粪生真菌和瘤胃真菌有密切的相关性研究
时间：2024-08-15 阅读：147
粪生真菌（coprophilous fungi）和瘤胃真菌（rumen fungi）是非常重要也非常特别的一类微生物资源，粪生真菌和瘤胃真菌有密切的相关性，粪生瘤胃真菌是能够从动物粪便分离到的瘤胃真菌，此类真菌的孢子有一些特殊的机构或机能，如子囊壁较厚，或只有通过动物的消化道高温作用才能萌发等特性。反刍动物的瘤胃是细菌、纤毛虫、真菌良好的培养系统，相对于细菌和纤毛虫，人们对这一生态系统中的真菌了解较少，近几年的研究发现，瘤胃真菌对饲料中植物结构性物质的降解起主导作用。反刍动物的粪生瘤胃真菌的分布、类群存在极大的多样性，研究其的多样性与健康水平的关系，对分析、对评价反刍动物的健康状况有重要意义。
研究概况
早在1685年，Leeuwenhoek从青蛙的粪便中分离描述了3个种，1843年，Gruby和Delafond从动物的瘤胃中分离、描述了4个种，从马的盲肠中分离描述了7个种，Cain于1934年从牛粪中分离到了Zygospermum setosum，从兔粪中分离到了Copromyces bisporus。Roland从兔子、羊、鹿、马（矮种马）、鼠、牛、青蛙等动物中分离出了79种粪生真菌（Roland,1998）。Richardson研究了粪生真菌在不同动物类型的、不同纬度范围、不同季节粪便中的粪生真菌的种群、数量多样性（Richardson，2001）。Giuseppe研究了粪生真菌与瘤胃动物或非瘤胃动物、当地植被分布状况和动物采食状况相关性（Giuseppe, 1998）。Eliasson 等研究了粪生子囊菌的区域分布，建议划分成温带群和热带、亚热带群（Eliasson & Lundqvist,1979；Lundqvist (1972)）。特定的气候带上分离到的粪生真菌种类不同，从委内瑞拉(Jeng and Krug, 1976, 1977)、印度（Subramanian and Lodha, 1968）和热带地区(Cain and Farrow, 1956)分离了一些特殊限定种属。
Orpin发现专性厌氧真菌存在于相当范围的草食性动物粪便中（Orpin 1975），在长期的进化中，草食性动物粪便干燥的无氧环境使得真菌产生耐氧存活结构(Davies 1993)。从动物的粪便中能分离到瘤胃真菌，Milne等有多人已从羊的唾液、粪便中分离到了厌氧瘤胃真菌(Milne, 1989; Lowe, 1987)。国内，方心芳1941年从猪粪中分离了Pilobolus sphaerospores和Mucor mucedo，1942分离了P. crystallinus 和M.flavus ,陈庆涛、郑儒永、张中义、庄文颖等都曾从不同地区的动物粪便中分离毛霉、枝孢菌、盘菌等多种真菌，但国内粪生真菌系统研究、资源调查处于空白，对粪生瘤胃真菌的研究国内未见报道。
从国外的文献看出，对粪生真菌的分类描述较多，主要是Acraaiales Sordariaceae Corprinaceae的一些种。在已发现粪生真菌中，包括接合菌门的Chaetocladium、Mucor、Pilaria、Pilobolus等属，子囊菌门Ascobolus、Ascozonus、Chaetomium、Coniochaeta、Coprobia、Delitschia、Gymnoascua、Lasiobolus、Melanospora、Microascus、Orbilia、Podospora、 Pseudeurotium、Ryparobious、Saccobolus、Sordaria、Sporomiella、Thelebolus、Trichobolus Wawelia等属，担子菌门Coprinus、Cyathus、Panaeolus、Psilocybe、Sphaerobolus、Sporobolomyces、Stropharia等属，半知菌类Alternaria、Arthrobotrys、Aspergilus、Doratomyces、Geotrichum、Gliocladium、Gliomastix、Graphium、Isaria、Oedocephalum、Omychophora、Penicillium、 Stachybotrys、Stibella、Trchothecium、Verticillium、Volutella等属。粪生的粘菌(Myxomycetes) 中报道的真菌有80多种,其中一些种专主腐生于粪便上。瘤胃厌氧真菌的种类描述较少，主要为Caecomyces Neocallimastix Oprinomyces Piromyces Ruminomyces等属的真菌。对粪生瘤胃真菌的调查、系统研究较少，只在几个属内有所描述。Bell 给Podospora属的部分种列出了分类检索表（Bell,A.et al.,1995,1996,1997）。
微生态调节作用
国内外的诸多动物营养领域的文献从微生态平衡的角度阐述调节肠道内真菌、细菌等种群数量变化含量对动物营养水平的有重要的影响。在反刍动物和马属动物中，粗纤维在瘤胃及盲肠中经微生物作用（细菌、真菌和原生动物等）发酵形成的挥发性脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）参与体内的碳水化合物代谢，通过三羧酸循环，形成高能磷酸化合物，产生热能。最近十几年，随着动物营养生理研究的进展，逐渐发现溜胃真菌对于在粗饲料中占主导地位的植物结构性物质的降解可能是非常重要的。Dawson和HoPkin的试验测定了瘤胃微生物在纯培养时和与特定酵母菌系协培养时的生长和活性，发现几种酵母菌株可刺激纤维分解菌和乳酸利用菌的生长，而其它菌株的这种能力十分有限。Newbold等研究发现，酿酒酵母菌株NCYC240、NCYC1026和商业制剂Yea－sacc能刺激瘤胃模拟装置中总厌氧菌和纤维分解菌的生长，但NCYC694和NCYC1088无此功能。进一步的体内试验证明，尽管NCYC240、NCYC 1026和Yea－Sacc对绵羊瘤胃总厌氧菌和纤维分解菌有刺激作用，但只有NCYC1026对总厌氧菌和 NCYC240对纤维分解菌的刺激作用达到显著水平。
利用食线虫真菌（食线虫真菌是指寄生、捕捉、定殖和毒害线虫的一类微生物）防治动物线虫病在丹麦、澳大利亚等国家己取得了一些令人鼓舞的进展。Gronvod等给放牧羊、牛服用食线虫真菌一段时间后，多种寄生线虫的感染强度下降，增重获得较大改善(Gronvod J. et al. 1996, Gronvod J. et al.1993)。Bauchop等（1979）研究指出，真菌是瘤胃微生物中的一类功能菌，它们广泛地集群于植物纤维内，绝大多数为纤维分解菌。Wood等（1991）指出，纤维分解菌(Nencallimatix fralisnta)可以分泌一种专门消化胞外纤维素的活性纤维酶复合物，这是迄今在瘤胃有机物中发现的的胞外纤维消化酶。有众多的研究显示，瘤胃真菌可产生纤维分解酶、半纤维素分解酶和木聚糖酶等13种酶。Gloer 和Weber从粪生真菌Poronia punctata和Preussia fleishhakki的代谢产物中可以生产抗真菌的多肽和氨基酸,（Gloer, J. B. 1988; Weber, H. A. 1988）。Zaragozic Acid也是首先从 Sporormiella intermedia和一些粪生真菌中获得。缪作清等人从新鲜牛粪中分离的食线虫真菌用于防治动物线虫病(秦泽荣,2001)。
研究意义
微生物的次生代谢产物作为药物应用绝不仅限于抗生素，它们中的不少次生代谢产物还能通过与脊椎动物特定的受体或酶相互作用而调节细胞的活性。从真菌，特别是子囊菌亚门的某些类群的次生代谢产物中，寻找非抗菌素的酶抑制剂、受体抑制剂或激活剂和免疫调节剂等低分子代谢产物，已成为一个十分受人关注的热点。近年的统计资料表明从微生物来源的11类生理活性物质中，从灰色链霉菌(Streptomyces griseus)得到的占170种，吸水链霉菌(S.hygrosco -picus)占264种，诺卡氏菌中的一些种(Nocardia spp.)占219种，而在真菌中仅曲霉和青霉属就达到282种（梁宗琦. 1999）。粪生真菌也是一非常重要的产生生理活性物质的资源，Gloer 和Weber分别从粪生真菌Poronia punctata和Preussia fleishhakki的菌株代谢产物中分离到了抗真菌的多肽、氨基酸。（Gloer,J.B.1988; Weber,H.A.1988）
粪生瘤胃真菌能够通过动物消化道，经过多种酶的作用而能够存活，这种*性可能赋含粪生瘤胃真菌一些*性质，如产生特殊组织，或产生特殊酶、抗生素等性状，因此在分类地位上、酶制剂、抗生素及纤维素降解领域应用方面潜力巨大。粪生真菌及瘤胃真菌对降解纤维素、木质素、难降解物质、环境中的有毒有害物质的研究有直接的推动作用。自然界纤维素的含量最高，全国每年作物秸秆产出量高达6.5亿t左右，秸秆中纤维素、半纤维素约占秸秆总量的70-80%，秸秆快速降解利用是科技界亟待解决的问题，粪生真菌的多样性、系统研究有助于在秸秆高效饲料、肥料化等方面提供一个解决的思路。