01-绪论-菌物学

菌物学专业：森林保护2004级1-2班（林学）讲授人：池玉杰2006年8月前言（Foreword）•一、本课的目的和任务•菌物学是森林保护专业的重要专业基础课。本课程的目的和任务是引导和帮助学生系统地掌握菌物学的基本概念和相关原理，掌握各类菌物的形态特征和分类系统，了解菌物学的基本研究方法和技术，以便学生能独立地识别各类菌物和了解各类菌物的研究与应用价值，以及为进一步的深造和研究工作奠定坚实的理论基础。•二、本课的基本要求：•1、掌握菌物的基本知识：包括菌物的形态、生活史、分类、命名及有关的基本概念；•2、掌握菌物分类系统（要求到目）；•3、掌握常见菌物属的形态、分类、学名、生活史及应用。•三、实验课要求•掌握常见菌物的形态、分类、学名、生物学、生活史及应用。•四、学时分配讲课32学时，实验16学时，共48学时。本学期8周，11～18周。•五、主要参考资料•1、邵力平,沈瑞祥等.真菌分类学.中国林业出版社.1984•2、阿历索保罗，明斯，布莱克韦尔著，姚一建，李玉主译.菌物学概论.北京：中国农业出版社，2002•3、陆家云.植物病原真菌学.中国农业出版社2001•4、邢来君,李明春.普通真菌学.高等教育出版社1999•5、裘维蕃，菌物学大全.1998科学出版社•6、杨新美主编.中国菌物学传承与开拓2001中国农业出版社•7、张中义,冷怀琼等.植物病原真菌学.四川科学技术出版社1988第一章绪论菌物界（Fungi）概论及菌物对人类的重要性、真菌的一般性状和作用第一章植物病原真菌学真菌的传说：传说35万年前，前希腊英雄Perseus为了执行一道神谕，意外地杀死了他将继承阿戈尔斯（Argos)王位的祖父Acrisius，根据Pausanias记载，“当Perseus回到阿戈尔斯时，羞于杀人的恶行，他劝说Proetus的儿子Megapenthes同他交换王国，所以当他得到Proetus的王国时，他建立了迈锡尼城（Mycenae），因为在那里他的刀鞘盖(mykes)掉了下来，也就将此当成是要兴建一座城市的征兆。也听说过由于口渴，他碰巧拾起一个蘑菇（mykes），并喝下了蘑菇流出的汁液，出于高兴，就将该地命名为Mycenae。因此，一个最伟大的文明开始了，Mycenaean可能一直用来称呼神话中的蘑菇。从词源学来看，mycology(希腊语mykes=mushroom+logos=论说），就是关于蘑菇的研究。事实上，mycology神话的传说说明菌物（真菌）学（mycology）在朦胧的过去就已经开始了，因为蘑菇是最大的真菌，而且在显微镜甚至简单的透镜问世以前，就吸引着自然爱好者的广泛注意。第一节真菌及其在生物界中的地位一、什么是真菌？1、真菌：有真正的细胞壁和细胞核，不含有叶绿素和其他光合色素，营养体通常是丝状且有分枝的结构，细胞壁的主要成分为几丁质或纤维素，有性生殖和无性生殖产生孢子、并且是吸收营养的生物群。2、真菌（Fungi）的主要特征（1）有固定的细胞核，属真核生物。（2）营养体简单，大多为菌丝体。（3）营养方式异养型（腐生和寄生），无光合色素。真菌大多腐生，以已死的有机体作为营养来源。少数寄生的真菌主要寄生在活植物上。（4）繁殖方式为产生各种类型的孢子。真菌不是植物，不含叶绿素，无根、茎、叶的分化。真菌与其他生物的异同细菌：(Bacteria)有细胞壁，无核，有核区---属原核生物。粘菌：无细胞壁，有核，繁殖产生孢子。藻类：光合色素--自养生物。Fungi：无根、茎、叶，异养贮藏物质：肝糖，脂肪高等植物：有根、茎、叶，自养贮藏物质：淀粉。二、真菌在生物界中的地位：1、二界系统：生物界最早是二界系统（林奈）：植物界、动物界。1753年林奈(Linnaeus)将生物分为动物和植物两界，由于真菌有细胞壁，不能运动而归入植物界，与藻类、放线菌、细菌一起放在菌藻植物门。后独立为真菌门。这一系统一直被沿用。2、三界系统：后来微生物分出来，成为三界系统（海克尔）：植物界、动物界、原生生物界。后来微生物界细分一下，成为四界、五界系统：3、四界为：原生生物界、真菌界、植物界、动物界等。近代分子生物学和超微结构的研究表明：真菌与植物差异明显，不能归属于植物界。因为：(1)真菌的细胞壁成分为几丁质和纤维素；(2)真菌的核糖体分散在细胞质内，而植物的则与内质网相连；(3)真菌的线粒体不象植物那样规则而坚实；(4)细胞分裂过程比较简单，很少形成纺锤体，在生物大分子如细胞色素C和氨基酸系统排列方面真菌与植物相距远，而与动物相距近。营养方式考虑，植物是“光合自养”，动物为“摄食异养”，而真菌为“吸收异养”。所以，大多数生物分类学家认为真菌、动物、植物并列为三界。那么生物究竟应该分为几界意见还不一致，现在分为五界、八界。4、Whittaker5界学说（1969-nature）原核类------原核生物界（细菌、蓝藻）-Monera地球细胞生物总界｛单细胞------原生生物界-Protista真核类｛植物界（光合自养）-Metaphyta多细胞｛菌物界（吸收异养）-Myceteae（Fungi）动物界（吞食异养）-Metazoa5.1、六界系统（JAHN1949）：后生动物界、后生植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界、病毒界。5.2、六界系统（BRUSCA1990）：原核生物界、古细菌界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。6、八界系统（CAVALIER-SMITH1989-Cavalier-Smith）：古细菌界（1）、真细菌界（2）、古真核生物超界（3、古真核生物界）、后真核生物超界（4、原生动物界，5、藻界，6、植物界，7、真菌界，8、动物界）。三、真菌的种类种类多:1974年Ainsworth估计，全世界真菌有一万属，25-50万种，已知约10万种。1991年Hawksworth估计世界范围内大约有100-150万种真菌。中国：8-10万种，已知8000种。数量大：由于它们具有多型性，繁殖速度较快，产孢数量又大。所以它们的个体数量是几何数增长，多到无法计算的程度。分布广：真菌的分布非常广泛，从热带到寒带，从空气到水域，从沙漠到冰川地带的土壤，从动植物的活体到它们的尸体，从农林产品到它们的加工品，从家庭到工厂。总而言之，凡是人们能想到的地方，几乎都能找到真菌的踪迹。第二节、真菌与人类的关系一、对人类的有益作用：①分解有机体，促进物质循环：真菌在生态系物质循环中起“清洁工”的作用，把生物尸体分解成绿色植物所必需的无机养分。②形成菌根，扩大了植物根的吸收面积，还产生拮抗物质，抑制某些病害；③生防菌：有些真菌对其他病原物有拮抗作用或者寄生在其他病原物或昆虫上，可作为生物防治的材料。如木霉、白僵菌、拟青霉菌等；④食品工业：加工面包、酒类、馒头、酱油、食醋、豆腐乳等。⑤发酵工业：生产甘油、柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸、延胡索酸。酵母菌与人类曲霉是做酱、酿酒、制醋的主要菌种毛霉的用途:生产有机酸、生产酶制剂、生产腐乳、豆豉⑥医药：茯苓、马勃、雷丸、虫草、灵芝、猪苓；青霉素、灰黄霉素、头孢霉素等。青霉的用途青霉素发明者、英国科学家弗莱明爵士澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里因进行青霉素化学制剂的研究，而与弗莱明1945年诺贝尔生理学和医学奖.图中央是青霉菌，周围是致病菌。葡萄球菌：青霉素的敏感菌⑦食用菌：香菇、平菇、草菇、羊肚菌、口蘑、松口蘑、木耳、银耳、猴头菌等。食用菌业已成为中国农业中的新亮点自改革开放以来，我国食用菌总产量增加60多倍。据统计，1999年我国食用菌总产量已达435万吨，总产值达167亿元，年创汇5.7亿美元。食用菌仅次于粮、棉、油、果、菜，居第六位，从而成为我国农业中的新亮点。二、对人类的有害作用①对植物的危害：侵染引起植物病害，是植物病害的主要病原物。可引起的植物病害的真菌，已记载的有8000种以上，真菌病害占植物传染性病菌的70-80%。②引起人和动物的疾病：手癣、脚癣；③许多真菌含有毒性物质，引起人和动物的中毒：致病、致死，中国已报导的毒蘑菇80余种。腹鸣、呕吐、幻觉、狂笑、精神错乱等。④产生毒素：100余种，如黄曲霉毒素，致癌。使食品、贮藏物质受损。手癣、脚癣；毒蘑菇80余种。引起腹鸣、呕吐、幻觉、狂笑、精神错乱等。产生毒素：100余种，如黄曲霉毒素，致癌。使食品、贮藏物质受损。第三节真菌的形态-真菌的一般性状真菌在生长发育过程中可分为营养和繁殖两个阶段，分别形成各种形态的营养体和繁殖体。一、真菌的营养体(Vegetativebody)真菌在营养生长阶段的结构叫营养体。主要功能是吸收、输送和贮存营养，为繁殖生长做准备。真菌的营养体还可以形成菌组织以及菌体的变态结构。1.菌丝(Hypha):真菌丝状营养体上的单根细丝，直径5-6微米，有分枝或无分枝，有隔或无隔的管状物。2．菌丝体(Mycelium):一丛菌丝统称菌丝体。3．假菌丝：酵母菌芽殖产生的芽孢子相互连接呈链状，与菌丝相似称假菌丝。4.有些是不具细胞壁的原质团(如粘菌)、根肿菌。5.有些是具细胞壁的单细胞结构，如酵母菌等。（一）营养体的基本类型1．无隔菌丝菌丝内无横隔膜，整个菌丝体为一个无隔多核的细胞。低等真菌的菌丝。2．有隔菌丝菌丝内有横隔膜，将菌丝隔成多个长圆筒型的小细胞。高等真菌的菌丝。(二)菌丝细胞的结构主要由细胞壁、细胞质膜、细胞质和细胞核组成。细胞壁的主要成分是几丁质,而卵菌细胞壁的主要成分是为纤维素。1.边体（lomasome）2.细胞壁3.细胞膜4.细胞核5.核仁6.核膜7.液泡8.内质网9.牲粉10.线粒体11.核糖蛋白质真菌细胞的结构细胞壁(Cellwall)原生质膜(Cytoplasm)边体(Lomasome)细胞核(Cellnucleus)线粒体(Mitochondria)核蛋白体(Nucleoprotein)内质网(Endoplasmicreticulum)真菌细胞示意图高尔基体(Golgibody)真菌细胞壁厚约100~250nm，占细胞干物质的30%。菌丝细胞壁化学成分：80％－90％多糖；1％－15％蛋白质；2％－10％脂类。多数真菌的菌丝细胞壁含有几丁质:即B-1,4键2-乙酰胺-2-脱氧-D-葡萄吡喃糖的多聚体。几丁质构成细胞壁干重的3％－60％，通常与非纤维素的B-1,3和B-1,6键的葡聚糖及A-1,3和A-1,4键的葡聚糖联系在一起。菌龄和外界环境因素强烈影响真菌细胞壁的成分。在衰老的菌丝和孢子表面长出现一些附加物，最常见的是黑色素和脂肪。真菌细胞壁成分与原核生物相似，由蛋白质和脂类组成。但真菌细胞膜中具有甾醇，在原核生物细胞膜中很少或没有甾醇。真菌中还有细胞核膜、线粒体膜和液泡。真菌原生质膜椭圆形，直径为2~3mm，能通过菌丝隔膜上的小孔在菌丝之间很快移动。细胞核有一个被均匀的核质包围的中心稠密区，即核仁。核仁含有DNA，另有RNA，但在细胞核分裂时RNA消失。核膜一般为2层，8~20nm，膜上有小孔，有利于核内外物质的交流。核膜孔径大小差异很大，数量随菌龄而增大。核膜外表面常有核蛋白附着。真菌核膜的核的分裂中一直存在，不同于其他真核生物。真菌细胞核①吸器（haustorium）（Haustoria）•是指寄生真菌在寄主细胞间的菌丝发生旁枝，侵入寄主细胞内吸取营养物质，这种深入寄主细胞内的特殊菌丝分枝即为吸器。吸器有球形、指状、根状和丝状等。锈菌、霜霉菌、白粉菌等都有。由寄生菌的菌丝产生并侵入寄主细胞内，有球形、掌状-如禾白粉菌Erysiphegraminis的吸器、菌丝网状等，是吸收养分的器官。②假根(Rhizoid)rhizomorph:有些真菌的菌丝体长出的根状菌丝，可以深入基质内吸取养分并固着菌体。如根足霉、芽枝霉等。（三）真菌菌丝的变态•③菌环(Annulus)和菌网(hyphanet)•捕食性真菌菌丝在分枝处形成环形菌丝，借以捕捉线虫，即为菌环。菌网是由菌丝形成的网状结构，富于粘性，用于黏着线虫和飞蝇等。•④附着枝（hyphopodium-hyphopodia）：由菌丝细胞生出1-2个细胞的短枝，将菌丝附着在寄主上。