真菌學的發(fā)展史

1、普通真菌學,第一章 緒論（2學時）,講授人： 由翠榮 手機號本章內容,第一節(jié) 真菌學的發(fā)展史 第二節(jié) 真菌與人類的關系 第三節(jié) 我國真菌學的發(fā)展概況,第一節(jié) 真菌學的發(fā)展史,真菌的系統(tǒng)研究至今約有300年的歷史，但是它被人類所認識和利用已經(jīng)有幾千年之久。在漫長的歷史中，真菌學的發(fā)展經(jīng)歷了幾個主要的時期。 我國真菌學家余永年教授在他的著名論文真菌學的二百五十年中，將真菌學發(fā)展史分為4個時期，即前真菌學階段(B.C. 5000-A.D.1700)，古真菌學階段(1701-1850)、近代真菌學階段(1851-1950)和現(xiàn)代真菌學階段(1951-現(xiàn)在)。,在周與良和邢來君

2、編著的真菌學(1986)一書中，依據(jù)余永年教授的歷史劃分而修改為3個時期: 古代真菌學時期( 1860) 近代真菌學時期(18601950) 現(xiàn)代真菌學時期(1951 ),1. 1古代真菌學時期( 1860),國內（食用、藥用價值） 60007000年前的仰韶文化時期，我們的祖先已大量采食蘑菇 我國的釀酒史可能始于70008000年前的新石器時期 南宋陳松玉的菌譜（公元1245年）和明代潘之恒的廣菌譜（公元1500年）分別記載描述了11種食用菌和19種真菌。 真菌直接入藥是我國利用真菌的一大發(fā)明。公元100-200年最早的藥物書神農本草經(jīng)及歷代其他本草書中記載了多種真菌的藥用價值，如茯苓、豬苓

3、、靈芝、木耳等,茯苓: 其菌核是傳統(tǒng)的中藥材。性干 ,味甘 ,入心、脾、肺、腎經(jīng)。具有利水滲透濕、健脾和胃、寧心安神等功能 ,是中藥“八珍”之一。 豬苓：其菌核有利尿、抗腫瘤、提高細胞免疫力、保護肝臟、抗輻射作用 ,幾乎無任何毒副作用。臨床應用于配合肺癌患者的化療 ,對病毒性肝炎患者療效顯著。 靈芝：子實體中藥效成分是有機鍺、多糖和多種三萜類化合物。長期服用能改善血液循環(huán) ,使血流暢通 ,紅血球攜氧功能增強 , 促進新陳代謝 ,延緩衰老 , 排毒等功效。對高血壓、血管硬化、腦血栓、氣管炎及癌癥均有療效,國外（真菌分類的研究） 英國的Ray(1684-1704)是西方較早用簡單的描述語言研究真菌

4、的科學家 其次是Magnol(1689)和Tournefort(1694), 前者將真菌分類以形態(tài)性狀作為分類的基礎，后者以屬名命名隨加特征描述和繪圖的方法，將真菌分為6組. Micheli(1679-1737)是第一個利用顯微鏡研究真菌的學者，在1729年出版的植物新種屬提出了真菌分類的檢索表。 荷蘭人Persoon著有真菌綱要、歐洲真菌所采用的真菌分類和研究方法及瑞典人Fries對大型真菌的分類作出的貢獻，為后期真菌的研究奠定了重要的基礎,1. 1古代真菌學時期( 1860),此時期人類對真菌的存在有一定的認識，進行了應用和簡單的分類。 主要依據(jù)易于識別的宏觀形態(tài)來鑒別真菌，建立了簡單的描

5、述語言。,研究成果的特點,1.2 近代真菌學時期(18601950),1859年達爾文發(fā)表物種起源后，德國人De. Bary第一個把進化論概念引入真菌分類。先后出版了黑粉菌和地衣等專著；1866年發(fā)表的真菌的形態(tài)學和生理學提出的分類系統(tǒng)是按照進化順序排列的，并對真菌的起源和進化進行研究，并創(chuàng)立了“單元論”假說 Raulin 和Wilders最早研究真菌的生理學，分別指出了Zn元素、生物素、硫胺素、肌醇等對真菌生長的影響，奠定了真菌營養(yǎng)生理的基礎,真菌遺傳方面的研究,Blakeslee(1904)首先在毛霉目中發(fā)現(xiàn)了異宗配合的現(xiàn)象，后被多個科學家在其他真菌中所證實 研究了真菌的細胞遺傳，如伴性遺

6、傳、致死因子、染色體交換等 在對脈孢菌遺傳性狀研究的基礎上，用人工方法誘變獲得營養(yǎng)缺陷型突變株，推動了遺傳和代謝的研究 Beadle(1945)在此基礎上提出了“一個基因一種酶”的學說，為整個遺傳學的研究開辟了生化遺傳學的新領域。,1.2 近代真菌學時期(18601950),1. 這一時期的真菌分類工作主要是對大量新種的描述以及以往資料的收集和整理。 如，意大利的真菌學家Saccardo用拉丁文將全世界已發(fā)表的真菌編成25卷的巨著真菌會刊 2. 由于生物進化論的發(fā)現(xiàn)和顯微鏡的發(fā)明，真菌學研究進入細胞形態(tài)的觀察，并以形態(tài)特征為依據(jù)進行反映自然系統(tǒng)的分類工作，同時以進化論的觀點研究生物的遺傳性狀和

7、生理性狀。,研究成果的特點,1. 近50年，新技術的普遍應用和各門學科的互相滲透推動真菌學的迅速發(fā)展 例1， 電子顯微鏡的發(fā)明以及電鏡新技術，如冰凍蝕刻、立體掃描等技術的應用，為真菌學由細胞水平進入分子水平的研究創(chuàng)造了良好的條件。電子顯微鏡可觀察到真菌的細微結構和亞顯微結構，如鞭毛的9+2結構，脈胞菌細胞壁的四層結構等,1.3 現(xiàn)代真菌學時期(1951 ),鞭毛的9+2結構,每根鞭毛的外面都有一層膜，膜內有11根纖絲，其中9根較大的周圍纖絲包圍著兩根較細的位于中心的纖絲。,A: 最外層是無定形葡聚糖; B:糖蛋白形成的粗糙的網(wǎng), 埋在蛋白基質中；C:蛋白質層； D：最內層是放射狀排列的幾丁質微

8、纖絲層；E:細胞膜,2. 近30年，化學和生物學技術的發(fā)展和應用，使真菌在生物合成途徑、比較酶學、胞壁成分、核酸及堿基比例、核酸的分子雜交和基因結構表達等方面研究有迅速的發(fā)展,3.現(xiàn)代真菌學時期(1951 ),3. 醫(yī)藥健康方面的認識和應用 廣譜抗生素、免疫抑制劑和激素的長期使用，導致真菌系統(tǒng)病的不斷出現(xiàn)，其中許多是條件致病菌，進一步的研究改變了真菌只能引起“疥癬之疾”而不受重視的局面 真菌的藥用價值日益受到重視，在當前的抗癌藥物篩選中，已發(fā)現(xiàn)40個屬的真菌發(fā)酵物具有抗癌活性，主要是真菌多糖和萜烯類化合物 負面影響：真菌毒素的毒性和致癌作用亦引起重視 如目前已知200多種的真菌毒素中，至少有1

9、0多種可引起人和實驗動物致癌，如黃曲霉毒素、雜色曲霉素等,4. 真菌的分類以進化論為理論基礎，近30年呈現(xiàn)百家爭鳴的局面，出現(xiàn)了許多新的分類系統(tǒng)，如Whittaker（1969）的五界系統(tǒng)；Cavalier-Smith (1988-1989）生物八界系統(tǒng)等（詳述后面章節(jié)）。 5.菌蕈學（Mushroom Science)-新興應用真菌現(xiàn)代學科 包括菌種培育、堆肥制備、段木準備和栽培管理等,1.3 現(xiàn)代真菌學時期(1951 ),6.真菌遺傳學的研究,通過電泳核型分析對絲狀真菌中具有重要應用價值的菌株的染色體基因組分離成完整染色體帶，從而獲得染色體的數(shù)目和基因組的大小. 研究了近40個屬的真菌，為

10、其基因雜交定位和基因作圖研究提供了遺傳背景. 70年代發(fā)展起來的絲狀真菌原生質體融合技術為真菌遺傳物質的轉移和重組提供了方便和有效的方法，使種間甚至屬間雜交成為可能.,1.3 現(xiàn)代真菌學時期(1951 ),真菌學研究在這一時期有了較全面的發(fā)展。無論是在真菌的細微結構、生理生化、遺傳變異、DNA重組，還是醫(yī)學真菌、藥用真菌、食用菌、真菌毒素以及系統(tǒng)分類諸方面都進入了快速地全面發(fā)展時期,第二節(jié)真菌與人類的關系,1. 真菌的工業(yè)應用 2. 真菌與農業(yè)生產(chǎn) 3. 真菌與醫(yī)療衛(wèi)生,2.1 真菌的工業(yè)利用,甘油發(fā)酵是真菌工業(yè)利用的一個最早事例 目前美國仍采用耐高滲酵母大規(guī)模生產(chǎn)甘油 有機酸的工業(yè)生產(chǎn)-采用

11、真菌發(fā)酵的方法 如食品添加劑的檸檬酸、乳酸、葡萄糖酸、蘋果酸等 酶制劑工業(yè)，550種酶制劑有1/3是真菌生產(chǎn) 如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶 食品工業(yè)-真菌發(fā)酵制備各種調味品及食用菌的栽培和食用 調味品：醬油、腐乳、豆瓣、食醋及各種名酒等 食用菌：各種蘑菇、銀耳、木耳、猴頭等,酵母菌與人類,曲霉是做醬、釀酒、制醋的主要菌種,毛霉的用途:,生產(chǎn)有機酸、生產(chǎn)酶制劑、生產(chǎn)腐乳、豆豉,食用菌：香菇、平菇、草菇、羊肚菌、口蘑、松口蘑、木耳、銀耳、猴頭菌等。,草 菇,羊肝菌,長 裙 竹 蓀,猴 頭 菌,金 針 菇,美味牛肝菌,蒙古口蘑,銀 耳,香 菇,真菌在其他工業(yè)也有廣闊的前景 單細胞蛋白的生產(chǎn) 造

12、紙工業(yè)的紙漿發(fā)酵 紡織工業(yè)的織物退漿 石油工業(yè)的石油脫蠟 負面影響： 真菌常引起食品（如蔬菜、水果、谷物等）的霉變和工業(yè)產(chǎn)品的霉腐變質,2.2 真菌與農業(yè)生產(chǎn),負面影響：真菌所引起的植物病害，在歷史上曾給人類帶來嚴重災難 1845年歐洲流行馬鈴薯疫病(potato late blight)，5/6馬鈴薯被毀。愛爾蘭死亡人數(shù)約為100萬，164萬人逃荒到北美 1943年發(fā)生在孟加拉國的稻胡麻斑?。╮ice brown spot), 水稻顆粒無收，引起饑饉，200萬人死亡 我國1950年北方發(fā)生的小麥銹病，小麥減產(chǎn)60億千克；1952年棉花真菌病害，損失籽棉達800萬千克,卵菌綱的致病疫霉引發(fā)的馬

13、鈴薯晚疫病,半知菌類的平臍蠕孢屬 引發(fā)稻胡麻病,擔子菌的柄銹菌 引發(fā)小麥銹病,2.2 真菌與農業(yè)生產(chǎn),正面影響 生物防治方面，真菌殺蟲劑的應用 蘇聯(lián)、法國、南非等應用蝗蟲霉（Entomophthora grylli)防治蝗蟲 中國用白僵菌（Beauveria bassiana)防治松毛蟲 美國用大鏈壺菌（Lagenidium giganteum)防治稻田的環(huán)帶庫蚊 真菌能促進植物的生長 有些真菌與植物的根結合在一起形成菌根，能分解長石、磷石、木質素等難以分解的物質作為營養(yǎng)，使石縫中長出蒼松翠柏 有些植物的種子（如天麻）需要菌根菌（蜜環(huán)菌）才能萌發(fā)、生長；同時真菌在其生長發(fā)育過程中還能分泌生長素

14、、赤霉素、異生長素(吲哚乙酸)等，促進植物的生長。,云杉芽蟲幼蟲,被真菌寄生,捕食線蟲真菌,蜜環(huán)菌與天麻,菌根：與植物共生,2.3 真菌與醫(yī)療衛(wèi)生,藥用活性 抗癌藥物，如豬苓多糖、靈芝多糖、香菇多糖等 抗菌素，如A.Fleming(1929)青霉素的發(fā)現(xiàn)，1940年由牛津大學的Florey,Abraham,Chain等應用于臨床實驗；1956年的第二個抗菌素的發(fā)現(xiàn)-頭孢霉素。 甾族的激素類藥物，如腎上腺皮質激素及各種性激素，已成為口服避孕藥的主要成分.過去這種藥物因為需要在高溫高壓下進行化學合成，生產(chǎn)是極端困難的?，F(xiàn)在利用真菌和其他微生物可以在常溫常壓下完成這些合成過程。,冬 蟲 夏 草,茯

15、苓,靈 芝,2.3 真菌與醫(yī)療衛(wèi)生,真菌病 作為病原微生物侵入人體和動物體，引起淺表組織（如皮膚、毛發(fā)和指甲等）和深部組織（如腦及神經(jīng)系統(tǒng)、肺及呼氣系統(tǒng)、骨骼、內臟等）的病變。,手癬,腳癬,真菌毒素和致癌作用 11世紀歐洲發(fā)生的麥角中毒事件 19世紀末俄羅斯東西伯利亞地區(qū)發(fā)生霉變谷物人畜中毒癥，造成中毒性白細胞缺乏病。 20世紀50年代日本的黃變米中毒癥，是由于貯藏米時含水量超過14%-15%而引起霉變所致。 美國佐治亞洲家畜食用霉變玉米而引發(fā)的急性致死性肝炎 60年代英國的火雞黃曲霉毒素中毒癥，1960年經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素的致癌作用，迄今已發(fā)現(xiàn)10余種真菌的有毒代謝物可以致癌。,毒蘑菇

16、80余種, 誤食后易引起腹鳴、嘔吐、幻覺、狂笑、精神錯亂等。,產(chǎn)生毒素：100余種，如黃曲霉毒素,使食品、貯藏物質受損。,第三節(jié) 我國真菌學的發(fā)展概況（了解）,古真菌學時期，祖先積累了豐富的真菌利用經(jīng)驗和知識，表現(xiàn)在以下方面： 釀酒：禮記、齊民要術記載了制曲釀酒的方法，宋代紅曲的出現(xiàn)是祖先制曲、釀造和菌種保藏的偉大發(fā)明和創(chuàng)造 醫(yī)藥：漢代的神農本草經(jīng)到明代李時珍的本草綱目歷代醫(yī)藥書中均有藥用真菌的記載 人工培蕈：歷史記載，人類最早栽培的蕈菌是木耳、第二個為香菇，皆起源于中國1000年前；而西歐國家最早栽培的雙孢蘑菇，于1650年起源于法國，晚于我國600多年,近代真菌時期，我國的真菌研究遠遠落后

17、于國際水平,18世紀中葉19世紀后期，西方傳教士將真菌的研究傳入中國，調查了我國自然資源并采集了大量植物和真菌標本 20世紀20年代，我國的真菌學研究開始于植物病害的研究。 1916年張祖純調查鑒定了北京地區(qū)的植物病害及病原真菌47種 對真菌的分類工作始于胡先骕先生，他編著了江西、浙江兩省的真菌采集記。,之后戴芳瀾、鄧叔群、魏景超等做了大量的研究報告，出版了許多總結性和專業(yè)性著作。如：中國真菌名錄、水稻病原手冊、中國的真菌、 中國黑粉菌、中國真菌總匯、真菌鑒定手冊等 到60年代，在真菌系統(tǒng)學研究方面，從過去的以“描述科學”為主的方式進入了“實驗真菌學”領域，我國真菌學的研究步入全面發(fā)展時期。這一時期以中國科學院微生物研究所真菌研究室的群體為代表，特別是余永年教授的研究工作對我國現(xiàn)代真菌學的研究有著重要的貢獻。,目前真菌學的研究得到了長足的發(fā)展，培養(yǎng)了一批真菌學的研究人才，建立并形成了中國真菌學專業(yè)研究隊伍。成立了中國真菌學會(1993年改為“中國菌物學會”)、組建了中國孢子植物志編輯委員會、真菌地衣系統(tǒng)學開放實驗室和出版真菌學報(1997年改為菌物系統(tǒng))等刊物，使真菌學的研究進入全方位的發(fā)展時期。 研究的領域涉及真菌的分類和資源