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。

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。

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。

玉米白斑病的症状识别与诊断

由宽颈附球孢菌Epicoccum latusicollum Qian Chen, Crous&L. Cai引起的玉米白斑病正在我国局部地区流行,导致重大损失,并有扩大流行范围的趋势。为了增加植保及玉米抗病育种工作者对玉米白斑病的了解,本文描述了该病害的症状特点、病原菌特征,总结了发生规律、病害循环及分离鉴定和诊断技术。玉米白斑病菌能在病残体上越冬,种子带菌是其远距离传播的主要途径,风夹雨、昆虫及农事操作人员活动是近距离传播途径。7月中下旬至9月中下旬是白斑病流行高峰期,病菌与玉米适宜生长温度基本一致,具有扩散传播的风险。

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。

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。

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。

龙门石窟敬善寺区域生物病害调查与研究

[目的]生物病害侵蚀露天石质文物,使其发生表面变色及风化等不可逆变化。龙门石窟是世界上造像最多、规模最大的石刻艺术宝库,敬善寺区域是龙门石窟的重要组成部分,了解该区域石质文物的生物病害情况,对石质文物保护及病害防治措施的提出具有重要意义。[方法]本研究对该区域31个样点石质文物的生物病害进行样品采集。基于形态观察,结合ITS、16S rDNA特征片段的测序分析,对生物病害物种地衣、微型真菌、细菌、苔藓和藻类等进行鉴定;对受生物侵蚀的文物本体通过扫描电镜进行形貌观察;采用薄层层析法检测地衣体中的化学酸,结合高效液相色谱法测定地衣和由生物结皮状复合物与沉积物中分离真菌的化学酸含量。[结果]形态观察和高通量测序结果显示,龙门石窟敬善寺区域内生物病害种类主要为地衣、苔藓、藻类、真菌和细菌,其中地衣7种,苔藓3种,藻类1种,真菌20种,可培养细菌7种,主要包括蓝细菌和放线菌门等,高通量测序结果与传统培养结果具有高度一致性和互补性。扫描电镜观察到不同侵害生物对石质文物的侵蚀深度不同,其中非地衣型真菌菌丝深入岩石深度可达100μm。调查区域内常见、具明显特征结构且覆盖度较大的主要生物病害为地衣和苔藓,其中中华石果衣(Endocarpon sinense)最为明显;同时地衣和真菌样品中可检测到柠檬酸,琥珀酸、草酸,乳酸、富马酸等有机酸。[结论]本研究首次较为系统地调查了龙门石窟敬善寺区域石质文物生物病害的物种和分布,从细胞侵入和有机酸产生2方面分析了其中代表性生物产生的病害及程度;生物病害的发育与石窟所处环境密切相关,研究结果为石窟微环境控制和石质文物生物病害防治提供了理论依据。

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。

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。

内蒙古的腹菌

采用形态鉴定和分子鉴定相结合的方法,对赤峰学院菌物标本馆馆藏的1994-2022年采自内蒙古自治区的860余号腹菌标本进行分类研究。鉴定出26属83种,17种为内蒙古首次报道。此外,郝氏灰球菌Bovista hollosii、沼生灰球菌B.paludosa、尖苔藓马勃Bryoperdon acuminatum、棉腹孢菌Gastrosporium gossypinum、拱形地星Geastrum fornicatum、考氏地星G.kotlabae、黑马勃Lycoperdon nigrescens和密歇根硬皮马勃Scleroderma michiganense为中国新记录种。其中包括药用菌30种,食用菌17种,毒菌5种。

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。

中国、日本、加拿大及EPPO植物检疫性菌物名录的比较分析

【目的】分析中国、日本、加拿大及欧洲和地中海植物保护组织(European and Mediterranean Plant Protection Organization,EPPO)现行植物检疫性有害生物名录,以期为我国科学合理制定检疫性菌物名录提供参考。【方法】结合世界三大菌物名称注册库Fungal Name、Mycobank及Index Fungrum信息,对上述名录中检疫性菌物学名、种类、数量等信息进行比较研究。【结果】4个国家或地区的名录共涉及检疫性菌物218种,分布在2界4门30目61科114属中。其中,中国有82属130种,日本有43属61种,加拿大有30属41种,EPPO有41属67种。在检疫性菌物涉及类群方面,4个国家或地区各类群所占比例不同,4个国家或地区名录中子囊菌门占比均为最高,中国和日本名录中卵菌门和担子菌门占比相近,加拿大卵菌门占比较高,EPPO担子菌门占比较高。4个国家或地区独有的检疫性菌物情况分别为中国77种,日本34种,加拿大22种,EPPO 25种。4个国家或地区共有的检疫性菌物有5种,分别是栎枯萎病菌、栎树猝死病菌、马铃薯癌肿病菌、小麦印度腥黑穗病菌和马铃薯黑粉病菌。【结论】由于菌物分类学的快速发展,许多检疫性菌物的分类地位已经发生变化,4个国家或地区中,我国检疫性菌物名录与国际公认现用学名不一致情况最为明显,我国检疫性菌物名录亟待修订完善。

北京小龙门国家森林公园大型真菌多样性与区系研究

大型真菌是森林生态系统的组成部分,在生物圈中发挥重要的作用,部分种类具有食用和药用价值。北京小龙门国家森林公园地处暖温带半湿润季风气候区,其大型真菌的多样性较为丰富,但过去对该地区大型真菌的研究较少,特别是对该地区大型真菌多样性及其区系特征的研究则更为缺乏。本研究对北京小龙门国家森林公园的大型真菌多样性和区系组成进行了系统调查,共发现大型真菌14目67科126属208种,其中优势科为多孔菌科Polyporaceae和类脐菇科Omphalotaceae,优势属依次为裸脚伞属Gymnopus、靴耳属Crepidotus、黏滑菇属Hebeloma和乳菇属Lactarius。

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。

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。

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))。

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%。