好真菌·壞真菌·抗真菌

2020-12-22 大河網

  

  □記者 楊青平

  

  生物界大致可以分為人、動物、植物、真菌、細菌、病毒。我們平時常說細菌,很少說真菌,甚至把真菌也當成細菌。細菌是單個的細胞,肉眼看不見。真菌按形態可以分為酵母菌、黴菌、擔子菌。酵母菌也是單個的細胞,與細菌相似;黴菌就是「發黴的菌」,肉眼可見;擔子菌有的小如黴菌,有的大似植物,無論大小,成熟後都長出「擔子」,相當於穗子,「擔子」裡有「孢子」,相當於種子。   

  先說好真菌。酵母菌肯定是好的了。蒸饅頭、烤麵包、釀白酒、釀啤酒、釀葡萄酒等等一切發酵都需要酵母菌,酵母菌有很多種類,各種發酵所需的種類都不一樣。黴菌這名字一聽就是壞的,其實也有好的。黴菌也分很多種類,釀白酒不光需要酵母菌,也需要黴菌,酒麴就屬於黴菌,分別叫米麴黴菌、黑麴黴菌、黃麴黴菌。黃麴黴菌產生的黃麴黴毒素臭名昭著,人們便以為黃麴黴菌是毒菌,實際上黃麴黴菌在一定條件下才產生黃麴黴毒素,釀造時不產生毒素。黴菌中的青黴菌的確是壞菌,可是它分泌的青黴素卻是最著名的抗生素。要論好真菌,莫過於擔子菌,「擔子菌」是個統稱,這名字都陌生,其實說到具體的「擔子菌」人人都熟悉:例如作為藥材用的靈芝、茯苓、豬苓、冬蟲夏草、蛹蟲草;作為食用的猴頭菌、竹蓀、木耳、銀耳、香菇、蘑菇、平菇、草菇、金針菇等等。    

  再說壞真菌。有些真菌有毒,例如毒蘑菇,這不可怕,我們別隨便吃它就不會被毒害。可怕的是,有些真菌要「吃人」。因為真菌沒有葉綠體,不會進行光合作用,它是寄生菌。有的寄生於人體,從人體吸取營養,仿佛就是「吃人」,人的許多皮膚病就是真菌導致的。有的寄生於植物,就導致植物病害。植物病害的80%是真菌導致,其餘20%是細菌和病毒導致。人則相反,人的絕大多數疾病是細菌、病毒所致。寄生植物的真菌會長出菌絲,相當於「根系」,深入到細胞間隙吸取營養,它又分泌毒素,毒害植物。    

  壞真菌對農作物之害甚於昆蟲。昆蟲之害人人皆知。昆蟲之害可以防治,不得已就多使用農藥。真菌之害不種莊稼的人不知道,市場上賣的農產品都是無病的。真菌之害難以防治,已經得了真菌病是治不好的,打農藥只是為了限制它蔓延,而往往效果不理想。每一種農作物都有幾種、十幾種真菌病害,真菌病害是年年發生的,只是發病種類不同、發病程度不同、發病面積不同,哪塊田發病,減產一般都在10%左右。最嚴重是,1974年稻瘟病大流行,全國水稻減產約15%;1950年小麥銹病大流行,全國小麥減產約25%。    

  農藥防治真菌病害,不如用抗病作物品種防治。農作物品種,縱使產量很高,但是只要不抗病,這個作物品種肯定是推廣不開的。可是抗病的作物品種並不能永遠抗病,只能各領風騷沒幾年,幾年後就不抗病了。這是為什麼呢?原來,致病真菌的基因不停地發生著變異,形成一個個「品種」,一種致病真菌實際上是由多個真菌「品種」組成的,每個真菌「品種」還會發生變異。好不容易培育成功的抗病作物品種,其實只是抵抗致病真菌中的一個主力「品種」,然而道高一尺,魔高一丈,在較量之中,致病真菌中的這個主力「品種」在短暫受挫之後,一定會變異出一個更強的致病基因,來戰勝抗病作物品種;同時,致病真菌中的非主力「品種」也會繁殖數量、提高戰鬥力,去進攻抗病作物品種。猛虎不敵群狼,就這樣,一個抗病作物品種沒幾年就變成了感病品種。    

  現在,有了轉基因技術,可以培育新的轉基因抗病品種。原理如下:    

  真菌細胞壁的主要成分是幾丁質、葡聚糖。幾丁質近似於纖維素,不過,纖維素不含氮,而幾丁質含氮,所以比纖維素硬。葡聚糖是幾個葡萄糖的聚合體,既然是聚合體,就已經不是葡萄糖了,它更近似於纖維素,但是比纖維素軟。幾丁質、葡聚糖結合在一起,堅硬而柔韌。但是一物降一物,有兩種酶可以分解它們,根據酶的專一性,這兩種酶就叫幾丁質酶、葡聚糖酶。很多細菌、真菌、植物,體內都有幾丁質酶、葡聚糖酶,但是有的活性強,有的活性弱,農作物的幾丁質酶、葡聚糖酶活性尤其弱,如果活性強,不就可以分解致病真菌的細胞壁從而殺死它們嗎?「一個基因一個酶」,這是分子遺傳學定律,有此酶必有此基因,所以,控制幾丁質酶、葡聚糖酶的基因不難發現。分子遺傳學家還發現,此物種的幾丁質酶基因、葡聚糖酶基因轉入彼物種後,活性變得更強了,如果在被轉基因的前方再加一個啟動子,活性就更強。啟動子相當於「開關」和「變壓器」,能給燈泡通電,並能讓燈泡更亮。目前,已把菜豆、豇豆、木黴的控制幾丁質酶的基因、控制葡聚糖酶的基因,轉入了菸草、大豆、甜菜、馬鈴薯、西瓜、水稻等作物,這樣的抗真菌病害的轉基因品種已在生產上推廣。它們分泌的活性很強的酶,可以分解真菌的細胞壁,這如同樹木或動物被剝皮,還能活嗎?

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