生物界中的龐大類群：真菌王國的那些事

在十億年的演化過程中，真菌成了生存大師，它們存在之久，可找出處理每件事的最佳方法，例如致命的最佳方法，殺死敵人的最佳方法。它們有十億年奮力求生的經驗，人類能從這個神秘群體中學到很多。——紀錄片《改變地球的真菌》

世界上最大的生物是什麼？藍鯨？巨型紅杉？

答案可能出乎你的意料，是一種真菌！

1998年科學家在美國俄勒岡州馬盧爾國家森林公園發現一處蘑菇的蹤跡，其年齡約為2400—8650歲，除了部分長在地表，絕大部分都藏於地下，構成了一大塊類似觸鬚的白色菌絲體。它們沿著樹根蔓延，覆蓋面積達965公頃，相當於1350個標準足球場。這個巨型蘑菇就是蜜環菌，屬於真菌界的擔子菌門。由此可見，真菌的形態多樣及複雜。

世界上最大的蜜環菌群落地理示意圖 | 圖源：網絡

一、龐大的真菌家族

真菌是一種具真核的、產孢的、無葉綠體的真核生物，獨立於動物、植物和其他真核生物，自成一界，包括黴菌、酵母、塊菌以及其他人類所熟知的菌菇類。自1729年Michei首次對真菌進行分類以來，有代表性的真菌分類系統不下十多個。

在自然生態系統中，真菌是多樣性最為豐富的生物類群之一，也是物種數量僅次於昆蟲的世界第二大生物。全球真菌估計總數為300多萬種，迄今為止科學家們只發現了其中14.4 萬種。

千奇百怪的真菌 | 圖源：網絡

二、真菌功能強大

儘管人類對真菌的了解還只是冰山一角，但真菌對於地球的演化和人類的生活都有巨大影響。自生命出現之初，真菌一直是生物演化的驅動者，它們侵蝕巖石創造土壤，滋養植物，讓地球變得青翠和生機勃勃。許多真菌對人類有益，它們可被用於抗生素、酶製劑、有機酸等物質的生產；某些真菌還可用於環境汙染的治理。當然，部分有害真菌也會侵染動物、植物或者人體，引起各種真菌類疾病。

來源：《改變世界的真菌》

在農業生產中，生防真菌具有環境友好、綠色環保、安全高效、不產生抗藥性等天然優點，是作物病蟲害防治的有力武器。

植物病害一直是農作物優質高產的重要制約因素之一，它的病因可能是病原真菌或病原細菌，而利用生防真菌及其代謝產物對病害進行生物防治，正是目前研究的熱點。生防真菌通過競爭作用、拮抗作用、誘導作物抗性和促進作物生長等機制，以菌治菌，能從根本上解決植物多種病害問題。

自然狀態下的木黴生防菌 | 圖源：網絡

在蟲害防治方面，蟲生真菌（綠僵菌，白僵菌等）能侵染約200多種害蟲、蟎類及線蟲，通過粘附、孢子萌發、穿透蟲體、體內發育等機制來殺死害蟲，並在害蟲群體內進行傳播，最終達到害蟲種群「團滅」的目的。蟲生真菌所具有的綠色環保，安全無藥害，對有益昆蟲的危害小等特點，正是新一代生物農藥聚焦的熱點。

綠僵菌侵染蝗蟲 | 圖源：慕恩生物

此外，利用微生物包衣處理種子，更是目前世界生物農業中最前沿的技術。使用分子包被技術，將各種功能性真菌（促生，防病，抗逆等等）包裹在種子表面，能夠提高出苗的速度以及質量，增加植物對逆境以及病蟲害的抵抗能力，呵護作物從種子到植株的整個生育周期，實現作物的穩產增產，可謂是「小投入，大收益」。

三、豐富多樣的次生代謝產物

真菌之所以能夠在農業生產中發揮巨大作用，其豐富多樣的次生代謝產物是主要原因之一。近代科學研究發現，在各種微生物中，真菌具有最複雜、精密的基因組，是各種活性大分子、天然活性化合物的重要來源。

例如，哈茨木黴是防治土傳病害使用最廣泛的生防菌之一, 它能夠分泌幾丁質降解酶入侵病原菌菌絲內部，並將病原菌殺死。另外，它還能分泌膠黴毒素、木黴素、trichodermin、6-戊烷-比喃酮等具有抑菌殺菌作用的次生代謝產物，抑制病原菌的正常生理活動。

生防真菌對抗病原菌 | 圖源：慕恩生物

拜賴青黴能分泌吲哚乙酸、赤黴素等多種活性物質參與作物生長發育，提高作物對低溫、乾旱、倒伏等環境的抵禦能力。它還能分泌檸檬酸、草酸等酸性物質，磷酸酶、植酸酶等酶類物質，溶解土壤中的難溶性無機磷和有機磷，增加土壤肥力。

拜賴青黴解磷示意圖 | 圖源：網絡

淡紫紫孢菌能分泌白灰菌素抑制線蟲活性、分解線蟲卵外壁，菌株孢子會進入線蟲體內寄生。線蟲一旦被寄生，不能產卵，不能孵化，形成僵體，不會再對作物產生危害。

淡紫紫孢菌對線蟲進行寄生 | 圖源：網絡

四、真菌進化高級，與植物互利共生

真菌是地球上最早的拓荒者之一，大約十億年前，陸生真菌就靠著從巖石中攝取礦物質來生存，它們侵蝕巖石創造土壤，為植物的出現創造了條件，並且進一步幫助植物從水邊的微小生物，發展成大森林及完整的生態系。

據統計，目前全球80%的植物，都跟真菌存在共生關係，形成菌根。菌根的主要作用是擴大根系吸收面，增加植物對營養元素的吸收能力，進而達到真菌與植物互利共生的目的。

菌根 | 來源：《改變世界的真菌》

植物內生菌又是另一種共生互惠關係，內生真菌普遍存在於高等植物中。植物為其提供光合產物和礦物質；內生菌的代謝產物則能刺激植物的生長發育，提高宿主植物對生物脅迫和非生物脅迫的抵抗能力。目前，植物內生菌已成為生物防治中極具潛力的微生物農藥、微生物菌劑的候選菌株。

五、微生物養活世界

在今天，人們面臨著環境惡化、人口增長等一系列嚴峻的考驗。據聯合國保守估計，到2050年，全球人口可能達到90億。要供養這樣龐大數量的人口，挑戰是空前的，因為這大大超出了當前全球糧食生產的能力。雖然轉基因技術和化學物質給農業帶來「量」的飛躍，但同時也帶來了對「質」的疑問。而這一大難題的突破口，可能就在這一群不起眼卻數量龐大的微生物上，特別是真菌類微生物。

圖源：網絡

慕恩生物從成立之初，一直致力於對生防真菌的發掘和開發應用。作為作物功能菌的開拓者，我們希望通過自然真菌的力量，推動中國乃至全球農業的綠色可持續發展，以實現「微生物養活世界」。