真菌的生长普通真菌学PPT课件.ppt

第五章真菌的生长,第一节丝状真菌的生长1顶端生长2分枝生长第二节单细胞真菌的生长1酵母的生长方式2酵母的生活史3酵母的细胞循环第三节真菌的两型现象第四节环境对真菌生长的影响,本章解决的问题,真菌顶端生长的过程是什么？泡囊在真菌生长过程中起什么作用真菌怎样由一个孢子生长成为菌落？什么是两型生长，举例说明。,丝状真菌的生长主要指营养性菌体体积的加大和数量的增多。丝状真菌的生长是以顶端延长和分枝生长的方式进行。单细胞真菌菌体的生长，主要是经过细胞膨大、细胞核分裂、细胞质合成，最后达到细胞的芽殖或裂殖，进入无性繁殖。,顶端生长无限生长、不断分枝各部分都有潜在的生长能力,第一节丝状真菌的生长,菌丝生长与植物病害症状关系（圆形）,豇豆的煤霉病病原菌：豇豆假尾孢(Pseudocercosporacruenta）,一、丝状真菌的顶端生长（一）菌丝顶端生长的泡囊学说1、对真菌生长活跃区的观察顶端1-2um处存在大量泡囊，没有其他细胞器；但亚顶端存在各种细胞器和内含物，泡囊较少。泡囊的内含物含有细胞壁、细胞膜的前体物和水解酶，多糖合成酶。菌丝顶端的细胞壁较薄，弹性较大。生长停止时泡囊从顶端消失。泡囊起源于内质网或高尔基体。,2、顶端生长的泡囊模式1970年由Groove提出的顶端生长的泡囊模式：泡囊以水泡状形式从内质网转移到高尔基器，在那里浓缩、加工，并把它们的类内质网膜转化为类质膜，然后从分散高尔基器分泌释放，移至菌丝顶部，与质膜融合，使菌丝顶部的质膜增加。同时，顶部泡囊的内含物也被运到附近细胞壁，这些内含物含有壁的溶解酶类、壁的合成酶类、以及一些合成细胞壁的前体物，合成细胞壁，引起细胞壁的眼神。同时泡囊的膜也并入原生质膜从而引起顶端生长。,泡囊,线粒体,顶体(spitzenkorper）：在许多子囊菌、担子菌和半知菌的菌丝顶端区域有一个小的、易染色的或有折射的小球称为顶体。它是一个动态的多形结构，能对不同的刺激因素做出反应。它仅存在于生长的菌丝中，而且总是向菌丝的前边移动。现已明确，顶体结构由一群泡囊组成，周围有网状纤丝，这些纤丝可控制顶体在顶端细胞的移动。壳质体（chitosomes)：一种微型泡囊，包含了真菌匀浆中大多数的几丁质合成酶。他在培养基上能形成几丁质微纤丝。来源尚不能确定。,（二）菌丝顶端生长的机制泡囊具3种作用：运输细胞壁溶解酶去破坏原来壁组成之间的键；运输新的壁物质，在壁合成酶的作用下，将它并入细胞壁中；在生长期间增加质膜的表面积。壳质体是比泡囊小得多的微泡囊结构，是运输甲壳质合成酶的容器，为菌丝的伸长创造条件。（三）顶端生长的驱动力细胞质流动顶端与亚顶端区域水的电位势梯度微管的作用,细胞壁生长示意图,二、丝状真菌的分枝生长,（一）分枝生长的特点,1、分枝发生在顶端之后的某一段距离2、菌丝顶端彼此分离，使菌丝间充满间隙3、菌丝密度和分枝数目及菌落的大小与营养水平相关。4、丝状真菌的生长有一个重复循环。,蛙粪霉分枝生长模式,隔膜,菌丝片段的再生原理,菌丝上任何一含有完整细胞的片段都有生长的能力，生出新的顶端菌丝片段的隔膜孔被伏鲁宁体会或固醇及其他蛋白结晶堵塞。大量泡囊聚集在隔膜旁边当细胞体积达到一定临界水平时，新顶端从侧壁或隔膜上产生。,真菌的分枝,（二）真菌的生长曲线,1、酵母菌的生长曲线：分为五个时期延迟期、指数期、减速期、稳定期和衰亡期（图）2、丝状真菌的生长曲线,三个时期各期特征生长停滞期孢子萌发前的时期迅速生长期菌丝伸长及分枝衰退期菌丝体干重下降伴随自溶,代谢活跃，V增大，合成分裂所需ATP、酶等,长短与菌种、培养条件有关,快速分裂，呈等比数列递增,特点：代谢旺盛，形态和生理特性稳定,应用：作菌种缩短生产周期,数目最多达K值，种内斗争最剧烈,大量积累代谢产物，尤其是次级代谢产物,“连续培养”延长稳定期，提高产量，缩短生产周期,死亡速率繁殖速率活菌数目急剧下降,畸形分化以及解体并释放代谢产物,菌丝生长,生长时向四周呈辐射状延伸，所以真菌在培养基上通常形成圆形的菌落。,一端芽殖，路德类酵母菌无性芽殖：两端芽殖，多端芽殖，啤酒酵母裂殖：裂殖酵母繁节孢子：地霉属殖产无性孢子掷孢子：掷孢酵母属厚垣孢子：有性（产子囊孢子）：接合酵母属、Saccharomyces（酵母属）等。有的把无性繁殖的叫“假酵母”或拟酵母，具有性繁殖的叫“真酵母”。,第二节单细胞真菌的生长,一、酵母的生长方式,连续出芽而不脱离母体而形成成段菌丝,（一）芽殖（budding）芽体又叫芽孢子（buddingspore）形成：母细胞在形成芽体的部位产生水解酶使细胞变薄，新生成的细胞物质堆积芽体位置，长大后与母细胞交界处形成葡聚糖、甘露聚糖和几丁质构成的隔壁。芽痕和蒂痕,（二）裂殖（fission）,裂殖的过程与细菌的二分裂不同，母体先拉长，并进行有丝分裂；接近母体中央产生一个隔膜，分成两相等的子细胞,（三）出芽生长的机制具备的条件：酵母细胞达到一定大小出芽部位聚集大量的含有水解酶和合成酶泡囊微管排列在出芽区域过程细胞壁中的甘露糖在出芽部位及泡囊中均一沉积，建立顶端生长，导致芽体扩张。泡囊束向外扩张，泡囊中的甘露糖有顶部向两边展开芽体生长完成后，母体和芽体相连的部位形成隔膜初生隔膜（原生隔膜和几丁质糖隔膜）残留于母体形成芽痕，次生隔膜（甘露糖隔膜）残留于芽体形成胎痕,隔膜形成原理,（一）营养体可单倍体或二倍体存在以酿酒酵母为例，一般是芽殖，营养体既能n，也可以2n存在，特定情况下有性繁殖。生活史：子囊孢子发育为n营养细胞接合，质配后立即核配，形成2n芽殖缺乏营养时形成n子囊孢子释放,（二）营养体只以n存在八孢裂殖酵母为例，其特点：1）营养细胞n2）无性繁殖为裂殖3）2n不能独立生活，故较短生活史：1）n营养细胞裂殖2)两营养细胞接合，质配立即核配3）2n减数分裂4）形成n的子囊孢子5）子囊破裂释放子囊孢子,（三）营养细胞只能以2n存在路德类酵母为例，特点：1）营养体为2n，不断进行芽殖2)子囊孢子在子囊内发生接合3）n倍体只能以子囊孢子存在，不能独立生活生活史：1）n倍体子囊孢子在孢子囊接合，质配核配2）接合后2n细胞萌发3）2n独立生活，可芽殖4）2n营养细胞核发生减数分裂，形成子囊孢子,固体培养基上菌落与细菌类似，湿润、较透明、光滑质地均匀，但是比细菌菌落大而厚、菌落颜色较为单调。会有酒香。,菌落,第三节丝状真菌的两型生长,（一）什么叫两型生长？许多真菌依赖环境条件的改变而改变其生长形式，可以从菌丝型转化为酵母型，这种生活习性就叫两型现象。（二）两型生长的原因：环境（酶的活性改变生理代谢），自身进化（孢子传播）。,（三）两型生长的类型1、温度依赖型两型现象：巴西拟球孢子菌2、营养依赖型两型现象：白假丝酵母(半胱氨酸，zn浓度），毛霉（己糖，二氧化碳）3、温度和营养依赖型两型现象：荚膜组织孢浆菌（半胱氨酸、胱氨酸）,第四节真菌生长测定,一、直线生长的测定（一）菌丝生长的测定,（二）菌落生长速度的测定测定菌落的半径或直径来表示生长的快慢是比较简便的方法。定期测量一个菌落，能够看出真菌生长的过程和变化。因为它不是一种很准确的方法，目前常用来作为初步测定。常用的方法是将待测菌株点种于培养基平板上，每隔一定时间测量菌落的半径或直径。如以时间和生长量作曲线，在一定限度内生长量与时间成直线关系。,（三）直线生长速率的测定“”形培养管中进行的。培养管长40厘米，内径约1.3厘米，在两端5厘米处弯成45角，如图所示。,二、测定菌丝干重法菌体干重法：液体培养真菌的生长期完成后，过滤菌丝、洗涤、离心、烘干、称量干重。这种测定法比较直接而可靠，但仅适用于菌体浓度较高的样品，而且要求样品中不含有菌体以外的其它干物质。菌体湿重法：也可以采用测定菌丝湿重法，把烘干步骤省去。但无论测定干重或湿重，大都用于工业发酵过程的检测。真菌的生长还可用间接的方法测定，如全氮量和核糖核酸的分析，一般干的菌丝体含氮量是4.5-8.5%，核糖核酸是2.0-4.0%。另外，还可以分析培养基中糖的消耗量、氧的吸收量等作为测定生长量的指标。这些方法大都是工业生产中所采用的方法。,第四节环境因子对生长的影响与极端环境的耐受性,湿度高湿促生长，多数在相对湿度95%100%最易，80%85%中生长不良或停滞；65%以下很少生长少数真菌可在高渗透压物质上生长繁殖（高糖或高盐）。,温度多数真菌生长范围为1040，最适温度为2535。寄生在哺乳动物体的真菌在37时生长温度为最好，多数真菌在室温下生长旺盛，少数嗜热真菌生长温度为2050，适宜温度为4042。少数为嗜冷真菌，在0以下也能生长繁殖。霉菌的菌丝及酵母菌对热耐受力与不产生芽孢的细菌相同，在60中10min即被杀死。而酵母与霉菌的孢子较菌体耐热力高出510。,氢离子浓度真菌在pH1.511范围内可生长，最适pH410。PH浓度可影响某些金属离子的溶解，如在酸性条件下，Mg2+及Fe2+呈游离状态，当pH升高时，形成真菌不能利用的不溶复合物。外界pH能影响真菌细胞内pH，从而影响酶的活性。但某些真菌可借助自身的活性改变环境的pH，使其在不同的pH生长繁殖。如动物胃中的酵母菌可耐受pH2环境，而在体外最适pH为5.56.0。,光线380750nm波长的可见光对孢子的形成和释放有重要作用，因为孢子及产孢结构具有绝对的向光性。紫外光可使真菌发生变异和损伤，妨碍DNA的复制。菌丝是否带有色素对紫外光的敏感性有明显差别，暗色色素有保护作用，具有暗色色素的孢子可不受紫外光的影响。气体多数真菌为需氧菌，少数为兼性厌氧菌，个别为严格厌氧菌。环境中二氧化碳的浓度对真菌的生长有明显的影响，在pH值高的环境中，二氧化碳对真的菌呈现毒性作用。,不同培养基、温度、含水量等环境条件对菌丝生长和菌核形成的影响,结果表明：Inonotusobliguus为好气性真菌,菌丝在30时生长最快,菌丝生长的最适pH值为6.156.86,强光照不利于菌丝的生长,需要一定的散射光菌核形成的温度范围为2030,较密闭的条件可促进菌核的形成;对太白山自然保护区真菌分布进行了调查,分析了生境对真菌