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大型真菌在生物学野外实习中的教学方法探讨

2015-10-21邓晓娟周立彪宋李杰

安徽农业科学 2015年34期
关键词:教学方法

邓晓娟 周立彪 宋李杰

摘要 生物学野外实习是生物学专业课程体系的重要组成部分,是生物学专业学生科学素养和能力培养的重要手段。针对大型真菌具有宏观的个体和明显的外部形态特征,同样适用于生物学野外实习过程中的采集和观察的特点,对大型真菌野外实习的前期准备、实习内容和考核方式进行介绍,对生物学野外实习过程中增加大型真菌内容和加强大型真菌教学人才培养的重要性进行讨论,以期加强大型真菌野外实习的教学建设,填补大型真菌研究的空白。

关键词 生物学野外实习;大型真菌;教学方法

中图分类号 S-01 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)34-367-02

生物学野外实习是生物学相关专业基础课教学的一个非常重要的环节,是生物学课堂教学的延伸和发展。让学生到自然界中去实践与学习,了解不同生物的形态特征、生态习性及其与生存环境的相互关系,可以使理论与实践达到有效结合,锻炼和培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力[1]。目前,国内绝大多数高校的生物学野外实习包括动物学和植物学内容,或将生态学也融入到动物学和植物学野外实习之中。近年来少数高校(浙江大学、复旦大学、南京大学、南京师范大学、南京农业大学等)尝试过微生物学野外实习,并取得较好效果,只有极少数院校(东北林业大学、四川大学等)开设了专门的真菌学野外实习,其中东北林业大学还专门编制了菌物学野外综合实习指导手册[2]。

据估计,全球共有真菌150万种以上,而目前仅知其中的4.6%,约7万种,其中大型真菌约有1万种[3-4]。大型真菌亦称“蕈菌”,泛指菌物中形态结构比较复杂、子实体较大的种类,是生物多样性研究中的重要组成部分[5]。我国从20世纪40年代开始对大型真菌进行研究,已记载了大型真菌1 200属、5 000多种[6-8],其中食、药用菌将近1 000种,已经人工栽培的约100余种[9]。大型真菌里很多种类都是美味的野生食用菌,所以很多地区都有采集野生菌食用的传统[10-11]。但很多野生大型真菌也是有毒的,误食后会出现腹泻、呕吐、精神错乱等症状,严重者会出现肝脏、肾脏受损或心力衰竭而导致死亡。出现误食的原因往往是由于对野生菌的了解相对缺乏,面对这样的现状,对野生菌相关知识的传授和宣传显得尤为重要。同时,随着大型真菌研究的发展,人们也逐渐认识到大型真菌在生态系统中担任着越来越重要的角色。我国大型真菌资源丰富,大型真菌对于稳定生态环境具有重要意义,和人们的生活也息息相关,所以在生物学野外实习中增加大型真菌的内容,有利于学生对大型真菌的认识,提高生物学科学生的专业素养和专业知识。

1 大型真菌野外实习的前期准备

1.1 知识准备

在野外实习前,学生需要完成微生物学和菌物学(或真菌学)课程的学习,掌握大型真菌生活环境、形态特征和分类学基本知识,对野外实习时标本的采集、制作和鉴定有基本的了解。

1.2 工具准备

采集工具:GPS,照相机,小型三脚架,遮光板,平底提筐,标本袋,小刀,手帕纸,生境记录表,笔。

标本制作工具:A4打印纸,标本记录表,便携式烘箱,刀片,标签纸,直尺,记号笔,铅笔,标本箱。

标本鉴定工具:大型真菌分类学工具书(如检索表、真菌志、图鉴、图谱手册等),锡箔纸,简易显微镜,单面刀片,镊子,载玻片,盖玻片,梅试剂,5% KOH溶液。

2 大型真菌实习内容

2.1 标本的采集和拍照

在进行大型真菌的标本采集前,要先设置标本的采集点。由于大型真菌中很多种类都是和维管植物共生的菌根菌,所以标本的采集要分别考虑到是以菌根菌的采集为主还是以腐生菌的采集为主。菌根菌标本的采集为主要目标的话,则选择在以针叶树为主,或是以壳斗科植物为主要成分的林区。腐生菌标本的采集为主要目标的话,则选择草原植被为主的区域。选择的采集点应气候湿润,阳光充足,有利于大型真菌的生长。除了选择合适的采集点外,采集时间的选择也尤为重要,一般在雨水和阳光都充足的七、八月份,野生菌的种类和数量都是最多的时期,也是最合适的采集时间。

大型真菌的采集要注意所采标本的完整性。例如,鹅膏属(Amanita)真菌的基部是否有菌托在鉴定标本时是很重要的参考特征。发现标本后,首先要记录其野外生长环境,是共生还是腐生,长于何种树下,所处地域的气候类型。记录标本采集地的GPS数据,包括经纬度、海拔和湿度。同时对所采标本进行拍照,拍照时注意对菌褶、菌盖和菌柄都要有详细的照片信息。对每份标本附上标签,放入标本袋中保存。

2.2 标本的记录

由于户外工作时间有限,对于标本的详细形態学特征需要带回室内完成。标本的形态特征的观察包括菌盖直径,菌柄的长度和宽度,盖表、柄表、菌褶(或菌管)、菌肉的颜色,盖表和柄表是否粘滑,是否有附属物,菌盖的形状,菌柄的颜色,菌褶的疏密程度,是否分叉或有小菌褶,菌褶边缘的颜色,菌柄是否中空,菌肉、菌褶是否伤变色等。若是多孔菌类或是牛肝菌类真菌,则需要记录菌孔的密度和颜色。测量和观察完后,将相关数据记录在标本记录表里。

2.3 标本的制作和保存

由于新鲜大型真菌含水量高、易腐烂、不能过夜保存,在完成标本的记录后,要及时于烘箱中烘干,然后保存于自封带中。标本烘制过程中,注意温度不能过高,一般不超过65 ℃,以免造成标本发黑。标本保存时须注意:由于烘干后的标本松脆易碎,为了保证标本的完整性,要用坚固的、抗压性比较好的标本箱储存,

2.4 标本鉴定

对于大型真菌标本的鉴定,除了有生态学数据和新鲜时的外部形态特征,还需要观察显微形态特征。显微形态观察内容包括以下三部分内容:

孢子观察:以刀片切取或以尖锐的镊子夹取小片菌褶置于载玻片上,用梅试剂染色后于1 000倍显微镜下观察孢子。严格选取孢子的侧面观(即脐突位于孢子的一侧时),对其长度和宽度进行测量,测量孢子大小时不含纹饰和脐突。每份标本至少选取两个子实体,每个子实体至少测量20个孢子。

子实层观察:在载玻片上滴一滴5% KOH溶液,刀片切取或镊子夹取含有完整褶缘的一片菌褶,平放于白纸上,沿垂直于褶缘的方向,以刀刃前端快速均匀地将菌褶切为若干细长的小片,将小片置于KOH溶液中,盖上盖玻片,用镊子轻压盖玻片后于显微镜下观察子实层结构。

盖表皮和柄表皮观察:盖表皮切片时,选取纵剖为两半的成熟子实体,以刀片前端沿菌盖径向切片。柄表皮切片时,将刀片平面与柄表皮平面垂直,用刀片前段沿菌柄纵向切片,取样部位限于菌柄长度1/2处。

标本的显微形态观察完后,详细记录以上观察数据,并结合生态学数据和新鲜时的外部形态特征,参照相关工具书进行检索,对标本进行鉴定。对一些不能确定种类的标本,带回实验室后,进一步查阅相关文献进行研究。

在对标本准确鉴定的前提下,对比不同采集地、不同生境条件下的大型真菌种群多样性及丰富度。

3 考核方式

实习考核是野外实习工作中的重要环节。在大型真菌实习中,专业考核主要包括以下方面:标本采集数量,标本制作质量,标本鉴定数量,标本鉴定准确度,这部分占到总成绩的60%。同时,考虑到综合性人才培养的要求设定平时成绩,平时成绩要考虑到学生的工作积极性、吃苦耐劳和合作精神、分析解决问题能力、获取知识能力等因素,这部分占到总成绩的40%。为了保证结果的公平、公正和合理,考核成绩至少由两位相关教师给出并取平均值。

4 结语

生物学野外实习对生物学专业学生的观察能力和专业技能的培养具有重要的意义,在其中加入大型真菌的内容,可以完善生物学野外实习内容。学生在大型真菌野外实习的过程中,提高了对大型真菌物种的认识,掌握了大型真菌的生境特点,对可食蘑菇和毒蘑菇也有了一定的认识。通过对大型真菌标本的采集和拍照,学生掌握了野外照相和摄像的基本方法和技术。在标本的记录和鉴定过程中,要求学生熟练运用检索表及图册,提高了学生对物种检索表和生物学专业工具书的认识。

目前,由于在傳统的生物学野外实习中,大部分高校设置的内容仅包括植物学、动物学内容,或将生态学融入到植物学和动物学野外实习之中,大型真菌的内容设置几乎是空白,从而导致大型真菌野外实习内容不够完善,教学体系发展相对落后。同时,由于大型真菌的研究工作相较于动植物学起步较晚,所以对其了解程度远远地落后于动植物。这种情况在中国尤其严重,中国部分地区的大型真菌研究工作仍处于空白。同时,由于相关科研单位稀少,专业研究人员稀缺,致使很多高校没有大型真菌相关专业教师。鉴于目前各高校真菌学师资力量的明显不足,建议加强真菌学高等人才的培养。各个高等院校及科研院所要加强对大型真菌野外实习的教学建设,创新大型真菌的实践教学方法,提高教学质量。

参考文献

[1] 王国强,蒋德安,乔守怡,等.生物学野外实习的探索与实践[J].中国大学教学,2010(6):81-82.

[2] 文庭池,查岭生.生物学野外实习增加真菌学的教学改革[J].高教学刊,2015(15):150-152.

[3] HAWKSWORTH D L.The fungal dimension of biodiversity:magnitude,significance,and conservation[J].Mycological research,1991,95:641-655.

[4] KOHLMEYER J,VOLKMANN-KOHLMEYER B.The biodiversity of fungi on Juncus roemerianus[J].Mycological research,2001,105(12):1409-1412.

[5] 张树庭.蕈菌及其应用[J].真菌学报,1993,12(4):323-326.

[6] 刘培贵,王向华,于富强.中国大型真菌生物多样性的关键类群[J].云南植物研究,2003,25(3):285-296.

[7] HARRINGTON T J.Relatinonships between macrofungi and vegetation in the burren[J].Biology and enviroment,2003,103 (3):147-159.

[8] 卯晓岚.中国蕈菌[M].重庆:重庆出版社,2009.

[9] 卯晓岚.中国大型真菌[M].郑州:河南科学技术出版社,2000.

[10] 应建浙,赵继鼎,卯晓岚,等.食用蘑菇[M].北京:科学出版社,1982:1-235.

[11] 臧穆,黎兴江,周远宽.云南食用菌的生物多样性及其资源保护[J].中国食用菌,2005,24(6):3-4.

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