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[其他]生物界中的庞大类群:真菌王国的那些事 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2020-07-06
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在十亿年的演化过程中,真菌成了生存大师,它们存在之久,可找出处理每件事的最佳方法,例如致命的最佳方法,杀死敌人的最佳方法。它们有十亿年奋力求生的经验,人类能从这个神秘群体中学到很多。——纪录片《改变地球的真菌》
世界上最大的生物是什么?蓝鲸?巨型红杉?
答案可能出乎你的意料,是一种真菌!
1998年科学家在美国俄勒冈州马卢尔国家森林公园发现一处蘑菇的踪迹,其年龄约为2400—8650岁,除了部分长在地表,绝大部分都藏于地下,构成了一大块类似触须的白色菌丝体。它们沿着树根蔓延,覆盖面积达965公顷,相当于1350个标准足球场。这个巨型蘑菇就是蜜环菌,属于真菌界的担子菌门。由此可见,真菌的形态多样及复杂。
世界上最大的蜜环菌群落地理示意图 | 图源:网络



一、庞大的真菌家族

真菌是一种具真核的、产孢的、无叶绿体的真核生物,独立于动物、植物和其他真核生物,自成一界,包括霉菌、酵母、块菌以及其他人类所熟知的菌菇类。自1729年Michei首次对真菌进行分类以来,有代表性的真菌分类系统不下十多个。


在自然生态系统中,真菌是多样性最为丰富的生物类群之一,也是物种数量仅次于昆虫的世界第二大生物。全球真菌估计总数为300多万种,迄今为止科学家们只发现了其中14.4 万种。
千奇百怪的真菌 | 图源:网络



二、真菌功能强大

尽管人类对真菌的了解还只是冰山一角,但真菌对于地球的演化和人类的生活都有巨大影响。自生命出现之初,真菌一直是生物演化的驱动者,它们侵蚀岩石创造土壤,滋养植物,让地球变得青翠和生机勃勃。许多真菌对人类有益,它们可被用于抗生素、酶制剂、有机酸等物质的生产;某些真菌还可用于环境污染的治理。当然,部分有害真菌也会侵染动物、植物或者人体,引起各种真菌类疾病。
来源:《改变世界的真菌》

在农业生产中,生防真菌具有环境友好、绿色环保、安全高效、不产生抗药性等天然优点,是作物病虫害防治的有力武器。
植物病害一直是农作物优质高产的重要制约因素之一,它的病因可能是病原真菌或病原细菌,而利用生防真菌及其代谢产物对病害进行生物防治,正是目前研究的热点。生防真菌通过竞争作用、拮抗作用、诱导作物抗性和促进作物生长等机制,以菌治菌,能从根本上解决植物多种病害问题。
自然状态下的木霉生防菌 | 图源:网络

在虫害防治方面,虫生真菌(绿僵菌,白僵菌等)能侵染约200多种害虫、螨类及线虫,通过粘附、孢子萌发、穿透虫体、体内发育等机制来杀死害虫,并在害虫群体内进行传播,最终达到害虫种群“团灭”的目的。虫生真菌所具有的绿色环保,安全无药害,对有益昆虫的危害小等特点,正是新一代生物农药聚焦的热点。
绿僵菌侵染蝗虫 | 图源:慕恩生物

此外,利用微生物包衣处理种子,更是目前世界生物农业中最前沿的技术。使用分子包被技术,将各种功能性真菌(促生,防病,抗逆等等)包裹在种子表面,能够提高出苗的速度以及质量,增加植物对逆境以及病虫害的抵抗能力,呵护作物从种子到植株的整个生育周期,实现作物的稳产增产,可谓是“小投入,大收益”。


三、丰富多样的次生代谢产物

真菌之所以能够在农业生产中发挥巨大作用,其丰富多样的次生代谢产物是主要原因之一。近代科学研究发现,在各种微生物中,真菌具有最复杂、精密的基因组,是各种活性大分子、天然活性化合物的重要来源。
例如,哈茨木霉是防治土传病害使用最广泛的生防菌之一, 它能够分泌几丁质降解酶入侵病原菌菌丝内部,并将病原菌杀死。另外,它还能分泌胶霉毒素、木霉素、trichodermin、6-戊烷-比喃酮等具有抑菌杀菌作用的次生代谢产物,抑制病原菌的正常生理活动。
生防真菌对抗病原菌 | 图源:慕恩生物

拜赖青霉能分泌吲哚乙酸、赤霉素等多种活性物质参与作物生长发育,提高作物对低温、干旱、倒伏等环境的抵御能力。它还能分泌柠檬酸、草酸等酸性物质,磷酸酶、植酸酶等酶类物质,溶解土壤中的难溶性无机磷和有机磷,增加土壤肥力。
拜赖青霉解磷示意图 | 图源:网络

淡紫紫孢菌能分泌白灰菌素抑制线虫活性、分解线虫卵外壁,菌株孢子会进入线虫体内寄生。线虫一旦被寄生,不能产卵,不能孵化,形成僵体,不会再对作物产生危害。
淡紫紫孢菌对线虫进行寄生 | 图源:网络



四、真菌进化高级,与植物互利共生

真菌是地球上最早的拓荒者之一,大约十亿年前,陆生真菌就靠着从岩石中摄取矿物质来生存,它们侵蚀岩石创造土壤,为植物的出现创造了条件,并且进一步帮助植物从水边的微小生物,发展成大森林及完整的生态系。
据统计,目前全球80%的植物,都跟真菌存在共生关系,形成菌根。菌根的主要作用是扩大根系吸收面,增加植物对营养元素的吸收能力,进而达到真菌与植物互利共生的目的。
菌根 | 来源:《改变世界的真菌》

植物内生菌又是另一种共生互惠关系,内生真菌普遍存在于高等植物中。植物为其提供光合产物和矿物质;内生菌的代谢产物则能刺激植物的生长发育,提高宿主植物对生物胁迫和非生物胁迫的抵抗能力。目前,植物内生菌已成为生物防治中极具潜力的微生物农药、微生物菌剂的候选菌株。


五、微生物养活世界

在今天,人们面临着环境恶化、人口增长等一系列严峻的考验。据联合国保守估计,到2050年,全球人口可能达到90亿。要供养这样庞大数量的人口,挑战是空前的,因为这大大超出了当前全球粮食生产的能力。虽然转基因技术和化学物质给农业带来“量”的飞跃,但同时也带来了对“质”的疑问。而这一大难题的突破口,可能就在这一群不起眼却数量庞大的微生物上,特别是真菌类微生物。
图源:网络

慕恩生物从成立之初,一直致力于对生防真菌的发掘和开发应用。作为作物功能菌的开拓者,我们希望通过自然真菌的力量,推动中国乃至全球农业的绿色可持续发展,以实现“微生物养活世界”。
声明:上述文章为【慕恩农业】原创,如需转载请微信扫描联系我们授权。


 
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只看该作者 沙发  发表于: 2020-07-06
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