第七章 真菌的分子生物学鉴定方法.pptVIP

第七章 真菌的分子生物学鉴定方法 真菌的形态特征复杂，而且形态特征和生理生 化指标随着环境的变化而不稳定，因此，在传统 的真菌分类中常引起分类系统不稳定或意见分歧。 随着生物化学、遗传学以及分子生物学等相关学 科的发展，同时也是真菌分类学自身发展的客观 需求，在真菌的现代分类学中引入了分子生物学 的鉴定方法。 例——捕食线虫真菌的分类发展 节丛孢 隔指孢 单顶孢 粘球和 非收缩环 收缩环 菌网 粘性分枝 分子生物学鉴定方法包括DNA碱基组成(G+C)mol%、限制性片段长度多态性（RFLP）、随机扩增多态性 (RAPD) 、Southerm印迹分析脉冲电场凝胶电泳（PFGE）以及小亚基rDNA(或rRNA)序列测定等。 过去依赖形态和生理生化等表型特征描述逐渐引入分子生物学鉴定方法，按其亲缘关系和客观的反映系统发育的规律对真菌进行自然分类，达到人们追求已久的自然分类目的，无疑是分类学发展过程中的重要转折。 一、真菌DNA碱基组成的分类鉴定方法 G＋C mol%测定：使用DNA中（G＋C）摩尔百分比 的测定来作为真菌分类的一个技术方法是基于DNA含有 四种碱基，不同的有机体（G＋C）：（A＋T）的摩尔百 分比却各不相同，每个有机体的G＋C mol%均有较稳定 的值。 大量的研究表明，脊椎动物(G+C)mol%为35%—45%，细 菌为24%—78%，真菌为20%—60%。 在使用G＋C mol%作为真菌分类的一个指标时，必须注意的是两个有机体的DNA碱基组成相同，而其DNA序列上可以有很大的不同，只有当它们也具有大量共同的表型性状，或在遗传结构方面也彼此相近时，才能说它们在遗传学和进化关系上相近。 (G+C)mol%在真菌分类鉴定中主要有两种作用： （1）有助于界定真菌的种、属 真菌的各种、属、纲、门之间都有其特定的 DNA (G+C)mol%范围，遗传关系相近的有机体有 相似的DNA (G+C)mol%。 两个菌株之间 (G+C)mol%差别在4%—5%之间，可 以认为是同一种内的不同株；若差别在10%—15%之 间，可以认为是同属内不同的种；差别在20%—30% 之间，则认为是不同属或不同科内的真菌。 （2）可以作为判定真菌科属间的亲缘关系的参考标准。 (G+C)mol%其主要作用在于否定，即(G+C)mol%不相同的菌，肯定回答它们不是同种，而(G+C)mol%相同的菌，就不能肯定回答是同种，只有当它们同时具有大量共同的的表型性状时，才能说明它们的遗传学和亲缘关系上相近。 二、核酸分析技术 核酸分析技术大都以DNA同源性为基础，这就为 那些具有表型特征相似的菌株在分子水平上给以 界定。一般而言，同一种内的菌株必须是DNA同 源性≥ 70%。核酸分析技术已经在细菌分类中 被广泛应用，而且近年来已被真菌学家们采用。 （一）DNA分子杂交技术 所有生物体都是以DNA的形式通过碱基序列来贮存遗传信息，不 同的生物碱基序列都不同，种的差别越大，其DNA碱基序列差别越 大。因此，通过不同真菌DNA碱基同源性分析，可以对真菌种、属 间的亲缘关系做出分析鉴定。对大量DNA样品进行全序列分析， 从实践的角度仍然是相当困难的，然而，DNA片段杂交可以得到 DNA之间核苷酸顺序的互补程度，从而推断不同真菌基因组之间的 同源性。 变性的单链DNA在一定条件下可以靠碱基的配对而复性成双链， 这就是DNA杂交的基本原理。同种异株的真菌基因组DNA序列差异较小，一般认定在35%以内。 （二）真菌线粒体DNA限制性片段长度多态性（RFLP）分析 限制性片段长度多态性分析（restriction fragment length polymorphism, RFLP），将目标DNA序列经一定数目和种类的限 制性内切酶(RE)进行酶切,由于不同生物体的基因组DNA在限制性 内切酶的酶切位点的遗传信息有差异, 限制性内切酶在其上的识别 位点的数目和距离就发生了改变，产生一些大小不等的DNA片段。 RFLP分析已经被有效用于真菌种及种以下类群的系统学研究、 群体水平的变异分析及菌系鉴定，很少用于较高级分类群的系统学 研究。 （三）随机扩增多态性DNA（RAPD）分析 随机扩增DNA多态性分析（randomly amplified polymorphic DNA RAPD）又称随机引物多聚酶链式反 应(Arbitrary Primer Polymerase Chain Reaction AP-PCR) 是Williams 等与Welsh和McClelland于1990年分别同时创 立的一种相同的DNA分子标记技术。它应用短的随机序