原核微生物物種多樣性
中國地域遼闊,地形、氣候、土壤和植被等自然條件極為複雜多樣,這些決定了中國微生物物種群必然豐富多彩,但是由於中國微生物資源尚未進行全面調查研究,目前在中國科學院微生物菌種保藏中心(非醫學微生物保藏中心)保藏的細菌60屬,266種,2003株,其中絕大部分是從各省土壤、水域和動、植物樣品中分離獲得的,有一定代表性,在工農業生產中使用能增產的菌株。
40多年來,中國有關研究單位曾對一些具有重要生態意義、經濟價值和社會效益的原核類群進行了比較系統的調查研究,現根據調查結果簡述如下:
1、放線菌
目前國際上已經描述和發表的放線菌近60個屬、2000多種,中國已對40個屬中的一部分種進行過分類研究,現保藏有36個屬,450種,1332個菌株;其中8個屬是中國研究工作者描述和建立的,它們是類鏈黴菌屬(Streptomycoides)、小鏈孢菌屬(Microstreptospora)、異壁放線菌屬(Actinoallotaichus)、三歧泡菌屬(Trichotomous)、雙孢放線菌屬(Actinobispora)、遊動四孢菌屬(Planotetraspora)、動孢鏈黴菌(Streptoplanospora)和白黃孢囊菌屬(Cathayosporangium)。它們具有科學和應用價值。
2、Frankia-共生固氮放線菌
Frankia是一類能與許多木本植物共生的結瘤固氮的放線菌,與這類菌共生的寄主植物廣泛分布於世界各地,1978年組織了多學科協作研究,開展了全國放線菌結瘤植物調查,查明中國有6個屬44個種的樹木與放線菌共生結瘤固氮,其中19種是國際上未報導的新記錄種。
3、根瘤菌
根瘤菌與豆科植物共生結瘤是陸生生態系統中最重要的供氮體系,它們在所有固氮體系中固氮作用最強,全世界估計有18000~9000種豆科植物,中國已記錄了1500種。絕大多數豆科植物能與根瘤菌共生結瘤固氮。目前國際上已描述的根瘤菌有4屬15種。根據全國根瘤菌資源調查,已純化根瘤菌近2000株,並建立了一個新屬中華根瘤菌(Sinorhizobium),包括兩個新種。另外,在紫雲英結瘤的根瘤菌已定名為華癸根瘤菌(Rhizobium huakuii),從新疆乾旱地區發現一個新種定名為天山根瘤菌(Rhizobiumtianshanellse)。從大豆中分離出超慢速生長的大豆根瘤菌定名為遼寧根瘤菌(Bradyrhizo-bium liaoningense)新種,中慢生根瘤菌屬(Mesorhizobium)是在中國最近發現的一個新屬。
極端環境下的微生物
中國西北乾旱和半乾旱地區分布有許多內陸鹽湖和鹽鹼湖。這些內陸鹽湖中具有非常豐富的極端嗜鹽和極端鹼性嗜鹽菌(古細菌)以及耐鹼、耐鹽和嗜鹼微生物資源。有些鹼性菌株已經或即將用於生產。在中國的嗜鹽和鹼性嗜鹽古細菌中,除了國際公認的典型菌株外,在西北地區還發現了新的菌種,如Haloarcula aidinensis。該茵是在新疆低於海平面154m的鹽湖中發現的,細胞多形態、三角型和方型同時存在。
全國各地分布有眾多溫泉和高溫泉,待別是西南部地區溫泉尤多,溫泉中蘊藏著許多耐熱和嗜熱微生物種類,如1982年報導的嗜酸熱硫球菌屬(Sulfosphaerellus)也屬古細菌,最適生長溫度70℃。
在中國的高山雪線以上地區還發現若干耐低溫微生物。
中國豐富的極端環境中的微生物將為中國傳統微生物產業的改革提供豐富的有用微生物資源。
病 毒
中國學者對植物病毒、動物病毒、昆蟲病毒和噬菌體等生物類群進行了廣泛研究,例如中國分離純化的昆蟲病毒約佔世界報導的昆蟲病毒的14%,在植病研究中也有中國報導的新種,如中國蕃茄黃化曲葉病毒、蘋果銹病類病毒(此病毒經分子生物學研究表明與馬鈴薯塊莖病毒同源)等。中國菸草曲葉病毒和南瓜曲葉病毒均為雙生病毒,經外殼蛋白基因序列分析證明它完全不同於美國的南瓜曲葉病毒。到目前為止,不包括醫學病毒在內,中國共保藏有病毒600餘株,其中動物病毒146株、植物病毒151株、昆蟲病毒214株、噬茵體91株。
真核微生物
1、中國真核微生物的估計種數
真核微生物有粘菌、真菌和卵菌三大類。
英國、芬蘭、瑞士等國家的研究資料表明,真菌與維管束植物已知種數存在4:1至6:1的數目比例關係。中國維管束植物近30000種,若按6:1的比例推算,真菌種數可達18萬種,佔世界的15%。1982~1994年中國發表的新種共600餘種,平均每年50種,僅為全世界每年發表的新種數(1986~1990年每年平均1700種)的2%;同期發表的新記錄有1100餘種,平均每年92種,若按每年增加新種和新記錄150種計,中國需要1300年才能把全部種類調查清楚。
2、中國真核微生物的已知種數
中國已發表的粘菌、真菌和卵菌的種名數超過10000,但其中存在不少同物異名的情況,實際可承認的種約8000種左右,僅佔估計種數4%,佔全世界已知種數(70000種)的11%,其中粘菌約260種、真菌7500種,卵菌300種。
3、中國真核微生物各類群的多樣性
菌物界已知的約100個目中,半數以上在中國尚無人進行研究。在20餘個已有人進行研究的目中,大半僅涉及其中若干科或屬。海洋真菌和卵菌在中國基本上沒有資料,僅有零星的有關海洋酵母的調查報告,生活在淡水中的真菌種數僅有零星的有關卵菌(主要是水黴和腐黴)的報告。水生絲孢菌的研究剛剛起步,僅知50餘種(全世界200餘種),蟲生真菌僅知180種(全世界已知900種)。土壤真菌缺少完整數據,研究得較好的麴黴屬(Aspergillus),已知有89種(全世界已有350個名稱),青黴屬(Penicillium)約70餘種(全世界有96種)。外生菌根菌已知有29科68屬642種,其中擔子菌類22科59屬612種,子囊菌類7科9屬30種。內生菌根菌(VA菌根菌)已報導的約40種。地下菌(俗稱塊菌和假塊菌),有極高的商品價值,全世界已知1000多種,而中國已報導的僅有60餘種。其他的在植物組織內的內生真菌,寄生、共生或共棲在蜘蛛、多足類、甲殼類、水生昆蟲、海洋浮遊生物和草食哺乳動物胃裡的真菌在中國完全無人研究。
中國真菌的特有性和高度多樣性地區
中國真菌特有種十分豐富,已發表的名稱中大約有2700個是根據來自中國的模式發表的。但其中有些是同物異名或國外亦有分布。若按此數的2/3計,那麼中國的特有種大約有2000種,約佔已知種數的25%。在中國科學院微生物研究所真菌標本館保藏的1000餘個除臺灣省以外的中國模式標本中,約有40%的標本的模式產地為雲南、四川及西藏東部,其中雲南的模式標本最多,其次是海南和廣東,約佔模式標本15%。由此可見特有種最集中的地區是青藏高原東部及其東緣地區。根據該標本館資料庫的統計,中國雲南、四川及西藏東部已發現的真菌種數合計有4000種以上,約佔全國已知種數的一半。橫斷山系及其鄰近地區在中國微生物多樣性中的特殊地位是顯而易見的。
臺灣是中國物種豐富度最高的地區之一,已知有真菌4300種,約為中國已知種數的一半,且特有程度很高。就鏽菌而言,在已知的50屬400種中,特有種佔30%。
中國東喜馬拉雅地區真菌種類十分豐富,據中國科學院微生物研究所真菌標本館資料庫1992年以前的統計資料,該地區已知真菌有1118種,連同中國科學院昆明植物所隱花植物標本館的標本統計在內,實際種數可能超過1500種,約佔中國已知種數的20%。
中國北回歸線以南的廣東、海南、廣西南部及雲南的西雙版納地區屑熱帶範圍。由於中國真菌學家對這些地區研究較少,資料有限,尚缺少統計數據。
微生物受威脅狀況
毀林造成生態破壞進而殃及微生物的狀況在中國尚不清楚,目前還不可能發布《中國微生物紅皮書》。一些野生食用和藥用菌,由於過度採收造成資源日益枯竭的狀況也沒有引起重視。例如冬蟲夏草(Cordyceps sinensis),僅分布中國青藏高原高海拔地區,50年代前後年產在20000kg以上,由於嚴重濫採,產量逐年下降,真品少,摻雜不少霍克斯蟲草(Cordyceps hawkesii)或其他蟲草。「口蘑」(Tricholoma mongolicum)為著名草原野生食用茵,分布於河北北部、東北西部和內蒙等地區,曾大量出口;近年來,由於過度放牧和亂採濫收,此茵在其分布南界張家口地區已基本不見蹤影,在重要產地呼倫貝爾草原,產量也急劇下降,1991年內蒙古「口磨」幾乎沒有收購。松茸(Tricholoma matsutake)分布於中國長白山、小興安嶺及西南地區,產品遠銷日本,近年來由於過量採收,數量日趨減少。藥用馬勃類真菌,如紫色馬勃(Calvatia lilacina)等,主要出產於北方草原,同樣也出現了自然資源日益枯竭的現象。
中國微生物多樣性的保護
中國已建立的數百處自然保護區同時也為真菌提供了就地保護的良好場所。然而絕大多數現有保護區對真菌區系缺乏專門調查,缺乏真菌分布、組成特點和所受威脅的系統資料。因此,在各保護區開展真菌區系調查是中國生物多樣性保護工作中極為緊迫的任務。
發展林業是木生食用菌、藥用菌、菌根菌和地下塊菌資源可持續利用的根本保證,與此同時要實行計劃採收,以達到保護資源,林菌並舉,獲得最佳經濟效益的目的。
菌種保藏是遷地保護的一種方法。中國科學院微生物研究所菌種保藏室共保藏菌種1萬餘株。細菌、放線菌菌種保藏情況已如前述。關於真菌,計酵母菌51屬、166種、1877株;小型絲狀真菌178屬、714種、4705株;蘑菇類63屬113種662株;共計993種7244株。其他重要的菌種保藏單位尚有中國農業科學院和中國林業科學院等。目前中國菌種保藏工作跟實際需要還有很大距離,應該結合物種多樣性調查對各種野生菌進行分離、培養和保藏。
中國的微生物資源十分豐富,由於研究力量和資金等條件的限制,目前已知的種類與中國實際存在的巨大微生物物種資源是不相稱的,許多類群和地區缺乏調查資料,必須在研究人員和資金投入方面大大加強。
摘自《中國生物多樣性信息交換所網站》