真菌的奥秘:你知道它们是如何分类吗?
来源:灰藻科技 浏览量:617 发布时间:2024-01-13 14:28:15
关键词:#微生物| #真菌|#真菌的分类
| 引言
真菌是一类真核微生物,它们有着多种形态和功能。它们可以分为酵母和霉菌两大类,也可以同时具有两种形态的特征。酵母是由单个细胞组成的微小真菌,它们通过出芽方式繁殖。酵母在食品、酿酒和医药等领域有着广泛的应用,但也可能导致一些感染性疾病,如念珠菌病。霉菌则以长丝状的菌丝为特征,它们通过顶端延伸生长。霉菌可以分解有机物质,从而参与生态系统的循环,也可以产生一些有用的物质,如抗生素和酶,但也可能引起一些过敏性或毒性的反应,如霉菌中毒和哮喘。不论形状或大小,真菌都是异养的,它们不能自己合成有机物质,而是通过向周围环境释放水解酶来外消化食物,然后再吸收营养,这种方式称为吸收营养。真菌还有一些其他的特征,比如它们能够通过L-α-己二酸生物合成途径合成赖氨酸,它们的细胞壁由几丁质组成,细胞膜含有固醇,核糖体是80S型的,与动物的相同,而与植物的不同等。
| 真菌的分类
真菌是一类真核微生物,它们的分类与细菌的分类一样,主要是为了实用目的而设计的,但也考虑了它们的亲缘关系。真菌的命名遵循双名法,由属名和种名组成,例如黑曲霉(Aspergillus niger)。真菌的种被归入属,属被归入科,科被归入目,目被归入纲。科、目和纲的名称都有特定的后缀,分别是-aceae、-ales和-mycetes。例如,黑曲霉属于曲霉科(Aspergillaceae)、曲霉目(Aspergillales)和子囊菌纲(Ascomycetes)。真菌门(Mycota)是真菌和霉菌的总称,它包括真粘菌(Myxomycetes)、低等真菌(Phycomycetes)和高等真菌(Eumycetes)。真粘菌是一类具有变形细胞的生物,它们在生活史的不同阶段可以表现出动物或植物的特征。低等真菌是一类生活在水中或湿润环境中的真菌,它们的菌丝没有隔壁,而且有些还有鞭毛。高等真菌是一类生活在陆地上的真菌,它们的菌丝有隔壁,而且没有鞭毛。
Alexopolous和Mims在1979年提出了一种新的真菌分类方案,他们把真菌和粘菌都归入真菌界(Mycetae),这是真核界(Eukaryota)的一个界,真核界还包括其他四个界,分别是动物界(Animalia)、植物界(Plantae)、原生生物界(Protista)和单细胞生物界(Monera)。他们把真菌界分为三个门,分别是:
(1)裸子菌门(Gymnomycota);
(2)有鞭毛菌门(Mastigomycota);
(3)无鞭毛菌门(Amastigomycota)。
每个门又细分为亚门、纲、亚纲和目。
图1、真菌的分类 来源:https://microbenotes.com/classification-of-fungi/
| 裸子菌门(Gymnomycota)的分类
裸子菌门(Gymnomycota)是一类没有细胞壁的吞噬营养的生物。裸子菌门包括两个亚门,分别是无壁裸子菌亚门(Acrasiogymnomycotina)和有壁裸子菌亚门(Plasmodiogymnomycotina)。
(1)无壁裸子菌亚门只包括一个纲,就是无壁裸子菌纲(Acrasiomycetes)。这个纲的特点是除了一种物种外,都没有鞭毛细胞。
这个纲又分为两个亚纲,分别是无壁裸子菌亚纲(Acrasiomycetidae)和假粘菌亚纲(Dictyosteliomycetidae)。
(2)有壁裸子菌亚门分为两个纲,分别是原始裸子菌纲(Protosteliomycetes)和真裸子菌纲(Mycomycetes)。真裸子菌纲包括真粘菌(Myxomycetes),它们是一类具有变形细胞的生物,它们在生活史的不同阶段可以表现出动物或植物的特征。
真裸子菌纲又分为三个亚纲,分别是角质裸子菌亚纲(Ceratiomyxomycomycetidae)、真粘菌亚纲(Mycogasteomycetidae)和柄粘菌亚纲(Stemonitomycetidae)。
真粘菌亚纲包括四个目,分别是藻粘菌目(Liceales)、刺柄粘菌目(Echinosteleales)、毛粘菌目(Trichlales)和泡果粘菌目(Physarales)。
柄粘菌亚纲只包括一个目,就是柄粘菌目(Stemonitales)。
图2、裸子菌门(Gymnomycota)的分类
| 有鞭毛菌门(Mastigomycota)的分类
有鞭毛菌门(Mastigomycota)是一类具有吸收营养、单细胞或丝状、无隔菌丝的真菌。有鞭毛菌门包括两个亚门,分别是单鞭毛菌亚门(Haplomastigomycotina)和双鞭毛菌亚门(Diplomastigomycotima)。
(1)单鞭毛菌亚门包括一类具有单鞭毛或双鞭毛动孢子的真菌。它分为三个纲,分别是:
壶菌纲(Chytridiomycetes):产生有一个后端插入的鞭状鞭毛的动孢子的真菌。
丝鞭毛菌纲(Hyphochytridiomycetes):具有一个前端插入的刷状鞭毛的运动细胞的真菌。
胞核菌纲(Plasmodiophoromycetes):寄生性的真菌,产生有两个前端插入的鞭状鞭毛的运动细胞。
(2)双鞭毛菌亚门的性繁殖是卵配子的,动孢子是双鞭毛的。它只包括一个纲,就是:
卵菌纲(Oomycetes):它包括四个目,分别是:
瓶菌目(Lagenidiales)、水霉目(Saprolegnailes)、细柄菌目(Leptomitales)和霜霉目(Peronosporales)。
图3、有鞭毛菌门(Mastigomycota)的分类
| 无鞭毛菌门(Amastigomycota)的分类
无鞭毛菌门(Amastigomycota)是一类具有吸收营养、没有运动细胞、菌丝无隔或有隔的真菌。无鞭毛菌门包括四个亚门,分别是:
(1)接合菌亚门(Zygomycotina):它包括两个纲,分别是:
接合菌纲(Zygomycetes):它包括六个目,其中最常见的是毛霉目(Mucorales)和枝孢目(Entomophthorales)。
毛菌纲(Trichomycetes):它包括五个目,其中最常见的是肠毛菌目(Harpellales)和腹毛菌目(Asellariales)。
(2)子囊菌亚门(Ascomycotina):它是一类通常有隔菌丝的真菌,它们在袋状的细胞中产生单倍的子囊孢子。这些细胞叫做子囊(asci)。
子囊菌纲(Ascomycetes):它分为五个亚纲,分别是:
半子囊菌亚纲(Hemiascomycetidae):它包括三个目,其中最常见的是酵母菌目(Saccharomycetales)。
拟子囊菌亚纲(Plectomycetidae):它包括五个目,其中最常见的是青霉目(Penicilliales)和球囊菌目(Eurotiales)。
膜子囊菌亚纲(Hymenoascomycetidae):它包括十个目,其中最常见的是子囊菌目(Ascomycetales)和杯菌目(Pezizales)。
虫生菌亚纲(Laboulbeniomycetidae):它包括两个目,都是寄生在昆虫或其他节肢动物上的真菌,分别是虫生菌目(Laboulbeniales)和蜱生菌目(Pyxidiophorales)。
裂子囊菌亚纲(Lowloascomycetidae):它包括五个目,其中最常见的是裂子囊菌目(Taphrinales)和炭疽菌目(Erysiphales)。
(3)担子菌亚门(Basidiomycotina):它是一类有隔菌丝的真菌,它们在不同类型的担子(basidia)上外生产生担子孢子(basidiospores)。
担子菌纲(Basidiomycetes):它分为三个亚纲,分别是:
整担子菌亚纲(Holobasidiomycetidae):它包括一些产生整个的担子的真菌,如牛肝菌目(Boletales)和伞菌目(Agaricales)。
隔担子菌亚纲(Phragmobasidiomycetidae):它包括一些产生有隔的担子的真菌,如牡丹菌目(Pucciniales)和齿菌目(Cantharellales)。
孢子担子菌亚纲(Teliomycetidae):它包括一些产生孢子状的担子的真菌,如黑粉菌目(Ustilaginales)和锈菌目(Uredinales)。
(4)不完全菌亚门(Deuteromycotina):它包括一些不完全的真菌,它们的有性阶段是未知的。它只包括一个形态纲(Form Class)。
不完全菌纲(Deuteromycetes):它分为三个形态亚纲(Form Sub Class),分别是:
芽生菌亚纲(Blastomycetidae):它包括一些产生芽孢子(blastospores)的真菌,如白色念珠菌(Candida albicans)。
子囊菌亚纲(Coelomycetidae):它包括一些在子囊(coelomycetes)中产生分生孢子(conidia)的真菌,如炭疽菌(Colletotrichum)。
丝状菌亚纲(Hyphomycetidae):它包括一些在菌丝(hyphae)上产生分生孢子的真菌,如青霉菌(Penicillium)和曲霉菌(Aspergillus)。
图4、无鞭毛菌门(Amastigomycota)的分类
| 基于营养体特征的分类
根据营养体的组织形式、生殖结构的形态、孢子的产生方式和特定的生活周期,真菌界被分为以下几个门。
1、浮霉门(Phycomycetes)
它包括最简单的真菌类型。它也被称为藻类真菌,因为它们的大多数特征与藻类如沃氏藻相似。它们有简单的营养体,可以是单细胞的、共质的或无隔的丝状体。它们通过产生游动孢子或非运动孢子进行无性繁殖。有性繁殖是同型的或异型的,通过配子囊接触进行。二倍体阶段由合子代表。浮霉门被分为两个亚门:卵菌亚门(oomycetes)和接合菌亚门(zygomycetes)。
2、卵菌(Oomycetes)
卵菌的营养体从原始的单细胞体到丰富分枝的丝状菌丝体都有。它们的许多成员是陆生的和专性寄生的。它们通过具有双鞭毛的游动孢子进行无性繁殖。有性繁殖是卵配子的,涉及雌雄配子的融合形成卵孢子。卵孢子经过减数分裂产生单倍体的双鞭毛游动孢子。例如:晚疫病菌(Phytophthora infestans)。
3、接合菌(Zygomycetes)
这个群体的名字是因为在生活周期中形成了一个二倍体的休眠孢子,叫做接合孢子。它们大多是腐生的,有些是植物和动物的寄生虫。营养体是菌丝体,发育良好,分枝丰富,无隔。缺少运动的有性或无性细胞。无性繁殖是通过孢囊孢子、无鞭毛孢子或分生孢子进行的。有性繁殖是通过配子囊的结合,形成接合孢子。如根霉(Rhizopus)、毛霉(Mucor)等。
4、子囊菌(Ascomycetes)
子囊菌的物种被称为囊菌,因为它们在囊状的子囊中产生有性孢子。一般特征:子囊菌大多是陆生的,作为腐生或寄生生活。它们有发达的、分枝的、有隔的菌丝体,除了酵母。酵母是单细胞的真菌。它们通过无鞭毛的孢子、分生孢子、小孢子或厚壁孢子进行无性繁殖。有性繁殖是通过相反配型的配子囊的融合进行的。没有运动的细胞。如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、青霉(Penicillium)、曲霉(Aspergillus)等。
5、担子菌(Basidiomycetes)
担子菌的成员是腐生的或寄生的。这个群体的名字是因为它们在有性繁殖过程中在棍棒状的担子上产生担孢子。菌丝体发育良好,分枝丰富,有隔。菌丝分为两种配型;(+型)和(-型)。菌丝体有两种类型;初生菌丝体和次生菌丝体。无性繁殖是通过碎片、芽、小孢子、分生孢子或厚壁孢子进行的。在有性繁殖过程中形成二核细胞。在整个生活周期中没有运动的细胞。担子菌是最高等的真菌,因为它们的子实体通常很大而显著。如蘑菇(Mushrooms)、黑锈菌(Puccinia)、黑粉菌(Ustilago)等。
6、不完全菌(The Imperfect Fungi)
不完全菌包括了超过17000种具有多样习性和生境的物种。它被认为是一个人为的真菌类。这些真菌既是腐生的,也是寄生的。寄生真菌能引起植物、动物和人类的严重疾病。它们有的是单细胞的,有的是多细胞的。它们通过分生孢子和其他类型的孢子进行无性繁殖。有性繁殖完全缺失。不完全菌的无性阶段或不完全阶段是明确的。但是在生活周期中缺少有性或完全阶段,因此它们被称为“不完全真菌”。如链格孢(Alternaria)、镰刀菌(Fusarium)、蚀斑菌(Helminthosporium)等。
| 医学上重要的真菌分类
按部位分类,真菌病按照组织受累的类型和程度以及宿主对致病菌的反应,分为浅表性、皮肤性、皮下性或全身性(深部)感染。
1、浅表性真菌病(或癣)主要发生在热带地区,局限于毛发和皮肤的表层。例如:
Piedraia hortae,一种隶属于子囊菌门的丝状真菌,导致黑石病,一种毛发轴的病变,特征是头皮毛发上的褐黑色小结(其实是真菌的子囊体)。
Trichosporon cutaneum,一种隶属于担子菌门的酵母,广泛分布于土壤、水样、植物、哺乳动物和鸟类中,也是口腔、皮肤和指甲的正常菌群之一。它导致白石病,一种皮肤、头皮和阴毛的浅表性感染(虽然它正在成为免疫受损者的机会性致病菌)。
2、皮肤真菌病。有三个真菌属常常引起人和动物的皮肤、毛发或指(趾)甲/爪的非活体组织的疾病,它们是在角蛋白沉积的上方的一个区域生长的。
这三个属是毛癣菌属、毛旋孢属和表皮癣菌属(都是丝状子囊菌),它们经常被称为“皮癣菌”(疾病被称为“皮癣病”),尽管它们当然不是植物,所以它们不能是任何一种“-菌”,一个更好的术语是皮肤真菌病。这些真菌都有降解角蛋白的能力,并且作为非侵入性的腐生菌在皮肤及其附属物上生长,但它们的生长会导致基底上皮细胞的刺激和炎症,这是一种可能导致这些细胞死亡的过敏反应。
皮下真菌病通常是由通常是土壤中的腐生菌的真菌引起的,特别是在非洲、印度和南美的热带和亚热带地区,它们通过皮肤的伤口而变得具有感染性。大多数感染涉及通常赤脚行走的人。
马杜拉菌属的M. mycetomatis和M. grisea(丝状子囊菌)引起人类菌丝瘤(俗名:马杜拉足),这是一种局部感染,导致局部侵袭性的肿瘤样脓肿,伴有慢性炎症,导致感染部位的肿胀、变形和溃疡。真菌通过皮肤的轻微伤口进入,可能在皮肤和皮下组织中生长数年,延伸到结缔组织和骨骼。菌丝瘤通常对化疗耐药,只留下手术,甚至截肢,作为唯一的解决方案。
Sporothrix schenckii(温度变态的子囊菌)引起孢子丝菌病。Sporothrix是无性型,Ophiostoma stenoceras是有性型。这种真菌在全球的土壤中都有分布,尽管疾病是局限性的,秘鲁的Sporothrix schenckii感染的发病率最高。孢子丝菌病也被称为“玫瑰处理者的病”,它是由真菌通过皮肤的轻微损伤进入而开始的,然后可以通过淋巴系统扩散。这种真菌是变态的,在25℃时形成隔壁的营养菌丝、分生孢子器和分生孢子,在37℃时形成卵形或雪茄形的芽殖酵母细胞。由于酵母形态是通过淋巴系统分布的,播散性孢子丝菌病可能导致肺部和骨骼和关节的感染,眼内炎(眼内层的炎症)、脑膜炎和侵袭性鼻窦炎。
3、系统性真菌病是影响全身的感染。我们将它们分为由原发性(通常是变态的)致病性病原体引起的真菌病,和由机会性病原体引起的真菌病。
| 根据获得途径的分类
感染性真菌可以是外源性的或内源性的。
根据获得途径的分类,真菌感染可以被指定为外源性的或内源性的起源。
如果被分类为外源性的,感染性生物可以通过空气传播、皮肤接触或经皮途径传播。
内源性获得的真菌感染可以由真菌的定植或潜伏感染的复发而获得。
| 根据毒力的分类
原发性病原体可以在正常的宿主中建立感染。机会性病原体在宿主的防御机制受损的个体中引起疾病。
深部真菌病是由原发性致病性和机会性真菌病原体引起的。
原发性致病性真菌能够在正常的宿主中建立感染;而机会性病原体需要一个受损的宿主才能建立感染(例如,癌症、器官移植、手术和艾滋病)。
原发性深部病原体通常通过呼吸道进入宿主。引起深部真菌病的机会性真菌通过呼吸道、消化道或血管内装置侵入。
原发性系统性真菌病原体包括球孢子菌、组织胞浆菌、皮肤毛癣菌和巴西副球孢子菌。
机会性真菌病原体包括新型隐球菌、白色念珠菌、曲霉属、马尔尼菲青霉菌、接合菌门、白色毛癣菌和镰刀菌属。
| 总结
真菌是一类广泛分布的真核生物,包括酵母、霉菌、蘑菇等。真菌在生态系统中扮演着重要的角色,如分解有机物质、与植物形成共生关系、控制害虫等。真菌也与人类的生活密切相关,如提供食物、药物、酵素等,或引起疾病、污染、腐败等。了解真菌的分类,可以帮助我们更好地认识真菌的多样性、生物学特征、生态功能和应用价值,从而更有效地保护和利用真菌资源,促进人类和自然的可持续发展。
参考文献
1、https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK8125/
2、https://www.onlinebiologynotes.com/fungi-characteristics-classification/
3、http://www.mmc.gov.bd/downloadable%20file/Common%20fungal%20dieases%20akram.pdf
4、https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7902/
5、http://www.davidmoore.org.uk/Assets/Clinical_groupings.htm
6、https://microbenotes.com/classification-of-fungi/
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更新日期:2023-12-19