关于土壤及植被中真菌多样性分析的意义及其方法
2019-04-04朱继承刘子超
朱继承 刘子超
一、意义:
1)真菌在自然界的作用:真菌的种类多,数量大,繁殖快,适应性强,分布广,与人类关系密切,是一类丰富的生物资源。真菌具有高度分解和合成多种复杂有机物质的能力,特别对分解纤维素,半纤维素和木质素等更具特色。因而在自然界,它们与细菌等共同协力,进行着缓慢而持续不断的转化作用,将动物、植物,特别是植物的残体分解为简单的物质,重新归还给大自然,成为绿色植物的养料,帮助植物界自我施肥,使绿色植物不断地茂盛生长,间接地为人类提供必需的生活资源。同时,绿色植物光合作用所需要的二氧化碳,主要来自于有机物的分解,而植物光合作用所释放的氧,又是人和动物所必需的。
2)真菌对近代工业的作用:真菌除了应用于酿酒、制酱和其他发酵食品外,在近代工业、农业和医药业等方面作用也很可观。由于真菌能产生多种酶,它在工业方面发挥非同小可的作用,涉及到国民经济的各个领域,从甘油发酵,有机酸和酶制剂生产,到纺织、造纸、制革和石油发酵等等,均有方方面面的用处。例如,用其发酵作用,可以生产许多有机酸,其中最主要的有:柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸等。这些有机酸在食品、化工、医药等方面都有很多用处。
现已发现400多种酶与真菌有关。可是酶工业中,能真正利用真菌制成的酶制剂仅有十多种,这些制剂已广泛应用于食品、制药、纺织和制革等部门。工业上采用重要的真菌酶类有淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、果胶酶、纤维素酶、脂肪酶和核糖核酸酶等。
3)真菌在农林业中的作用:真菌在农业和林业生产,同样发挥极大的作用,它除了供植物光合作用所需的二氧化碳外,有的真菌能与植物结成“菌根”,帮助植物吸收水分和养料;有的真菌则能消灭或抑制危害植物的其他生物,如昆虫、线虫和一些对植物有害的真菌等;有的能产生生长素和抗生素,以促进动物、植物的生长发育。
4)真菌在制药业中的作用:早在本世纪40年代,人们就已经认识真菌是药业的好原料和助手
5)真菌引起的人类疾病:引起人类疾病的真菌只占真菌的一小部。据文献报道,可使人致病的真菌约有278种。致病真菌分为两大类,一类是病原性真菌,另一类是条件致病性真菌。后者平时不致病,在机体免疫力降低时才可致病。按真菌侵犯人体组织和器官的不同,又将真菌分为引起皮肤病的浅部真菌,引起深部组织器官疾病的深部真菌。寄生或腐生于角蛋白组织的表皮角质层、毛发和甲板的真菌统称为浅部真菌。它们引起的疾病统称为浅部真菌病,简称为癣。目前已报道的皮肤癣菌有40多种,其中一部分仅感染动物,确认对人类致病的有20余种。上述的皮肤丝状真菌分别属于下面三个属:即毛癣菌属、小孢子菌属和表皮癣菌属。侵入表皮以外的真皮、粘膜和内脏组织或器官的真菌,统称为深部真菌。它们引起的疾病统称为深部真菌病。随着科学的发展和新技术向医学的渗透,虽然临床诊断技术和治疗方法不断更新和增多,然而深部真菌病亦有增多的趋势。侵入深部器官引起深部真菌病的有隐球菌、念珠菌、球孢子菌、组织胞浆菌、孢子丝菌、着色真菌、鼻孢子菌、曲霉和毛霉等。它们虽然不像细菌或病毒那样,普遍引起的疾病,但却有地区流行特点,而且在人群中易发生隐性感染。
6)真菌引起的霉腐:在温暖潮湿地区,有些真菌能引起粮食、饲料、食品、水果、蔬菜、肉类和蛋品等发霉变质,不仅造成经济损失,而且会引起人畜中毒或其他损害,有些且能使实验动物致癌。
二、研究现状:
1)对于真菌的研究价值大多体现在药用方面。虽然我国利用真菌作为药物具有悠久的历史,但真菌在药物中所占比例很少,在我国近一万种中药材中,植物药占绝对优势,其次为动物药,传统上没有真菌药,而是将真菌药归属于植物药。 所以,对于真菌多样性分析,有利于发现新的菌株,更有利于对药用菌的研究。
2)除药用外,真菌在食用,养殖方面也有着很大的潜力,研究真菌多样性有利于发现新的可食用菌。
三、步骤:
1、分离:取待测地区的土壤样品若干克,带回实验室内保存。制作PDA培养基若干,于培养基内滴加少量乳酸,以抑制细菌生长,备用。取5只三角烧瓶,每只放90ml蒸馏水,封住瓶口,同时取35只试管,每只试管放9ml蒸馏水,塞住口,和上述三角烧瓶一同放入高温高压灭菌锅中进行灭菌。完成后,取土壤5份,每份10克,于上述三角烧瓶中,震荡均匀,取上清液1ml加入试管1中,震荡均匀,再从试管1中取1ml加入试管2中,震荡均匀,重复上述操作至試管7。此时试管1~7的菌的浓度分别为10-2,10-3~10-8。再从试管1中取少量液体,用涂布法接种于事先准备好的PDA培养基中,编号(编号时注意写明制作日期及制作者姓名,以免混淆),放入25摄氏度的恒温培养箱中培养数日。
植被中真菌的分离(以竹子为例):取目标地区的竹子少许,用酒精喷于表面,再用蒸馏水冲洗,以达到除菌的效果。在无菌操作台下,用刀削去竹子表皮,取内部新鲜部位少许,接种于PDA培养基中,分别编号,放入恒温培养箱中培养。
2、纯化:培养数日后,将上述培养皿取出观察,观察菌的生长状况,待其生长旺盛时取出。如果污染了细菌,则放弃该平板(细菌菌落为湿润光滑状,且生长速度普遍比真菌迅速)。放在显微镜下,观察其无杂菌的部分,再挑出无杂菌的一小块接种于新的培养基内。如果是土壤中的真菌,可以将整个一小块菌落全部挑出来。继续放入恒温培养箱中培养、观察。
3、鉴定:待上述真菌生长旺盛后,放在显微镜下观察其结构,并判断其属于何种菌。真菌的鉴定主要从其繁殖结构上判断。