07生物技术2班 范钟翔

酵母菌分类学研究进展
班级：07生物技术2班
姓名：范钟翔
学号：0701024224
酵母菌分类学研究进展
班级：生物技术2班姓名：范钟翔学号：0701024224
酵母菌是一些单细胞真菌，并非系统演化分类的单元。

酵母菌是人类文明史中被应用得最早的微生物。

可在缺氧环境中生存。

目前已知有1000多种酵母，根据酵母菌产生孢子(子囊孢子和担孢子)的能力，可将酵母分成三类：形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌。

不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫“假酵母”（类酵母）。

目前已知大部分酵母被分类到子囊菌门。

酵母菌在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，例如，在水果、蔬菜、蜜饯的内部和植物花叶表面以及在果园土壤中最为常见。

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一、酵母菌早期分类学的建立及方法
1.酵母菌的分类鉴定原则
公元前6000年埃及就有酿造酸啤酒的记录,公元前1000年埃及和中国对使用酵母菌酿酒,制作面包的技术已相当成熟,直到1860年丹麦的酵母专家Emil Christian Hansen首先对酵母菌进行分类研究,他成为研究酵母菌的创始人。

以后人们提出了多种分类方法并不断改进,其中比较著名被人们普遍接受的是1983年Lodder和Barnett对酵母菌进行了系统分类方法,以后被人们广泛采用,直到现在人们一直使用这种分类方法,其原则步骤是:
第一步:是否具有有性生殖过程，能否形成子囊孢子,具有掷孢子或冬孢子,以及孢子的形状,特点,数目以及能否形成真假菌丝分类到纲,目,科。

第二步:根据菌落形态,细胞形状,增殖方式是否形成真假菌丝,结合少数糖类发酵和硝酸盐利用等试验分类归属。

第三步:根据生理特征,其中糖的发酵和同化试验最为重要,利用硝酸盐分类到种。

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2.酿酒酵母属的建立及其早期分类学研究
酿酒酵母属的分类学研究历史可追溯到一个半世纪以前，Meyen于1838年首次提出了Saccharomyces这一属名，并将啤酒酵母命名为Saccharomyces cerevisiae。

1870年Reess对酿酒酵母属作了更精确的定义：简单子囊菌，无真菌丝，细胞通过重复出芽而繁殖，有些细胞发育为子囊，含有1-4个子囊抱子。

他把发酵果汁的酵母与啤酒酵母区别开，命名为椭圆酵母。

Hansen发展并完善了Pasteur的纯培养技术，获取了酿酒酵母菌的纯培养，并对其进行了形态和生理特征的研究。

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3.酵母样菌的检验方法:
(1)直接涂片镜检: 寻找孢子或菌丝,如尿液常规观察细胞时也可直接寻找典型的孢子,菌丝根据形态而确定。

(2)氢氧化钾法: 百分之十KOH溶液透明标本,破坏其中的红,白细胞,上皮细胞，使视野更为清晰,容易辨认。

(3)革兰氏染色: 涂片革兰氏染色寻找蓝紫色的孢子或菌丝.注意报告时,最好能写明检出孢子还是菌丝及孢子伴有菌丝因为对于大部分酵母样真菌菌丝状态致病性更强。

(4)墨汁负染法: 主要观察新型隐球菌的荚膜,出现典型的结构,形态而确定。

(5)培养: 沙苞氏培养基是最常用的真菌培养方法，最好有两种温度25℃,37℃,培养48小时或5天观察菌落生长情况。

(6)鉴定程序:
①丝状真菌根据菌落形态,菌体形态,进行鉴定。

②酵母样真菌,首先菌落外观,再做芽管试验玉米粉吐温80观察真假菌丝，芽生孢子,再进行糖同化试验,糖发酵试验,硝酸盐利用试验,尿素分解试验综合分析，有条件的单位在生化反应基础上可用因子血清进行玻片凝集试验,分类出念珠菌和光滑球拟酵母菌。

对于念珠菌还有分子生物学方法PCR技术进行基因分型鉴定,可用于病原学诊断及流行病学追踪调查作用。

二、酵母菌分类学方法研究进展
酵母菌是一个复杂的类群。

历经数代酵母菌分类学家的努力,其分类系统日趋完善,分类学方法也随着科学技术的进步而不断深化,大致经历了经典分类学、化学分类学、分子分类学方法3个阶段。

本文分别对这3类方法的原理及其应用作了简要的介绍与评价。

1.经典分类学方法在酵母菌分类中的应用
经典分类学方法是酵母菌分类学方法的基础,包括形态学特征和生理生化特征。

形态学特征包括宏观特征 (菌落特征)、微观特征 (细胞形态、无性繁殖方式、有性生殖方式、孢子类型、假菌丝的形成)等；生理生化特征包括对糖发酵和碳、氮源化合物同化的能力,对外源维生素的依赖性和不同温度下的生长能力等生理学特性。

经典分类学方法在酵母菌分类学中占有重要地位,当前权威的酵母鉴定系统就是在此基础上建立并发展起来的。

然而,它存在的局限性也是不容忽视的。

酵母菌形态学特征可能随着培养基的改变而发生变化,因此必须采用标准化方法；有些种类或结构不同的碳水化合物具有相同的代谢途径,它们所反映的遗传基础是有限的；有些双糖、寡糖和多糖代谢的初始阶段往往是由单个可变基因控制,造成鉴定结果的不稳定;形态学特征观察费时耗力,操作周期长达数周。

热带假丝酵母和麦芽糖假丝酵母在形态学和生理生化特征方面很难鉴别,在大约40项生理生化指标中只有一项差异,且这一项差异的试验结果很不稳定,白逢彦等采用脉冲电泳核型能够将它们很好的区分开,两种菌具有明显不同的带型。

截止到1998年,已描述酵母菌达到95属,723种,目前荷兰微生物菌种保藏中心保藏有900种。

当前分子生物技术在酵母菌分类方面的应用大大增加了新种发现的机会,随着酵母菌资源库不断丰富和新种不断被发现,单靠经典的形态学和生理生化差异作为酵母菌种间鉴别依据有时是不够的。

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2.化学分类学方法在酵母菌分类中的应用
在经典方法分类的基础上,分类学家开始用化学分类方法对酵母菌进行分类。

比如辅酶Q类型、细胞壁成分、同功酶电泳图谱分析等。

辅酶Q类型是酵母菌经典分类的重要辅助手段。

辅酶Q (即泛醌)是一种类维生素物质,是呼吸链中一些重要的辅酶,在电子传递系统中作为电子载体,普遍存在于原核和真核生物中。

因此,在酵母菌分类中辅酶Q可作为区分子囊菌和担子菌及判断属内异源性的参考指标。

酵母细胞壁主要成分是多糖类,但结构和化学成分在不同分类群间存在差
异。

酵母细胞壁多糖组成可分为2类:第一类包括葡萄糖、甘露糖、N2 乙酰葡萄胺和半乳糖；第二类包括木糖、果糖和鼠李糖。

利用核磁共振氢谱 (PMR谱)对各类酵母菌的细胞壁甘露聚糖分析表明,来源不同的子囊菌酵母,如单宁管囊酵母、荧光威克酵母与高糖固囊酵母展示了不同的谱型。

同功酶分子结构和大小的不同反映了基因结构的不同,即从侧面反映菌株间的遗传信息和系统演化关系。

曾用于酵母分类研究的同工酶有酯酶、过氧化氢酶、超氧化歧化酶、苹果酸脱氢酶等。

同功酶电泳图谱用于酵母菌种及种以下的分类,具有重现性好,结果可靠等优点。

周与良等对无名假丝酵母、季也蒙假丝酵母、近平滑假丝酵母进行的可溶性蛋白及酯酶聚丙烯酰胺凝胶电泳表明,3个种均呈现典型的蛋白及酯酶图谱,不同种间的谱带差异较大,同种不同株间谱带相似。

由于化学分类法所能反映的信息有一定局限性,近几年来,这方面的报道甚少,已基本退出酵母菌分类鉴定历史的舞台,仅有少部分指标(如辅酶Q类型)仍作为酵母分类的辅助手段沿用至今。

3.分子分类学方法在酵母分类中的应用
20世纪70年代以后发展起来的分子分类学方法给整个生物系统学和进化研究方法注入了活力,酵母菌的系统发育研究也更接近于生物起源的遗传本质,酵母菌分类学研究由此进入了新时代。

现代核酸双脱氧法自动化扩增技术使序列分析更加简便快捷 ,目前已被广泛应用于酵母菌的分类鉴定以及系统学研究。

序列分析：序列分析的大致流程是：活化菌株,提取目的菌株的基因组DNA,并以此为模板使用酵母菌通用引物扩增相应的区域,扩增产物经电泳检测,纯化后进行测序；将测序得到的序列提交到Genbank等核苷酸数据库,与库中所有酵母菌的同源序列进行相似性比较,与相似度最高的序列的碱基差异越小,成为该序列所对应菌种的可能性就越大。

也可以从核苷酸数据库中下载同源序列,构建系统发育树,研究菌株的系统发育地位。

如果测序条件允许,完成一个菌株的序列分析仅需2～3d,其简便性是经典方法所望尘莫及的。

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三、结语
酵母菌分类学方法的发展趋势应该是向着简便、快捷、准确、合理的方向发展。

就当前情况来看,任何一种方法都不完美,只有将各种方法结合起来使用,才能达到令人满意的鉴定效果。

目前流行的鉴定程序是,首先对酵母菌进行形态特征及部分生理生化特征鉴定,在此基础上对26SrDNA D1/D2区进行测序分析,多种方法综合运用就会得到较为满意的结果。

如果将供鉴定菌株的 26SrDNA D1/D2区序列与国际核酸数据库中所有酵母菌的同源序列进行比对,与亲缘关系最近菌株的同源性达到一定程度差异(通常小于99%),就可作为疑似菌株进行详细形态学、生理生化鉴定及更多分子生物学手段分析,以确立其分类学地位。

而要确定一个新种的分类地位,需要有形态学、全面的生理生化、辅酶Q类型及遗传发育特征等信息的支撑,缺少其中任何指标将使结果缺乏说服力。

四、参考文献
[1] 酵母菌综合利用的研究进展.赵龙飞，周红杰.食品研究与开发，2004(25)4.
[2] 酵母菌分类原则.百度知道.
[3] 酿酒酵母属的分类学研究进展.白逢彦.微生物学通报，2000(27)2.
[4]酵母菌分类学方法研究进展.王庆国,刘天明.微生物学杂志,2007(27)3.
[5]分子生物技术在酵母菌分类中的应用进展.毛志群，张伟，马雯.河北农业大学学报，2002(25).。