真菌分类技术的研究进展
真菌分类技术的研究进展
近年来 多 门新兴学科 和技术被 引入真 菌分类 学 ， 尤其 是 分子生物学技术 的兴起 为 真 菌分类 学 发展 提 供 了 良好 的机 遇。真菌分类技术 的 发展 为建 立 一个 符合 客 观实 际 的 自然 分类 系统提供 了有力 保障 。
１ 真 菌的形态学及 其研究技 术
镜 等新 型显 微镜 ， 结合 新染 色技 术 的使用 ， 们 能够 观 再 使人 察 到真菌更清 晰 的形态 结 构。 同时 电子显 微镜 技 术 的发展 和完善 更为观察 和研 究真 菌 细微 结构 和亚 显 微结 构提 供 了 有力 手段 。Ｋ ｒ ｎｎＣＰ 曾利用 电子显 微镜对 子囊 纲酵母 ｕｎａ 等 ｔ 和 担 子纲 酵母 的细 胞壁 进 行分 析 ， 发 现 了它 们之 间 的差 并
ｄ ａ ａｅ ａ ｖ ｔｇ ｓｗｅｅｐ ｉｔｄ ｏ ｔ ｎ ｒ ｏｎｅ ｕ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｆ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｙ ｒｓ ｕ ｇ ；Ｔｘ ｎ ｍｙ；Ｍｏｐ ｏｏ ｙ ｒｈ ｌｇ ；Ｍｏｅ ｕａ ｉｌｇ ｌｃ ｌｒＢｏｏ ｙ；Ｓ ｃ ｎ ａｙ ｍ ｔｂ ｌｅ ｅｏ ｄ ｒ ｅ ａ ｏｉ ｓ；Ｃｅｌｗａｌｃｍｐ ｓｔ ｎ ｔ ｌ ｌ ｏ ｏ ｉｏ ｉ
异 ＿ 。透 射电镜技术 （ Ｅ 使不 同种属子囊 菌之间 的菌丝 隔 ９ Ｊ ｒ Ｍ） ｒ 膜超显微结 构差异变得 直观 可见 。事 实上 ， ７ Ｊ 在子 囊 门盘 菌
年 ）Ｊ 入分子 生物 学时 代后 ， ＿。进 ２ 真菌 的分 类 学研 究 更呈 异 常活跃状态 。在 Ａｎ ｏｈ ｉｗｒ 系统 发表 以后 的 ３ 多年 里 ， ｌ ｓ ｔ ０ 有 Ｏ 多个重要 的分类系统 陆续 发 表 ， 真 菌字典 》Ａｅ ｐｕ ｓ 如《 、ｌｏｏｌ ＆ ｘ ｏ Ｍｎ 系统（９６ ） ， ｉ ｓ １ 年 等 各系统设 置 的基 本 出发点和依 据各 有 ９
真菌学的最新研究进展
真菌学的最新研究进展真菌学作为生物科学的一个分支，研究着真菌的分类、生态、生理、遗传以及与其他生物的相互作用等方面。
最近几年，随着科技的进步和研究手段的不断完善，真菌学领域也出现了一系列令人振奋的研究进展。
一、基因组学的应用随着高通量测序技术的广泛应用，真菌学中的基因组学开始取得突破性进展。
研究人员已经成功测序了多个重要真菌的基因组，如酵母菌、黑曲霉等。
这些基因组数据为真菌学研究提供了重要的依据，帮助科学家们更好地理解真菌的基因组结构、功能和演化。
此外，基因组学的应用还扩大了真菌资源的搜集范围，为生物多样性研究提供了更全面的数据支持。
二、真菌与人类健康的关系研究近年来，真菌对人类健康的影响成为了研究的热点之一。
研究人员发现，真菌在人体内的寄生和感染往往与免疫系统的功能紊乱密切相关，如白色念珠菌感染常见于免疫系统受损的患者。
同时，真菌也被发现与一些慢性疾病的发生发展密切相关，如哮喘、炎症性肠病等。
针对这些关系，目前正在开展相关研究，以期深入理解真菌与人类健康之间的相互作用，为疾病的预防和治疗提供新的思路和策略。
三、真菌与环境的相互作用研究真菌在地球生态系统中扮演着重要的角色，参与着多种生态过程。
近年来，研究人员对真菌与环境之间的相互作用进行了广泛的探索。
例如，真菌可以降解植物残体和有机废弃物，参与腐殖质的形成和循环；真菌还与植物根系形成共生关系，促进植物的生长和营养吸收；此外，真菌还可以抵御一些环境胁迫，如干旱、盐碱等。
这些研究为我们更好地理解地球生态系统的运行机制提供了重要线索。
四、真菌生物技术的应用真菌生物技术是将真菌及其代谢产物应用于农业、制药等领域的研究方向。
近年来，真菌生物技术的应用取得了一系列突破性进展。
例如，通过研究真菌的代谢途径和代谢产物，人们发现了多种有效的生物农药和抗肿瘤药物。
同时，利用真菌进行环境修复、食品加工等方面的研究也取得了显著进展。
这些应用研究不仅提高了农业和制药等领域的生产效率，还为可持续发展提供了新的解决方案。
基于PCR技术的真菌分子鉴定研究
基于PCR技术的真菌分子鉴定研究近年来，真菌分子鉴定研究成为了真菌学研究中的一个热点。
在科研领域，PCR技术被广泛应用于真菌鉴定中。
通过PCR技术，可以提取和扩增真菌DNA，从而确定真菌种类。
本文将介绍基于PCR技术的真菌分子鉴定研究。
一、 PCR技术原理PCR技术全称为聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction），是一种基因扩增技术。
PCR技术可以在体外通过复制DNA序列来扩增DNA，其基本原理是将所需扩增的DNA序列反复加热和降温，使得DNA链分离，然后加入适量的引物和DNA聚合酶，在一定的条件下完成扩增过程。
PCR技术可以扩增出很少量的DNA序列，并且没有DNA序列长度的限制，因此这种技术被广泛应用于生物学研究领域。
二、 PCR技术在真菌鉴定中的应用在真菌鉴定中，PCR技术主要应用于引物设计和真菌DNA扩增。
通过针对真菌特异性基因序列设计引物，可以扩增出包含这些特异性基因序列的DNA片段。
然后，将扩增出的DNA片段进行测序、比对和分析，可以确定真菌的种类和亲属关系。
引物设计是PCR技术实现真菌分子鉴定的第一步。
引物是PCR扩增的关键。
设计良好的引物可以直接影响到PCR反应的扩增效率和特异性。
现在，很多专注于真菌鉴定的研究团队已经开始以仅有的真菌分类学研究中的基因信息为基础设计引物。
基于例如核酸编码的RNA聚合酶II（rRNA基因）和鳞伞菌多糖的生物合成相关基因等真菌特异性基因序列设计了越来越多的引物。
这些引物都可以用于PCR扩增相应的真菌DNA序列。
PCR技术在真菌鉴定中的应用不仅限于引物的设计，也包括真菌DNA的扩增。
通过PCR技术扩增出来的DNA片段可以进行以下一系列实验和分析，例如测序、同源性比对和系统进化分析等。
这些实验和分析可以得出真菌的系统分类、种级别鉴定和痕迹检测等方面的信息。
三、 PCR技术优缺点PCR技术在真菌鉴定中的应用虽然方式简单，但是该技术也存在着一定的优缺点。
真菌基因组学研究进展
真菌基因组学研究进展真菌基因组学研究是当今生命科学领域的热门话题。
真菌是一种生命存在的重要组成部分，其广泛存在于自然界的各个角落，并对环境、生态系统以及人类健康产生着重要影响。
近年来，随着高通量测序技术的发展，人们能够更深入地研究真菌的基因组，并加深对真菌生物学机制的理解，这对我们认识真菌的演化、遗传变异以及代谢途径等方面具有重要意义。
一、真菌基因组学研究真菌基因组学研究已经发展了近30年，并已成为真菌学中的重要领域。
真菌的基因组普遍比细菌、植物和动物的基因组更小，同时含有更少的基因和较少的反复序列。
然而，真菌基因组具有高度变异性，丰富的重复序列和基因重复，这使得真菌基因组的挑战性也更大。
随着DNA测序技术不断发展，真菌基因组的序列数据量不断增加。
尽管有许多真菌的基因组学信息已经公开发表，但对于真菌依然有很多的未知层面，例如真菌的功能基因组、表观基因组学和微生物组学研究。
因此，真菌基因组学研究仍然是一个充满挑战和发展前景的领域。
二、真菌基因组学研究的意义真菌是一种重要的生命存在形式，广泛存在于各种环境当中。
不仅在医学、农业和食品安全等领域具有重要作用，还是环境微生物的重要组成人员。
真菌也是植物的共生菌，常常协助植物进行养分吸收、抗病等方面的生理功能。
通过深入研究真菌的基因组，我们能够更好地了解真菌的分子机制，如代谢途径、致病机制、在生态学方面对生态系统的影响以及与其他生物的互动方式等。
在医学领域，真菌引起的感染已成为一种全球性的问题。
其中类似于酵母菌等寄生真菌由于其在病患中的耐药性不断提高而使得治疗变得越来越困难。
通过真菌基因组学和转录组学研究，我们能够更好地了解真菌的抗药性机制，并进一步提出有效的防治措施。
另外，真菌的协同菌落还可以产生具有医药价值的次级代谢物质，这些物质则可以用于医药领域的开发和研究。
三、真菌基因组学研究的技术方法真菌基因组学研究的技术方法主要包括基因组重测序、转录组学研究、蛋白质组学、表观基因组学以及微生物组学等方面的研究。
药用真菌发展现状及未来趋势分析
药用真菌发展现状及未来趋势分析引言：药用真菌是一类具有潜在药用价值的真菌，拥有广泛的生物活性和医学应用前景。
近年来，人们对药用真菌的研究逐渐增多，随着科技的不断进步和人们对自然疗法的渴望，药用真菌的发展前景备受关注。
本文将对药用真菌的发展现状及未来趋势进行分析。
一、药用真菌的概述1. 药用真菌的定义和特点：药用真菌是指具有药用价值的真菌，包括蕈属、麦角菌属、青霉属等。
药用真菌具有丰富的化学成分，拥有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎等多种生物活性，成为新药开发的热点。
2. 药用真菌的分类和种类：药用真菌可分为毒蕈和无毒蕈两大类。
常见的药用真菌有灵芝、牛肝菌、蝈蝈菇等。
二、药用真菌的发展现状1. 药用真菌的历史应用：药用真菌在中医传统中有着悠久的应用历史，如灵芝在《神农本草经》中被称为“神草”，被誉为“长寿菌”；牛肝菌在欧洲被广泛应用于食品和药物领域。
2. 药用真菌的现代应用：随着现代科技的发展，药用真菌的研究和应用逐渐深入。
目前，药用真菌已成为新药研发的热点领域，许多药用真菌被发现具有抗菌、抗氧化、抗炎、抗肿瘤等医学应用价值。
三、药用真菌的研究进展1. 药用真菌的化学成分研究：药用真菌中含有多种化学成分，如多糖、三萜类、多肽等。
研究人员通过提取和纯化这些化学成分，发现其具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等生物活性。
2. 药用真菌的生物学研究：对药用真菌的生长环境、生命周期、营养需求等进行深入研究，有助于理解其生物学特性，并为其栽培及应用提供理论支持。
3. 药用真菌的药理学研究：药用真菌的药理学研究主要集中在其对人体的作用机制以及对疾病的治疗效果上。
通过药理学研究，可以了解药用真菌的作用途径，为其合理应用提供科学依据。
四、药用真菌的未来趋势1. 药用真菌的新品种开发：随着药用真菌研究的不断深入，人们对药用真菌的需求不断增加。
研究人员将继续发掘新的药用真菌品种，并重点研究其新的生物活性成分和潜在药理学疗效。
2. 药用真菌的生物合成技术：生物合成技术将有助于提高药用真菌中有活性成分的含量和纯度，并开发出高效、低成本的药用真菌制剂。
我国植物内生菌研究进展
我国植物内生菌研究进展一、概述植物内生菌，指的是在其生活史的某一阶段或全部阶段生活在健康植物组织内部的微生物。
这些微生物与宿主植物建立了复杂而微妙的共生关系，对植物的生长、发育和抗逆性等方面产生深远影响。
近年来，随着生物技术的快速发展和人们对植物微生物互作认识的加深，植物内生菌的研究已成为国内外生物学、农业科学和生态学等领域的热点之一。
我国作为世界上生物多样性最为丰富的国家之一，拥有大量的植物种类和丰富的植物内生菌资源。
在过去的几十年里，我国科研人员在植物内生菌的分离鉴定、功能挖掘和应用开发等方面取得了显著进展。
这些研究不仅增进了我们对植物内生菌多样性和生态功能的理解，也为农业可持续发展、生态环境保护和人类健康提供了新的思路和策略。
本文旨在综述我国植物内生菌研究的最新进展，包括植物内生菌的分离鉴定技术、种类多样性、功能特性、生态分布以及应用前景等方面。
通过系统总结和分析近年来的研究成果，旨在为植物内生菌的深入研究提供理论支撑和实践指导，同时也为我国农业生物技术的创新发展和生态环境保护贡献力量。
1. 内生菌定义与分类内生菌（Endophytes）是一类在植物组织内部生活而不引起明显病害症状的微生物，它们存在于植物的健康组织中，与宿主植物建立了密切的共生关系。
这些微生物可以是细菌、真菌或放线菌，它们的生活史大部分时间都在植物组织内部度过，从中获取营养并进行繁殖。
根据分类学上的特点，内生菌可分为多种类型。
内生真菌是最常见的一类，它们广泛存在于各种植物组织中，包括种子、叶片、茎干和根部等。
这些真菌与植物之间建立了复杂的相互作用关系，对植物的生长发育和抗逆性产生重要影响。
内生细菌也是一类重要的内生微生物。
它们存在于植物的组织和细胞间隙中，与植物建立共生关系，对植物的生长和健康状况具有重要影响。
与内生真菌相比，内生细菌在植物体内的数量和种类相对较少，但它们对植物的生长和抗逆性也具有重要作用。
除了内生真菌和内生细菌外，还有一些其他类型的内生微生物，如放线菌等。
微生物学在医学中的新进展与研究方向
微生物学在医学中的新进展与研究方向微生物学是研究微生物的结构、功能、分类和在自然界中的分布以及其对生物的影响的科学学科。
随着科技的进步和研究的深入，微生物学在医学领域中扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍微生物学在医学中的新进展以及未来的研究方向。
一、微生物在人体中的作用微生物在人体中广泛存在，并对人的健康起着重要作用。
首先，人体内的共生微生物可以帮助我们消化食物、合成维生素、强化免疫系统等。
其次，它们还参与人体机体功能的调节，例如影响情绪、肥胖率、慢性疾病等。
此外，微生物还可以作为药物的潜在来源，通过创新的研究方法发现新的有效抗生素。
二、微生物与疾病的关系微生物在人类疾病的发展中起着至关重要的作用。
例如，細菌感染可以导致多种疾病，如结核病、肺炎和腹泻等。
真菌感染也成为临床关注的焦点，如念珠菌病和白色念珠菌病等。
此外，还有病毒和寄生虫等微生物也与多种疾病的发生和传播密切相关。
了解不同微生物与疾病的关系，有助于制定相应的预防和治疗策略。
三、新进展：微生物组与疾病的关联近年来，研究者们发现了微生物与疾病之间更为深入和复杂的关联。
微生物组是指人体内各种微生物的总体，其中包括细菌、真菌和病毒等。
研究发现，微生物组的失衡与多种疾病发生有关，如肠道菌群失调与炎症性肠病的关联等。
因此，微生物组的研究已成为热门领域之一。
通过深入研究微生物组，我们可以更好地理解疾病的机制，并且有望开发出更精确和个体化的治疗方法。
四、新进展：微生物的基因编辑技术基因编辑技术的快速发展为微生物学的研究提供了新的工具和方法。
CRISPR-Cas9是一种有效且高效的基因编辑技术，已被广泛应用于人类细胞研究。
此外，该技术还可以用于微生物基因组的编辑和修改，从而使微生物在医学领域的应用更加广泛。
借助基因编辑技术，研究者们可以改良微生物的产生机制、增强微生物的药物生产能力，甚至针对人体疾病进行精确的基因治疗。
五、未来研究方向微生物学在医学中的研究方向是多样化和广泛的。
真菌治疗技术的研究进展
真菌治疗技术的研究进展随着世界人口不断增长，各种疾病的发病率也在逐年上升。
目前，不同国家和地区的科学家正在积极研究和开发新的治疗方法，以提高疾病治疗的有效性和安全性。
在这个过程中，真菌治疗技术也逐渐受到了广泛关注。
真菌是一类常见的微生物，其在医学领域中具有重要的应用价值。
通常，真菌可以用于制备药物、生物降解等领域。
在这些应用中，真菌治疗技术已经被广泛应用，对某些难以治愈的疾病有很好的辅助治疗作用。
真菌治疗技术的分类真菌治疗技术可以分为三种基本类型：1）真菌发酵制备的生物制品；2）真菌直接应用疗法；3）真菌介导的免疫疗法。
在这些类型中，真菌发酵制备的生物制品是目前应用最广泛的一类。
真菌发酵制备的生物制品被广泛应用于治疗癌症、心血管疾病、糖尿病等多种病症。
这些制品中的有效成分可以通过特定的制备工艺提取出来，但是其他成分如酶、抗氧化剂等也有益于患者的健康。
真菌直接应用疗法是新型真菌治疗技术的发展趋势之一。
这种方法的基本原理是通过真菌直接介入患者的身体，发挥治疗作用。
在这种方法中，真菌可以产生抗菌剂、抗炎剂和止痛剂等对疾病具有直接作用的物质。
真菌介导的免疫疗法是近年来真菌治疗技术研究的一个新兴领域。
此方法用真菌作为载体导入基因，通过有效的基因治疗促进免疫抑制剂的产生，从而实现对于多种疾病如肝癌、糖尿病等的治疗。
真菌治疗技术的应用真菌治疗技术的应用逐渐扩大。
目前，世界各地的医学机构和研究中心正积极探索真菌治疗技术在不同疾病治疗中的应用。
以下列举了一些常见疾病的真菌治疗技术应用情况。
对于心血管疾病的治疗，真菌直接应用疗法和真菌发酵制备的生物制品都取得了良好的效果。
通常，这些治疗方法可以通过促进血液循环、降低血压、预防血栓等方式对心血管疾病进行有效的治疗。
肿瘤是目前治疗难度最大的疾病之一。
幸运的是，真菌治疗技术可以为这一领域提供有效的治疗方法。
近年来，真菌治疗技术在肿瘤治疗中的应用越来越多。
例如，真菌通过直接溶解癌细胞、改变癌细胞代谢和抑制肿瘤生长等方式，对肿瘤具有很好的治疗效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
真菌分类技术的研究进展缪承杜1,2,洪葵13 (1.中国热带农业科学院热带作物生物技术国家重点实验室,海南海口571101;2.华南热带农业大学农学院,海南儋州571737)摘要 综述了真菌分类研究中一些常用技术的变化和发展,并归纳和总结了这些技术的优缺点。
关键词 真菌;分类学;形态学;分子生物学;次生代谢物;胞壁组分中图分类号 Q949.32 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)22-06695-03R esearch P rogress on T echnology of Fungi C lassificationMIAO Cheng2du et al (Institute of T ropical Biological Sciences,C A T AS,H aik ou,H ainan571101)Abstract In the paper the variety and developm ent of s om e comm on techn ologies in fungi classification were summ arized,and their advantages and dis2 advantages were pointed out.K ey w ords Fungi;T ax on om y;M orph ology;M olecular Biology;Secondary m etab olites;Cell wall com position 真菌的系统分类一直面临着特殊的挑战,因为它几乎不存在化石,形态简单,许多种类都被简单地从形态上进行划分,尽管也许与它们真正的系统进化关系不一致[1]。
因此,真菌的分类显得复杂和繁乱,曾应用过的真菌分类系统有De Bary系统(1884年)、G aumann系统(1962年)、M artin系统(1950年)、Whittaker系统(1969年)和Ains w orth系统(1973年)[2]。
进入分子生物学时代后,真菌的分类学研究更呈异常活跃状态。
在Ains w orth系统发表以后的30多年里,有10多个重要的分类系统陆续发表,如《真菌字典》、Alex& M ins系统(1996年)等,各系统设置的基本出发点和依据各有特色,难以统一[3]。
近年来多门新兴学科和技术被引入真菌分类学,尤其是分子生物学技术的兴起为真菌分类学发展提供了良好的机遇。
真菌分类技术的发展为建立一个符合客观实际的自然分类系统提供了有力保障。
1 真菌的形态学及其研究技术各种生物的分类系统都是从形态特征分类基础上发展起来的,表型研究是重要的分类途径。
形态学特征对于真菌分类尤为重要。
使用合适的培养基培养真菌,观察、鉴别其特征,依然是现在常用的真菌鉴定方法。
在半知菌的分类和鉴定中,分生孢子及其发育时的形态特征非常重要[4]。
通常分生孢子都是由产孢细胞发育而成。
分生孢子的发育主要有芽型(Blastic)和菌丝型(Thallic)2种类型[5]。
芽殖型的发育类型是菌丝或分生孢子梗以吹气球的方式从吹出点长大;菌丝型的发育类型是分生孢子由原来菌丝的顶端形成隔膜断裂所形成的[6]。
H ennebert等[7]曾使用一些参数用于描述真菌分生孢子的各个特征用于鉴定菌株,但是这些参数在应用过程中显得过于有限和复杂。
大部分子囊菌和少数接合菌、担子菌都能进行有性繁殖,有性孢子的形态特征能够准确地鉴定不同的种属。
如,利用子囊菌子囊的形状、颜色、子囊口位置等形态特征就可对子囊菌进行属或属以上的分类,而囊孢子形态容易受外界条件的影响,在分类上的价值没有子囊高[8]。
基金项目 科技部社会公益项目(2004DI B3J072)。
作者简介 缪承杜(1982-),男,广东广州人,硕士研究生,研究方向:红树林丝状真菌分类鉴定。
3通讯作者。
收稿日期 2007204211 近年来,随着现代科技的发展,对微生物形态的观察有了更多手段,获得了更多重要的数据,对表型的研究也得到了进一步发展。
显微镜的不断革新是推动形态学发展的最主要力量。
传统的光学显微镜和一些新技术结合,陆续出现了如荧光显微镜、相差显微镜、激光共聚焦显微镜、视频显微镜等新型显微镜,再结合新染色技术的使用,使人们能够观察到真菌更清晰的形态结构。
同时电子显微镜技术的发展和完善更为观察和研究真菌细微结构和亚显微结构提供了有力手段。
K urtzman C P等曾利用电子显微镜对子囊纲酵母和担子纲酵母的细胞壁进行分析,并发现了它们之间的差异[9]。
透射电镜技术(TE M)使不同种属子囊菌之间的菌丝隔膜超显微结构差异变得直观可见[7]。
事实上,在子囊门盘菌纲(Discomycete)中,隔膜的类型可用于种属分类,而在其他子囊类真菌中,隔膜类型和种属分类地位之间的关系还需进一步研究[7]。
扫描电镜技术(SE M)使孢子纹饰被观察得更为清晰,在一些子囊菌中,利用其囊孢子纹饰的差异就能准确地鉴定到种[10]。
有效的统计数据,应用于分类学的计算机软件、自动化图象分析和不规则碎片几何学[11]将为分类学提供更多的研究手段,甚至有可能振兴形态学这门古老的科学。
真菌的形态特征复杂,形态研究也因缺乏标准、统一的表述,及具有较大的主观性而经常受到质疑,而且少数形态特征和生理生化指标随着环境的变化而不稳定,因此,在传统的真菌分类中常会出现分类系统的不稳定或意见分歧。
现在真菌形态学研究最大的缺点是不能应用于暂时还不能人工培养的真菌中。
另外,值得注意的是,子囊菌和担子菌存在不同的形态分类标准[7],而且差异很大,这阻碍了建立完整、统一的真菌分类系统。
2 真菌的分子生物学及其研究技术真菌分类的研究,经过较长时间的演变,逐渐形成了以形态结构特征为主,生理生化、细胞化学和生态等特征为辅的分类原则。
以形态结构为依据是传统分类法的基础,但随着科学技术的不断发展和真菌分类学自身发展的客观要求,在真菌的现代分类学中引入了操作方便、特异性好且准确可靠的分子生物学技术鉴定方法[6]。
2.1 真菌的rDN A rDNA也称为核糖体DNA,它是指rRNA 基因群中的一个重复单位,包括5.8S、18S和28S rRNA的基安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2007,35(22):6695-6697,6700 责任编辑 陈娟 责任校对 俞洁因及其与它们相邻的间隔区、非转录区,在有些生物中还包括5S rRNA 基因[12]。
rDNA 基因序列在进化过程中保守性强、序列拷贝数多,而且存在可变区和高变区,因此,rDNA 基因序列分析一直是真菌分类学家们关注的热点。
对于大多数真核生物而言,rDNA (5’—3’)包括非转录区(NTS )、外转录间隔区(ETS )、18S rDNA 、内转录间隔区1(ITS1)、5.8S rD 2NA 、内转录间隔区2(ITS2)、28S rDNA ,总长为7.7～24kb [13]。
①18S rDNA 。
片段较长,片段中存在保守区和可变区,选择不同的特异扩增引物将某一结构域扩增测序,可用于真菌目、科、属等分类单元的研究。
现已测定了一些真菌18S rD 2NA 的部分或完整序列,并验证了传统的分类系统[14-15]。
②28S rDNA 。
某些结构域比18S rDNA 有更大的变异,选择某一变异较大的结构域进行研究对真菌的系统发育研究具有重要意义。
如,在酵母28S rDNA 中的D1、D2可变区就常常被用作分类鉴定研究[16],这项技术现也被运用在有性型的担子菌和部分丝状子囊菌鉴定中。
28S rDNA 中可变区域的研究很可能成为真菌分类的可靠手段,但目前只确定了少量真菌的28S rDNA 可变区序列。
③5.8S rDNA 。
由于核苷酸序列短、高度保守,很少用于真菌的系统发育和分子鉴定研究。
5.8S rDNA 一般与ITS1、ITS2合称为ITS (图1),这虽然从概念上讲不合适,但给实际应用带来了许多方便。
④ITS1和ITS2。
事实上,18S rDNA 的序列信息还不足以对真菌种间进行精确鉴别,必须借助其他的序列信息作补充,而ITS 的序列信息起到了很好的作用。
ITS1和ITS2是中度保守区域,其保守性基本上表现为种内相对一致,种间差异比较明显[17]。
这种特点使ITS 非常适于真菌物种的分子鉴定以及属内物种间或种内差异较明显的菌群间的系统发育关系分析。
rDNA 的IG S 区(NTS 、ETS )进化速率最快,与ITS 区相比,IG S 区因变异过高,不适宜某些真菌的种间鉴别,但对于一个种内的不同菌株具有鉴定意义[17]。
图1 ITS 结构示意不同生物物种间的进化距离是显而易见的,然而在种内也有2%的差异,这使在利用ITS 作鉴定时偶尔会出现将2种不同的菌误鉴别为同一种菌的情况[18]。
总体而言,真菌rDNA 上的基因间隔区(NTS 、ETS 、ITS )为高度重复序列,其序列的重复次数有明显的株间差异,用适当的引物或探针以PCR 或S outhern 杂交显示株间的多态性,可用于真菌目、科、属、种等分类阶元研究的分类学指标[6]。
rDNA 编码的基因(5.8S 、18S 和28S rDNA )序列具有较强的保守性,所以最能反映真菌间的遗传关系,因此也是最理想的分类和鉴定指标之一。
2.2 真菌基因组DN A 碱基组成 真菌DNA 碱基组成研究是最传统的分子生物学方法,现已被广泛使用于真菌分类中。
物种DNA 样品的热变性温度(T m )取决于(G+C )碱基的绝对含量。
(G +C )含量高,其T m 值也高,这是热变性温度法测定DNA 中(G +C )m ol %的理论基础。
一般(G +C )m ol %相差2%以内被认为是同一种内的相同株;2个菌株之间(G+C )含量差别为4%～5%,可以认为是同一种内的不同株;若差别为10%～15%,可以认为是同属内的不同种;若差别为20%～30%,则认为是不同属或不同科内的真菌[6]。
值得注意的是,2个菌株的DNA 碱基组成相同,而DNA 序列上可能相差很远,则两者间的亲缘关系并不一定很近。
因此,(G+C )m ol %主要作用在于否定,即(G+C )m ol %不同,可以认为是不同的菌;若(G+C )m ol %相同,还要借助其他鉴定手段作进一步的确定。
(G +C )m ol %稳定性略高于形态分类,但只能作为判定真菌属科间亲缘关系的参考标准。
2.3 核酸杂交 在对真菌种、属间亲缘关系进行精确分析鉴定时,可采用核酸杂交技术。
该项技术的原理是变性的单链DNA 在一定条件下可以靠碱基的配对而复性成双链。
不同真菌的DNA 序列是不同的,杂交时互补的程度越高,则其亲缘关系越近。