腐生型兰科植物研究进展

腐生型兰科植物又称完全菌根异养型兰(Fully Mycoheterotrophic Orchids),无绿叶,不含叶绿素,不能进行光合作用制造有机物,完全依靠与其共生的真菌提供营养。近年来,腐生兰独特的生活方式引起了生物学家对其生理生态及进化问题的广泛关注,但目前仍缺乏系统深入的研究。为此,作者通过整理《中国植物志》和近年来报道的相关文献,发现分布在中国的腐生型兰科植物约有23属81种,主要集中在天麻属(Gastrodia)(24种)、鸟巢兰属(Neottia)(8种)、无叶兰属(Aphyllorchis)(6种)、山珊瑚属(Galeola)(5种)等。由于腐生兰特殊的营养需求,相比于其他营养类型的兰科植物,其菌根真菌有较大区别。腐生兰的菌根真菌主要有两大类,即外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi,ECM)和非丝核菌类的腐生菌(Non-rhizoctonia SAP fungi)。该文还综述了腐生兰与其菌根真菌的专一性、营养来源以及系统进化等问题,提出了目前研究存在的问题,并对今后的研究工作进行了展望,以期为腐生兰的资源保护及再生研究提供参考。     

松树蜂入侵樟子松的内栖真菌区系

为探索松树蜂入侵后的樟子松内栖真菌与健康状态樟子松内栖真菌的组成差异,本文对松树蜂入侵后不同健康状态(健康、衰弱、死亡)樟子松的不同主干高度(基、中、上)内栖真菌进行研究。共分离到樟子松内栖真菌25属37种,其中健康木分离到13种,多为腐生菌和内生菌;衰弱木分离到23种,多为致病菌和腐生菌;死亡木分离到11种,多为腐生菌。不同主干高度而言,健康木中部真菌检出率最大,为55.2%,基部真菌种类最多,为9种;衰弱木上部真菌检出率最大,为100.8%,基部真菌种类最多,为13种;死亡木上部真菌检出率最大,为106.4%,上部真菌种类最多,为8种。不同健康状态内栖真菌的数量为:死亡木衰弱木健康木;内栖真菌种类为:衰弱木健康木死亡木。结果为研究樟子松不同健康状态下的优势内栖真菌与松树蜂及共生菌的关系奠定了基础。     

海南热带雨林国家公园不同植被类型的大型真菌多样性

为揭示海南热带雨林国家公园大型真菌多样性及不同植被类型对真菌群落的影响, 本研究于2020年和2021年湿季对海南热带雨林国家公园内7个管理局辖区开展了大型真菌多样性调查, 比较了不同植被类型(山地雨林、低地雨林、低地雨林次生林、人工林)的大型真菌生活型(共生型、腐生型)组成差异。从设置的58条1 km长的样带内采集到1,869份子实体标本, 根据子实体形态与ITS rDNA序列分析, 从中鉴定出562种真菌, 涉及17目64科174属, 其中80%以上的物种由伞菌目、牛肝菌目、红菇目、多孔菌目、鸡油菌目、锈革孔菌目和炭角菌目构成。大型真菌的营养型以腐生型(占48.2%物种)和共生型(44.8%)为主。每条样带的平均物种丰富度和多度以中海拔的山地雨林最高, 分别为28 ± 5种和33 ± 6个, 而人工林最低, 分别为11 ± 1种和11 ± 2个。植被类型主要影响共生型大型真菌物种丰富度(P = 0.026)和子实体多度(P = 0.019)及Shannon-Wiener多样性(P = 0.028), 但对腐生型大型真菌的影响并不显著。多响应置换过程(multiple response permutation procedure, MRPP)检验结果表明, 不同植被类型对共生型与腐生型大型真菌群落物种组成均有显著影响(腐生型: P = 0.004, 共生型: P = 0.041)。冗余分析(redundancy analysis, RDA)的结果表明, 植被类型对腐生型和共生型真菌群落物种组成差异的解释度均较低(共生型: R² = 0.068, P = 0.004; 腐生型: R² = 0.067, P = 0.004)。海拔仅对腐生型真菌群落物种组成产生微弱影响(R² = 0.029, P = 0.001), 而对共生型真菌影响不显著(R² = 0.024, P = 0.072)。在不同保护地之间, 共生型(R² = 0.148, P = 0.001)与腐生型(R² = 0.123, P = 0.002)真菌物种组成均具显著差异; 基于样带‒真菌矩阵的网络图显示, 海南热带雨林国家公园内尖峰岭、霸王岭、五指山等国家级自然保护区的山地雨林是共生型大型真菌多样性较高区域, 应作为共生型真菌与宿主的优先保护区域。     

消炎药药渣堆放过程中真菌多样性分析

中药药渣的处理是中药制药的难题,本研究利用PacBio Sequel高通量测序对堆放2年与5年的消炎药药渣进行理化性质及真菌多样性研究,为重要药渣的利用提供依据。分别对堆放2年(New 1-New 3)及5年(Old 1-Old 3)各3个消炎药渣高通量测序,共检测到43 753条有效序列,堆放2年的药渣中共检测到4个门、86个属、126个种,节担菌纲、小丛壳目、曲霉属为优势类群。堆放5年的药渣中检测到3个门、49个属、59个种,Chaetomium novozelandicum及小囊菌科为优势类群。消炎药药渣功能组成分析发现,堆放2年的药渣中腐生型真菌占比67.7%、致病真菌占比32.3%;堆放5年的药渣中腐生型真菌占比96.8%,仅检测到极少数其他型真菌。堆放2年的药渣pH为4.9±0.2,含水量为49.2%;堆放5年的药渣pH为3.6±0.1,含水量为20.8%。结果表明,随着堆放时间的增加,药渣pH及含水量下降,真菌营养类型由腐生、致病与共生三者丰度相当转变为单一的腐生型,说明随着堆放时间的增加,腐生真菌丰度增加,药渣降解加快,研究结果为药渣的利用提供了一定依据。     

竹叶兰根系共生真菌群落结构及生物学功能初探

为研究竹叶兰Arundina graminifolia根系共生真菌的群落结构及对寄主的营养作用,采用高通量测序技术对野生竹叶兰根围土壤、根表、根内3个生态位真菌的种类及生物学功能进行鉴定与预测。所测竹叶兰根系共生真菌的平均辛普森指数为根围0.972、根 表0.905、根内0.703,说明3个位点都具有丰富的共生真菌;根围土壤真菌香农指数7.393显著高于根表和根内香农指数4.728和2.872,根表真菌多样性显著高于根内（P<0.05）。根表、根内有子囊菌门、担子菌门、罗兹壶菌门、壶菌门、毛霉菌门和被孢霉门,较根围土壤缺少球囊菌门和梳霉菌门;分子方差分析（AMOVA）证实3个生态位的真菌群落结构差异极显著（P=0.004）。各生态位丰度最高的20个真菌仅属于子囊菌和担子菌的40个属,其中子囊菌有30个属,种类数量占优势,而担子菌的单个种类丰度高于子囊菌。根围土壤腐生型真菌占优势（44.07%）;根表主要有腐生、病原、共生型真菌;根内真菌营养类型差异大,样品M1的共生型真菌为优势类型（97.21%）,M2、M3以腐生型占优（90.96%）。优势共生型真菌有革菌属Threlephora、根须腹菌属Rhizopogon和Dentiscutata,腐生型真菌主要有长毛孔菌属Funalia和Vuilleminia,均为担子菌。研究结果为揭示竹叶兰与根系真菌的营养关系以及共生真菌的开发提供了依据。     

华北退化荒地建植豆类和禾本植物人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响

阐明植被恢复过程中土壤真菌群落的变化及其生态功能,对于制定科学有效的退化生态系统管理措施有重要参考价值。利用扩增子高通量测序技术和生物信息学分析解析了华北退化荒地自然恢复（对照组,CK）和建植豆科植物和禾本植物人工草地（分别为LG和GG处理）过程中土壤真菌群落结构和功能群特征差异。结果表明：（1）退化荒地土壤表层样品中共获取6315个真菌OTU,隶属于17门60纲145目347科896属,优势菌门为Ascomycetes、Mortierellomycota和Basidiomycetes,LG处理相较于CK的Basidiomycetes相对丰度明显升高,GG处理相较于CK的Mortierellomycota相对丰度明显提高。（2）土壤真菌功能群类型以腐生真菌为主,共生真菌次之,病原真菌占比最少。建植人工草地对腐生真菌和共生真菌相较于病原真菌的功能群组成影响更明显,并导致腐生真菌相对丰度升高,共生真菌相对丰度降低。（3）土壤真菌群落结构受植物物种丰富度、根系生物量等植被参数变化的显著（P<0.05）影响,且与土壤有机碳、总氮、速效氮、总磷等土壤养分水平显著（P<0.05）相关。本研究的结果有助于深入理解建植人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响,并为华北退化荒地植被恢复策略提供理论依据。     

豫南茶园树栖真菌群落结构研究

对豫南茶园叶栖及枝栖真菌群落结构进行了初步调查,经分离共得到真菌17属32种。结果表明,茶树不同的器官以及同一器官的不同发育阶段栖居有不同的真菌群落;豫南茶园树栖真菌群落主要由兼性寄生菌和腐生菌构成;茶树不同品种之间树栖真菌群落差别不明显,茶园的生态环境是影响茶园树栖真菌群落结构的主要因素。     

抚育间伐对油松人工林下大型真菌的影响

真菌在森林凋落物分解过程中起重要作用,研究间伐如何影响真菌进而影响凋落物分解,对深入了解间伐调控人工林凋落物分解有重要意义。本文以抚育间伐后的中龄油松人工林为研究对象,设立对照（I）、轻度（II）、中度（III）和强度（IV）4种间伐强度,于2011年对间伐后林下大型真菌进行两次调查,分析了不同间伐强度下大型真菌的科的分布、优势种组成和生态指标（包括丰富度指数、多样性指数和均匀度指数）。结果表明：（1）8月、9月采集到的大型真菌分别为35种和25种,分属13个科和10个科;（2）在大型真菌出菇期,间伐改变了大型真菌的优势种组成,对照林下大型真菌优势种最初为外生菌根菌（粘盖乳牛肝菌 血红铆钉菇）后变为腐生菌（大盖小皮伞和脐顶小皮伞）,而间伐后林下优势种始终为腐生菌;（3）间伐影响大型真菌的生态指标,中度间伐林下大型真菌丰富度和多样性指数最高。总之,适度间伐不仅有利于提高林下大型真菌的丰富度与多样性,同时使其群落结构发生改变,群落优势种由外生菌根菌变为以分解凋落物为主的腐生菌,可促进凋落物的分解和养分循环。     

食（药）用真菌比较基因组分析揭示其生态特性

食（药）用真菌可以产生多种酶系家族来降解环境中的木质纤维素,从而获得营养或与植物共生或寄生。通过注释和比较不同营养模式的食（药）用真菌中降解木质纤维素的酶类,有利于我们更好地认识食（药）用真菌的生活模式,并进一步改善培养条件。本文系统地研究了46个食（药）用真菌和3个降解木质纤维素模式真菌的基因组,根据预测蛋白质组解析了糖苷水解酶（glycoside hydrolases,GHs）、糖基转移酶（glycosyltransferases,GTs）、多糖裂解酶（polysaccharide lyases,PLs）、碳水化合物酯酶（carbohydrate esterases,CEs）、碳水化合物结合模块（carbohydrate-binding modules,CBMs）以及附属活力酶（auxiliary activities,AAs）和细胞色素P450（cytochromes P450）的种类分布。比较基因组学结果显示,食（药）用真菌中降解木质纤维素相关酶系家族的数量和种类差别很大,同时酶系家族的多样性与食（药）用真菌的生态类型也有一定的相关性。一般情况下,腐生营养真菌比共生营养真菌中降解木质纤维素酶类更多,而腐生营养中的白腐真菌和草腐真菌的酶系比褐腐真菌多。     

秸秆降解的微生物学机理研究及应用进展

综述了秸秆降解的微生物学机理的一些进展。降解秸秆的酶类主要是纤维素水解酶、Cx组分和 β 葡萄糖苷酶 ;降解秸秆的菌种在不同的土壤条件、温度条件下有所不同 ,其中以真菌中的木霉属分解能力较强 ;秸秆降解后对土壤性状有明显改善作用。目前 ,对落叶分解的消长规律研究较为深入 ,但对秸秆降解过程中菌落的演替规律仍需进一步研究     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism