真菌學(xué)發(fā)展史

本章內(nèi)容第一節(jié)真菌學(xué)的發(fā)展史第二節(jié)真菌與人類的關(guān)系第三節(jié)我國真菌學(xué)的發(fā)展概況第1頁/共52頁第一頁，共53頁。第一節(jié)真菌學(xué)的發(fā)展史

真菌的系統(tǒng)研究至今約有300年的歷史，但是它被人類所認(rèn)識(shí)和利用已經(jīng)有幾千年之久。在漫長的歷史中，真菌學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)主要的時(shí)期。我國真菌學(xué)家余永年教授在他的著名論文《真菌學(xué)的二百五十年》中，將真菌學(xué)發(fā)展史分為4個(gè)時(shí)期，即前真菌學(xué)階段(B.C.5000-A.D.1700)，古真菌學(xué)階段(1701-1850)、近代真菌學(xué)階段(1851-1950)和現(xiàn)代真菌學(xué)階段(1951-現(xiàn)在)。第2頁/共52頁第二頁，共53頁。在周與良和邢來君編著的《真菌學(xué)》(1986)一書中，依據(jù)余永年教授的歷史劃分而修改為3個(gè)時(shí)期:古代真菌學(xué)時(shí)期(―1860)近代真菌學(xué)時(shí)期(1860―1950)現(xiàn)代真菌學(xué)時(shí)期(1951―)

第3頁/共52頁第三頁，共53頁。1.1古代真菌學(xué)時(shí)期(―1860)國內(nèi)（食用、藥用價(jià)值）6000~7000年前的仰韶文化時(shí)期，我們的祖先已大量采食蘑菇我國的釀酒史可能始于7000~8000年前的新石器時(shí)期南宋陳松玉的《菌譜》（公元1245年）和明代潘之恒的《廣菌譜》（公元1500年）分別記載描述了11種食用菌和19種真菌。真菌直接入藥是我國利用真菌的一大發(fā)明。公元100-200年最早的藥物書《神農(nóng)本草經(jīng)》及歷代其他本草書中記載了多種真菌的藥用價(jià)值，如茯苓、豬苓、靈芝、木耳等第4頁/共52頁第四頁，共53頁。茯苓:

其菌核是傳統(tǒng)的中藥材。性干,味甘,入心、脾、肺、腎經(jīng)。具有利水滲透濕、健脾和胃、寧心安神等功能,是中藥“八珍”之一。豬苓：其菌核有利尿、抗腫瘤、提高細(xì)胞免疫力、保護(hù)肝臟、抗輻射作用

,幾乎無任何毒副作用。臨床應(yīng)用于配合肺癌患者的化療,對(duì)病毒性肝炎患者療效顯著。靈芝：子實(shí)體中藥效成分是有機(jī)鍺、多糖和多種三萜類化合物。長期服用能改善血液循環(huán),使血流暢通,紅血球攜氧功能增強(qiáng),促進(jìn)新陳代謝,延緩衰老,排毒等功效。對(duì)高血壓、血管硬化、腦血栓、氣管炎及癌癥均有療效第5頁/共52頁第五頁，共53頁。國外（真菌分類的研究）英國的Ray(1684-1704)是西方較早用簡單的描述語言研究真菌的科學(xué)家其次是Magnol(1689)和Tournefort(1694),前者將真菌分類以形態(tài)性狀作為分類的基礎(chǔ)，后者以屬名命名隨加特征描述和繪圖的方法，將真菌分為6組.Micheli(1679-1737)是第一個(gè)利用顯微鏡研究真菌的學(xué)者，在1729年出版的《植物新種屬》提出了真菌分類的檢索表。荷蘭人Persoon著有《真菌綱要》、《歐洲真菌》所采用的真菌分類和研究方法及瑞典人Fries對(duì)大型真菌的分類作出的貢獻(xiàn)，為后期真菌的研究奠定了重要的基礎(chǔ)第6頁/共52頁第六頁，共53頁。1.1古代真菌學(xué)時(shí)期(―1860)

此時(shí)期人類對(duì)真菌的存在有一定的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行了應(yīng)用和簡單的分類。主要依據(jù)易于識(shí)別的宏觀形態(tài)來鑒別真菌，建立了簡單的描述語言。研究成果的特點(diǎn)第7頁/共52頁第七頁，共53頁。1.2近代真菌學(xué)時(shí)期(1860―1950)1859年達(dá)爾文發(fā)表《物種起源》后，德國人De.Bary第一個(gè)把進(jìn)化論概念引入真菌分類。先后出版了《黑粉菌》和《地衣》等專著；1866年發(fā)表的《真菌的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)》提出的分類系統(tǒng)是按照進(jìn)化順序排列的，并對(duì)真菌的起源和進(jìn)化進(jìn)行研究，并創(chuàng)立了“單元論”假說Raulin和Wilders最早研究真菌的生理學(xué)，分別指出了Zn元素、生物素、硫胺素、肌醇等對(duì)真菌生長的影響，奠定了真菌營養(yǎng)生理的基礎(chǔ)第8頁/共52頁第八頁，共53頁。真菌遺傳方面的研究

Blakeslee(1904)首先在毛霉目中發(fā)現(xiàn)了異宗配合的現(xiàn)象，后被多個(gè)科學(xué)家在其他真菌中所證實(shí)研究了真菌的細(xì)胞遺傳，如伴性遺傳、致死因子、染色體交換等在對(duì)脈孢菌遺傳性狀研究的基礎(chǔ)上，用人工方法誘變獲得營養(yǎng)缺陷型突變株，推動(dòng)了遺傳和代謝的研究Beadle(1945)在此基礎(chǔ)上提出了“一個(gè)基因一種酶”的學(xué)說，為整個(gè)遺傳學(xué)的研究開辟了生化遺傳學(xué)的新領(lǐng)域。第9頁/共52頁第九頁，共53頁。1.2近代真菌學(xué)時(shí)期(1860―1950)1.這一時(shí)期的真菌分類工作主要是對(duì)大量新種的描述以及以往資料的收集和整理。如，意大利的真菌學(xué)家Saccardo用拉丁文將全世界已發(fā)表的真菌編成25卷的巨著《真菌會(huì)刊》2.由于生物進(jìn)化論的發(fā)現(xiàn)和顯微鏡的發(fā)明，真菌學(xué)研究進(jìn)入細(xì)胞形態(tài)的觀察，并以形態(tài)特征為依據(jù)進(jìn)行反映自然系統(tǒng)的分類工作，同時(shí)以進(jìn)化論的觀點(diǎn)研究生物的遺傳性狀和生理性狀。研究成果的特點(diǎn)第10頁/共52頁第十頁，共53頁。1.近50年，新技術(shù)的普遍應(yīng)用和各門學(xué)科的互相滲透推動(dòng)真菌學(xué)的迅速發(fā)展例1，電子顯微鏡的發(fā)明以及電鏡新技術(shù)，如冰凍蝕刻、立體掃描等技術(shù)的應(yīng)用，為真菌學(xué)由細(xì)胞水平進(jìn)入分子水平的研究創(chuàng)造了良好的條件。電子顯微鏡可觀察到真菌的細(xì)微結(jié)構(gòu)和亞顯微結(jié)構(gòu)，如鞭毛的9+2結(jié)構(gòu)，脈胞菌細(xì)胞壁的四層結(jié)構(gòu)等1.3現(xiàn)代真菌學(xué)時(shí)期(1951―)第11頁/共52頁第十一頁，共53頁。鞭毛的9+2結(jié)構(gòu)每根鞭毛的外面都有一層膜，膜內(nèi)有11根纖絲，其中9根較大的周圍纖絲包圍著兩根較細(xì)的位于中心的纖絲。第12頁/共52頁第十二頁，共53頁。A:最外層是無定形葡聚糖;B:糖蛋白形成的粗糙的網(wǎng),埋在蛋白基質(zhì)中；C:蛋白質(zhì)層；D：最內(nèi)層是放射狀排列的幾丁質(zhì)微纖絲層；E:細(xì)胞膜第13頁/共52頁第十三頁，共53頁。2.近30年，化學(xué)和生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使真菌在生物合成途徑、比較酶學(xué)、胞壁成分、核酸及堿基比例、核酸的分子雜交和基因結(jié)構(gòu)表達(dá)等方面研究有迅速的發(fā)展第14頁/共52頁第十四頁，共53頁。3.現(xiàn)代真菌學(xué)時(shí)期(1951―)3.醫(yī)藥健康方面的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用廣譜抗生素、免疫抑制劑和激素的長期使用，導(dǎo)致真菌系統(tǒng)病的不斷出現(xiàn)，其中許多是條件致病菌，進(jìn)一步的研究改變了真菌只能引起“疥癬之疾”而不受重視的局面真菌的藥用價(jià)值日益受到重視，在當(dāng)前的抗癌藥物篩選中，已發(fā)現(xiàn)40個(gè)屬的真菌發(fā)酵物具有抗癌活性，主要是真菌多糖和萜烯類化合物負(fù)面影響：真菌毒素的毒性和致癌作用亦引起重視如目前已知200多種的真菌毒素中，至少有10多種可引起人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物致癌，如黃曲霉毒素、雜色曲霉素等

第15頁/共52頁第十五頁，共53頁。4.真菌的分類以進(jìn)化論為理論基礎(chǔ)，近30年呈現(xiàn)百家爭鳴的局面，出現(xiàn)了許多新的分類系統(tǒng)，如Whittaker（1969）的五界系統(tǒng)；Cavalier-Smith(1988-1989）生物八界系統(tǒng)等（詳述后面章節(jié)）。5.菌蕈學(xué)（MushroomScience)-----新興應(yīng)用真菌現(xiàn)代學(xué)科

包括菌種培育、堆肥制備、段木準(zhǔn)備和栽培管理等1.3現(xiàn)代真菌學(xué)時(shí)期(1951―)第16頁/共52頁第十六頁，共53頁。6.真菌遺傳學(xué)的研究

通過電泳核型分析對(duì)絲狀真菌中具有重要應(yīng)用價(jià)值的菌株的染色體基因組分離成完整染色體帶，從而獲得染色體的數(shù)目和基因組的大小.研究了近40個(gè)屬的真菌，為其基因雜交定位和基因作圖研究提供了遺傳背景.70年代發(fā)展起來的絲狀真菌原生質(zhì)體融合技術(shù)為真菌遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和重組提供了方便和有效的方法，使種間甚至屬間雜交成為可能.第17頁/共52頁第十七頁，共53頁。1.3現(xiàn)代真菌學(xué)時(shí)期(1951―)真菌學(xué)研究在這一時(shí)期有了較全面的發(fā)展。無論是在真菌的細(xì)微結(jié)構(gòu)、生理生化、遺傳變異、DNA重組，還是醫(yī)學(xué)真菌、藥用真菌、食用菌、真菌毒素以及系統(tǒng)分類諸方面都進(jìn)入了快速地全面發(fā)展時(shí)期第18頁/共52頁第十八頁，共53頁。第二節(jié)真菌與人類的關(guān)系

1.真菌的工業(yè)應(yīng)用2.真菌與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)3.真菌與醫(yī)療衛(wèi)生第19頁/共52頁第十九頁，共53頁。2.1真菌的工業(yè)利用

甘油發(fā)酵是真菌工業(yè)利用的一個(gè)最早事例

目前美國仍采用耐高滲酵母大規(guī)模生產(chǎn)甘油有機(jī)酸的工業(yè)生產(chǎn)-----采用真菌發(fā)酵的方法

如食品添加劑的檸檬酸、乳酸、葡萄糖酸、蘋果酸等酶制劑工業(yè)，550種酶制劑有1/3是真菌生產(chǎn)

如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶食品工業(yè)-----真菌發(fā)酵制備各種調(diào)味品及食用菌的栽培和食用

調(diào)味品：醬油、腐乳、豆瓣、食醋及各種名酒等食用菌：各種蘑菇、銀耳、木耳、猴頭等第20頁/共52頁第二十頁，共53頁。

酵母菌與人類第21頁/共52頁第二十一頁，共53頁。

曲霉是做醬、釀酒、制醋的主要菌種第22頁/共52頁第二十二頁，共53頁。毛霉的用途:生產(chǎn)有機(jī)酸、生產(chǎn)酶制劑、生產(chǎn)腐乳、豆豉第23頁/共52頁第二十三頁，共53頁。食用菌：香菇、平菇、草菇、羊肚菌、口蘑、松口蘑、木耳、銀耳、猴頭菌等。草菇羊肝菌第24頁/共52頁第二十四頁，共53頁。

長裙竹蓀第25頁/共52頁第二十五頁，共53頁。

猴頭菌第26頁/共52頁第二十六頁，共53頁。

金針菇第27頁/共52頁第二十七頁，共53頁。

美味牛肝菌第28頁/共52頁第二十八頁，共53頁。

蒙古口蘑第29頁/共52頁第二十九頁，共53頁。

銀耳第30頁/共52頁第三十頁，共53頁。香菇第31頁/共52頁第三十一頁，共53頁。

真菌在其他工業(yè)也有廣闊的前景單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)造紙工業(yè)的紙漿發(fā)酵紡織工業(yè)的織物退漿石油工業(yè)的石油脫蠟負(fù)面影響：真菌常引起食品（如蔬菜、水果、谷物等）的霉變和工業(yè)產(chǎn)品的霉腐變質(zhì)第32頁/共52頁第三十二頁，共53頁。2.2真菌與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

負(fù)面影響：真菌所引起的植物病害，在歷史上曾給人類帶來嚴(yán)重災(zāi)難

1845年歐洲流行馬鈴薯疫病(potatolateblight)，5/6馬鈴薯被毀。愛爾蘭死亡人數(shù)約為100萬，164萬人逃荒到北美

1943年發(fā)生在孟加拉國的稻胡麻斑病（ricebrownspot),水稻顆粒無收，引起饑饉，200萬人死亡我國1950年北方發(fā)生的小麥銹病，小麥減產(chǎn)60億千克；1952年棉花真菌病害，損失籽棉達(dá)800萬千克第33頁/共52頁第三十三頁，共53頁。卵菌綱的致病疫霉引發(fā)的馬鈴薯晚疫病半知菌類的平臍蠕孢屬引發(fā)稻胡麻病第34頁/共52頁第三十四頁，共53頁。擔(dān)子菌的柄銹菌引發(fā)小麥銹病第35頁/共52頁第三十五頁，共53頁。2.2真菌與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

正面影響生物防治方面，真菌殺蟲劑的應(yīng)用蘇聯(lián)、法國、南非等應(yīng)用蝗蟲霉（Entomophthoragrylli)防治蝗蟲中國用白僵菌（Beauveriabassiana)防治松毛蟲美國用大鏈壺菌（Lagenidiumgiganteum)防治稻田的環(huán)帶庫蚊真菌能促進(jìn)植物的生長有些真菌與植物的根結(jié)合在一起形成菌根，能分解長石、磷石、木質(zhì)素等難以分解的物質(zhì)作為營養(yǎng)，使石縫中長出蒼松翠柏有些植物的種子（如天麻）需要菌根菌（蜜環(huán)菌）才能萌發(fā)、生長；同時(shí)真菌在其生長發(fā)育過程中還能分泌生長素、赤霉素、異生長素(吲哚乙酸)等，促進(jìn)植物的生長。第36頁/共52頁第三十六頁，共53頁。云杉芽蟲幼蟲被真菌寄生捕食線蟲真菌蜜環(huán)菌與天麻菌根：與植物共生第37頁/共52頁第三十七頁，共53頁。2.3真菌與醫(yī)療衛(wèi)生

藥用活性抗癌藥物，如豬苓多糖、靈芝多糖、香菇多糖等抗菌素，如A.Fleming(1929)青霉素的發(fā)現(xiàn)，1940年由牛津大學(xué)的Florey,Abraham,Chain等應(yīng)用于臨床實(shí)驗(yàn)；1956年的第二個(gè)抗菌素的發(fā)現(xiàn)-----頭孢霉素。甾族的激素類藥物，如腎上腺皮質(zhì)激素及各種性激素，已成為口服避孕藥的主要成分.過去這種藥物因?yàn)樾枰诟邷馗邏合逻M(jìn)行化學(xué)合成，生產(chǎn)是極端困難的?，F(xiàn)在利用真菌和其他微生物可以在常溫常壓下完成這些合成過程。第38頁/共52頁第三十八頁，共53頁。

冬蟲夏草第39頁/共52頁第三十九頁，共53頁。茯苓第40頁/共52頁第四十頁，共53頁。

靈芝第41頁/共52頁第四十一頁，共53頁。2.3真菌與醫(yī)療衛(wèi)生真菌病

作為病原微生物侵入人體和動(dòng)物體，引起淺表組織（如皮膚、毛發(fā)和指甲等）和深部組織（如腦及神經(jīng)系統(tǒng)、肺及呼氣系統(tǒng)、骨骼、內(nèi)臟等）的病變。

手癬腳癬第42頁/共52頁第四十二頁，共53頁。真菌毒素和致癌作用11世紀(jì)歐洲發(fā)生的麥角中毒事件19世紀(jì)末俄羅斯東西伯利亞地區(qū)發(fā)生霉變谷物人畜中毒癥，造成中毒性白細(xì)胞缺乏病。20世紀(jì)50年代日本的黃變米中毒癥，是由于貯藏米時(shí)含水量超過14%-15%而引起霉變所致。美國佐治亞洲家畜食用霉變玉米而引發(fā)的急性致死性肝炎60年代英國的火雞黃曲霉毒素中毒癥，1960年經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素的致癌作用，迄今已發(fā)現(xiàn)10余種真菌的有毒代謝物可以致癌。第43頁/共52頁第四十三頁，共53頁。

毒蘑菇80余種,誤食后易引起腹鳴、嘔吐、幻覺、狂笑、精神錯(cuò)亂等。第44頁/共52頁第四十四頁，共53頁。產(chǎn)生毒素：100余種，如黃曲霉毒素,使食品、貯藏物質(zhì)受損。第45頁/共52頁第四十五頁，共53頁。第三節(jié)我國真菌學(xué)的發(fā)展概況（了解）

古真菌學(xué)時(shí)期，祖先積累了豐富的真菌利用經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，表現(xiàn)在以下方面：釀酒：《禮記》、《齊民要術(shù)》記載了制曲釀酒的方法，宋代紅曲的出現(xiàn)是祖先制曲、釀造和菌種保藏的偉大發(fā)明和創(chuàng)造醫(yī)藥：漢代的《神農(nóng)本草經(jīng)》到明代李時(shí)珍的《本草綱目》歷代醫(yī)藥書中均有藥用真菌的記載人工培蕈：歷史記載，人類最早栽培的蕈菌是木耳、第二個(gè)為香菇，皆起源于中國1000年前；而西歐國家最早栽培的雙孢蘑菇，于1650年起源于法國，晚于我國600多年

第46頁/共52頁第四十六頁，共53頁。近代真菌時(shí)期，我國的真菌研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)

落后于國際水平

18世紀(jì)中葉—19世紀(jì)后期，西方傳教士將真菌的研究傳入中國，調(diào)查了我國自然資源并采集了大量植物和真菌標(biāo)本20世紀(jì)20年代，我國的真菌學(xué)研究開始于植物病害的研究。1916年張祖純調(diào)查鑒定了北京地區(qū)的植物病害及病原真菌47種對(duì)真菌的分類工作始于胡先骕先生，他編著了江西、浙江兩省的真菌采集記。第47頁/共52頁第四十七頁，共53頁。之后戴芳瀾、鄧叔群、魏景超等做了大量的研究報(bào)告，出版了許多總結(jié)性和專業(yè)性著作。如：《中國真菌名錄》、《水稻病原手冊(cè)》、《中國的真菌》、《中國黑粉菌》、《中國真菌總匯》、《真菌鑒定手冊(cè)》等到60年代，在真菌系統(tǒng)學(xué)研究方面，從過去的以“描述科學(xué)”為主的方式進(jìn)入了“實(shí)驗(yàn)真菌學(xué)”領(lǐng)域，我國真菌學(xué)的研究步入全面發(fā)展時(shí)期。這一時(shí)期以中國科學(xué)院微生物研究所真菌研究室的群體為代表，特別是余永年教授的研究工作對(duì)我國現(xiàn)代真菌學(xué)的研究有著重要的貢獻(xiàn)。第48頁/共52頁第四十八頁，共53頁。目前真菌學(xué)的研究得到了長足的發(fā)展，培養(yǎng)了一批真菌