌属(Chaetomiumsp.);菌株FF-2(Hypoxylon fuscum)和FF-6(Xylariasp.)均对多枝横梗霉(Lichtheimia ramosa)有抑制作用;菌株FF-6对黄瓜萎蔫病菌(Plectosphaerella cucumerina)有抑制作用。其中,FF-6抑制病原真菌的活性较好,形成明显的拮抗条带,最大宽度为7.00mm。菌株FF-2、FF-6有望成为植物病原真菌的候选生物防治菌。

中国热带膜盘菌属真菌初探(英文)

对采自中国热带的部分膜盘菌属标本进行了分类研究,鉴定出6个种,分别为尾膜盘菌(Hymenoscy-phus caudatus)、(参照)喜马拉雅膜盘菌(H.cf.himalayensis)、难变膜盘菌(H.immutabilis)、井冈膜盘菌(H.jinggangensis)、毛柄膜盘菌(H.lasiopodius)和叶产膜盘菌(H.phyllogenus)。其中,(参照)喜马拉雅膜盘菌为中国新记录种,文中提供了该种的形态特征描述和图示。

地衣内生真菌的鉴定及其抗植物病原菌活性

以粉缘斑叶梅(Cetrelia cetrarioides)、粉树花(Ramalina farinacea)、东方松萝(Usnea orientalis)3种地衣为试验材料,进行内生真菌分离、鉴定、物种多样性、ITS(internal transcribed spacer)序列系统发育分析以及抗植物病原菌活性的初步研究。物种多样性研究结果表明,3种地衣体中分离共获得29株内生真菌,确定隶属于4科8属;其中,炭角菌属为3种地衣内生真菌的优势属。地衣内生真菌粗提发酵液对镰刀菌(Fusarium sp.)、多枝横梗霉(Lichtheimia ramosa)、黄瓜萎蔫病菌(Plectosphaerella cucumerina)、Pythium capillosum等4种供试植物病原菌抗菌活性试验结果表明,东方松萝中的内生真菌C25、C27和C49效果良好,有潜在的生物防治应用价值。

3种杓兰属植物菌根真菌系统发育和多样性分析

兰科植物菌根真菌(Orchid mycorrhizal fungi,OrMF)在兰科植物种子萌发和后续生长发育过程中具有重要作用。该研究采用培养(菌丝团分离)和非培养(克隆文库)2种方法获得同一栖息地3种不同杓兰属植物根中菌根真菌ITS序列并划分可操作分类单元(Operational taxonomic units,OTUs),分析其系统发育关系和多样性。结果表明:(1)所有根段中都有菌丝团定植,共分离出菌根真菌64株,其中63株为胶膜菌科(Tulasnellaceae)真菌,1株为角担菌科(Ceratobasidiaceae)真菌;可划分为7个OUT,每个OTU代表菌株的菌丝都能形成OrMF典型的近球形或椭球形链状排列的念珠状细胞;分离出来的菌根真菌均为无性型菌丝且不产生无性孢子。(2)非培养法得到的3种杓兰属植物的根中OrMF分别隶属于胶膜菌科(Tulasnellaceae),腊壳菌科(Sebacinaceae)、角担菌科(Ceratobasidiaceae)和革菌科(Thelephoraceae),其中胶膜菌科OTU在种类和数量上占有绝对优势,培养和非培养2种方法得到的OrMF OTU类型和数量均为西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)>无苞杓兰(C.flavum)>黄花杓兰(C.bardolphianum),但培养法少于非培养法。(3)对胶膜菌进行系统发育分析显示,优势和非优势OTU均分布在系统发育树的3个不同分支上,这种与多种亲缘关系较远的OrMF共生的现象可能与杓兰属植物对环境的适应性有关,且不同杓兰的OrMF物种丰富度没有显著差异,但群落结构存在差异。

基于红色名录的大型真菌保护现状及中国的对策

全球大型真菌多样性十分丰富,具有重要的生态价值和经济价值,然而大型真菌多样性正受到过度采挖、栖息地遭破坏、气候变化和环境污染的威胁。全球至少有36个国家开展了国家水平的大型真菌灭绝风险评估,并发布了官方红色名录。一些国家和组织机构基于红色名录制定实施了一系列大型真菌的保护与管理措施。笔者梳理了国际上大型真菌灭绝风险评估的状况,以及相关法律法规、保护政策与行动计划、就地保护与管理方面的经验,并提出了我国大型真菌保护与管理对策。

适应性策略:人类致病真菌新生隐球菌的“杀手锏”

绝大多数引发人体系统感染的致病真菌来自于环境,这些环境来源的真菌往往是条件致病菌,其毒力衍生于它们独特的生境适应策略。新生隐球菌是进化最为成功的环境真菌之一,在自然界中的分布极为广泛。而作为人类致病菌,新生隐球菌能够引发致命的隐球菌病和真菌脑膜炎,据统计全球每年由于隐球菌病死亡的人数超过60万人。近几年的研究表明,新生隐球菌的环境适应策略对其条件致病性至关重要。细胞–细胞交流、细胞形态转换和细胞异质性等重要环境适应行为在协调新生隐球菌的致病性方面都扮演了重要的角色。文章从致病菌?自然栖居环境?人类宿主三方的关系解析了新生隐球菌环境适应策略影响毒力的机制及相关进化动机,并对其潜在的研究前景和临床应用提出了一些思考。

中国药用真菌(子囊菌)多样性及其化学成分

中国药用真菌(子囊菌)种类资源丰富。本文依据文献资料汇总了中国药用子囊菌61种,并对其生境条件、产地与分布及其化学成分和药用价值进行了简述。

中国药用真菌(子囊菌)多样性及其化学成分Ⅱ

中国药用真菌种类资源丰富,作者们积多年的野外调查,搜集了大量的菌物标本和素材后,予以研究鉴定、整理出子囊菌150种。其中2012年《贵州科学》30卷2期已报道了中国药用子囊菌61种。本文续报中国药用子囊菌89种,并对其生态习性、地理分布及其化学成分和药用状况进行了简述。

CRISPR／Cas9在丝状真菌基因组编辑中的应用

丝状真菌(filamentous fungi)通常指那些菌丝体较发达且不产生大型肉质子实体结构的真核微生物。丝状真菌不仅在自然界物质循环中发挥着重要作用,还与人类健康和工农业生产有着紧密的联系。然而,对丝状真菌进行遗传操作相对困难,极大地妨碍了丝状真菌的遗传学研究。成簇的规律间隔的短回文重复序列及其相关系统(clustered regulatory interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9,CRISPR/Cas9)是近年来发现的一种存在于细菌和古菌中保守的获得性免疫防御机制。最近,CRISPR/Cas9被开发成为了一种方便灵活的基因组编辑技术。目前,该技术已经广泛应用在不同物种的基因组编辑中。本文概述了CRISPR/Cas9在丝状真菌基因组编辑中的应用进展,旨在为开展该领域的研究工作提供参考。

河北省太行山北部地区大型真菌物种多样性

大型真菌具有重要的科学、生态和经济价值。为全面而准确了解河北太行山北部大型真菌物种多样性,本文使用踏查法对该地区进行标本采集。鉴定过程中使用形态学和分子系统学方法,并结合生态习性信息。结果显示本地区共有大型真菌241种,隶属于2门4纲15目55科100属,其中子囊菌门9种,担子菌门232种。河北省太行山北部地区含10种以上的优势科有红菇科Russulaceae、口蘑科Tricholomataceae、丝盖伞科Inocybaceae、蘑菇科Agaricaceae、多孔菌科Polyporaceae和丝膜菌科Cortinariaceae;含5种以上的优势属有红菇属Russula、丝盖伞属Inocybe、丝膜菌属Cortinarius、乳菇属Lactarius、蘑菇属Agaricus、粉褶菌属Entoloma、口蘑属Tricholoma、杯伞属Clitocybe、滑锈伞属Hebeloma和栓菌属Trametes;发现中国新记录种8个。研究表明河北省太行山北部地区大型真菌物种多样性较高,具有经济价值的共100种,其中食用菌41种,药用菌33种,药食兼用菌19种,毒菌26种,部分种类具有良好的应用前景,可为其保护和利用提供科学依据。

一株虫生真菌Phomopsis amygdali次级代谢产物研究

采用ODS反相硅胶柱层析、Sephadex LH-20柱层析以及HPLC等分离方法,从一株瘿蚊虫生真菌Phomopsis amygdali大米发酵的乙酸乙酯提取物中获得6种化合物,并通过HR ESI-MS、1 H NMR、13C NMR等波谱学方法鉴定其结构分别为(+)-S-1-Methyl-abscisic-6-acid(1),(+)-S-Abscisic acid(2),Fusicoccin J(3),3α-Hydroxyfusicoccin J(4),(R)-5-Hydroxymethylmellein(5),4-Hydroxyphenethyl acetate(6)。其中化合物(1)为新化合物。抗菌实验结果表明,化合物(1)^(4)对革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa 2033E,CGMCC 1.2387)均有不同程度的抑制作用(最小抑制浓度26~58μg·mL^(-1))。

海洋真菌Fusarium sp.HL21活性次级代谢产物研究

目的研究海洋真菌Fusarium sp.HL21的次级代谢产物及其抗菌活性。方法采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析及半制备高效液相色谱等方法,对该菌株发酵产物分离纯化;后通过核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)等方法并比对相关文献,鉴定化合物结构;采用96孔板微量肉汤稀释法和孢子萌发法评价其抗细菌和抗真菌活性。结果从该菌株中分离鉴定了8个化合物,分别为plancyin G(1)、吲哚-3-乙醛酸甲酯(2)、吲哚-3-乙酸(3)、丁二酸二甲酯(4)、阿魏酸(5)、gibepyrone F(6)、6-((2S,3S)-2,3-二羟基-2-丁醇基)-3-甲基-2-吡喃酮(7)和6-((2R,3S)-2,3-二羟基-2-丁醇基)-3-甲基-2-吡喃酮(8)。结论化合物5、7和8对青枯劳尔菌BXL018、甘蓝黑腐病菌BLY013和辣椒青枯病菌BLY014表现出一定的抑菌活性。

铜壁关自然保护区大型真菌多样性研究

对云南铜壁关自然保护区的大型真菌进行调查,采集到137种大型真菌,隶属3纲9目38科80属。占优势的科有4个,占总科数的10.5%,包含61种,占总种数的44.5%。占优势的属(种数≥4的属)共9个,占总属数的11.3%,包含46种,占全部种数的33.6%。

地衣型真菌对石材的侵蚀及防护措施

世界各地古旧的石质建筑物都含有人文历史的底蕴,但由于环境等一些因素的影响,使得一些裸露在室外的建筑物饱经风霜,从而使其表面失去了原有的容貌,其中一个重要原因是受地衣型真菌的侵蚀。地衣型真菌(即地衣)是地球生物圈内生态系统中真菌与相应藻类或蓝细菌形成的稳定胞外共生群落,其共生必要因素是该类真菌特异性与相应的藻类或蓝细菌共生而在自然界占有一定的生态位。共生藻利用光合作用为共生真菌提供有机物,而共生真菌通过吸收水分为共生藻提供原料。地衣型真菌通过菌丝直接附着于岩石,产生有机酸等次级代谢产物腐蚀岩石;但同时地衣分泌的有机酸也可以形成矿化膜,对石材在一定程度上亦起到防护作用。本文阐述了地衣对石材的侵蚀现象及其原因,并提出有针对性的防治策略,为今后文物保护工作的开展提供参考资料。

三株地卷地衣内生真菌的生防活性

检测地卷地衣内生真菌的生防活性。从湖北神农架地卷属地衣中分离获得3株对4种植物病原真菌和水霉病病原卵菌拮抗性好抑制率高的优势生防菌株,分别为Creosphaeria sassafras,Annulohypoxylon multiforme和Penicillium vulpinum;通过液体发酵液及拮抗试验检测了3株地衣内生真菌的生防潜力。结果显示其对病原菌的抑制作用优于常用的生防菌球毛壳菌,在与植物病原真菌的营养竞争过程中占有一定优势。地衣内生真菌可用于植物病害和水霉病的防治。

牛栏山二锅头酿造过程中的真菌多样性分析

目的:分析牛栏山二锅头大茬酒醅发酵过程中真菌群落结构及多样性,确定发酵过程中优势真菌,为解析牛栏山二锅头的形成过程提供理论支撑。方法:将传统可培养分离方法和高通量测序技术相结合,对牛栏山二锅头大茬酒醅发酵过程真菌进行多样性分析。结果:采用传统分离方法从大茬酒醅中分离获得559株真菌,共分为13个不同的类群,主要为扣囊覆膜酵母、酿酒酵母、伞枝横梗霉。根据微生物数量变化确定大茬酒醅真菌演替规律,即扣囊覆膜酵母和伞枝横梗霉是发酵初期的主要真菌,以毕赤酵母为主的生香酵母和酿酒酵母在发酵前期快速增长;在顶火期,除酿酒酵母以外的真菌已无法分离到,酿酒酵母成为顶火期和发酵后期的主体真菌。高通量测序中共获得143种真菌OTU,主要包括酵母目、毛霉目、散囊菌目和丝孢酵母目,其中扣囊覆膜酵母是发酵前期的主要真菌,酿酒酵母是中期和后期的主要真菌。结论:大茬发酵过程中真菌多样性丰富,两种分析手段结果较为一致,确定了大茬酿造过程中主要真菌为扣囊覆膜酵母、伞枝横梗霉和酿酒酵母。