万事万物皆有缘起,2019年的因缘际会使我了解到了真菌的奇妙,遂将其当作一种美妙的追求和学术偏好。 就如一位将军对于军队的重要性,亦如蜂后对于蜂群的重要性,亦如船长对于一艘船的重要性,重要的东西不一定要多,不一定要稠密,但仍然是核心,仍然是一个众望所归的亮点。 真菌在人类肠道中极其少,可以说微乎其微,因此,很多人甚至认为它不存在长久定植的情况,其它人则认为他们只有致病性。本着对权威的不屑,以及对于地球千万年来进化的敬畏,本人与Wahlqvist教授随即突发奇想,经历半年的讨论,提出 'regulobiosis' 猜想,即真菌才是人体生态中至关重要的王者,他们调控、稳定着我们的细菌,我们的病毒,我们的整个人体微生态,直至我们人体本身的健康;同时,他们又对我们的饮食和环境及其敏感,他们也为全球变暖大环境下人类的可持续生存提供了无限可能。 相信基于mycobiome的regulobiosis系统会在不久的将来展现光芒。 Reference: Ju-Sheng Zheng, Mark L Wahlqvist. Regulobiosis: a regulatory and food system-sensitive role for fungal symbionts in human evolution and ecobiology. Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition 2019; http://doi: 10.6133/apjcn.201912/PP.0007 原文链接: http://www.apjcn.org/pdf/321921203.html?t=2
哺乳动物的体表密集分布着大量共生真菌,正如哺乳动物的体表密集分布着大量共生细菌。真菌微生物群,也被称为真菌区系,越来越被认为是维持宿主健康和体内平衡的关键因素。 哺乳动物的体内和体表都分布着大量微生物群,包括人类。人们将这些微生物统称为微生物群,它们不仅仅是身体里的免费乘客——它们调节宿主生理的各个方面,因此对于机体健康至关重要。迄今为止,人们已经深入研究了微生物群中的细菌成员,因为它们在实验室中数量众多且易于操作。在 WIREs System Biology and Medicine Review 的一篇综述中,一个来自新加坡免疫学网络的研究小组重点研究了微生物群(也被称为真菌区系)中同样重要的真菌成分,重点介绍了共生真菌对哺乳动物健康和疾病的贡献,并探讨了塑造个体真菌微生物群组成的因素。 与其细菌对应物一样,真菌区系的组成在很大程度上依赖于其宿主的基因组成、饮食、环境条件和微生物群的其他成员。共生真菌也与共生细菌类似,它们能够不引起病原感染的情况下对宿主免疫反应产生深刻影响。例如,肠道真菌可以增强宿主抵御各种感染的天然防御能力,并在肠道受损时促进伤口愈合。因此,在某些情况下,真菌区系可能会出错,进而引发异常的免疫反应,从而导致炎症性肠病和过敏等疾病,这并不奇怪。作者认为,一系列事件的累加——比如一个长期吃西餐的人长期服用抗生素,并携带使其免疫防御系统瘫痪的基因突变——可能会使真菌区系发生扭曲,从而导致顽固炎症和随之而来的疾病。 作者还强调了在我们体表或体内真菌的识别和表征方面的各种技术挑战。例如,真菌在大多数宿主组织中的数量远远超过细菌,并且由于其刚性细胞壁而难以通过现代测序方法检测到。然而,该研究小组还提出了解决上述真菌区系研究领域困难的方法,最终目标是通过治疗控制真菌区系来促进人类健康和减轻疾病。 \0 点击阅读文章: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/wsbm.1438
The asexual morph of Trichomerium gloeosporum Hongsanan S, Tian Q, Hyde KD, Hu DM*. (2016) Mycosphere 7 (9), 1473–1479 Doi 10.5943/mycosphere/7/9/18 (可免费下载) 煤污病是植物常见的病害,经常在树叶子上看见一层像被烧煤的烟熏过了一样的黑灰,这种黑灰通常就是煤污病。本研究报道了一种煤污病菌-圆孢多臂菌的无性型。 Abstract: Trichomerium species are sooty molds that develop superficially on the host surface. There is little morphological and molecular data for the genus. The asexual morphs of Trichomerium have been poorly studied, with also lack molecular data. Several researchers have noted that Tripospermum is possibly the asexual morph of Trichomerium species. In this study, we collected Trichomerium like taxa from leaves in northern Thailand. The sexual structures found on the specimen were identified as Trichomerium gloeosporum , and Tripospermum like conidia were also associated with the sexual morph. Cultures were obtained from single Tripospermum like conidia and sequenced. Phylogenetic analyses generated from maximum likelihood and Bayesian analyses of combined LSU and ITS sequence data demonstrate that our strains isolated from Tripospermum _like conidia clustered with strains of T. gloeosporum with high statistical support. A description of the asexual morph of T. gloeosporum with molecular data is provided.
真菌种类数量被大大高估了 诸平 真菌 ( Fungus )一词的 “ 拉丁文 ” ( fungi )原意是 蘑菇 (如野生蘑菇见图 1 ),是生物界中很大的一个 类群 ,世界上已被描述的真菌约有 1 万属 12 万余种(请注意此处“属”与“种”都是单位,而且“ 属 ”大于“种”),真菌学家 戴芳澜 教授估计中国大约有 4 万种(“种”为单位)。真菌像细菌和微生物一样都是 分解者 ,就是一些分解死亡生物的有机物的生物。真菌将生物分解为各类 无机物 ,使土地肥力增强。有些真菌也成为重要的食物来源。可食用的蕈菌有 200 多种,如冬菇、草菇、木耳、云耳等。以及真菌所侵入后的生(动,植物)物空壳,如 冬虫夏草 。还有的真菌用于食物加工,例如酵母菌用于面包等加工,酿酒也需要真菌。真菌既有致病的也有抗病的,真菌可引起动、植物和人类的多种疾病。在农业、林业和畜牧业中,真菌能引起植物多种病害,从而造成巨大的经济损失。 19 世纪 40 年代中期欧洲由于 马铃薯 晚疫病的流行摧毁了 5/6 的马铃薯, 20 世纪 50 年代和 70 年代,我国由于 小麦锈病 和 稻瘟病 ,而使小麦和 水稻 各减产 60 亿 kg 。但是,具菌根(和真菌共生的根)的植物在没有真菌存在时不能正常生长,因此造林时须事先接种和感染所需真菌,以利于荒地上成功造林。能形成 菌根 的 高等植物 有 2000 多种,如侧柏、 毛白杨 、 银杏 、小麦、葱等均属于菌根类。真菌也可以使人类致病,如 真菌感染 、变态反应性疾病以及中毒性疾病等。而抗病类真菌如 亚历山大 · 弗莱明 通过霉菌而发现了 青霉素 。由此可见,真菌可以说无处不在,有利也有弊,关键是如何进行控制和利用。 过去 估计全球真菌物种的丰富度在 150 万 ~510 万种之间。但是 据爱沙尼亚 塔尔图大学 ( University of Tartu )等多家单位的科学最新的联合研究, 2015 年 3 月 13 日报道 的结果,人类对于真菌种类数量的的过去估计是太高了,而实际的真菌种类数量并没有那么多。 图 1 野生蘑菇 对于爱沙尼亚( Estonian )的蘑菇采摘爱好者( mycophile )来说,有一条好消息 , 那就是对菌根真菌而言 , 其中包括了几乎所有可食用的和有毒的蘑菇 , 森林气候区中是真菌种类最富丰富的区域。 由塔尔图大学自然历史博物馆的研究人员领导的此项研究发现 , 热带雨林是真菌群落最为丰富的地方。过去估计全球真菌物种的丰富度在 150 万 ~510 万种之间 , 然而 , 根据他们的最新研究数据发现,以前的估计似乎是一个巨大的高估。塔尔图大学自然历史博物馆高级研究员和此项目的负责人莱霍·特德索( Leho Tedersoo )说 , “ 和 35 家研究机构一起 , 我们收集了来自全世界各地的大约 1.5 万个土壤样本。然后我们用新一代的测序方法对收集的样本进行 DNA 测序。在分析土壤样本时,我们发现了 4.5 万多种真菌。据我们所知 , 这是迄今为止发表的最大的生物多样性研究数据。参与此项研究的 所有合作伙伴,其样品采集活动都是对等的,而且对采集样品工作有书面许可文件。我们无法收集一些国家的样本,只是因为我们不能得到许可。然而 , 总体而言,我们收集到的样品材料的数量是足够多的。”此项研究的主要发现表明 , 真菌的物种丰富度模式一般随植物和动物的丰富度模式而变 , 即热带雨林的物种丰富度最高,适合生物地理学的一般规则。在过去 , 普遍认为后者不适用于微生物。其实无论是真菌还是微生物都无处不在,关键是取决于底质。新研究发现 , 世界上真菌物种的数量被大大高估了。 项目负责人莱霍·特德索 解释道: “ 我们发现特有现象( endemism ),那就是某些特定的真菌物种只生长在一个相当有限的区域内,在真菌中这也是非常普遍的一种地方性特殊性现象”。 莱霍·特德索 补充说 , 也有很多种类 , 分布在世界各地 , 如霉菌( mould )和动物病原菌( animal pathogens )。 “ 尽管在北半球的温带气候区,动植物物种的传播仅限于大陆 , 但是许多真菌物种也同样在亚洲、北美和欧洲蔓延。这表明真菌有更有效的传播机制,与微孢子有密切关系。 ” 气候因素 , 其次是土壤和空间模式都是全球范围内土壤真菌的丰富度和区域组成最好的预测器。所有真菌和功能组的丰富度与其植物多样性之间无因果关系 , 外生菌根真菌根共生体例外 , 表明与植物 - 土壤反馈并不影响在全球范围内土壤真菌的多样性。植物对真菌丰富度比率( plant-to-fungi richness ratio )以指数形式向两极下降 , 表明当前全球预测——假设全球比值恒定——过高估计了真菌丰富度约 1.5 ~ 2.5 倍。除了几个主要分类和功能群是与整体模式相违背之外,真菌像植物和动物一样遵循类似的生物地理模式。强大的生物地理链接遥远的大陆,折射出与大型生物相比真菌微孢子长距离传播相对有效。 莱霍·特德索认为,虽然他们的 “ 研究结果不会拯救世界 , 但是可以帮助研究人员更好地了解全球生物过程。真菌的物种丰富度和传播主要依靠降水、温度和植被 , 可以认为气候变化会强烈影响干燥和凉爽的地区真菌区系( mycobiota )。对于爱沙尼亚的采蘑菇爱好者( mycophile )来说的好消息,就是当提及到菌根真菌时 , 而菌根真菌其中包括几乎所有可食用的和有毒的蘑菇 , 是我们森林气候区中最富有的物种。古老的阿布鲁卡( Abruka )菩提树森林里就保存着相关记录。 ” 在未来 , 生物相互作用的生态学工作小组,正计划专注于检测世界不同生态系统中的土壤生物的功能差异 , 显示这些生物如何适应不同的气候和土壤形成过程以及历史生物地理学因素 ( historical-biogeographical factors ) 。 莱霍·特德索 说:“这样的分析需要计算能力和云服务 , 不过这些特殊要求完全可以在塔尔图大学高性能计算中心得到解决。庞大的工作一直是由我的同事穆罕默德·巴赫拉姆( Mohammad Bahram )、塞奇·珀姆( Sergei Polme )、乌尔玛斯·克加戈( Urmas Kõljalg )以及凯西·阿巴若克夫( Kessy Abarenkov )来完成。这些天 , 这样大规模的分析甚至不能由一个研究者或小型工作组来完成了。 ” 参与此项研究的除了爱沙尼亚塔尔图大学自然历史博物馆的研究人员之外,还有生态环境与地球科学学院( Institute of Ecology and Earth Sciences )、爱沙尼亚生命科学大学( Estonian University ofLife Sciences )的科学家;来自其他国家的单位包括贝宁帕拉库大学( Université de Parakou )、斯里兰卡科伦坡大学( University of Colombo )、荷兰皇家艺术与科学院( Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences )、荷兰天然生物多样性中心( Naturalis Biodiversity Center );越南林业科学院( Vietnamese Academy of Forest Sciences )、美国佛罗里达大学( University of Florida )、洪堡州立大学( Humboldt State University );津巴布韦自然历史博物馆、意大利巴勒莫大学( Università di Palermo )、德国法兰克福歌德大学( Goethe University Frankfurt )、德国环境健康研究中心土壤生态学研究所( Institute of Soil Ecology, Helmholtz Zentrum München );澳大利亚塔斯马尼亚农业研究所( Tasmanian Institute of Agriculture )、澳大利亚墨尔本皇家植物园( Royal Botanic Gardens Melbourne )、莫道克大学( Murdoch University )、南昆士兰大学( University of Southern Queensland )以及澳大利亚詹姆斯库克大学( James Cook University );泰国那空拍侬大学( Nakhon Phanom University )、阿根廷 Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal, Universidad Nacional de la Patagonia SJB ;喀麦隆巴门达大学( University of Bamenda )、瑞典哥德堡大学( University of Gothenburg )、瑞典农业大学( Swedish University of Agricultural Sciences );马来西亚沙巴大学( University Malaysia Sabah )、马来西亚森林研究院( Forest Research Institute Malaysia );波多黎各美国农林服务部森林真菌研究中心( Center for Forest Mycology Research, U. S. Department of Agriculture-–Forest Service )、挪威奥斯陆大学( University of Oslo )、日本国家自然科学博物馆( National Museum of Nature and Science )、中国科学院微生物研究所( Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences )、浙江大学生命科学学院( College of Life Sciences, Zhejiag University );新西兰土地保护研究所( Landcare Research )、比利时迈泽植物园( Botanic Garden Meise )、英国曼切斯特城市大学( Manchester Metropolitan University ) 以及墨西哥等单位。 更多信息请浏览《科学》( Science )杂志发表的研究论文—— L. Tedersoo, M. Bahram, S. Polme, U. Koljalg, N. S. Yorou, R. Wijesundera,L. V. Ruiz, A. M. Vasco-Palacios, P. Q. Thu, A. Suija, M. E. Smith, C. Sharp,E. Saluveer, A. Saitta, M. Rosas, T. Riit, D. Ratkowsky, K. Pritsch, K.Poldmaa, M. Piepenbring, C. Phosri, M. Peterson, K. Parts, K. Partel, E.Otsing, E. Nouhra, A. L. Njouonkou, R. H. Nilsson, L. N. Morgado, J. Mayor, T.W. May, L. Majuakim, D. J. Lodge, S. S. Lee, K.-H. Larsson, P. Kohout, K. Hosaka, I. Hiiesalu, T. W. Henkel, H. Harend, L.-d. Guo, A. Greslebin, G. Grelet, J. Geml, G. Gates, W. Dunstan, C. Dunk, R. Drenkhan, J. Dearnaley, A. De Kesel, T. Dang, X. Chen, F. Buegger, F. Q. Brearley, G. Bonito, S. Anslan, S. Abell, K. Abarenkov. Globaldiversity and geography of soil fungi . Science , 2014; 346 (6213): 1256688 DOI: 10.1126/science.1256688
我国目前还有很多水电项目在上马,环评是水电项目获批的必须环节。然而,在环评中,目前主要关注的是水电项目对大型动植物的影响,很少涉及微生物。无论是水生生态系统还是陆生生态系统,微生物都是其中的重要组成部分。水生真菌在淡水生境中也起着非常重要的作用,其多样性和物种构成对淡水生态系统有着重要影响。 我们对泰国的一条小溪和一个人工湖中的淡水真菌多样性做了比较系统的调查研究,发现人工筑坝会降低水生真菌多样性,并对水生真菌的物种构成造成显著影响。该研究调查的范围比较小,而且没有做水质和季节性演替等分析,并且对水生真菌变化后造成的水生生态系统的变化也没有后续的研究。所以,这只是抛砖引玉,希望能引起人们对水体中真菌多样性保护及其对生态的影响的关注。 另外,多数真菌学者往往对生态学的研究并不是很专业,我们也存在这个问题。在实验设计、数据处理等方面比专业的生态学者还有很大的差距。如果有可能,希望能和生态学研究人员合作,探讨真菌在水生环境中的生态作用及其在水资源保护、生态修复、净化等方面的应用。 参考文献: Hu DianMing , Cai Lei, Chen Hang, Bahkali Ali Hassan, Hyde K. D. (2010). Fungal diversity on submerged wood in a tropical stream and an artificial lake . Biodiversity and conservation 19:3799–3808.
我们通常对真菌的认识是以陆生为主。事实上,目前报道的近10万种真菌中,98%以上都来自于陆地。淡水中的真菌很少有人研究,并且研究淡水真菌的人员也主要关注的是壶菌门(Chytrimycota),而对子囊菌(Ascomycota)等类群则较少有人研究。我们课题组在云南、贵州等省份对淡水子囊菌进行了长期的调查,发表了大量新种和新属。近期发表新属: Aquapeziza D.M. Hu, L. Cai K.D. Hyde, 3个新种: Acrogenospora ellipsoidea D.M. Hu, L. Cai K.D. Hyde, Dictyosporium biseriale D.M. Hu, L. Cai K.D. Hyde, Vanadripa menglensis D.M. Hu, L. Cai K.D. Hyde. 真菌在淡水中起着重要作用,能分解水体中的木质素、纤维素等有机物,促进水体中的物质循环,因此是淡水生境中不可缺少的一环。然而,我们对淡水真菌的物种多样性及其生态、生理等的了解还非常少,因此,对淡水真菌的多样性调查工作还需继续深入的进行。 参考文献: Hu D.M ., Cai L., Chen H. Hyde K.D. (2010) . Four new freshwater fungi associated with submerged wood from Southwest Asia. Sydowia 62(2): 191-203. Hu D.M., Cai L., Bahkali A.H., Hyde K.D (2011). Aquapeziza : a new genus from freshwater and its morphological and phylogenetic relationships to Pezizaceae. Mycologia. in press. doi:10.3852/11-123
菌丝是如何生长的?压力促使菌丝生长的生物物理学研究 (美文推荐) 在一个菌落中,菌落前端的菌丝以寻找食物为目的向前生长,菌落中间的菌丝则结成三维网状结构,最大化地从菌丝周围的培养基上吸收营养物质供给生长(上图所示)。菌落的生长速度可以是很快的(大约 10-100um/min ,这要依赖于物种类型,可利用的营养物质,以及温度条件等),菌落的生长是一个涉及为使菌丝细胞快速扩张的所有细胞组分持续合成的过程。驱使真菌菌丝生长的主要作用力是——压力。 压力是一个热力学特性,影响到各种生物的生命过程。对于缺乏细胞壁的生物来说,压力可能是致命的,将导致细胞的裂解和死亡。而对有细胞壁的生物来说(大多数的细菌,藻类,真菌以及植物),内部静水压力(膨胀压)对生物的一些独立结构提供支撑作用,以及对细胞扩张、物质的吸收和其他一些过程提供一种驱使力。一个特别的例子是,在一些子囊菌和接合菌门的真菌中,孢子释放过程可以产生巨大的张力 100000 × g ( g 为地球表面的重力加速度),对于一些寄生真菌来说,这样的膨胀压力足以使其穿过寄主组织。膨胀压是由于细胞内渗透物的浓度比细胞外高而产生的渗透作用所致。细胞的生长(扩张或分化)以及细胞壁的重塑过程需要增加细胞的总量。我们所知道的大多数细胞扩张经历的机制被认为是菌丝细胞顶端延伸管延伸的尖端生长机制所致。关于尖端生长的模式系统的例子有很多,如藻类,真菌,植物的花粉管和根尖的生长。菌丝尖端的生长模式是一个梯度生长的,菌丝的尖端扩展最快,紧挨着菌丝尖端的那些就开始减慢了。 1892 年 Reinhardt 就对这一些进行过认真的研究。这样的扩张模式(尖端生长)与膨压驱动的增长是一致的。 这篇讲解菌丝到底是如何生长以及相关机制的研究的文章发表在 2011 年六月的 Nature Reviews Microbiology ,附原文,喜欢的随便下载。 How does a hypha grow? The biophysics of pressurized growth in fungi nrmicro2011.pdf
Original: BIG PIC: Glow-in-the-Dark Mushrooms Talal Al-Khatib, Discovery News Oct. 5, 2009 -- Seven new species of glow-in-the-dark mushrooms have been discovered, bringing the total number of bioluminescent fungi to 71. The findings, reported in the journal Mycologia , shed light on the evolution of luminescence. Dennis Desjardin, a mycologist at San Francisco State University who has discovered more than 200 species of fungi to date, and co-authors found the mushrooms in Belize, Brazil, Dominican Republic, Jamaica, Japan, Malaysia and Puerto Rico. The species pictured above is Mycena silvaelucens , which was collected in the grounds of an Orangutan Rehabilitation Center in Borneo, Malaysia. Like all the fungi discovered by Desjardin and his fellow researchers, this tiny mushroom, whose caps are less than 18 millimeters (0.7 inches) across, constantly produces a bright, neon green light. In natural light, however, the species appears to be a grayish-brown color. Desjardin believes these fungi developed their glow-in-the-dark capability to attract animals that can spread the mushrooms' spores much like fruit allows a plant to spread its seeds. Photo Credit: Brian Perry, University of Hawaii For Earth news, photos, videos and more, take a look at Discovery Earth and Earth Pub . 翻译: 新的七种发夜光蘑菇的被发现,使得世界上这一类群的真菌数量上升至71种。 据《Mycologia》杂志报道,这些新的发现阐明了发冷光真菌的进化路线。 Dennis Desjardin圣弗朗西斯科州立大学的真菌学家。迄今为止,已经发现了近两百中的真菌,最新这篇论文的合著者来自伯利兹城、巴西、 多米尼亚共和国、牙买加、日本、马来西亚和波多黎各等七个国家和地区。 图上照片所示的是Mycena silvaelucens,采集自马来西亚婆罗洲的猩猩康复中心泥土中。 正如Desjardin和他的研究伙伴所发现的其它六种一样,这个细小的真菌的菌盖直径小于18厘米(0.7英寸),并且发出明亮的美丽绿光。在自然光下,却呈灰褐色。 Desjardin认为真菌产生的发荧光能力进化动力是吸引能够帮助它们散播孢子的动物, 孢子对于真菌好像果实对于植物一样能够帮助其繁殖(不知对不对)。
我的SCI文章及引用情况: http://www.researcherid.com/rid/B-2810-2008 Hu D M, Dai X H, Guo D Y, Hyde K D, Zhang K Q. 2008. The diversity of coprophilous fungi from Dahuadian and Zhongdian grasslands, Yunnan, China. Cryptogamie Mycologie, 29(4): 355-364. Abstract The coprophilous fungi on cattle dung ( Bos taurus ) were investigated at Dahuadian and Zhongdian grasslands, in Yunnan Province, China. Fifty dung samples from Dahuadian and 50 from Zhongdian were collected and examined for fungi. A total of 61 species were recorded in this study (47 species from Dahuadian and 27 from Zhongdian) including 15 new records for mainland China. Species occurrence, species frequency, species richness, Shannon-Weiner index (H'), species evenness (E) and Srensen's index of similarity (S') from the two grasslands were calculated. The fungal diversity from Dahuadian (altitude: 2940 meters) was higher than that from Zhongdian (altitude: 3300 meters). The proportion of ascomycetes (70%) to basidiomycetes (19%) from Zhongdian was much larger than the proportion of ascomycetes (54%) to basidiomycetes (15%) from Dahuadian. The reason for differences in fungal communities are discussed. Ascomycetes / Basidiomycetes / Coprophilous fungi / Fungal community / Fungal diversity / Hyphomycetes / Zygomycetes http://www.cryptogamie.com/pagint_en/recherche/affich_art.php?cid=292