菌丝体的形成过程,菌丝体生长阻隔现象

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-02-20 10:53:07

本章各节列表:

真菌引起的作物病害种类远比病毒、细菌和卵菌引起的作物病害繁多而且杂乱,要将真菌引起的作物病害条理清楚简单易懂地梳理出来是一件很吃力的工作,生物学家和植物保护学家也还有大量细致的工作要做。虽然半知菌这个我们人类只知道“一半”的真菌临时性分类已被废除,但并不等于我们已经知道了它们的全部,事实上许多真菌的科属还在根据分子生物学以及基因测序等学科的不断进步进行调整。

但我们前面已经说了,能够将病毒、细菌、卵菌和真菌病害这一级分理清楚,再根据它们各自的侵染特点进行相应的防治措施,我们就已经成功了一半,相当于我们已经通过了大学前两年的基础性学习,接下去有关真菌病害的知识就已经到了专业学习的阶段。

在进行专业学习前,我们需要先了解一点有关真菌的知识。

第一节 真菌在生物学分类中的位置

真菌广泛分布于全世界的各种栖地中,包括气候极端的环境如沙漠、深海以及受辐射污染的地区,有些种类对辐射的抗性极强,譬如某些地衣甚至可以抵挡高强度的宇宙射线与紫外线,在人造卫星的太空舱内也能存活。

真菌在生物学分类上属于真菌界,研究真菌的学科称为真菌学,通常被视为植物学的一个分支,说明真菌与植物在生态上关系密切。但分子生物学证据显示,在演化上,真菌和动物之间的亲缘关系更近。譬如,真菌和动物一样,细胞内都没有植物细胞所具有的绿叶体,都是异养生物,需要依靠其他生物、主要是植物制造的有机碳源和氮源为生。

第二节 真菌的数量、大小与形态

真菌习惯上可以分为酵母菌、霉菌和蕈(xùn)菌三类,其中酵母菌是真菌中所有单细胞菌种的通称,是和细菌一样的单细胞生物,但比细菌要大得多,形状有卵圆形和圆柱形;作为和细菌一样的单细胞生物,酵母菌没有菌丝,而菌丝是真菌与细菌相比最显性的一种特征结构。霉菌是对菌丝体发达、但不产生大型肉质子实体的丝状真菌的通称,分布于真菌的各个门类之中。蕈菌则是指有大型子实体的真菌,包括蘑菇等食用菌。

生物学分类上,真菌界有多个门类,但只有子囊菌门和担子菌门的真菌是高等真菌,这两个门类中,有我们作为美食的食用菌,也囊括了绝大多数植物的真菌病原体。另外门类的真菌属低等真菌,绝大多数并不是植物病原菌,我们在下面的介绍中不会专门涉及。

人类首先是从真菌的菌丝或子实体的大小、形状等形态特征上认识真菌的,但菌丝和子实体并不是真菌的本尊,真菌本身的尺寸很小,一般为10-20微米粗细,除酵母菌以外的真菌都是多细胞结构,多细胞真菌以菌丝的形式生长,菌丝是只有2-10微米粗细的圆柱体丝状结构,却可不断生长至长达数厘米,所以是肉眼可见的,我们在植物病斑上看到的一些霉层、毛状物和絮状物,就是真菌的菌丝,但真菌的孢子梗、孢子囊和孢子也能形成不同颜色的霉层。

菌丝成长后相互交错,成为真菌的营养器官菌丝体。大型真菌在菌丝体上形成一种产生孢子的结构,就是子实体。拿植物作比喻的话,菌丝体就是植物处在营养生长阶段的叶、茎和根,子实体就是生殖生长阶段的果实;子实体生产孢子,孢子相当于植物的种子;孢子脱离亲本后发育成新个体,实现真菌的下一代繁殖。

第三节 真菌的结构

1)菌丝、菌丝体与菌核

菌丝是单条管状细丝,它由孢子萌发成芽管,再由芽管不断生长成丝状或管状的菌体,可以不断地延伸、分枝和交织。

菌丝体的形成过程,菌丝体生长阻隔现象(1)

真菌的菌丝与菌丝体(图片来自Wikiwand)

埋入真菌的生长环境如土壤等基质中的菌丝叫营养菌丝,可分化成假根、吸器等构造;假根伸入基质中吸收养分并支撑上部的菌体,吸器侵入寄主细胞吸取寄主细胞的养分。

向空间伸出的菌丝称气生菌丝,气生菌丝不断生长、分枝和反复交织形成网状的菌丝体,组织化了的菌丝体无性繁殖时分化形成分生孢子梗或分生孢子座,生产分生孢子;有性繁殖时形成子实体,生产子囊孢子(子囊菌门真菌)或担孢子(担子菌门真菌)。

某些真菌生长到一定阶段,菌丝体不断分化、相互纠结在一起形成一个颜色较深、细胞壁增厚、质地坚硬的菌丝体组织,称为菌核;菌核既是真菌的营养贮藏器官,又是度过不良环境条件的休眠体。条件合适时,菌核能够萌发菌丝或子实体产生有性孢子。

菌核是肉眼可见的真菌组织,如大白菜、油菜、大豆的菌核病以及草莓的灰霉病,常能发现老鼠屎一样黑色颗粒状的菌核,中药材茯苓就是一种叫作多孔菌的真菌干燥后的菌核。

菌丝体的形成过程,菌丝体生长阻隔现象(2)

大豆菌核病茎秆上的黑色菌核颗粒(图片来自ResearchGate,作者Paul Esker)

2)无性孢子

孢子是真菌的繁殖体,子囊菌门真菌的菌丝进行无性繁殖,菌丝分化形成分生孢子梗,分生孢子梗顶生、侧生或串生分生孢子,分生孢子通过出芽的方式萌发为新的真菌个体。

菌丝体的形成过程,菌丝体生长阻隔现象(3)

显微镜下灰葡萄孢菌的分生孢子梗和椭圆形的分生孢子

分生孢子附着在植物的叶或其他部位后,会首先萌发出吸器(吸管),吸器顶端刺入植物表皮细胞内或细胞间,吸取植物细胞内或细胞间的营养物质。

菌丝体的形成过程,菌丝体生长阻隔现象(4)

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