特殊环境真菌

真菌是生物多样性最丰富和生存环境最多样的生物类群之一,除了我们熟知的土壤、植物残体、水体等一般环境外,还存在极地、高温、高盐等各种特殊环境.对真菌而言,特殊环境是指绝大多数真菌不能生存的环境,而特殊环境真菌是指特殊环境中特有的真菌或适应特殊环境的真菌.特殊环境人为地划分为以下3种类型:第一类,具有某种特定的理化限制因素的环境;第二类,某些特殊基质;第三类,受多因素限制的特殊复杂环境.特殊环境真菌有着独特的适应性,并进化出各种机制来占据生态位.它们在细胞构造、代谢方式、进化机制等方面的特殊性引起了科学家的广泛关注.本文介绍了各种特殊生态环境下生活的真菌类群以及它们的生存机制,并对今后的研究方向进行了展望.     

土壤真菌多样性研究进展

土壤真菌具有重要的生态功能,是生态系统中的重要组成部分,既包含有益真菌,也包含病原真菌,它们共同构成了土壤真菌的多样性。土壤真菌的多样性及其群落结构组成是评价其所在生态系统健康稳定的重要指标之一。近年来不仅对土壤真菌多样性和群落结构特征方面进行研究,而且对其生物功能,如土壤真菌在生物防治、有害物质吸附和降解等方面也进行了研究和探索,研究结果体现了土壤真菌的应用潜质。文中对影响土壤真菌多样性的因素进行了分析,对土壤真菌多样性的研究进行了展望,以期对未来农业生产、环境保护和科学研究提供参考。     

基因组学方法在植物抗逆性研究中的应用

由于植物抗逆性遗传极其复杂,因而植物抗逆性能(包括抗非生物胁迫如盐碱、干旱、低温等的能力和抗生物协迫如真菌、细菌、病毒和线虫的能力等)的提高受到了极大限制。近年来,基因组学的兴起对我们全面理解植物抗逆性起着革命性作用。结构基因组学将会使我们挖掘大量全新的抗逆基因,并能揭示各抗逆性基因的详细结构以及抗逆性遗传进化机理。功能基因组学将会阐明植物抗逆中的复杂的调控网络,揭示涉及抗逆蛋白的多样性。通过比较基因学的研究,可以把从模式植物上获得的抗逆遗传信息推广到基因组较复杂的植物上去。大规模的全新基因的发现及其在抗逆反应中的表达模式的研究和它们在抗逆应中作用的理解将会为利用遗传工程进行植物抗逆育种提供广阔的前景。     

秦岭石生苔藓结皮的微生物群落组成和多样性特征北大核心CSCD

苔藓结皮是地表重要的活性覆盖物,具有改善土壤性状、固土持水、固碳固氮等多种生态功能,微生物群落是苔藓结皮发挥生态功能的主要成分。为了探究湿润区石生苔藓结皮的微生物群落组成及其多样性特征,揭示其发育形成机制以及功能机理,该研究以秦岭北麓的泥峪、车峪、骆峪5个样地的石生苔藓结皮为研究对象,利用高通量测序技术,分析了石生苔藓结皮层的微生物群落组成、丰度、多样性,并测定分析养分与微生物群落的关系,为裸露岩石创面的生态修复提供理论依据。结果表明:(1)秦岭石生苔藓结皮层的全氮和有机质含量在4.16~8.26 g/kg、89.44~131.05 g/kg之间,且样点间均差异显著;全磷和全钾含量较低,分别为0.88~1.21 g/kg和13.50~18.10 g/kg。(2)秦岭石生苔藓结皮层中细菌占微生物群落组成的80%以上,且细菌的多样性也远高于真菌;其中细菌优势菌群为变形菌门(Proteobateria)、拟杆菌门(Bateroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),真菌优势菌群为子囊菌门(Ascomycota)和被孢霉菌门(Mortierellomycota)。(3)冗余分析(RDA)显示,全钾和有机质对优势细菌群落结构影响显著,变形菌和拟杆菌适宜生活在湿度大、营养状况良好的基质中;全磷和有机质对优势真菌群落结构影响显著,被孢霉菌门在低磷基质中更具生长优势。研究发现,细菌是秦岭石生苔藓结皮层的优势菌群,与旱区土生状况相比,秦岭石生苔藓结皮层的放线菌和酸杆菌的含量有所下降,而拟杆菌含量显著增加;对于真菌而言,子囊菌门和担子菌门的相对丰度明显减少,被孢菌门丰度显著增加;有机质是影响结皮层微生物群落组成最主要的养分因子,丰富的养分使湿润区石生苔藓结皮层的微生物群落结构更加复杂多样、物种组成更加丰富。     

细胞的进化

当今地球上存在的生物,从其微观结构上来讲,包括前细胞结构、原核细胞和真核细胞。前细胞结构的生物是指具有生命特征的非细胞结构的有机体。它们没有生物膜及细胞器。现今地球上的前细胞生物,如病毒,仅仅是由蛋白质与核酸组成的(类病毒只由核酸组成)。这类有机体是现存的最简单、最低级的生物。立克次体(Rickettsia)、支原体(Mycoplasma)、细菌(Bacteria)、螺旋体(Spirochaeta)、放线菌(Actinomyces)等等是现存的原核细胞(生物)。它们     

深海极端微生物菌群及代谢产物多样性的研究进展

海洋覆盖了地球表面积的四分之三,它不仅是生命的起源,而且还孕育了各种极端微生物。它们存在于海洋极端环境中,如热液喷口、热泉、咸湖和深海层等,由于生境太过恶劣,一度被认为是生命的禁区。随着人类对深海极端环境微生物研究的不断深入,已经探索到那里具有丰富的菌群资源和具有潜在价值的天然生物活性产物。这些极端微生物能够适应极高温、极低温、高压、高盐、高放射性和极度酸碱性等极端环境,具有特殊的生物多样性、遗传背景和代谢途径,能够产生各种具有特殊功能的酶类及其他活性物质,展现出巨大的研究价值和应用潜力。研究海洋极端微生物对探索生物多样性、新资源开发利用及对地球生物学研究等都具有重要意义。     

中国微生物物种多样性研究进展

微生物是分布最为广泛的生命形式,几乎分布到地球上的所有生境,具有丰富的物种多样性。我国地域辽阔,跨越热带至寒温带,气候条件多样,地理环境与生态系统类型复杂,是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国已开展了大量微生物多样性研究,并证实我国多样的生境蕴藏着丰富的微生物物种多样性。目前我国已报道真核微生物(菌物)约14,700种,其中包括真菌约14,060种、卵菌约300种、黏菌约340种,而真菌中有药用菌473种、食用菌966个分类单元。特别是近年来通过免培养的分子生物学技术发现我国存在丰富的原核微生物多样性。本文概述了传统方法和现代分子生物学技术在我国原核微生物(古菌、细菌)和真核微生物(真菌、卵菌、黏菌)物种多样性研究的最新进展。     

AM真菌物种多样性:生态功能、影响因素及维持机制

AM真菌物种多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。尽管对AM真菌多样性已有多年研究,但是,已有研究绝大多数仅停留在对AM真菌群落种属解析层面上,对AM真菌物种多样性生态功能及维持机制方面的认识较浅。从生态功能、影响因素及维持机制3个方面系统地综述了近年来AM真菌多样性领域的研究进展。认为AM真菌多样性对植物群落生产力的调控机制及结合理论与实践解析AM真菌多样性维持机制是该领域未来的重点研究方向。     

长期施肥对砂姜黑土丛枝菌根真菌群落的影响

在农业生态系统中,丛枝菌根真菌(AM真菌)与很多作物的根系都存在互惠互利的共生关系,与作物的生长和健康密切相关,同时,这类特殊的真菌群落也会受到施肥等农业措施的影响.本研究依托长期定位试验4个试验处理(不施肥、单施化肥、化肥配施秸秆、化肥配施粪肥),研究砂姜黑土AM真菌群落对不同施肥措施的响应及其影响因素,探索不同处理AM真菌指示种的存在.结果表明: 砂姜黑土中的主要AM真菌类群为原囊霉科、多孢囊霉科、巨孢囊霉科、近明球囊霉科、球囊霉科和类球囊霉科;其中类球囊霉属在化肥和有机物料配施中具有显著指示作用.与对照相比,长期单施化肥显著改变AM真菌群落结构并降低其多样性,配施秸秆处理进一步降低AM真菌群落多样性,而配施粪肥明显缓解因施用化肥而造成的多样性减少现象.检验发现,导致AM真菌群落变化最主要的影响因素是土壤pH和可溶性碳.总之,长期不同有机物料和化肥配施对砂姜黑土AM真菌群落结构和多样性会产生不同影响,其中化肥配施粪肥更有利于土壤AM真菌群落多样性的维持.     

哌珀霉素类抗菌肽:一类特殊的肽类抗生素

Peptaibol(建议译名：哌珀霉素)是一类从土壤真菌中分离到的具有抑制细菌和真菌作用的抗菌肽的总称。独特的结构特点、多样的生物学特性和特殊的作用机制,使对peptaibol的研究不断深入。该介绍peptaibol的结构特点、生物学特性和作用机制等。     

丛枝菌根真菌的生态分布及其影响因子研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)共生体系对于植物适应各种逆境胁迫具有重要积极作用。AM真菌还能够通过根外菌丝网络调节植物群落结构和演替,深刻影响生态系统结构和功能的稳定性。AM真菌生态生理功能的发挥主要取决于其生态适应性,明确AM真菌在不同环境中的多样性、生态适应性以及对各种生态因子的响应机制,是AM真菌资源管理、功能发掘与利用的前提。迄今为止,有关各种生态因子对AM真菌多样性的影响已有不少研究,但是AM真菌生态分布及其形成机制仍缺乏系统的研究和理论分析。综述了生物因子和非生物因子对AM真菌生态分布的影响,结合大型生物空间分布理论探讨了AM真菌生态分布规律和建成机制,分析了当前本研究领域所存在的问题和动向,以期推动相关研究进展。     

长白山主要食药用木腐真菌多样性及其保育

木腐真菌是真菌多样性的一个重要组成部分 ,它在人类生活和自然生态系统中发挥着特殊的作用 ,在开发利用此类真菌的同时应对它们的保育引起足够重视。真菌多样性的保育有 2种方式 ,即以保护栖息环境为主的就地保育和以菌种保藏、人工驯化为主的异地保育。长白山地区木腐菌的异地保育研究虽然取得了一定的成绩 ,但在就地保育措施方面仍缺乏经验。     

Communities, populations and individuals of arbuscular mycorrhizal fungi

Arbuscular mycorrhizal fungi in the phylum Glomeromycota are found globally in most vegetation types, where they form a mutualistic symbiosis with plant roots. Despite their wide distribution, only relatively few species are described. The taxonomy is based on morphological characters of the asexual resting spores, but molecular approaches to community ecology have revealed a considerable unknown diversity from colonized roots. Although the lack of genetic recombination is not unique in the fungal kingdom, arbuscular mycorrhizal fungi are probably ancient asexuals. The long asexual evolution of the fungi has resulted in considerable genetic diversity within morphologically recognizable species, and challenges our concepts of individuals and populations. This review critically examines the concepts of species, communities, populations and individuals of arbuscular mycorrhizal fungi.     

城市菌根真菌多样性、变化机制及功能应用

菌根真菌能够与大多数陆生植物的根系形成菌根共生体,具有改善宿主植物矿质营养、增强抗逆性、改良土壤结构等重要生态功能。城市化过程中气候、土壤、植被、土地利用等因素的改变,对菌根真菌的多样性产生了直接或间接的影响。目前城市菌根真菌的研究多侧重对其空间分布及群落组成的简单描述,缺乏针对城市典型生态现象及生态问题系统性的探讨。分别从城市菌根真菌的多样性变化、影响机制及功能应用等3方面进行了综述,全面揭示城市菌根真菌的研究现状及研究的复杂性,发现当前研究存在多样性评估简单化、研究层次单一化、内在机制现象化及功能应用停滞化等问题,认为今后应建立更为系统、综合、标准的研究体系以深刻而准确地认识与理解城市化对菌根真菌多样性的影响,为城市微生物资源的保存及绿地系统维持提供理论依据。     

菌根真菌多样性与植物多样性的相互作用研究进展

菌根共生双方多样性影响着生态系统的过程与功能。菌根真菌-寄主植物之间的共生组合存在偏好性或特异性,这导致菌根真菌对寄主植物的效益差异和寄主植物对菌根真菌的利益差别：两者在互利共生过程中不仅相互选择,还存在相互促进与制约的关系(如互补与选择效应、竞争),从而在一定程度上决定生态系统的演化与发展。本文概述了植物多样性与菌根真菌多样性的相互影响,探讨了两者互作可能存在的调控因素与机制,对存在的问题和争议进行了总结,并提出了进一步研究的方向。深入阐明植物多样性与菌根真菌多样性之间的互作关系,将丰富生物共生学理论,增强菌根应用潜力及生物多样性的维持。     

Lignicolous freshwater fungi along a north–south latitudinal gradient in the Asian/Australian region; can we predict the impact of global warming on biodiversity and function?

Fungi play a key role in decomposition of submerged wood in streams, breaking down lignocelluloses and releasing nutrients, and are important in ecosystem functioning. These wood decay fungi are known as freshwater lignicolous fungi and are usually studied by collecting submerged woody litter, followed by incubation in a moist chamber. This review explains what are freshwater lignicolous fungi, their decay mechanisms, roles and physiological attributes. Asian/Australasian lignicolous freshwater fungi have been relatively well-surveyed and enable an account of their distribution along a latitudinal transect. Unlike freshwater leaf-dwelling fungi their diversity in water bodies is greater towards the Equator which suggests they are important for decaying submerged wood in the tropics. Riparian vegetation, disturbances such as pollution, streams drying and study methods, may all affect the diversity of freshwater lignicolous fungi, however, the overall trend is a higher diversity in the tropics and subtropics. Climate changes together with increasing deposition of woody debris from human activities, and alteration of environmental factors (such as water pollution, and dam building) will impact freshwater lignicolous fungi. Changing diversity, structure and activities of freshwater fungal communities can be expected, which will significantly impact on aquatic ecosystems, particularly on nutrient and carbon cycles. There is a great opportunity to monitor changes in freshwater fungi communities along latitudinal (north to south) and habitat gradients (from human disturbed to natural habitats), and study ecological thresholds and consequences of such changes, particularly its feedback on nutrient and carbon cycles in freshwater systems.     

低温型真菌抗肿瘤活性次级代谢产物研究进展

真菌栖息生境及物种的多样性使其次级代谢产物化学结构和生物活性呈多样性特点,结构与功能多样的真菌次级代谢产物已成为新药先导化合物发现的重要资源。低温型真菌因其独特而恶劣的生存环境进化出特有的适冷特性及代谢途径,使其产生结构新颖、活性显著的次级代谢产物的几率大大提升,已成为药物研发的热点领域。近年来,研究者陆续从高海拔地区、南北极地和深海地带等低温生境分离鉴定出上百种结构新颖的次级代谢产物,并显示出抗肿瘤、抗菌、抗病毒和免疫调节等多种活性。本文对近10年来源于上述生境的低温型真菌抗肿瘤活性次级代谢产物的研究进展进行综述,为其用于创制抗肿瘤新药提供新思路。     

药用植物内生真菌及活性物质多样性研究进展

药用植物具有丰富的物种多样性,是人类生存与发展的重要自然资源。内生真菌广泛存在于健康植物组织内部,是植物微生态系统的重要组成部分,各种药用植物中蕴藏着非常丰富的内生真菌。通过与药用植物的“协同进化”,某些内生真菌具有了产生与宿主植物相同或相似的生物活性物质的能力。内生真菌产生的各种活性物质,在生物制药、农业生产、工业发酵等方面都表现出美好的应用前景,受到世界各国专家的广泛关注。利用内生真菌发酵实现生物活性物质的工业化生产,可以提高产量、降低产品成本,满足人们日益增长的需求;同时有利于珍稀、濒危药用植物资源的保护,对减少野生药用植物多样性的破坏具有重要意义。本文从药用植物内生真菌物种多样性与产生生物活性物质多样性等方面总结近年最新的研究进展,提出了内生真菌及活性物质研究的未来发展方向。     

Biodiversity amongst filamentous fungi

Diversities in fungi are manifold. Fungi themselves are heterogeneous and constitute at least three unrelated major taxa. Structural diversity reflects, in most cases, adaptive and functional strategies. Diversity in nucleic acids and chemical compounds is very high in several fungal taxa. Fungi play an essential role in the function of ecosystems. The diversity of plant parasites is extremely high and species-dependent associations exist. Saprobic fungi are most important in wood and litter decay and diverse taxa comprise the main decomposers in specific successional niches. Two dominating symbiotic systems have evolved convergently in various fungal groups, notably lichens and mycorrhizas, both remarkably diverse in their heterotrophic partners.