好真菌·壞真菌·抗真菌

2020-12-05 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?

相關焦點

  • 「真菌王國科普系列之五」抗真菌的「彈藥庫」
    這句話同樣適用於真菌感染性疾病。真菌、細菌等微生物因為其資源豐富,代謝產物結構的多樣化及潛在的成藥能力,且許多真菌天然產物具有良好的抗腫瘤、抗菌、免疫抑制等活性,使得其成為抗真菌藥物研究和應用的重要突破方向。要研製新穎的抗真菌藥物,那必然要明白藥物是如何「解決」致病真菌的。一般來說,抗真菌藥物有兩種作用方式:直接殺死真菌細胞或阻止真菌細胞的生長和繁殖。但是它們是如何發揮作用的呢?
  • 那些新型唑類抗真菌藥物的事兒
    在抗真菌藥物中,唑類藥物是一個大家族。自從20世紀60年代末咪康唑問世以來,唑類藥物便成為臨床治療真菌感染的主要藥物。隨著耐藥的出現,需要不斷研製新型抗真菌藥,其中唑類便是一大研究熱點。
  • 新型抗真菌藥!Scynexis三萜化合物ibrexafungerp治療真菌感染III期...
    ibrexafungerp是一種實驗性抗真菌藥,也是結構獨特的葡聚糖合成酶抑制劑類抗菌藥三萜(triterpenoids)中的首個代表。ibrexafungerp結合了葡聚糖合成酶抑制劑的良好活性以及口服和靜脈注射給藥的潛在靈活性。目前,該藥正開發用於治療假絲酵母(Candida)和麴黴屬引起的真菌感染。
  • 預防抗真菌藥物不良反應,這樣做就對了!
    近年來,真菌逐漸成為引起人類感染的常見病原體之一,但隨著抗真菌藥的應用,其不良反應的報導逐漸增多,因此我們有必要認識了解抗真菌藥物的不良反應,從而預防此類藥物不良反應的發生。
  • 新型抗侵襲性真菌感染藥物研究進展
    作者:劉sir近年來,由侵襲性真菌感染而導致的發病率逐年上升,但是抗侵襲性真菌感染的新藥研發卻十分緩慢,臨床上安全有效的品種也不多,主要是唑類、多烯類以及棘白菌素類三種。現有的藥物種類明顯不足,並且受到真菌耐藥性和毒副作用等因素的制約,因此,新型抗真菌藥物的研發需求越來越迫切。
  • 內生真菌,直教作物大變樣
    我國接連發現禾本科植物內生真菌新種,這可能有助於作物抗逆品種選育 去冬今春,我國北方的大面積乾旱讓公眾對作物抗乾旱、抗病蟲害研究有了更多的關注,作物抗逆研究的重要性也逐漸被人們所認識。通常,進行作物抗逆研究的主要途徑是轉基因技術,而南京農業大學教授王志偉課題組在對禾本科植物內生真菌的生物學特性和進化規律研究後認識到:利用禾本科植物和內生真菌互利共生的特性,也有可能達到作物抗逆品種選育的目的。
  • 菌根及菌根真菌介紹
    早在19世紀中期,很多學者就已經發現在水晶蘭的根上都包圍著一層稠密的真菌菌絲。1881年,俄國學者Kamineksi指出水晶蘭上的真菌可為植物提供營養,是一種共生體。之後,一些研究者在松樹等植物的根部也發現了類似的現象,並且發現根部長有真菌的植物長勢較好。1885年,菌根學的奠基人德國科學家Frank發現一些真菌菌絲可與樹木根系共生結合,其將此類共生體命名為「菌根」。
  • 真菌或與炎症性腸病發展有關_炎症性腸病_真菌_腸道微生態_醫脈通
    一、真菌在消化道中的正常定植真菌是人類腸道微生物中的重要組成成員,分為共生真菌與寄生真菌兩類,不同真菌對宿主健康的影響也各不相同。由於在消化道微生物中細菌在數量上佔據絕對優勢,多年以來,人們對細菌的研究居多,而對真菌重視不足。
  • 上海醫學真菌分子生物學重點實驗室「病原真菌醫學檢驗中心」揭牌
    關注我們 10月12日上午,上海醫學真菌分子生物學重點實驗室「病原真菌醫學檢驗中心」在我院揭牌,中國真菌研究方面兩位領軍人物——中國工程院院士廖萬清和中國工程院院士陳洪鐸悉數到場,這意味著浦東新區具備了病原真菌檢驗能力。
  • 抗真菌藥物有何新突破?看看這4家生物公司
    ,但由於耐藥性的問題以及現有抗真菌藥物的有限性,因此依然需要儘快開發新的抗真菌藥物,為患者提供更多的治療選擇。今天,我們特別關注抗真菌藥物的發展情況,共同討論抗真菌藥物的限制與挑戰,並介紹 4 家研發新型抗真菌藥物的生物技術公司。希望本文能夠為相關的產業人士和諸位讀者帶來一些啟發和幫助。
  • 挖掘蟲生真菌中的寶藏
    這兩篇綜述重點關注了2014年至2019年間該領域的研究成果,全面總結了蟲生真菌重要活性化合物和以基因組為工具研究次級代謝產物生物合成的最新進展。、35種非核糖體肽、48種萜烯、11種生物鹼、9種甾醇、5種吡啶酮等,其中,172種為新化合物,80種具有抗生素、抗癌細胞、抗瘧等生物活性。
  • 恐怖的殭屍真菌,神秘的冬蟲夏草,真菌也能殺死動物?
    一說到真菌,人們大多數想到的是蘑菇、靈芝等生物,它們在我們的印象中和植物一樣,不怎麼會動,也不具有什麼攻擊力,一般對動物的影響也是誤食後的食物中毒、致幻等狀況。但接下來我們要介紹的這類真菌,它們會在昆蟲的身體內成長,它們能將昆蟲變為一個軀殼,甚至能控制昆蟲的大腦,將它們變成一具「喪屍」。那麼,來一起看看這兩種駭人聽聞的「殺手」真菌吧。
  • 「真菌王國科普系列之六」真菌基因編輯基礎——遺傳轉化
    目前臨床上廣泛使用的青黴素、降血脂藥物洛伐他汀、以及免疫抑制劑環孢菌素等均來自真菌次級代謝產物或衍生物。進入新世紀以來,真菌中發現的活性天然產物已成為微生物活性化合物的主要來源。自然界中的真菌(圖片來源於網絡)隨著越來越多真菌基因組測序的完成,為我們從分子水平上揭示基因的功能提供了條件。然而由於真菌基因組相對較大,細胞結構複雜,大部分真菌缺乏有性階段,基因操作困難,嚴重阻礙了真菌遺傳學的研究。
  • 超級真菌來襲,但並非超級可怕
    超級真菌具有極強抗藥性來源尚不明確 黃廣華在接受科技日報記者採訪時表示,耳念珠菌具有超強耐藥性和高達60%的血液感染死亡率,因此被稱為 「超級真菌」。 此外,還發現硫酸銅對「超級真菌」具有很強的生長抑制效果,該發現為醫院內感染防治提供了新途徑。另外,在對小鼠和大蜡螟感染模型研究中發現,「超級真菌」中國分離株在毒性方面比臨床上常見的白色念珠菌弱。但在42℃高溫下,仍然可以分泌大量的毒性因子胞外蛋白酶。 周澤奇說,部分耳念珠菌的臨床菌株,用當前抗真菌藥物完全無法控制。
  • 中藥材黃芩創新研究首獲其抗真菌譜
    經過三年的實驗研究,甘肅科研人員找到了黃芩中抑制假絲酵母菌的有效成分,並對有效活性成分提取、純化,首次獲得抗真菌譜。甘肅省科技廳7月3日發布消息稱,該項研究對中藥中抗菌活性物質抑菌作用進行了量化分析,為中藥材用於真菌感染的治療,開發具有毒副作用少、使用安全、患者容易接受、價格低廉等優點的中成藥做了創新性探索。
  • 真菌是一類什麼樣的生物呢?真菌究竟是植物還是動物呢?
    你可能會在一些舊的教科書或科普書中看到真菌屬於植物,但現在一些較新的教科書或科普書籍將真菌與植物分開,認為真菌不屬於植物。很多人對此很困惑。真菌不同於上述動植物。如果沒有葉綠素,它們就不能進行光合作用,但它們都有細胞壁,大部分不能運動。相對而言,真菌和植物的關係更為密切,因此林奈屬植物也包括了真菌。同時,由於真菌不產生種子,只靠孢子繁殖,過去,真菌和其他不產種子、不靠孢子繁殖的藻類、苔蘚植物和蕨類植物統稱為孢子植物。長期以來,人們根據林奈的兩個系統將真菌視為植物。在植物學教科書、自然教科書和一些科普書籍中,真菌也被定義為植物。
  • 真菌是一類什麼樣的生物呢?真菌究竟是植物還是動物呢?
    關於真菌的故事很多,但離我們不遠。是植物,還是動物我們每天都和真菌打交道,比如做麵包或饅頭的酵母,釀酒用的釀酒酵母,提取青黴素的青黴素,剩菜的毛黴,以及我們吃的各種蘑菇,如真菌、香菇和平菇。那麼真菌是什麼樣的有機體呢?真菌是植物還是動物?
  • 內生真菌與植物防禦機制的關係
    另一方面,內生菌在植物應對外界環境的應激耐受性(包括抗旱、抗病蟲害及對病原體拮抗等)、宿主植物的生長、宿主植物中的有效活性成分的產生等方面產生重要影響。植物內生真菌可以通過多樣化途徑來增強植物體的營養生理和抗性機能,黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所肖佳雷、來永才等人對內生真菌與植物的防禦機制的研究進展進行了深入地探討。
  • 初識科學-真菌(Fungus)
    真菌不同於動物,植物和細菌,自稱一界。主要有酵母菌,黴菌,塊菌(蘑菇)和其它菌。目前發現的真菌有超過10萬種。 真菌的尺寸:真菌的大小變化非常大,從幾微米到地球上最大的生物體都有。真菌分為單細胞和多細胞菌類。單細胞真菌較小,如酵母菌,其大小約為2-13微米。 真菌的組成結構:真菌屬於真核生物,具有複雜的細胞結構,如細胞壁,細胞膜,細胞質,細胞核,以及細胞器(如,線粒體,高爾基體,內質網等)。 真菌沒有和植物一樣的葉綠體。所以不能通過光合作用合成自己需要的營養物質。真菌只能通過降解周圍的物質來獲取營養物質。
  • 細胞培養之真菌,細菌的防治
    然後先用10倍雙抗的PBS洗滌細胞5-10次, 然後用5倍雙抗的完全培養洗滌細胞3次以上,再加上含雙倍的G/A溶液放培養箱培養,一個小時後換液,持續4個小時後,再加上正常培養細胞所需的抗生素,過夜,到最終確定細胞沒有任何汙染物,因此時細胞受損過大,建議優化培養基方式(血清提高2%-5%)或者立即凍存細胞,一個月後復甦。