粗糙脈孢菌( Neurospora crassa) 是一種多細胞褐腐菌,屬于球殼目(Sphaeriales)。有的表現(xiàn)出單一型無性世代。菌絲多核,附有桔色分生孢子。
生物學特性
它具有疏松網(wǎng)狀的長菌絲,有隔膜、分枝、多核,無性繁殖形成分生孢子,一般為卵圓形,在氣生菌絲頂部形成分枝鏈,分生孢子呈桔黃色或粉紅色,常生長在面包等淀粉質食物上,故俗稱紅色面包霉。脈孢菌的有性過程形成梨形的子囊果,產(chǎn)生包含多達8 個子囊孢子的子囊,屬異宗配合。子囊孢子為黑色,橄欖狀,直線排列,很容易進行四分孢子分析。
微循環(huán)產(chǎn)孢機制
微循環(huán)產(chǎn)孢是指褐腐菌在( 有性或無性) 孢子萌發(fā)后無營養(yǎng)菌絲生長或僅有極微弱菌絲生長而直接重復產(chǎn)孢的現(xiàn)象。1994 年,Hanlin R.對微循環(huán)產(chǎn)孢的真菌進行了詳細總結,發(fā)現(xiàn)循環(huán)產(chǎn)孢是真菌繞過正常生活史的一種無性產(chǎn)孢方式,也是其適應不良環(huán)境的一種保護機制。高溫、營養(yǎng)缺陷或者抑制營養(yǎng)生長的其他因素可以誘導絲狀真菌進行微循環(huán)。如變溫處理能誘發(fā)粗糙脈孢菌等進行微循環(huán)產(chǎn)孢,這有助于提前產(chǎn)孢時間和提高產(chǎn)孢總量。其中,粗糙脈孢菌的mcb 基因控制多核芽生孢子的產(chǎn)生,mcm 基因通過溫度控制單核分生孢子和多核節(jié)生孢子的產(chǎn)生。
生物鐘機制
美國康奈爾大學化學與化學生物學系Brian Crane 領導的小組在粗糙脈孢菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種機制,能夠通過生物鐘光傳感器控制類胡蘿卜素形成,保護該真菌機體不受太陽紫外光輻射傷害。他們命名為Vivid 的一種蛋白質含有一個吸收光線的發(fā)色團,該發(fā)色團會捕獲光子,獲得的能量將進一步觸發(fā)一系列反應,最終導致Vivid 蛋白表面的構象變化。而這些結構改變能夠開啟細胞內(nèi)一系列級聯(lián)活動,影響相關基因的表達,比如對類胡蘿卜素合成的“開”、“關”控制。通過取代Vivid 蛋白表面的單個硫原子或氧原子,整個反應過程鏈被關閉,阻礙該蛋白表面構象的變化,類胡蘿卜素的合成也因此中斷。生物鐘使真菌只在需要防護的時候才合成類胡蘿卜素,而類似的“開關”很可能也存在于人類的睡眠機制中。
營養(yǎng)狀況
粗糙脈孢菌野生型菌系對營養(yǎng)要求很簡單,生長和有性生殖均很迅速; 用紫外線照射分生孢子能很快引
發(fā)產(chǎn)生突變型; 野生型在加有維生素H的培養(yǎng)基上生長繁殖,可分離出營養(yǎng)缺陷型突變株; 有兩種不同的接合
型,即mat A 和mat a,可用于遺傳交叉; 子囊較大,可用于研究減數(shù)分裂過程,子囊孢子在子囊內(nèi)呈單向排
列,表現(xiàn)出有規(guī)律的遺傳組。
木質纖維素
粗糙脈孢菌作為木質纖維素降解真菌,不僅具有完整的木質纖維素降解酶系,而且還擁有全基因組基因敲
除突變體庫,是研究褐腐菌纖維素酶表達分泌和木質纖維素降解機制的優(yōu)秀體系。國內(nèi)外利用粗糙脈孢菌系統(tǒng),在木質纖維素降解機制方面取得了顯著進展,包括纖維素酶信號傳導、調(diào)控以及生物質降解后糖的轉運
利用等。
參考資料 >