察氏琼脂在真菌分类中有哪些应用场景?一起看一看吧!
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分类: 培养基 |
察氏琼脂(Czapek Dox Agar,CZA)凭借其成分明确、营养选择性强、代谢产物可观测性高的特点,在真菌分类(尤其是丝状真菌分类)中扮演核心角色,主要用于“初步分类筛选”“属级 / 种级特征区分”及“特殊类群鉴定”,具体应用场景可分为以下四类,覆盖分类学研究、环境监测、食品与医药质控等领域:
一、核心应用 1:丝状真菌的“初步分离与属级分类筛选”
真菌分类的第一步是“从复杂样品(如土壤、食品、空气、植物组织)中分离目标菌种”,察氏琼脂通过营养选择性与弱酸性环境,优先富集丝状真菌(如青霉属、曲霉属、根霉属),同时抑制细菌和部分酵母菌,为后续分类奠定基础;且不同丝状真菌的菌落形态(质地、颜色、生长速度)差异显著,可直接用于属级初步划分。
典型应用场景:
环境真菌调查:从土壤或空气中取样,涂布于察氏琼脂后 25-28培养 7-10 天,根据菌落特征快速区分“青霉属(青绿色、粉末状)”“曲霉属(黄色 / 黑色、绒毛状)”“根霉属(白色棉絮状、生长快)”等,初步统计不同属真菌的群落占比。
食品霉菌污染鉴定:面包、谷物等发霉后,挑取霉斑接种于察氏琼脂,通过菌落形态排除细菌污染,同时初步判断是否为致病性丝状真菌(如黄曲霉、赭曲霉),为后续精准鉴定提供方向。
二、核心应用 2:基于“代谢产物与形态特征”的种级分类区分
察氏琼脂成分简单(无天然提取物干扰),真菌的特异性代谢产物(如色素) 和形态细节(如孢子结构、菌丝特征) 可清晰呈现,这些特征是丝状真菌“种级分类”的关键依据(符合《真菌鉴定手册》中基于形态学的分类标准)。
1、利用“色素差异”区分近缘种
部分真菌属内不同种的核心区别在于“是否产生特定色素”或“色素颜色差异”,察氏琼脂可放大这一特征:
曲霉属内区分:
黄曲霉(Aspergillus flavus):菌落深黄色,分泌黄色水溶性色素,培养基呈淡黄色;
寄生曲霉(Aspergillus parasiticus):菌落深绿色,不分泌水溶性色素,培养基仅表面呈绿色;
赭曲霉(Aspergillus ochraceus):菌落赭黄色,分泌赭色色素,培养基背面呈赭色。
青霉属内区分:
产黄青霉(Penicillium chrysogenum):菌落黄绿色,背面黄色,是青霉素的生产菌种;
橘青霉(Penicillium citrinum):菌落橘黄色,分泌橘色水溶性色素,培养基呈淡橘色,可产生橘霉素(有毒性)。
2、利用“孢子结构与菌丝特征”区分种级
通过察氏琼脂培养后,结合显微镜观察真菌的孢子梗形态、孢子排列、顶囊结构(曲霉特有)、假根(根霉特有) 等细节,可精准区分近缘种:
曲霉属种级区分:
黑曲霉(A. niger):顶囊球形,小梗“双层”,分生孢子黑色、壁粗糙;
黑曲霉近缘种 —— 炭黑曲霉(A. carbonarius):顶囊更小,分生孢子链更短,且能产生更多赭曲霉素(通过察氏琼脂培养后,显微镜下结构差异可直接区分)。
根霉属种级区分:
米根霉(Rhizopus oryzae):假根发达、分支多,孢子囊大(直径 100-200μm);
匍枝根霉(Rhizopus stolonifer):假根不发达、呈指状,孢子囊较小(直径 50-100μm),察氏琼脂上生长速度更快(2-3 天可覆盖平板)。
三、核心应用 3:特殊功能真菌的分类筛选(基于营养利用能力)
察氏琼脂的“单一碳源(蔗糖)+ 无机氮源(硝酸钠)”设计,可通过调整碳氮源种类,扩展其在“特殊功能真菌分类”中的应用 —— 通过观察真菌对“替代碳源 / 氮源”的利用能力,区分“能利用特定营养的类群”,尤其适用于生态功能真菌的分类。
典型应用场景:
纤维素降解真菌的筛选分类:
将察氏琼脂中的蔗糖替换为“纤维素”,制成“察氏 - 纤维素琼脂”。能在该培养基上生长的真菌(如木霉属、腐霉属),说明其可分泌纤维素酶降解纤维素,属于“纤维素降解类真菌”;进一步通过菌落周围的“透明圈大小”(纤维素被降解后,碘液染色不显色的区域),可区分不同种的降解能力,辅助分类。
耐高渗透压真菌的分类:
在察氏琼脂中添加高浓度蔗糖或氯化钠,制成“高渗察氏琼脂”。能在此培养基上生长的真菌(如耐盐曲霉、酵母菌)属于“耐高渗类群”,可用于海洋真菌、食品高糖环境真菌的分类(如区分普通青霉与耐高糖青霉)。
四、核心应用 4:真菌分类学研究中的“标准化对照培养基”
在真菌分类学研究(如物种描述、新种鉴定)中,察氏琼脂因成分固定、培养条件易重复,被用作“标准化对照培养基”—— 不同实验室可基于察氏琼脂上的统一形态特征(如菌落直径、色素类型、孢子大小)进行物种对比,确保分类结果的一致性。
典型研究应用:
新种真菌的形态学描述:当发现未知丝状真菌时,需在察氏琼脂上培养并记录“菌落形态、生长速度、色素特征、显微镜下孢子结构”,这些数据是新种分类报告的必需内容,用于与已知种的区分。
真菌系统发育研究的辅助:在基于分子生物学的真菌系统发育分析中,察氏琼脂上的形态特征可作为“分子数据的补充证据”—— 例如,某菌株的基因序列与青霉属近缘,但察氏琼脂上不产生青绿色色素、孢子梗结构不同,可进一步判断其为新种或独立分支。
总结:察氏琼脂在真菌分类中的核心价值
察氏琼脂并非“万能分类工具”,但其优势在于“低成本、易操作、形态特征清晰”,能贯穿真菌分类的“分离 - 初步筛选 - 种级区分 - 标准化对照”全流程,尤其适用于丝状真菌的基础分类与应用场景(如食品霉菌鉴定、环境真菌调查)。若需更精准的分类(如种下水平、疑难种),需结合分子生物学方法,但察氏琼脂仍是不可或缺的“第一步筛选与特征观察平台”。
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