粗糙脉孢菌
Shear & B.O. Dodge (1927)
是什么粗糙脉孢菌？
粗糙脉孢菌（图1）通俗地称为红面包霉菌，因为1843年，人们在法国面包店的面包和糕点上发现它最初形成红色或橙色的菌落。它是一种丝状真菌，属于子囊菌门。尽管最初发现它是一种食品污染物，但得出的结论是它既没有毒性也没有致病性，既没有对人类也没有对动植物造成危害。没有已知的由这种真菌引起的家庭污染或疾病病例（1、2、3）。
如何粗糙脉孢菌与科学有关？
由于无致病性且易于生长（营养需求量最小，生长速度快，生命周期短而复杂），这种真菌于1941年被Beadle和Tatum选为生化研究的模式生物。他们的研究导致了“一个基因一种酶”假说，该假说提出，生物体基因组中的每个基因都负责一种酶的合成和功能。这种蛋白质催化细胞内化学反应的速度。在这一假说提出之前，生物化学和遗传学是两个独立的研究领域，两者都还处于科学发现的早期阶段。这一发现开创了一个新领域，即生物化学遗传学，并强调了这些研究领域在理解生物体功能方面的重要性（1，2）。
尽管这一假设经过多年的发展，随着人们认识到并非细胞中的每一种蛋白质都具有酶的催化作用，并被改变为“一个基因-一个蛋白质/多肽”，但这项发现还是获得了认可n .菌科学史上一个非常重要的位置(1,2)。从那时起，它被用作多个其他研究课题的模式生物，如氨基酸合成、DNA和RNA研究、糖代谢、昼夜节律、细胞分化等(1,4)。
是粗糙脉孢菌危险吗?
在被纳入科学研究之前，n .菌被认为是面包店常见的食品污染物。当时,，脉孢菌种被分类为一个不同的科学名称，属Motilia。在面包店中最常见的分离物种是Motilia sitophila,无性生殖的或不完美的生殖形式西嗜脉孢菌(5,6).其性状态尚未被发现或在其生命周期中没有性状态的霉菌有时被称为真菌不全. 在发现它们的性状态之前，这些霉菌通常被认为属于不同的属，因此对它们进行了分类脉孢菌属Motilia．
脉孢菌在面包房经常发现这种细菌，污染面粉和烘焙食品。它们很难根除，并造成巨大的经济损失，直到引入了真菌生长抑制剂，以及改善了卫生(4,5,6)。n .菌更常见的是生长在甘蔗甘蔗渣上(5)，作为土壤或树皮上的腐生植物，特别是在森林火灾后被烧毁的树木上，因为其孢子的萌发是由热休克触发的(4,10)。
如何粗糙脉孢菌复制
粗糙脉孢菌，是子囊菌门的一员，具有复杂的生命周期。子囊菌属之所以这样命名，是因为它们的孢子是在囊状结构中形成的(“ascus”在拉丁语中是袋子的意思)。有些真菌既可以有性繁殖，也可以无性繁殖(图2)当环境条件不适合有性繁殖或没有相反交配类型的个体时，这些真菌将通过简单的菌丝体碎片或分生孢子（无性孢子）进行无性繁殖。一旦菌丝碎片或分生孢子散开，就会形成新的菌丝。然而，由于没有与同一物种的另一成员交换和重组遗传信息，新菌落的遗传物质与原始菌丝体相同，这意味着它是一个克隆（4,7,8）。在这些情况下，遗传多样性的主要来源是DNA复制过程中的基因突变。
在经典意义上，真菌没有雄性和雌性成员。相反，它们有形成不同性结构的交配类型。就克拉萨，它们被称为交配型一个和一个．为了进行有性繁殖，异性交配个体的初级菌丝需要相互接触。其中一种交配类型形成了一种被称为表皮的结构。包膜由两部分组成:子囊和毛母细胞。毛丝原体是一种细长的菌丝，它向其他交配类型的分生孢子延伸，直到细胞连接和融合。从子囊菌中产生的新菌丝称为囊生菌丝。
囊生菌丝的顶部呈钩状，分为三个细胞。顶部和底部的细胞只有一个细胞核，而中间的细胞包含两种交配类型(n + n)的两个细胞核。两个细胞核融合，形成受精卵，即“受精”细胞。它有两组染色体(2n)进行重组，即在染色体之间重新排列遗传信息的过程。受精卵随后分裂成带有一组染色体的细胞(n)。分裂的结果是一个含有8个子囊孢子的子囊。热休克常激活子囊孢子的萌发。一旦这些孢子发芽，它们就会形成一个新的菌丝体，具有全新的基因组合(7 - 10)。
粗糙脉孢菌基因组
人类基因组n .菌在2003年完成了测序。研究表明，这种霉菌有大约10000个不同的基因，这些基因都包含合成蛋白质的信息(蛋白质编码基因)，其中一些与其他真核生物共享，一些仅对真核生物有特异性克拉萨。与其他常用的模式生物相比，n .菌几乎是蛋白质编码基因的两倍酿酒酵母几乎和果蝇一样多的基因，黑腹果蝇(2, 11).
粗糙脉孢菌昼夜节律
“昼夜节律”这个名字来自拉丁词“circa”，意思是“大约”，和“diem”，意思是“天”。因此，昼夜节律代表生物体(无论是动物、植物还是微生物)体内的一种生理过程，它大致每24小时以相同的方式发生和波动，并受到光、温度和其他外部因素的影响。最著名的昼夜节律是我们的睡眠-觉醒周期，它取决于我们暴露在光照下的数量(无论是白天还是黑夜)和褪黑激素的合成(12)。
在里面克拉萨，昼夜节律与无性繁殖有关。粗糙脉孢菌它不仅根据光照来区分黑夜和白天，而且还根据白天的时间来调整其无性孢子(分生孢子)的合成。这是通过在被称为“race tubes”的玻璃管中培养菌丝来测试的。根据一天的时间，真菌会在菌丝生长和气生菌丝和分生孢子的发育之间切换。这一过程发生在基本的细胞水平上，通过一种叫做基因频率(frq)．(13)
粗糙脉孢菌使用在农业
如前所述，n .菌在爪哇、婆罗洲和巴西的某些土著部落中，它甚至被用作食物。这种真菌要么作为直接食物来源收集，如婆罗洲的伊班人从烧焦的稻田中收集，要么用来加工其他食物。例如，在巴西，它被用来通过木薯加工生产发酵饮料(3)。
粗糙脉孢菌在生物质加工方面显示出巨大的潜力，因为它可以高效地分解植物细胞壁和植物生物量的组成部分-纤维素和半纤维素。它合成重要的酶，将这些物质分解成单糖，如木糖和阿拉伯糖，然后可以用于发酵或生产液体燃料(14,15)。
参考文献
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