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第十三章真菌在生物界的地位及其分类第一节真菌在自然界的地位第二节真菌的分子生物学鉴定方法1真菌DNA碱基组成的分类鉴定方法2核酸分析技术3真菌核型的脉冲电泳分析第三节真菌的起源和演化第四节真菌的命名和分类第一节真菌在自然界的地位•两界系统（1753）：植物界和动物界•三界系统(1860)：原生生物界（藻类、原生动物、细菌和真菌）植物界和动物界•四界系统(1938、1956、1959)：原生生物界（蓝藻、原生动物和细菌）、真菌界、植物界和动物界•五界系统（1969）：原核生物界（蓝藻和细菌）、原生生物界（单细胞真核生物）、真菌界、植物界（高等藻类绿藻和红藻）和动物界一、真菌在生物中的分类地位•八界系统（1981，1988）1995年《真菌字典》（第八版）接受了8个界的系统：原核生物界、原生动物界、胆藻界、真菌界、眼虫动物界、藻物界、动物界、绿色植物界。•两总界（1965）：始生总界（无细胞形态的病毒）和胞生总界（细菌、黏菌、真菌、植物、动物）•三域（1971）：病毒域、原核域和真核域五界系统3域7界系统APhylogenetictreebasedonadistanceanalysisof16S-likerRNAmolecularsequencesfrom75taxa.Patterson&Sogin,1992)Selectedcharactersdistinguishingthemainkingdomsofeukaryota(Dictionary,2001)CharacterNutritionCellwallsMitochondrialCristae线粒体Flagellar鞭毛mastigonemesAnimaliaHeterotrophic(phagotrophic吞噬/osmotrophic渗透Absent,cellulosicmaterialnotproducedFlattened扁平(rarelytubular)AbsentChromistaAutotrophic(photosyntheticorabsorptive吸收Oftencellulose;Tubular管状TubularFungiHeterotrophic(absorptive/osmotrophic)Chitinandß–glucansFlattenedAbsentPlantaeAutotrophic(photosynthetic)CelluloseandotherspolysaccharidesFlattenedAbsentProtpzoaHeterotrophic(phagotrophic吞噬)orautotrophic(photosynthetic)Absentwhentrophic;variouswhenpresentTubularNottubular二、真菌界的分类三纲一类（1969年以前）藻状菌纲（Phycomycetes)－低等真菌（lowerfungi)子囊菌纲（Ascomycetes)－子囊菌担子菌纲（Basidiomycetes）－担子菌半知菌类（Deuteromycetes）－半知菌（imperfectfungi真菌界(五界系统)《TheDictionaryofFungi,1983》粘菌门（Myxomycota)---7个纲真菌门（Eumycota)---5个亚门鞭毛菌亚门（Mastigomycotina）--3个纲接合菌亚门（Zygomycotina）--2个纲子囊菌亚门（Ascomycotina）--5个纲担子菌亚门（Basidiomycotina）--3个纲半知菌亚门（Deuteromycotina）--3个纲IntroductiontoMycology,1979真菌界裸菌门(Gymnomycota)集胞黏菌亚门(Acrasiogymnomycotina)集胞黏菌纲(Acrasiomycetes)原质体裸菌亚门(Plasmodiogymnomycotina)原柄黏菌纲(Protostellomycetes)黏菌纲(Myxomycetes)鞭毛菌门(Mastigomycota)单倍体鞭毛菌亚门(Haplomastigomycotina)壶菌纲(Chytridiomycetes)丝壶菌纲(Hyphochytridiomycetes)根肿菌纲(Plasmodiophoromycetes)双倍体鞭毛菌亚门(Diplomastigomycotina)卵菌纲(Oomycetes)真菌学概论，1983，裘维蕃接合菌亚门(Zygomycotina)接合菌纲(Zygomycetes)毛菌纲(Trichomycetes)子囊菌亚门(Ascomycotina)半子囊菌纲;不整囊菌纲层囊菌纲;虫囊菌纲腔囊菌纲担子菌亚门(Basidiomycotina)冬孢菌纲;无隔担子菌纲隔担子菌纲半知菌亚门(Deuteromycotina)芽孢纲;腔孢纲;丝孢纲无鞭毛菌门•分子系统学和超微结构的深入研究，发现卵菌、丝壶菌、粘菌、根肿菌等在亲缘关系上与真菌较远，而地衣与真菌亲缘关系较近。本书采用的分类系统Smith（1981，1988）提出的生物8界系统，即原核生物界、原生动物界、胆藻界、真菌界、眼虫动物界、藻物界、动物界、绿色植物界。真菌界：壶菌门、接合菌门、子囊菌门、担子菌门、半知菌类•壶菌门——壶菌纲•接合菌门——接合菌纲、毛菌纲•子囊菌门——半子囊菌纲、不整囊菌纲、核菌纲、腔菌纲、盘菌纲、虫囊菌纲•担子菌门——冬孢纲、层菌纲、腹菌纲•半知菌门——芽孢纲、丝孢纲、腔孢纲三、真菌分类系统的演变和比较（1）三纲一类的系统①藻状菌纲③担子菌纲②子囊菌纲④半知菌类（2）Ainsworth（1973）的系统真菌（菌物）界包括粘菌门和真菌门，而真菌门包括5个亚门：①鞭毛菌亚门（Mastigomycotina）②接合菌亚门（Zygomycotina）③子囊菌亚门（Ascomycotina）④担子菌亚门（Basidiomycotina）⑤半知菌亚门（Deuteromycotina）（3）Alexopoulus（1979）的系统①裸菌门②鞭毛菌门③无鞭毛菌门（4）Smith（1995）的系统①壶菌门、②接合菌门、③子囊菌门、④担子菌门、⑤半知菌类真菌界5个门的主要特征门营养体无性繁殖有性生殖壶菌原质团或没有隔膜的菌丝体游动孢子休眠孢子囊或卵孢子接合菌菌丝体，典型的没有隔膜孢囊孢子接合孢子子囊菌有隔膜的菌丝体，少数是单细胞分生孢子等子囊孢子担子菌有隔膜的菌丝体不发达担孢子半知菌有隔膜的菌丝体或单细胞分生孢子等没有有性生殖，但可能进行准性生殖真菌界的5个门界（Kingdom）门（Phylum）-mycota亚门(Subdivision)-mycotina纲(Class)-mycetes目(Order)-ales科(Family)-aceae属(Genus)种(Species)四、真菌的分类单元第二节真菌的分子生物学鉴定方法一、真菌DNA碱基的分类鉴定通过测定不同真菌DNA的四个碱基中A、G、C、T的组成来鉴定真菌，在真菌分类中有两个作用1、可以鉴定真菌的种、属2、可以作为判定真菌科属间的亲缘关系的参考标准1、基于Southern杂交技术的分子标记利用限制性内切酶酶解及凝胶电泳分离不同的生物DNA分子,然后用经标记的特异DNA探针与之进行杂交,通过放射自显影或非同位素显色技术来揭示DNA的多态性,主要有RFLP和VNTR。二、核酸分析技术1）RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymorphism)限制性片段长度多态性•检测DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定大小的DNA片段。由于不同来源DNA的特定的限制性内切酶酶切位点分布不同,每一种DNA与限制性内切酶酶切所产生的片段大小都是特异的,从而产生多态性。•研究表明RFLP可有效地检测植物病原真菌的种内遗传分化,可用于区分病原真菌的近缘种、小种、专化型,也可用于比较不同地理区域病原的群体遗传结构及病害的流行趋势。2）VNTR(VariableNumberofTandemRepeats)串联重复变异值•真核生物DNA存在大量的串联重复序列的高变异区,可采用VNTR标记技术区分小卫星或微卫星序列的差异。VNTR基本原理与RFLP大致相同,但要求限制性内切酶的酶切位点必须不在重复序列中,以保证小卫星或微卫星的序列的完整性,通过电泳可充分显示不同长度重复序列片段的多态性。分子杂交所用DNA探针核苷酸序列也必须是小卫星或微卫星序列。1)RAPD(RandomlyAmplifiedPolymorphicDNA)随机扩增多态性DNA分析•RAPD基本原理是利用随机引物(一般为8-10bp)通过PCR反应非定点扩增DNA片段,然后用凝胶电泳分析扩增产物DNA片段的多态性。•RAPD适合于种内菌株遗传多样性、亲缘关系的研究,是真菌种鉴定有效可靠的工具,近几年得到了大量的应用,但对于种间及近缘属之间的亲缘关系的研究有一定的局限性。2基于PCR技术的分子标记2)SSR标记(SimpleSequenceRepeats,又微卫星microsatellite又RAMS)•SSR标记是利用真核生物基因组中存在的大量重复序列(微卫星序列)设计引物,通过PCR扩增串联的重复序列，依据微卫星寡核苷酸的重复次数在同一物种不同基因型间的差异，揭示长度多态性，是目前研究遗传变异的较好方法。•朱振东等从大豆疫霉菌ESTs中发掘并建立了大豆疫霉菌的SSR标记,为大豆疫霉菌及相关属种的鉴定、遗传变异、分子作图等研究提供了一种更加有效的分子标记系统。•ISSR标记技术利用真核生物基因组中广泛存在的SSR序列设计与其结合的引物,对两个相距较近、方向相反的SSR序列间的DNA区段进行扩增。•ISSR指纹分析可以作为区分具有相似形态或ITS序列的丝状真菌以及分析检测种的复杂度和验证新种的有效工具。3)ISSR(inter-simplesequencerepeatspolymorphism)简单重复序列间多态性•SRAP标记是一种基于PCR技术的新型分子标记技术。SRAP标记利用上游引物对外显子进行特异性扩增,下游引物对内含子区域、启动子区域进行特异性扩增，因不同物种的内含子、启动子与间隔长度不等而产生多态性。4)SRAP(Sequence-RelatedAmplifiedPolymorphism)相关序列扩增多态性•SRAP技术具有简便、稳定、中等产率和容易得到选择条带序列的特点,在基因组中分布均匀,适合于不同作物的基因定位、基因克隆和遗传图谱构建.目前已经在马铃薯、水稻、苹果、柑橘类果树、樱桃、梅子、油菜、大蒜、棉花、小麦和水稻稻瘟病中研究应用。•AFLP基本原理:基因组酶切--限制性片段--特定的接头--接头序列--PCR引物--通过聚丙烯酰胺电泳•运用AFLP,1998年Patchara等分析了黑胫茎点霉(Leptophaeriamaculans),获得了基因对基因假说的进一步证据。近年来,AFLP在瓜类枯萎病菌、双孢蘑菇、稻曲病菌等许多真菌的鉴定和分类中得到应用。5)AFLP(AmplifiedFragmentLengthPolymorphism)扩增片段长度多态性SNP(SingleNucleotidePolymorphisms)•SNP标记可以检测出基因组中因一个碱基的不同而产生的DNA多态性。•原理：利用不同碱基在测序过程中峰值不同来检出DNA中因一个碱基的替换引起的DNA多态性。•利用SNP标记已发现与人类一些重要疾病(哮喘病、糖尿病、癌症、血友病等)相连锁的标记座位.在植物遗传育种、进化、种质资源遗传多样性研究和保存等方面也发挥出越来越大的作用。6)基于单个核苷酸多态性的DNA标记(SNP)三、真菌核型的脉冲电泳•1984年美国哥伦比亚大学Schwartz和Cantor首创脉冲电泳,并成功地应用于酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)染色体DNA的分离。•核型分析就是应用脉冲电泳方法发展起来的一种