三枝鹽3.18更新泛鹽菌錄
人類圍繞古老鹽湖/池/泉/鹽鹽而居
人類對(duì)鹽鹵的發(fā)現(xiàn)與利用與動(dòng)物一樣出于生理本能,自然鹽是最早發(fā)現(xiàn)和利用的鹽。
海水煮鹽,色有青/紅/白/黑/紫
“鹽曰咸鹺”“東方謂之斥,西方謂之鹵”
金鹵、甘鹵、斥鹵、斥肖、斥奏、斥襄、斥扁、神液、天藏、海沙、寒石、蘇甘
宿沙氏最先煮鹽
"燒木作灰,取汁而食之"焚薪成鹽
降雪鹽/桃花鹽/青鹽/紫鹽/白鹽
石池
鹽抑制菌的生長(zhǎng)
里彌撒淡而無(wú)味
七月半定水頭,八月半定太平,八月鹵水貴,九月菊花鹽,十月鹽歸土
無(wú)鹽則腫
神賜之物
"望望鹽"一坨巖鹽吊于飯桌上方,聊以自慰
《舊約全書》鹽的契約永遠(yuǎn)有效
"有鹽同咸,無(wú)鹽同淡"共利害的價(jià)值觀
"無(wú)鹽不解淡"沒(méi)有錢解決不了的問(wèn)題,抓住事物的關(guān)鍵,用一物去控制或解決另一物
"鹽堆里爬出來(lái)的——咸(閑)話不少"
諺語(yǔ)是語(yǔ)言中的鹽
鹽多了不咸
早期文字“鹵”為象形文字,水滴狀的袋子里裝有鹵水,還有小的鹽粒,“鹽”字的左上方為一只大眼睛,即臣字,代表監(jiān)察的官員,右上方為制鹽工匠,中間為制鹽的“鹵”,下方為裝鹽器皿。
吃鹽的多少與人的年齡有關(guān),自然與社會(huì)經(jīng)驗(yàn)的多少有必然的聯(lián)系
"說(shuō)什么'諒解',說(shuō)什么'苦衷',原來(lái)今天的訪問(wèn),是要在傷痕上揉一把鹽!"
火中撒一把鹽可以助燃,會(huì)發(fā)出噼里啪啦的聲音,黃色火焰燒的更旺
雪落里挑鹽包——一步重一步
《淮南子·說(shuō)山訓(xùn)》:"遺人馬而解其驥。遺人車而稅其轙。所愛(ài)者少,而所亡者多。故里人諺曰:'烹牛而不鹽,敗其所為也。'"
吃遍天下鹽好,走遍天下娘好
越渴越加鹽,越冷越打扇
鹽政聯(lián)
國(guó)以鹽為本,開(kāi)源節(jié)流完國(guó)課;
民以食為天,獎(jiǎng)清罰貪安民心。
海岳效靈,千古仰生成美利;
唐虞留勝,萬(wàn)年存輝續(xù)美風(fēng)。
鹽官聯(lián)
改鹺法,近悅遠(yuǎn)來(lái),試觀淮浦連年,浩浩穰穰,豈惟追齊相夷吾,府海功施稱再造;
薦食馨,春祈秋報(bào),況對(duì)郁洲勝境,熙熙嗥嗥,真可繼晉賢靖節(jié),名山祀典配三元。
只飲江南一杯水;四海清官數(shù)伯行
《冬都遇春》
得閑無(wú)所作,貴欲辭視聽(tīng)。
深居疑避仇,默臥如當(dāng)暝。
朝曦入牖來(lái),鳥(niǎo)喚昏不醒。
為生鄙計(jì)算,鹽米告屢罄。
《題東溪公幽居》
杜陵賢人清且廉,東谿卜筑歲將淹。
宅近青山同謝脁,門垂碧柳似陶潛。
好鳥(niǎo)迎春歌后院,飛花送酒舞前檐??偷降粢蛔?,盤中只有水晶鹽
《十二月一日三首》
霜露晚凄凄,高天逐望低。
遠(yuǎn)煙鹽井上,斜景雪峰西。
故國(guó)猶兵馬,他鄉(xiāng)亦鼓鼙。
江城今夜客,還與舊烏啼。
?《鹽井》
鹵中草木白,青者官鹽煙。官作既有程,煮鹽煙在川。
汲井歲榾榾,出車日連連。自公斗三百,轉(zhuǎn)致斛六千。
君子慎止足,小人苦喧闐。我何良嘆嗟,物理固自然。
《于闐采花》
于闐采花人,自言花相似。
明妃一朝西入胡,胡中美女多羞死。
乃知漢地多名姝,胡中無(wú)花可方比。
丹青能令丑者妍,無(wú)鹽翻在深宮里。
自古妒蛾眉,胡沙埋皓齒。
土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源
對(duì)于原始土壤來(lái)說(shuō),微生物是土壤有機(jī)質(zhì)的最早來(lái)源,隨著生物進(jìn)化和成土過(guò)程的發(fā)展,動(dòng)物、植物殘?bào)w成為土壤有機(jī)質(zhì)的基本來(lái)源。
自然植被條件下,土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于地面植物殘落物、根系殘?bào)w和根系分泌物,其次來(lái)源于生活在土內(nèi)的動(dòng)物和微生物。
農(nóng)業(yè)土壤的有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于施人土壤的各種有機(jī)肥料以及植物遺留的根、還田的秸稈和翻壓的綠肥等有機(jī)物質(zhì)。
腐殖質(zhì)腐殖質(zhì)是有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)微生物分解和再合成的一種褐色或暗褐色的大分子膠體物質(zhì)。
與礦物質(zhì)土粒緊密結(jié)合,是土壤有機(jī)物質(zhì)存在的主要形態(tài),占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85%~90%。
病毒(viruses)是土壤中最細(xì)小、數(shù)量最多的生物,每克土壤中病毒可達(dá)1010個(gè)。
病毒是一類非細(xì)胞生物,由蛋白殼包被 RNA或 DNA分子構(gòu)成,無(wú)代謝活力,不能進(jìn)行呼吸作用與生物合成作用。
它能夠通過(guò)細(xì)菌濾器,具有生物有機(jī)體的特性,可引起許多植物和動(dòng)物的病害。
土壤中的細(xì)菌(bacteria)雖然數(shù)量少于病毒,生物量低于真菌,但卻是土壤中在代謝方面最重要的生物類群。在表層土壤中,每克土壤細(xì)菌數(shù)量大約為108~109個(gè)。細(xì)菌沒(méi)有核膜,屬于原核生物。
細(xì)菌的核物質(zhì)不像真菌、原生動(dòng)物和其他真核生物一樣與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)。細(xì)菌的細(xì)胞壁主要是由肽聚糖組成,繁殖通過(guò)二分裂殖。
遺傳基因的交換通過(guò)接合(conjugation)、轉(zhuǎn)導(dǎo)(transductlon)和轉(zhuǎn)化(transformation)進(jìn)行。接合作用包含了性菌毛和供體、受體細(xì)菌細(xì)胞之間大量遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。
轉(zhuǎn)導(dǎo)作用是通過(guò)病毒侵染細(xì)菌(噬菌體),使供體DNA轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞。轉(zhuǎn)化是指受體細(xì)菌直接吸收供體游離DNA從而獲得新的遺傳性狀。
根據(jù)細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)和能源的要求可將其分為光能營(yíng)養(yǎng)型(phototrophic)和化能營(yíng)養(yǎng)型(chemotrophic)。利用光作為能量來(lái)源的稱為光能營(yíng)養(yǎng)型,利用化學(xué)物質(zhì)作為能源的稱為化能營(yíng)養(yǎng)型。
如果用CO2作細(xì)胞的碳源,這些生物體稱為無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(lithotrophic);如果細(xì)胞碳源主要是由有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái),則稱這類生物體是有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(organotrophic)。
無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型又分別稱之為自養(yǎng)型(autotrophic)和異養(yǎng)型(heterotrophic)。大多數(shù)已知的細(xì)菌是化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型的,通常被稱作異養(yǎng)型生物。
光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型生物包括高等植物、大多數(shù)的藻類、藍(lán)細(xì)菌以及綠硫細(xì)菌等?;軣o(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型生物利用不同的能量來(lái)源:如HH4+、NO2、Fe2+、S2-—和S2O32-。
真菌(fungi)是真核生物,包括霉菌(molds)、霉腐菌(mildews)、銹菌(rusts)、黑粉菌(smuts)、酵母菌(yeasts)、蕈菌(mushrooms)和馬勃(puffballs)等。
在土壤生物體中,按平板計(jì)數(shù)真菌是僅次于細(xì)菌的類群,它們是分解有機(jī)殘余物的異養(yǎng)生物。真菌可形成纖細(xì)的絲狀體或菌絲,分隔或不分隔,通常多細(xì)胞。
聚集的菌絲組成菌絲體。這種結(jié)構(gòu)的直徑可達(dá)幾分米,肉眼容易觀察到。在一般的土壤中,每克土壤的菌絲體的長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米。以下簡(jiǎn)要介紹主要土壤真菌的特征。
1.黏菌集胞菌綱(Acrasiomycetes)是細(xì)胞黏菌,通過(guò)吞噬細(xì)菌的方式取食。這一類真菌多發(fā)生在潮濕環(huán)境中腐爛的植物體上。
它們?nèi)∈臣?xì)菌,不是分解有機(jī)物的主要參加者。黏菌綱(Myxomycetes)是真黏菌,它們形成非細(xì)胞的蠕形原質(zhì)團(tuán)。
它們的取食像原生動(dòng)物,但繁殖結(jié)構(gòu)像真菌,形成孢子。這一類群在土壤中廣泛分布,尤其是在陰冷、潮濕處的腐爛植物體。
有些種在牧草上形成,還有一些在動(dòng)物糞便上。原生質(zhì)團(tuán)以不易看到的黏狀球形生于草上,直徑可達(dá)50cm或更大。
2.具鞭毛的真菌卵菌綱( Oomycetes)真菌發(fā)生于水和土壤中,許多是強(qiáng)毀滅性的植物病原菌。它們產(chǎn)生具有雙鞭毛的無(wú)性可動(dòng)孢子(游動(dòng)孢子)的獨(dú)特結(jié)構(gòu),常見(jiàn)到的有腐霉屬(Pythium)和疫霉屬(Phytophthora)等。
德巴利腐霉(Pythium)引起苗木的猝倒病,致病疫霉(Ph.infestans)引起馬鈴薯晚疫病,葡萄生單軸霉(Plasmopara viticola)引起葡萄霜霉病。
壺菌綱(Chytrdiomycetes)真菌在水生生境中特別廣泛,通常也在土壤中產(chǎn)生。它們產(chǎn)生極鞭單鞭毛的游動(dòng)孢子,可區(qū)別于其他真菌。
有些種類寄生于藻類、高等植物及昆蟲幼蟲上。在土壤中常見(jiàn)的屬是異水霉屬(Allomyces)和根生壺菌屬(Rhizophydium)。
3.糖真菌糖真菌(Sugar Fungi)是指接合菌綱(Zygomycetes)的真菌,因?yàn)樗鼈兡芤远喾N碳水化合物為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵作用,通常產(chǎn)生發(fā)達(dá)的無(wú)隔多核菌絲、無(wú)性孢囊孢子及厚壁休眠的厚垣孢子和有性接合孢子。
這一類群大多數(shù)為腐生,有些是植物病原菌,有些寄生于其他真菌上,有些產(chǎn)生誘捕動(dòng)物的機(jī)制。
接合菌綱中最大的一個(gè)目毛霉目(Mucorales)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,個(gè)別種被用作商業(yè)生產(chǎn)乙醇和多種有機(jī)酸如乳酸、檸檬酸、草酸和延胡索酸等。
黑根霉(Rhizopus nigricans)是通常的面包霉,有分解淀粉的能力,可用作酒曲等。
4.高等真菌子囊菌綱(Ascomycetes)和擔(dān)子菌綱(Basldiomycetes)的真菌有時(shí)被稱為高等真菌。子囊菌在有性生殖過(guò)程中形成囊(sac)或子囊(ascus),并在其中形成子囊孢子(通常四個(gè)或八個(gè))。
子囊菌綱的真菌包括形成子囊的酵母菌、羊肚菌和塊菌、盤菌、白粉菌以及許多黑色霉菌。許多種是土壤腐生菌,其菌絲體留在土中,但不久產(chǎn)生非常大的子實(shí)體。
子囊菌綱真菌與人類有廣泛的聯(lián)系,許多種可寄生在植物上,引起根腐、玉米果穗腐爛、核果的褐腐病以及白粉病。
榆梢枯長(zhǎng)噱霉(Ceratocystis ulmi)是美國(guó)榆樹(shù)的毀滅性病原菌,麥角菌(Claviceps purpurea)侵染牧草的果實(shí)部位,產(chǎn)生對(duì)人和其他動(dòng)物有毒的生物堿。
毛殼菌屬(Chaetomium)的種尤其對(duì)纖維素有強(qiáng)烈的分解作用。在有益作用方面,酵母菌(Saccharomyces)已長(zhǎng)期被用于啤酒和酒制造及面包烘烤工業(yè)中。
擔(dān)子菌綱(Basidiomycetes)包括著名的蕈菌、馬勃、鬼筆、層孔菌、鳥(niǎo)巢菌、膠質(zhì)菌、黑粉菌和銹菌等。擔(dān)子菌與其他真菌的區(qū)別是在擔(dān)子上產(chǎn)生外生的擔(dān)孢子。
擔(dān)子菌綱是植物的寄生菌,可引起作物和樹(shù)木的巨大損失。尤其嚴(yán)重的是木本類的黑粉病和莖銹病、森林和綠陰樹(shù)的病害、木材及木結(jié)構(gòu)的腐朽。
銹菌目(Uredinales)的種作為植物銹病的病原物危害極大。無(wú)數(shù)種的真菌可引起禾谷類的黑莖銹以及白松皰銹病。
在有益作用方面,它們能與植物形成菌根,蘑菇可作為食物具有商業(yè)價(jià)值,如雙孢蘑菇(Agaricus brunnescens)是馬糞堆肥中普遍發(fā)生的經(jīng)濟(jì)種。
美味牛肝菌(Boletusedulis)是通常采集的可食“野生種”。要注意的是,傘菌目(Agricales)包括許多有毒的屬,如鵝膏屬(Amanita)、鬼傘屬(Coprinus)、杯傘屬(Clitocybe)、裸蓋菇屬等
擔(dān)子菌綱真菌是立木、倒木、樹(shù)樁等木質(zhì)材料及木制產(chǎn)品的極強(qiáng)分解者。如果真菌僅分解纖維素,而不分解木質(zhì)素,則引起木材的褐腐。白腐是由真菌既分解纖維素,又分解木質(zhì)素引起的。
引起木腐的重要的屬有層孔菌屬(Fomes)、多孔菌屬(Polysporus)、臥孔屬(Poria)和假密環(huán)菌屬(Armil-lariella)等。
5.半知菌半知菌綱( Deuteromycetes)包括有隔菌絲真菌。目前僅知道其通過(guò)分生孢子的方式進(jìn)行繁殖。出于缺少有性時(shí)期,它們被稱作“不完全真菌”。
大多數(shù)半知菌綱的真菌為土壤腐生菌,也有許多種寄生于其他真菌、高等植物、人類和其他動(dòng)物體上。
半知菌種類繁多,在土壤微生物文獻(xiàn)中經(jīng)常遇到的屬包括曲霉屬、青霉屬、木霉屬、鐮孢霉屬、枝孢屬、節(jié)叢孢屬、黏帚霉屬和長(zhǎng)蠕孢屬等。
地衣(lichens)是真菌和藻類形成的共生體,兩者交織形成一個(gè)單一的菌體或不可分割的整體。形成地衣的真菌主要是子囊菌,少數(shù)為擔(dān)子菌或半知菌。
據(jù)估計(jì),大約有18000種子囊菌可以形成地衣,僅有約15000種子囊菌不形成地衣。在大多數(shù)的地衣中,通常是綠藻的共球藻屬(Trelouxia),少數(shù)為光合細(xì)菌的念珠藻屬(Nostoc)。
共生體中的光合部分獲得能量,如果是藍(lán)細(xì)菌還可以固氮。地衣共生體的真菌提供共生體的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)并幫助調(diào)節(jié)共生體對(duì)水和光的需求。
這種聯(lián)合使得共生體的參與者可以在苛刻的環(huán)境中生存,但兩者不能單獨(dú)存在。
地衣通常是裸露巖石及土壤母質(zhì)的最早定居者,廣泛分布于荒涼的巖石、土壤及其他表面如柵欄樁、房屋頂、樹(shù)葉及樹(shù)皮上。
在北極,它們還是馴鹿的部分冬季飼料。地衣在土壤發(fā)生的早期起著重要的作用。
微生物既可以單獨(dú),也可以與灰塵或煙霧一起作長(zhǎng)距離傳播。已證實(shí)灰塵可以隔海傳運(yùn),甚至在高海拔地區(qū)的降雪中也可找到微生物,洋流可在大陸間傳輸有機(jī)殘?jiān)?,候鳥(niǎo)可飛越很長(zhǎng)的距離。
因此,在世界各地都可以找到各種各樣的微生物。由于氣候、土壤條件的差異以及人類活動(dòng)的影響等會(huì)造成生物的分布存在著地理性差異。
例如真菌,在溫帶及寒溫帶氣候下,青霉屬的種類較曲霉屬的多,而溫帶地區(qū)兩類微生物的分布則相反。芽孢桿菌和放線菌在溫暖干燥的土壤中極其豐富,而在冷、濕的土壤中則極其稀少。
美國(guó)的研究還發(fā)現(xiàn),北方和南方土壤中的芽孢桿菌及固氮菌的最適生長(zhǎng)溫度還存在著種間的差異。
在熱帶,香蕉鐮刀菌枯萎病僅局限于含有黏土蒙皂石的土壤中。棒桿菌通常存在于中性至堿性的土壤中,在酸性土壤很少。
土壤中只有不到0.2%~0.4%的孔隙空間由生物體占據(jù)。土壤中的細(xì)菌細(xì)胞可依靠纖毛和胞外多糖黏附或吸附于礦物顆?;蛴袡C(jī)物表面。這些不同類型的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體可形成大小不等的團(tuán)聚體。
土壤中的各種團(tuán)聚體是微生物生活的微環(huán)境之一,團(tuán)聚體內(nèi)外的條件不同,微生物的分布也不一樣。在團(tuán)聚體內(nèi)部,微生物的分布也不是均勻分散的,而是形成微菌落,與土壤黏粒緊密地聯(lián)系在一起。
根據(jù)孔徑大小可將團(tuán)聚體分為小孔隙團(tuán)聚體和大孔隙團(tuán)聚體。
微團(tuán)聚體的直徑小于250μm,其中的孔徑大小在0.2~2.5μm范圍,多為細(xì)菌侵占,生活在其中的微生物相當(dāng)平靜和穩(wěn)定,不易受環(huán)境條件變化及微生物吞食者的影響。
有研究報(bào)道,當(dāng)土壤中加入10%皂石(saponite)時(shí),增加了1~3μm孔徑的微團(tuán)聚體的數(shù)量,改善了接種的根瘤菌的存活狀況。
大團(tuán)聚體中的孔徑大小為25~100μm,可允許通氣透水,它們可被微生物及微型動(dòng)物所占據(jù),有些孔隙可以允許中型動(dòng)物的人侵,處于這些區(qū)域中的微生物競(jìng)爭(zhēng)較激烈,數(shù)量和組成易發(fā)生變化。
根際(rhizosphere)最先由德國(guó)學(xué)者希爾特納(Hiltner)于1904年提出,用來(lái)描述細(xì)菌和豆科植物根系之間的相互作用,后來(lái)泛指植物根系及其影響所及的范圍,它是土壤圈中的一個(gè)重要微生態(tài)系統(tǒng)。
在一系列的土壤物理和化學(xué)性質(zhì)上,根際與非根際有著較大的差異,在微生物的種群、數(shù)量和優(yōu)勢(shì)生理類群方面,根際與非根際也有明顯不同。
表3-5是一種豆科植物根際微生物的測(cè)定結(jié)果,可以看出,植物具有明顯的根際效應(yīng),離根越近,微生物數(shù)量越多。
根際效應(yīng)一般用根土比值來(lái)表示,即根際土壤微生物與鄰近的非根際土壤微生物數(shù)量之比。植物對(duì)各種微生物都可產(chǎn)生明顯的根際效應(yīng),不過(guò)對(duì)細(xì)菌和真菌的效應(yīng)更為顯著。
一、根際微生物的類群
不同的植物由于化學(xué)組成和生理特性等方面的差異,根分泌物在質(zhì)和量上也有不同,從而對(duì)某些微生物產(chǎn)生獨(dú)特的選擇效應(yīng)。研究表明,在數(shù)量上根際對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)的刺激作用較放線菌、真菌和藻類的大得多。
根系分泌物的選擇性作用使根際細(xì)菌的種類較少,以簡(jiǎn)單有機(jī)物為養(yǎng)料的革蘭士陰性無(wú)芽孢桿菌類占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。最常見(jiàn)的根際細(xì)菌有假單胞菌、黃桿菌、產(chǎn)堿桿菌、無(wú)色桿菌、色桿菌、土壤桿菌和氣桿菌等。
隨著植物的生長(zhǎng),細(xì)菌類群也發(fā)生變化,革蘭士陰性桿菌逐漸減少。根際中真菌的數(shù)量在植物生長(zhǎng)初期很少,隨著植物的生長(zhǎng)、成熟和衰老,真菌的數(shù)量逐漸增加。
根際真菌可以生長(zhǎng)于根面或侵入皮層細(xì)胞,甚至到達(dá)中柱。
根際真菌最常見(jiàn)的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)屬有鐮孢霉屬(Fusarium)、黏帚霉屬(Gliocladium)、青霉屬、柱孢霉屬(Cylindrocarpon)、絲核菌屬(Rhizoctonia)、被孢霉屬( Mortierella)曲霉屬、腐霉屬( Pythium)及木霉屬等。
它們?cè)诜纸飧叻肿犹妓衔镏衅鹬饕饔?,大多?shù)能分解利用纖維素、果膠質(zhì)和淀粉。鐮孢霉常見(jiàn)于酸性土壤,柱孢霉多見(jiàn)于中性土壤。
絲核菌、黏帚霉、青霉、被孢霉多棲于根面,或進(jìn)入外皮層細(xì)胞,而鐮孢霉和柱孢霉則能侵入到內(nèi)皮層,甚至到達(dá)中柱。
根際微生物對(duì)植物生長(zhǎng)的有益影響
在根際內(nèi)存在著某些能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的細(xì)菌,如根瘤菌(Rhizobium)能與豆科植物根系共生,進(jìn)入植物根內(nèi),形成能固氮的器官——根瘤。
弗蘭克氏菌(Frankia)可以與非豆科植物共生固氮。固氮菌的促長(zhǎng)作用主要是由于它們產(chǎn)生的生理活性物質(zhì)引起的。
根際微生物促長(zhǎng)作用的機(jī)理包括細(xì)菌產(chǎn)生的生理活性物質(zhì)直接促進(jìn)植物生長(zhǎng),以及細(xì)菌產(chǎn)生的代謝物質(zhì)能抑制或阻抗根部病原菌的發(fā)展,間接地促進(jìn)植物生長(zhǎng)。
1.改善植物營(yíng)養(yǎng)根際微生物大量聚集在植物根系周圍,它們旺盛的代謝作用促進(jìn)了植物營(yíng)養(yǎng)元素的礦化,增加了對(duì)植物的養(yǎng)分供應(yīng)(表3-6)。
例如,根際范圍內(nèi)分解有機(jī)磷的細(xì)菌和能促進(jìn)無(wú)機(jī)磷溶解的細(xì)菌均較根際范圍外的土壤中多,對(duì)改善植物磷素營(yíng)養(yǎng)有重要作用。
微生物可以產(chǎn)生植素酶、核酸酶和磷脂酶等生物活性物質(zhì),加速了相應(yīng)物質(zhì)的分解,使磷素釋放出來(lái)。
許多常見(jiàn)的微生物,包括假單胞菌屬、無(wú)色桿菌屬、黃桿菌屬、鏈霉菌屬,尤其是曲霉屬的某些種有明顯的分解難溶性無(wú)機(jī)磷化物的效果。
固氮微生物能與植物進(jìn)行聯(lián)合固氮作用,增加了植物的氮素供應(yīng)。
2.產(chǎn)生生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)某些根際微生物能產(chǎn)生維生素、氨基酸或生長(zhǎng)刺激素,這些物質(zhì)不但能夠刺激根際其他微生物的生長(zhǎng),而且還對(duì)植物的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。
許多假單胞菌能產(chǎn)生多種維生素和生長(zhǎng)刺激素,丁酸梭菌能分泌各類維生素B和有機(jī)氮化物,一些放線菌可產(chǎn)生維生素B2。
固氮菌在生長(zhǎng)過(guò)程中能生成一些含氮化合物分泌到細(xì)胞外,這些含氮化合物包括氨基酸、酰胺、硫胺素、核黃素、維生素B12和吲哚乙酸等。
固氮螺菌產(chǎn)生的生長(zhǎng)素能增加植物根的長(zhǎng)度、側(cè)根數(shù)、根毛長(zhǎng)度和密度等,從而使很系表面積增大,提高了養(yǎng)分吸收能力。
3.分泌抗生素類物質(zhì)這類物質(zhì)有助于作物避免土著性病原菌的侵染。
例如,豆科作物根際常發(fā)育著對(duì)小麥根腐病病原菌——麥根腐長(zhǎng)蠕孢菌(Helminthosporium sativum)有拮抗性的細(xì)菌,從而減輕下一茬小麥的根腐病害。
當(dāng)拮抗性微生物產(chǎn)生的抗生素類物質(zhì)被植物吸收后,也可增強(qiáng)植物對(duì)某些病原菌的抵抗力。
4.產(chǎn)生鐵載體鐵載體是微生物在缺鐵脅迫條件下產(chǎn)生的一種特殊的對(duì)微量三價(jià)鐵離子有超強(qiáng)絡(luò)合力的有機(jī)化合物。它能將絡(luò)合的Fe3轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi),并還原為Fe2+而用于合成其他含鐵化合物。
在石灰性土壤等缺鐵條件下,根際微生物分泌的大量鐵載體可以活化環(huán)境中的微量鐵,改善植物的鐵營(yíng)養(yǎng),促進(jìn)植物生長(zhǎng)。
有些植物促生細(xì)菌產(chǎn)生的鐵載體的速度快且量大,它們與不能產(chǎn)生鐵載體或產(chǎn)量少的有害微生物競(jìng)爭(zhēng)鐵素時(shí)占有優(yōu)勢(shì),從而可以抑制這些有害微生物的生長(zhǎng)與繁殖,保護(hù)植物免受病菌的侵害。
三、根際微生物對(duì)植物生長(zhǎng)的不利影響
一些根際微生物也會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利的影響,主要包括以下幾個(gè)方面:
1.競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分植物和微生物的生長(zhǎng)都需要礦質(zhì)養(yǎng)分,因此,在根際范圍內(nèi)存在著微生物和植物之間競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分的作用。當(dāng)某些礦質(zhì)養(yǎng)分供不應(yīng)求時(shí),這種競(jìng)爭(zhēng)作用尤為明顯。
盡管微生物吸收的養(yǎng)分繼續(xù)保留在土壤中,在微生物死亡解體后也會(huì)被釋放出來(lái),但這種競(jìng)爭(zhēng)在一定時(shí)間內(nèi)會(huì)抑制植物對(duì)土壤有效養(yǎng)分的吸收,對(duì)植物生長(zhǎng)帶來(lái)不利影響。
另一方面,細(xì)菌對(duì)某些重要元素的固定會(huì)嚴(yán)重影響植物的發(fā)育。果樹(shù)的“小葉病”和燕麥的“灰斑病”是由于細(xì)菌分別固定了鋅和錳導(dǎo)致植物對(duì)兩種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的缺乏。
根際微生物的活動(dòng)還可導(dǎo)致植物對(duì)鉬、硫、鈣等營(yíng)養(yǎng)元素吸收量的減少。
2.連作病害由于不同植物根際環(huán)境的不同,某些病原菌在相應(yīng)植物的根際會(huì)大量聚集,從而助長(zhǎng)了病害的發(fā)生。
例如,花生由于青枯病而不能重茬,因?yàn)榍嗫莶〔≡茉诨ㄉH旺盛發(fā)育,如果連作種植花生,病害會(huì)更趨嚴(yán)重。
又如棉花連作有利于棉花黃萎病和枯萎病病原菌的增殖,但棉花和首蓿輪作,由于苜蓿根系分泌物對(duì)這類病原菌有抑制作用,可使病害減輕。
這是輪作、換茬能減輕某些植物病害的原因之一。
3.毒性物質(zhì)某些有害微生物雖無(wú)致病性,但它們產(chǎn)生的有毒物質(zhì)能抑制種子的發(fā)芽、幼苗的生長(zhǎng)和根系的伸長(zhǎng)。
例如,馬鈴薯根際常繁殖有大量假單胞菌,其中至少有40%的菌株能產(chǎn)生氰化物,對(duì)植物有毒害作用,削弱根的養(yǎng)分吸收功能。
放線菌中對(duì)植物有毒性的也占5%~15%。根際真菌中的棒形青霉(Penicillium claviforme)產(chǎn)生的棒曲霉素也是一種植物毒性物質(zhì),棒形青霉被認(rèn)為是引起蘋果園土壤中毒的主要因素。
四、菌根
菌根(mycorrhizae)是真菌和植物根的共生聯(lián)合體,這類真菌被稱為菌根真菌。自然界大部分植物都具有菌根,菌根對(duì)于改善植物營(yíng)養(yǎng)、調(diào)節(jié)植物代謝、增強(qiáng)植物抗逆性等都有一定的作用。
在豆科植物中,這個(gè)共生體由菌根真菌、宿主植物和根瘤菌三者組成。在一些非豆科的灌木中,共生體由綠色植物、菌根真菌和弗蘭克氏放線菌組成。
在菌根共生體中,植物通過(guò)光合作用為真菌提供碳源,真菌則為植物提供無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)。真菌共生體還可以保護(hù)植物免受病原菌的侵害。
根據(jù)形態(tài)可將菌根分為內(nèi)生菌根(endomycorrhiza)和外生菌根(éctomycorrhiza),最常見(jiàn)的內(nèi)生菌根是叢枝狀菌根(arbuscular mycorrhiza,簡(jiǎn)稱AM)。
(一)AM菌根
AM菌根是內(nèi)囊霉科(Endogonaceae)的部分真菌與植物根形成的共生體,是內(nèi)生菌根的主要類型,由于其菌絲在根細(xì)胞內(nèi)的特殊變態(tài)結(jié)構(gòu)泡囊和叢枝狀吸胞而被稱為叢枝狀菌根。
沒(méi)有橫隔的菌絲幾乎能侵入所有的栽培植物、森林和灌木以及野生草本植物的根細(xì)胞中。超過(guò)85%的陸地植物種類具有叢枝菌根。絕大多數(shù)顯花植物、重要的農(nóng)作物和果樹(shù)等都能形成AM菌根。
AM菌根最為普遍的是豆科和禾本科植物。
AM菌根的菌絲有外生菌絲和內(nèi)生菌絲之分。外生菌絲在根的外面擴(kuò)散,發(fā)達(dá)時(shí)可在根的外圍形成一松散的菌絲網(wǎng),甚至將根遮掩,但不會(huì)像外生菌根那樣形成菌套。
外生菌絲穿透根的表皮進(jìn)入皮層細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)即成內(nèi)生菌絲。內(nèi)生菌絲可在皮層組織內(nèi)縱向或橫向延伸,也可盤曲于皮層細(xì)胞內(nèi)。
叢枝多形成于皮層細(xì)胞內(nèi),進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的菌絲經(jīng)過(guò)連續(xù)的雙叉分枝成為灌木狀結(jié)構(gòu),即為叢枝。大多數(shù)AM菌根菌能產(chǎn)生泡囊,它是由侵入細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間的菌絲的末端膨大而成,一般呈圓形或橢圓形。
泡囊內(nèi)有很多油狀內(nèi)含物,它們是貯存的養(yǎng)分。叢枝菌根真菌的外部結(jié)構(gòu)是穿過(guò)土壤的外菌絲和單個(gè)的休眠孢子。
休眠孢子無(wú)性地著生在挺直的聯(lián)孢菌絲上,被稱為厚垣孢子。大多數(shù)孢子的大小在40~200μm之間。
1.AM菌根與植物的代謝和生長(zhǎng)的關(guān)系
(1)AM菌根對(duì)碳水化合物的需求。菌根形成后,菌根真菌必須從植物獲得光合產(chǎn)物才能維持其結(jié)構(gòu)并發(fā)揮其功能。
在幼嫩植物根初形成菌根時(shí),雙方都競(jìng)爭(zhēng)植物生產(chǎn)的少量碳水化合物,這時(shí)菌根真菌對(duì)植物的生長(zhǎng)有一定的抑制影響。隨著植物的生長(zhǎng),碳水化合物增多,兩者互惠共生的效益得到發(fā)揮。
據(jù)估算,AM菌根內(nèi),菌絲的鮮重約占根重量的10%,外生菌絲的重量約占根重的0.9%,每株植物上的菌根真菌還要產(chǎn)生幾千個(gè)孢子,這些生物物質(zhì)都需要寄主植物提供碳水化合物。
AM菌根真菌能吸收轉(zhuǎn)運(yùn)至根部的光合產(chǎn)物,特別是叢枝,因?yàn)榕c根細(xì)胞間有很大的接觸面,吸收功能較強(qiáng)。
(2)AM菌根擴(kuò)大了根際范圍。AM菌根的外生菌絲可在根外形成一松散的菌絲網(wǎng),外生菌絲自根面向外延伸的距離可達(dá)8cm,菌絲的密度在離根0~2cm距離內(nèi)最高。菌絲的向外延伸使根際的范圍擴(kuò)大。
據(jù)計(jì)算,1cm無(wú)菌根的根段在根毛的協(xié)助下,可控制的土壤體積是1~2cm3,但形成菌根后,1cm根段在菌絲的協(xié)助下,可控制的土壤體積會(huì)增加到12~15cm3。
根際范圍的擴(kuò)大增加了根系對(duì)水分的吸收,提高了植物的抗旱能力,改善了植物的營(yíng)養(yǎng)條件。
(3)AM菌根促進(jìn)植物吸收養(yǎng)分。AM菌根的最顯著作用是在低磷土壤中提高植物吸磷的能力,這是因?yàn)樾纬删笾参锬軌蚶幂^大土壤范圍內(nèi)的磷素,同時(shí)也提高了土壤磷素的可溶性,還促進(jìn)了磷素向根內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)。
AM菌根在改善植物吸收養(yǎng)分中的作用,并不是單純擴(kuò)大了吸收范圍或者吸收非菌根不能吸收的養(yǎng)分,更重要的是它提高了植物從土壤中吸收磷素營(yíng)養(yǎng)的效率。
除磷素外,AM菌根真菌的菌絲還可以通過(guò)吸收銨離子和硝酸根離子而獲得氮素營(yíng)養(yǎng)。菌根植物中鉀和鎂的濃度常常比非菌根植物的高,在缺鉀的土壤中AM菌根真菌可運(yùn)送鉀給植物。
(4)AM菌根真菌的菌絲還能吸收Z(yǔ)n、Cu、B、Mo等多種微量元素并輸送給寄主植物,特別是對(duì)Zn和Cu的作用效果非常顯著。
與此同時(shí),某些有毒的重金屬離子如鎘、鎳等和非營(yíng)養(yǎng)元素的陰離子也可能被AM菌根真菌吸收并輸送給寄主植物,給植物生長(zhǎng)和農(nóng)作物品質(zhì)帶來(lái)負(fù)面影響。
此外,還有研究表明,在同時(shí)栽種大豆和玉米的土壤中,真菌能將氮素從大豆植株轉(zhuǎn)運(yùn)給玉米,說(shuō)明AM菌根真菌能促進(jìn)氮素從豆科植物向禾本科植物的轉(zhuǎn)運(yùn)。
2.AM菌根真菌與其他微生物的關(guān)系對(duì)很多豆科植物而言,根瘤菌一豆科植物—AM菌根真菌三者之間存在著密切的協(xié)作關(guān)系,菌根的形成既有助于改善豆科植物的營(yíng)養(yǎng),還滿足了根瘤菌固氮作用對(duì)磷的需要。
一些研究證明,能進(jìn)行真菌共生營(yíng)養(yǎng)作用的豆科植物在未形成菌根時(shí)不能充分發(fā)揮根瘤菌共生固氮作用的效果。
一般來(lái)說(shuō),菌根根際固氮菌和其他有益微生物的數(shù)量要多于無(wú)菌根的根際,菌根的這種有益影響可能是通過(guò)其改善植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)植物光合作用、導(dǎo)致根分泌物增加等引起的。
3.AM菌根真菌與植物病害的關(guān)系
一些研究者報(bào)道,AM菌根真菌可以減輕植物的病害,這可能與菌根的形成增強(qiáng)了木質(zhì)化程度和其他多糖的產(chǎn)生,使根細(xì)胞壁增厚,提高了植物抗御病菌人侵的能力有關(guān)。
還與菌根形成后植物體內(nèi)某些氨基酸(精氨酸、苯丙氨酸、絲氨酸)、類異黃酮、兒茶酚、還原糖和酶等生物活性物質(zhì)的含量增加,抑制病原菌的能力增強(qiáng),以及菌根形成后根面許多人侵位點(diǎn)被AM菌根真菌占領(lǐng),致使病原菌不能入侵等因素有關(guān)。
(二)外生菌根
外生菌根多形成于木本植物,分布廣泛。松科植物可以看做是專性外生菌根植物,如果不形成菌根,它們就不能生長(zhǎng)或生長(zhǎng)不好。形成外生菌根的真菌主要是擔(dān)子菌,其次是子囊菌,個(gè)別為接合菌和半知菌。
大多數(shù)外生菌根真菌是廣性寄主真菌,能同很多種植物形成外生菌根,少數(shù)為專性寄主真菌,只能同幾種植物形成菌根。
外生菌根的主要特征是在根外形成菌套,真菌的菌絲在植物營(yíng)養(yǎng)根的表面生長(zhǎng)繁殖,并交織成套狀結(jié)構(gòu)包在根外。菌套的形成使?fàn)I養(yǎng)根變得短而粗壯,前端膨大,替代了根毛的地位和作用。
外生菌根的另一重要結(jié)構(gòu)特征是形成哈蒂氏網(wǎng),它是在菌套內(nèi)層菌絲透過(guò)根表皮進(jìn)入皮層組織,在外皮層細(xì)胞間蔓延,將細(xì)胞逐個(gè)包圍起來(lái),形成的一種特殊結(jié)構(gòu)。外生菌根對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用。
外生菌根的菌套,其直徑比未形成菌根的營(yíng)養(yǎng)根大得多,加上菌套上存在的一些外延菌絲,使菌根與土壤的接觸面大大增加,因而擴(kuò)大了根系的吸收面,能將更多的水分和養(yǎng)分吸收進(jìn)來(lái)供寄主植物利用。
此外,外生菌根真菌產(chǎn)生的各種生長(zhǎng)激素,包括植物生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等,可促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。
外生菌根可防御病菌侵襲。外生菌根根際的微生物數(shù)量要比非菌根根際的高得多,在微生物群落分布上也有不同,外生菌根根際的這種生態(tài)效應(yīng),可有效防御病菌的作用。
外生菌根的機(jī)械屏障作用。如果病原菌要侵染已形成的外生菌根,首先必須通過(guò)由菌絲緊密交織而成的菌套,然后通過(guò)皮層組織內(nèi)的哈蒂氏網(wǎng),才能進(jìn)入根的細(xì)胞組織。
實(shí)驗(yàn)證明,病原菌不能通過(guò)這兩道屏障,說(shuō)明菌套和哈蒂氏網(wǎng)對(duì)植物起了機(jī)械保護(hù)作用。
寄主細(xì)胞產(chǎn)生抑制病菌的物質(zhì)。外生菌根真菌進(jìn)入植物根部時(shí),根部細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一些抑菌物質(zhì)。
例如,牛肝菌科的一些真菌形成的外生菌根都含帖烯,具有抑制病原菌的作用。許多外生菌根真菌能產(chǎn)生抗生素。
例如,云杉白樁菇能產(chǎn)生穿孔蕈炔素,對(duì)樟疫霉有拮抗作用,在云杉白樁菇形成的外生菌根附近,由于穿孔蕈炔素的作用,樟疫霉引起的病害的發(fā)病率大為降低。
真菌學(xué)概論
真菌(fungus)是微生物中的一大類群,分單細(xì)胞與多細(xì)胞兩大類。前者又稱為酵母菌,后者為多細(xì)胞的絲狀物,俗稱霉菌(molds),在醫(yī)學(xué)上兩者常統(tǒng)稱為真菌。
真菌種類繁多,有10萬(wàn)余種,分布廣泛,與人類的關(guān)系十分密切,大多對(duì)人無(wú)害,甚至有益。絕大部分為腐生菌,約有300余種真菌與動(dòng)物或人類的疾病有關(guān)。
真菌具有真正的細(xì)胞核,產(chǎn)生孢子,不含葉綠素,以寄生或腐生方式吸取養(yǎng)料,能進(jìn)行有性和(或)無(wú)性繁殖,具有纖維素或幾丁質(zhì)的微纖維或兩者兼有的細(xì)胞壁。
一、真菌的生物學(xué)性狀
(一)形態(tài)與結(jié)構(gòu)
真菌比細(xì)菌大幾倍至幾十倍,在光學(xué)顯微鏡下放大100~500倍即可看清。
其細(xì)胞壁的堅(jiān)韌性主要依賴于幾丁質(zhì)與β-葡聚糖組成的微細(xì)纖維骨架和不定形多糖基質(zhì)構(gòu)建的致密結(jié)構(gòu),占菌體于重的80%~90%,能阻擋大分子物質(zhì)通過(guò)。
真菌細(xì)胞內(nèi)微細(xì)結(jié)構(gòu)與高等植物細(xì)胞基本相同,有典型的核結(jié)構(gòu)和較多細(xì)胞器(圖15-1)。
單細(xì)胞型真菌中最簡(jiǎn)單的是圓形或橢圓形單細(xì)胞芽生的酵母菌(yeast)。多細(xì)胞型真菌則在生長(zhǎng)時(shí)形成菌絲與孢子,并交織成團(tuán),稱絲狀菌(filamentous fungus)或霉菌。
但少數(shù)真菌可因環(huán)境條件的改變。而兩種形態(tài)發(fā)生互變,稱為雙相性(dimorphic),如組織胞漿菌、皮炎芽生菌和孢子絲菌等。
多數(shù)真菌的菌體由菌絲組成。孢子是真菌的繁殖結(jié)構(gòu)。
1.菌絲(hypha)多細(xì)胞真菌在適宜環(huán)境下,由孢子長(zhǎng)出芽管,再延長(zhǎng)呈絲狀,稱為菌絲,菌絲繼續(xù)生長(zhǎng)和分枝,形成菌絲體(mycelium)。
菌絲體按其功能可分為:①營(yíng)養(yǎng)菌絲體:菌絲被寄生物體內(nèi)或培養(yǎng)基中吸取和合成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以供生長(zhǎng);②氣生菌絲體:指向上生長(zhǎng)的菌絲,③生殖菌絲體:產(chǎn)生孢子的氣生菌絲。
菌絲按其結(jié)構(gòu)可分為無(wú)隔菌絲與有隔菌絲兩類。無(wú)隔菌絲的菌絲中無(wú)橫隔將其分條菌絲為一個(gè)單細(xì)胞,菌絲內(nèi)有許多核,又稱多核系統(tǒng)。
有隔菌絲的內(nèi)部在一定間距有橫隔膜,將菌絲分成一連串的細(xì)胞。隔膜中有小孔,可允許胞質(zhì)流通。大部分致病性真菌為有隔菌絲(圖15-2)。
菌絲可有多種形態(tài):螺旋狀、球拍狀、結(jié)節(jié)狀、鹿角狀和梳狀等。不同種類的真菌可有不同形態(tài)的菌絲,根據(jù)菌絲形態(tài)有助于鑒別不同真菌(圖15-3)。
2.孢子(spore)孢子是真菌的繁殖器官,分為有性孢子與無(wú)性孢子兩大類。有性孢子是由同一菌體或不同菌體上的2個(gè)細(xì)胞融合,經(jīng)減數(shù)分裂形成。
無(wú)性孢子則是由菌絲上的細(xì)胞分化或出芽生成,并不發(fā)生細(xì)胞融合。病原性真菌大多形成無(wú)性孢子。無(wú)性孢子根據(jù)形態(tài)可分為3種(圖15-4)。
(1)葉狀孢子(thallospore):由菌絲內(nèi)細(xì)胞直接形成,可分為:①芽生孢子(blastospore),由菌絲體細(xì)胞出芽生成,常見(jiàn)于酵母型及類酵母型真菌;
②厚膜孢子(chlamydospore),由菌絲內(nèi)胞漿濃縮和胞壁增厚而成。在不利環(huán)境中許多真菌均能形成厚膜孢子,抵抗力增強(qiáng)。
當(dāng)環(huán)境轉(zhuǎn)為有利時(shí),厚膜孢子又可出芽繁殖;③關(guān)節(jié)孢子(arthrospore),由菌絲體細(xì)胞分化形成長(zhǎng)方形節(jié)段狀鏈狀排列,胞壁增厚,常見(jiàn)于陳舊培養(yǎng)物中。
這種孢子容易脫落飛揚(yáng)而隨空氣傳播。
(2)分生孢子(conidium):由生殖菌絲末端細(xì)胞分裂或收縮形成,也可在菌絲側(cè)面出芽形成。分生孢子按其形態(tài)和結(jié)構(gòu)又可分為大分生孢子和小分生孢子兩種:
①大分生孢子(macroconidi-um),體積較大,內(nèi)分隔成多個(gè)細(xì)胞,呈梭狀、棍棒狀或梨狀;其大小、數(shù)量和顏色是鑒定的重要依據(jù);
②小分生孢子(microconidium),較小,1個(gè)孢子為1個(gè)細(xì)胞,圓形或卵圓形。真菌都能產(chǎn)生小分生孢子,其診斷價(jià)值不大。
(3)孢子囊孢子(sporangiospore):由菌絲末端膨大生成孢子囊,內(nèi)含許多孢子,孢子成熟則破囊而出,如毛霉菌等。
(二)真菌的培養(yǎng)
真菌的營(yíng)養(yǎng)要求不高。在沙保(Sabouraud)培養(yǎng)基中即能生長(zhǎng)良好,該培養(yǎng)基含4%葡萄糖(或麥芽糖)1%蛋白胨和2%瓊脂。最適pH4.0~6.0,最適溫度為22~28℃,某些深部真菌在37℃中生長(zhǎng)較好。
培養(yǎng)真菌需較高的濕度與氧。真菌生長(zhǎng)較慢,大多需培養(yǎng)1~2周方可出現(xiàn)典型菌落。真菌的菌落一般分為以下四種類型:
1.酵母型菌落( yeast type colony)大多數(shù)單細(xì)胞真菌(如酵母菌)在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)出類似葡萄球菌的圓形菌落,灰白色、柔軟濕潤(rùn)、大小在2~3mm左右。
2.類酵母菌落(yeast-like type colony)母菌真菌在培養(yǎng)基形成類似酵母菌的菌落,在深部因出芽繁殖后芽管延長(zhǎng),但不與母細(xì)胞脫離,形成假菌絲。
假菌絲向下伸入培養(yǎng)基中,形成的分枝看似絲狀菌落,故名為類酵母型菌落。
3.絲狀菌落(filamentous colony)多細(xì)胞真菌在培養(yǎng)基上可形成形狀、顏色與大小不同的絲狀菌落,這與其錯(cuò)綜復(fù)雜、不同樣式的菌絲及生殖細(xì)胞有關(guān)。
利用低倍顯微鏡有時(shí)可直接觀察到菌落中的菌絲結(jié)構(gòu)、孢囊?;蚍稚咦庸:透魇芥咦印?/p>
4.雙相性菌落(dimorphic colony)有些真菌的形態(tài)常因所處的環(huán)境條件不同而有差異,例如某些真菌寄生于37℃的活體組織中時(shí)呈單細(xì)胞形態(tài),但在腐生或體外25℃培養(yǎng)時(shí)則轉(zhuǎn)呈絲狀,這種形態(tài)即為雙相性(dimorphism),如皮炎芽生菌。
此外,不同菌種的皮膚絲狀菌(dermato-phytes)在寄生狀態(tài)時(shí),形態(tài)往往類似,但在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)同一菌種時(shí),其形態(tài)與外觀可能因培養(yǎng)環(huán)境的不同而有所變異,這些差異可概略分為:
①菌落的外觀、形態(tài)、顏色(色素生成)及大??;②菌絲的形成、大小、顏色、分節(jié)狀況;③有性或無(wú)性繁殖方式。
造成這些形態(tài)變化的原因除了培養(yǎng)基本身的營(yíng)養(yǎng)成分因素外,相對(duì)濕度、pH值、溫度,甚至有其他真菌或細(xì)菌同時(shí)生長(zhǎng)時(shí)都會(huì)有所影響,因此,一般實(shí)驗(yàn)室在分離培養(yǎng)真菌時(shí),應(yīng)采用固定種類及成分的培養(yǎng)基,并控制一定的培養(yǎng)條件,避免污染。
(三)抵抗力
真菌對(duì)熱的抵抗力不強(qiáng),60℃1hr菌絲和孢子均可被殺死。對(duì)干燥、紫外線及一般消毒劑均有較強(qiáng)的耐受性,實(shí)驗(yàn)顯示,紫外線對(duì)絲狀真菌與假絲酵母菌在距離1m處照射時(shí),需30min才能將其殺死。
對(duì)常用抗生素不敏感。對(duì)2%碳酸、2.5%碘酊、0.1%升汞或10%甲醛溶液較敏感,灰黃霉素、制霉菌素、兩性霉素B、倍他米松-克霉唑等對(duì)部分真菌有抑制作用。
(四)與人類關(guān)系密切的幾種真菌
每唑等對(duì)部方真菌有抑制作用。真菌種類繁多,以下介紹數(shù)種與人類生活及生產(chǎn)密切相關(guān)而又常見(jiàn)的真菌。
1.酵母菌酵母菌( yeast))是單細(xì)胞真菌。代表菌為啤酒酵母( Saccharomyces cerevisiaeo形態(tài)呈圓形、卵圓形。長(zhǎng)5~30μm,寬1-5μm。酵母菌的繁殖方式分無(wú)性繁殖與有性繁殖兩種。
出芽繁殖是酵母菌無(wú)性繁殖的主要方式。當(dāng)酵母細(xì)胞長(zhǎng)到一定大小時(shí),在細(xì)胞的一端或兩端向外伸出小突起,稱為小芽。母細(xì)胞的細(xì)胞核分裂,一個(gè)子核留在母細(xì)胞內(nèi),另一個(gè)子核隨同母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入小芽?jī)?nèi)。
當(dāng)芽細(xì)胞長(zhǎng)大到接近母細(xì)胞大小時(shí),兩者接觸處細(xì)胞壁收縮,使芽細(xì)胞從母細(xì)胞脫離。如果此時(shí)為酵母生長(zhǎng)旺盛期,芽細(xì)胞尚未脫離母細(xì)胞前,則又長(zhǎng)出新芽,如此連續(xù)出芽,各芽細(xì)胞可互相連接而形成母子細(xì)胞群。
少數(shù)酵母菌可像細(xì)菌一樣,以細(xì)胞分裂方式繁殖,稱為裂殖,即細(xì)胞延長(zhǎng),核分裂為二,細(xì)胞中間出現(xiàn)橫隔將細(xì)胞分成兩個(gè)子細(xì)胞,如裂殖酵母菌(圖15-5)。
酵母菌的有性繁殖是產(chǎn)生子囊孢子。兩個(gè)性別不同的單倍體細(xì)胞接近,各伸出一管狀突起而相互接觸融合,并經(jīng)質(zhì)配、核配而形成一個(gè)二倍體細(xì)胞。
這種二倍體在一定條件下,可進(jìn)行減數(shù)分裂,形成4個(gè)或8個(gè)子核,并產(chǎn)生子囊孢子。子囊破裂后孢子散出,又進(jìn)行出芽繁殖,生成許多單倍體的酵母細(xì)胞。
酵母菌是人類較早應(yīng)用于生產(chǎn)面包、釀酒等的一類真菌,可廣泛用于食品發(fā)酵、釀造啤酒和制造酒精。酵母菌菌體含豐富的蛋白質(zhì)及維生素,可作藥用、酵母片及飼料添加劑;
此外,酵母菌也是產(chǎn)生單細(xì)胞蛋白、提取制備核苷酸、輔酶A、細(xì)胞色素C及多種氨基酸等的理想原料。
2.毛霉屬(Mucor)毛霉的菌絲體是由管狀分枝的無(wú)隔菌絲組成,為多核單細(xì)胞真菌。無(wú)性孢子為子囊孢子,有性孢子為接合孢子。
毛霉的氣生菌絲一般單生,菌絲末端膨大為球狀孢子囊,囊內(nèi)充滿多核的原生質(zhì),由此發(fā)育成許多子囊孢子。孢子囊下的菌絲稱為孢子梗,孢子梗伸入囊內(nèi)的部分稱為囊軸(圖15-6)。
成熟的子囊孢子從破裂的囊壁釋放出來(lái),環(huán)境適宜時(shí),可萌發(fā)而成新的菌絲。在自然界,當(dāng)兩個(gè)不同性別的菌絲相遇時(shí),可形成接合孢子。
毛霉廣泛存在于自然界,空氣和土壤中都有毛霉孢子,能引起蔬菜、果品、藥材等霉變。有的菌株分解蛋白質(zhì)能力較強(qiáng),可用于豆豉、豆腐乳的釀造,使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生鮮味和芳香物質(zhì)。
有的菌株有較強(qiáng)的糖化能力,可用于淀粉類原料的糖化。
3.根霉屬(Rhizopus)根霉的形態(tài)與毛霉相似,菌絲不分隔,無(wú)性孢子為子囊孢子,有性孢根霉能產(chǎn)生高活性淀粉酶,是工業(yè)上有名的糖化菌。
其中有的菌株是甾體化合物轉(zhuǎn)化的重要菌株,如黑色根霉菌(Rhizopus niger)可將孕酮轉(zhuǎn)化為11α-羥基孕酮,增加了皮質(zhì)激素類化合物的活力,使其具有高度抑制炎癥效應(yīng)。
還有的根霉是使淀粉類食物、藥品等霉變的主要污染菌。
4.曲霉屬(Aspergillus)曲霉的菌絲有橫隔,接觸培養(yǎng)基的菌絲分化出厚壁的足細(xì)胞,并由此向上長(zhǎng)出分生孢子梗,其頂端膨大形成球形或橢圓形頂囊,在頂囊表面以輻射方式長(zhǎng)出一層或二層小梗,在小梗外端著生一串圓形的分生孢子。
有頂囊、小梗及分生孢子穗,其形狀、顏色等常是鑒定本屬菌的重要依據(jù)。曲霉形成圓形毛氈狀大菌落,菌落的孢子顏色多樣。
曲霉廣泛分布于空氣、土壤、谷物和各種有機(jī)物上,是發(fā)酵工業(yè)和釀造工業(yè)上的重要真菌。
我國(guó)自古以來(lái)就利用曲霉的糖化作用和分解蛋白質(zhì)的能力制曲釀酒造醬?,F(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)利用曲霉生產(chǎn)檸檬酸、葡萄糖酸、酶制劑、抗生素等。
本屬代表菌有黑曲霉(A.niger)、米曲霉(A. oryzae)、黃曲霉(A.faus)。黃曲霉中個(gè)別菌株能產(chǎn)生黃曲霉毒素,與人類疾病有關(guān)。
5.青霉屬(Penicllium)青霉和曲霉有許多相似之處,但無(wú)足細(xì)胞和頂囊。
孢子囊結(jié)構(gòu)與曲霉不同,分生孢子梗頂端不膨大,但有多次分枝,在最后分枝的小梗上長(zhǎng)出成串的分生孢子,呈掃帚狀(圖15-9)。掃帚狀分枝及分生孢子顏色可作為分類的依據(jù)。
青霉的菌落為藍(lán)綠色圓形大菌落,表面似天鵝絨狀。
青霉分布極廣,種類很多,幾乎在一切潮濕的物品上均能生長(zhǎng)。在工業(yè)中有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,如青霉分解有機(jī)物能力很強(qiáng),常用某些青霉來(lái)生產(chǎn)檸檬酸、草莓、葡萄糖酸等。
產(chǎn)黃青霉(P.chrysogenum)是青霉素的產(chǎn)生菌。青霉可使工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、生物制劑、藥品等霉變,其危害性不亞于曲霉。
6.頭屬(CepHalosporium)菌絲有、分枝、常結(jié)成繩束狀。分生孢子梗直立不分枝,中央較粗而末端逐漸變細(xì),分生孢子從梗頂端生出后,靠粘液聚成圓頭狀,遇水即散開(kāi)(圖15-10)。
可從土壤、植物殘?bào)w中分離出頭孢霉。有的菌株可產(chǎn)生抗癌物質(zhì)及重要抗生素,如頂孢頭孢霉(C. acremonium)可產(chǎn)生頭孢菌素C。