《微生物子囊菌复习》课件

微生物子囊菌复习子囊菌门是真菌界中最大的门类，包含酵母、青霉和曲霉等重要微生物课程概述子囊菌定义真菌界最大门类以形成子囊和子囊孢子为特征重要性生态系统分解者工业生产核心微生物学习目标掌握基本特征子囊菌门的分类地位1子囊菌门最大真菌门2其他真菌门担子菌门、接合菌门等3真菌界子囊菌的主要特征有性生殖产生专有结构：子囊子囊内形成子囊孢子通常8个子囊孢子排列无性生殖多样化繁殖方式分生孢子常见子囊菌的生活史单倍体阶段菌丝体或孢子配子体融合形成二核体核融合形成短暂双倍体子囊形成子囊菌的细胞结构细胞壁主要成分为几丁质和葡聚糖细胞核真核生物，具有完整核膜细胞器子囊菌的营养方式腐生分解有机物获取营养寄生从宿主获取营养共生与其他生物互利共存子囊菌的生态分布70%陆地分布土壤、植物表面等环境20%水生环境淡水和海洋中都有分布10%极端环境高盐、高温、低温等子囊菌的形态多样性单细胞形式如酵母菌，圆形或椭圆形丝状体菌丝体结构，有分隔子实体复杂三维结构，产生孢子酵母菌概述1234单细胞真菌圆形或椭圆形细胞分类地位子囊菌门重要成员生态分布自然界广泛存在工业价值发酵和生物技术应用酵母菌的形态结构细胞形态圆形、椭圆形或柠檬形细胞大小直径2-8微米细胞壁主要成分为甘露聚糖和葡聚糖细胞器线粒体较多，适应发酵代谢储藏物质糖原、脂滴酵母菌的繁殖方式出芽生殖母细胞表面形成芽体裂殖生殖细胞等分裂为两个子细胞假菌丝形成出芽细胞连续连接，不完全分离有性生殖形成子囊和子囊孢子酵母菌的代表种：酿酒酵母形态特征圆形或椭圆形单细胞，有芽痕生理特性能够发酵多种糖，产生乙醇和二氧化碳工业应用酒精发酵、面包制作、生物燃料生产酵母菌的应用青霉属概述分类地位子囊菌门曲霉目青霉科生态分布土壤、空气、食物中普遍存在种类多样性超过350个已知种青霉的形态特征菌落特征绒毛状或粉末状通常为蓝绿色或灰绿色具有特殊霉味显微结构有隔菌丝分生孢子梗呈刷状分生孢子链呈辐射状排列青霉的繁殖方式无性生殖通过分生孢子进行繁殖分生孢子形成特殊的刷状分生孢子器有性生殖形成子囊果和子囊孢子青霉素的发现11928年亚历山大·弗莱明发现青霉素21939年弗洛里和钱恩纯化青霉素31945年三人共同获得诺贝尔生理学或医学奖青霉素的生物合成前体物质L-半胱氨酸、L-缬氨酸三肽形成ACV三肽合成环化形成青霉素母核侧链修饰形成不同种类青霉素青霉的其他应用食品工业蓝纹奶酪发酵干腌肉制品发酵生物防治抑制植物病原菌减少农作物病害生物转化合成类固醇生产有机酸曲霉属概述350+已知种类品种丰富多样1729年首次描述由意大利生物学家首次命名75%土壤分布率几乎所有土壤中均可检出曲霉的形态特征菌落形态绒毛状或粉末状，颜色多样显微结构分生孢子头膨大呈球形分生孢子孢子呈放射状排列，形似喷壶曲霉的繁殖方式1234无性生殖通过分生孢子传播分生孢子器顶端膨大形成球状顶囊有性生殖形成闭囊壳型子囊果子囊孢子子囊内形成8个子囊孢子黄曲霉毒素1毒性机制DNA加合物形成，引起基因突变健康危害肝毒性，致癌性污染来源谷物、坚果、香料等食品曲霉的工业应用酶制剂生产有机酸生产发酵食品其他应用白念珠菌概述分类地位子囊菌门酵母样真菌念珠菌属重要种类医学意义人体常见共生菌条件致病菌引起多种念珠菌病白念珠菌的形态特征酵母相圆形或椭圆形单细胞假菌丝相出芽细胞链状排列真菌丝相管状结构，有隔白念珠菌的致病机制粘附能力特异性粘附分子形态转换酵母相与菌丝相转换水解酶分泌分泌多种组织破坏酶免疫逃逸改变表面抗原白念珠菌感染口腔念珠菌病鹅口疮白色斑块，可擦除阴道念珠菌病外阴瘙痒白色豆腐渣样分泌物系统性感染血液播散多器官损伤白念珠菌的防治诊断显微镜检查、培养、分子诊断抗真菌药物唑类、多烯类、棘白菌素类耐药性问题药物泵、靶点变异预防措施免疫功能维护、合理使用抗生素红曲霉概述1分类地位子囊菌门，蛾黑菌目红曲霉属2历史应用中国传统发酵食品原料，有2000多年历史3主要种类红曲霉、橙曲霉、黄曲霉等红曲霉的形态特征菌落特征初为白色，后变红色或紫红色生长速度中等生长速度，7-10天布满平板菌丝有隔，宽2-5μm分生孢子单细胞，椭圆形或梨形子囊果闭囊壳型，含有8个子囊孢子红曲霉素的生物合成底物活化乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A活化聚酮合成聚酮合酶催化聚合环化多酶复合体催化环化修饰后修饰形成多种红曲色素红曲霉的应用红曲霉的安全性评估潜在风险可能产生真菌毒素：桐酮风险评估根据产品中毒素含量进行质量控制菌种筛选、发酵条件优化检测方法色谱、质谱、免疫分析法毛霉菌概述分类地位接合菌门毛霉目毛霉科与子囊菌有系统发育关系生态分布土壤、腐烂植物、粪便中常见温带地区广泛分布适应环境能力强毛霉的形态特征菌落形态棉絮状或蛛网状，生长迅速菌丝特点无隔菌丝，核多而分散孢子囊孢囊梗末端膨大形成球形孢囊毛霉的生活史无性生殖形成孢子囊和孢囊孢子1孢子萌发形成新的菌丝体2有性生殖配子囊融合形成合子囊3休眠与萌发合子囊休眠后萌发产生新菌体4毛霉的工业应用酶制剂生产淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶有机酸生产富马酸、乳酸药物转化固醇类药物生物转化生物降解塑料和石油污染物降解毛霉感染感染途径吸入孢子，伤口接触，消化道摄入易感人群免疫抑制患者，糖尿病患者临床表现鼻窦型，肺型，皮肤型，播散型子囊菌在自然界的生态作用与植物互作内生菌、菌根物质分解木质素、纤维素降解碳氮循环参与全球生物地球化学循环地衣概述复合结构真菌与藻类/蓝细菌共生体真菌主要为子囊菌生态意义先锋植物，促进岩石风化空气质量生物指示剂为其他生物提供栖息地地衣中的子囊菌子囊菌门担子菌门其他子囊菌在植物病理学中的重要性常见病害稻瘟病、小麦赤霉病、灰霉病经济损失全球每年农作物损失约20%防治策略抗病育种、化学防治、生物防治子囊菌在食品工业中的应用子囊菌在医药工业中的应用60%抗生素青霉素、头孢菌素主要来源25%免疫抑制剂环孢素、他克莫司等40%降脂药他汀类药物，如洛伐他汀子囊菌在环境治理中的应用生物降解降解石油污染物降解农药残留重金属富集吸收水体中重金属土壤修复废水处理降解有机污染物减少COD和BOD子囊菌的分子生物学研究1234基因组学全基因组测序与分析转录组学基因表达调控研究蛋白质组学蛋白质表达与功能代谢组学细胞代谢物分析子囊菌的代谢工程目标基因识别代谢途径关键基因确定基因操作过表达、敲除、外源基因导入发酵优化培养条件调整产物分析高通量筛选与表型分析子囊菌的遗传育种传统育种诱变、杂交、孢子分离分子育种原生质体融合、基因转化基因编辑CRISPR-Cas9技术应用高通量筛选自动化设备筛选优良菌株子囊菌的系统发育1形态学分类基于形态特征的传统分类2生化分类蛋白质和酶学特征比较3分子系统学rDNA、蛋白编码基因分析4全基因组比较基于全基因组序列的系统发育子囊菌的进化子囊菌的基因组学基因组大小12-60Mb，相对较小基因数量4,000-15,000个基因GC含量35-55%，种间差异大重复序列占基因组比例较低，通常<5%线粒体基因组高度可变，20-100kb子囊菌的蛋白质组学1研究方法双向电泳、质谱分析、蛋白芯片2研究内容全蛋白表达谱、翻译后修饰、蛋白互作3应用价值药物靶点发现、生物标志物识别4技术挑战细胞壁干扰、动态范围大、低丰度蛋白子囊菌的代谢组学样本制备提取细胞内外代谢物数据采集色谱-质谱联用，核磁共振数据分析代谢网络重构，通路分析子囊菌研究中的新技术单细胞测序单个细胞基因组和转录组分析CRISPR-Cas9精准基因组编辑活细胞成像实时观察细胞动态过程子囊菌与气候变化碳循环固碳与分解碳复合物森林生态系统中的关键角色对温度变化的响应分解速率受温度影响群落结构变化对CO2浓度的响应菌丝生长受影响共生关系改变子囊菌与人类健康益生菌酵母菌补充剂，肠道健康致病菌表面和系统性