第五章真核微生物—酵母菌和霉菌2

1、A Microbiology Course by Bo CHEN (e-mail: )第5章 真核微生物: 酵母菌和霉菌Eucaryotes: Yeasts and MouldsContents (内容)1 Overview of Eucaryotic Microorganisms2 The Kingdom of Fungi3 Applications of Fungi1 真核微生物概览2 真菌界3 真菌的应用Section 2 The Kingdom of Fungi(第二节 真菌界)Nutritional Types of Fungi (真菌的营养类型)Fungal Structure (

2、真菌的结构)Reproduction of Fungi (真菌的繁殖)Classification of Fungi (真菌三纲一类)根据碳源：所有真菌都是异养型异养型(heterotrophic type): Carbon source must be organic materials (有机物) 培养基中缺了有机物就不能生存Fungi are main decomposers on the earth, every naturally occurring organic material on the earth can be decomposed by some type of fun

3、gus. (真菌是地球上主要的生物降解者)2.1 Nutritional Types of Fungi根据是否需要其它活体生物提供生存环境分： Most are saprobes (腐生). A few are parasites (寄生).腐生：只需要有机物营养，但不需要其它活体生物寄生：需要有机物营养，而且需要其它活体生物(寄主)作为生存环境Examples (寄生)：菌根菌，牛肝菌，松茸2.2 Fungal StructureBasic Structure (基本结构)Structural Types of Hyphae (菌丝的结构类型)Functional Types of Hyph

4、ae (菌丝的功能类型)1. Basic Structure The basic structure of fungi (except for yeasts) is mycelia (菌丝体). Mycelia (菌丝体) are composed of hyphae (菌丝). Hypha (菌丝): hyphae (pl.), hyphal (a.) Mycelium (菌丝体): mycelia, mycelial Fungi: mycology (真菌学)Hypha 菌丝Mycelium 菌丝体aerial hyphaesubstrate hyphae2. Structural Typ

5、es of Hyphae有隔菌丝 (septate hypha) 细胞质中1-2个核，顶端细胞(生长细胞)有多个核无隔菌丝 (nonseptate hypha) 细胞质中有多个核青霉根霉假丝酵母cf. 假菌丝 (pseudohypha)不是真正的菌丝Septa: 膈膜: septa, septum Most molds have septa (多数霉菌有隔膜). Most septa have pores (孔) (多数隔膜有孔). Some septa have not pores (少数隔膜没孔).Septum(膈膜膈膜)隔膜：是膜结构而非壁结构Function of septa (隔膜的

6、功能) 结构支持：有膈菌丝强度高 保护：通过Woronin body (沃罗宁体) 堵塞横膈孔，将菌丝体受损部分隔开 分化：无隔菌丝和有孔有隔菌丝的细胞质和细胞核可从一个细胞向另一个细胞自由流动，因此一个细胞的表型不仅受自身细胞基因表达产物的控制，也受相邻细胞基因表达产物的控制，不能分化。即使无隔菌丝，产生繁殖结构时也要先产生横膈才能进行不同的分化，产生孢子Woronin body (沃罗宁体)For reference onlyFor reference only3. Functional Types of Hyphae (Rhizopus as example)(Substrate hyp

7、hae 基质菌丝)(气生菌丝)(营养菌丝) (繁殖菌丝)(孢囊孢子)(芽管)(假根)(基质)孢囊梗孢子囊根霉Surface of medium2.3 Reproduction of Fungi (真菌的繁殖)真菌的繁殖分为：Asexual Reproduction (无性繁殖) Sexual Reproduction (有性繁殖)1. Asexual Reproduction (无性繁殖) 无性繁殖：不经过两性细胞的结合，只经过营养细胞的分裂（或出芽）或营养菌丝的分化（或切割）产生新个体的过程。不涉及2个细胞核的融合（核配）和减数分裂，又叫体细胞繁殖 作用：无性繁殖一个生长季节可重复进行多次，

8、可快速产生大量个体，作用是真菌生长区域的扩张和定植无性繁殖的方式：芽殖 (budding)：体细胞出芽，芽细胞长大成新个体，酿酒酵母属(Saccharomyces)裂殖：体细胞从中间分裂，裂殖酵母属(Schizosaccharomyces)菌丝断裂：每一断片长成一新个体，霉菌1. 无性孢子：通过有丝分裂产生，孢子萌发长成新个体，霉菌，涉及细胞分化Budding of Yeasts （酵母的出芽）无性孢子的种类：分生孢子 (conidiospores or conidia)孢囊孢子 (sporangiospores)厚垣孢子 (chlamydospores)节孢子 (arthrospores)1

9、. 芽孢子 (budding spores) Asexual spores (无性孢子) are the products of mitotic division (有丝分裂) of a single parent cell.1. Conidiospores (conidia 分生孢子)青霉的扫帚状分生孢子梗及分生孢子分生孢子小梗 (一级，二级)顶囊曲霉、青霉曲霉外生孢子For reference onlyFor reference onlyConidia of A. flavus (黄曲霉的分生孢子)For reference only2. Sporangiospores (孢囊孢子)根霉分

10、：不动孢子(静孢子)和游动孢子内生孢子Fig. 5.23 on p142 A representative Zygomycota, Circinella. Note the sporangia (孢子囊), sporangiospores (孢囊孢子), and nonseptate hyphae (无隔菌丝).Chlamydospores (厚垣孢子、厚壁孢子)Budding spores (芽孢子)Arthrospores (节孢子、粉孢子)产生抗性抵御逆境2. Sexual Reproduction (有性繁殖) 有性繁殖：经过两个性细胞的结合而产生新个体的过程。两性细胞经过核配(细胞核

11、融合)、质配(细胞质融合)、减数分裂(meiosis, meiotic division)三阶段 作用：自然界中，多数真菌一个生长季节只进行一次有性繁殖，提供遗传重组机会，产生新基因型，从而产生新表型有性繁殖的方式：产生有性孢子有性孢子的类型：接合孢子 (zygospores)子囊孢子 (ascospores)担孢子 (basidiospores)1. 其它类型不常见，不作要求1. Zygospores (接合孢子) 接合菌 代表：根霉Rhizopus stolonifer (匐枝根霉，也叫黑根霉)通过减数分裂形成孢子囊匍匐菌丝Sporangium (孢子囊)接合子接合孢子囊接合孢子 (Sin

12、gle in it!)两处孢囊孢子是否一样？ 无性孢子：遗传性相同 有性孢子：遗传性不同孢子囊孢囊孢子Question ? 假根！Diploid (二倍体)!Diploid !Diploid !Haploid (单倍体) !Haploid !Mating strainsFor referenceZygospores of RhizopusLife Cycle生活周期无性阶段无性阶段有性阶段2. Ascospores (子囊孢子) 子囊菌Cup fungus (子囊菌, 盘菌)(子囊)(子实体/子囊果)(子囊孢子)接合子(不育菌丝)4-8 Ascospores per ascus (子囊), haploid (单倍体)注意核的数量！子囊果的类型(根据子囊着生方式分类)担子菌担子核配减数分裂担子担孢子双倍体diploi