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关于霉菌试验用菌种生长形态和特征介绍

关于霉菌试验用菌种生长形态和特征介绍


一、概述

霉菌不是一个分类学上的名词,而是一些丝状真菌的通称。凡是生长在营养基质上,形成绒毛状、蜘蛛状或絮状菌丝体的真菌,通称为霉菌。

1.霉菌的形态和菌落

(1)霉菌的形态特征

霉菌的生长是从孢子萌发开始的,孢子在一定温湿度条件下,长出菌丝,随着菌丝的生长、分枝、形成交织的菌丝体。

(2)霉菌的菌落

霉菌在培养基上生长繁殖,经过一定时间后,以菌丝聚合成群体形式出现,这就是霉菌的菌落。菌落因菌丝的粗细、组合的紧密程度、伸展的长短等差异,可出现不同的外观形状,如绳索状、棉絮状、丝戎状、束状等。

(3)霉菌的生长条件

霉菌生长在湿度大、温度高的湿热地区,它多以腐生和寄生方式生活。霉菌与其他生物一样,在生命活动过程中与周围环境有着密切的关系。环境条件的改变可引起霉菌的形态、生理、生长繁殖特征的改变。霉菌在适宜的环境中能旺盛生长繁殖,在恶劣的环境下会发生死亡。影响霉菌生长繁殖的因素是复杂的,多方面的,相互之间有着密切的关系。

温度条件是霉菌试验的一个主要条件,它几乎影响霉菌生长的一切生理活性,每一种霉菌都只在某一特定最适宜的温度范围内生长旺盛。大多数霉菌最适宜生长的温度范围为(22~30)℃。

湿度是霉菌孢子萌发、菌丝生长的必要条件,通常当相对湿度超过70%时,孢子开始萌芽生长。当相对湿度上升到这个值以上时,霉菌的生长速度随湿度的升高而加速。当相对湿度在(90~100)%时,生长速度达到最大极限。

霉菌试验是环境试验中的一项微生物环境模拟试验,它为霉菌提供一个最佳的生长条件,其特点是由产品或材料和试验设备共同完成。霉菌生长所需的营养物质由产品或材料提供,所需的温度、湿度和时间等则由试验设备提供。

霉菌试验标准在试验菌种的生长条件方面有严格的规定,规定的温度条件有两种:一种是恒定温度为2 8℃、2 9℃和3 0℃ ,其容差范围为± 1℃ ,如GB2423.16—90、IEC68—2.10、GJB4.10—83和RTCA/DO160C等标准;另一种类型是在交变温度为(25~30)℃之间变化,其容差范围为±1℃,如MIL—STD一810E、GJB150.10—86和HB5830.13—86等标准。在湿度要求上,一般都规定相对湿度在95%以上(除个别标准在90%以上外)。同时还提出一些与霉菌试验有关的要求,如菌种的移植培养和保存、培养基的制备和灭菌等项内容。

二、霉菌的种类和侵蚀对象

自然界中霉菌约有10万多种。霉菌对皮革、木材、涂料、胶粘剂、光学仪器、金属材料等工业材料及其制品均有腐蚀破坏作用,这种侵蚀会使电子设备、武器和弹药引起不同程度的损伤。

一般引起工业材料和制品生霉的霉腐微生物大约有113个属、234个种,它们主要是曲霉(占霉菌总量的19.2%,以下百分比含义同),青霉(12.7%),毛霉(6.2%),木霉(4.1%),镰刀霉(3.7%),芽枝霉(2.9%)。不同材料上的主要霉菌可以是不同的,但在某种材料上可以找到生长最旺盛的主要菌种,如棉纺织品上的主要菌种是球毛壳菌,破坏漆膜的主要菌种是出芽短梗霉等。当然也有在许多种材料上都能很好生长的霉菌,如黑曲霉、黄曲霉、杂色曲霉等。

三、霉菌试验用菌种生长的形态特征

试验菌种在试验中起着重要的作用,它是霉菌试验的必要条件之一。标准在菌种选取上考虑的是在本国和世界范围分布广,且比较稳定,长期以来在设备和材料上出现频率高,对所有材料具有较强侵蚀性或对某一种材料具有较强侵蚀性的菌种。同时,还要考虑菌种之间相互对抗和变异,以及对人体危害性最小等因素。

目前,霉菌试验最常用的菌种有2组,一组是GJB150.10—86规定的5种菌种,另一组是GB2423.16—90规定的8种菌种,共11种菌种。这些菌种的生长形态用肉眼是很难观察到的,只有在高倍显微镜下才能清楚地观察到。我们用显微照相拍摄和收集了这1 1种菌种孢子和菌落的生长形态和特征,供大家在霉菌试验时作为菌种鉴别的参考图谱。

各菌种的生长形态

1.黄曲霉

曲霉属的菌种,属于黄曲霉群,在自然界分布广泛,是我国常见霉腐菌。菌种中有些菌株能产生致癌的黄曲霉素,能在纸张、皮革、纺织品和多种电线上生长。在查氏培养基上菌落生长较快,最初带黄色,然后变为黄绿色,老后颜色变暗,平坦或有放射状,继变为疏松状,分生孢子呈球形、近球形或洋梨形。

2.黑曲霉

曲霉属的菌种,属于黑曲霉群,在自然界分布极为广泛,能生长在多种材料上。黑曲霉菌丝初为白色,常常出现鲜黄区域,厚绒状,黑色。分生孢子头幼时球形,渐变为放射形或裂成几个放射的柱状物。

3.杂色曲霉

曲霉属的菌种,属于杂色曲霉群,分布于空气、土壤中和腐败的物体表面,在我国出现极其普遍。能产生杂色曲霉毒素,有一定毒性,能在增塑剂上生长。在查氏培养基上菌落生长局限,绒状、絮状或两者同时存在。颜色变化相当广泛,不同菌系可能局部淡绿、灰绿、浅黄甚至粉红色,有的菌落有无色至紫红色的液滴,分生孢子头疏松放射状,分生孢子梗光滑,无色或略带黄色。

4.绳状青霉

青霉属的菌种,在空气、土壤、各种物品上生长,尤其是织物。菌落表面呈现绳状、絮状一绳状,或偶尔稍微成簇状,放大镜下可见帚状枝。颜色有绿色,或以绿色为基调色泽。

5.球毛壳霉

毛壳菌属的菌种,常见于各地土壤、各类植物种子及其他含纤维素的物质中,是典型的纤维腐蚀蔺。菌落在马铃薯一葡萄糖琼脂培养基上,菌丝最初呈白色,后期淡褐色,子囊壳灰褐色至澉榄褐色,中等大小,散生或聚生,卵形,子囊棒状、透明含有8个子囊孢子不规则排列。

6.土曲霉

曲霉属的菌种,属于土曲霉群,常在植物性材料上出现。菌落生长较快,平坦或有浅放射状皱纹,绒状或偶见絮状,肉桂色至沙褐色,分生孢子球形或近球形光滑。

7.绿色木霉

木霉属的菌种,广泛分布于自然界的土壤、肥料、木材或植物残体中,产生纤维酶,可分解木材,扩展生长。菌落絮状有明显的同心环纹,同心环色泽相同,分生孢子部分绿色、菌丝部分白色,分生孢子成束。

8.宛氏拟青霉

拟青霉菌属的菌种,广泛分布于土壤、空气、堆肥、木材、食品分家畜饲料中。在查氏培养基上生长快,菌落蔓延初为羊毛状,老熟后呈黄褐色略带绿色或粉红色,生长过渡时呈现松絮状至绳状质地。分生孢子结构差异极大,自单个的小梗以至复杂的多次帚状分枝。分生孢子梗自气生菌丝或绳状菌丝索生出,有时没有分生孢子梗。小梗细长渐变尖且常弯曲。分生孢子呈椭圆形或短柱形,光滑。

9.赭色青霉

青霉属的菌种,广泛分布在空气、土壤、各种物品上。菌落一般较小,紧密,有皱褶,辐射纹,放大镜下可见帚状枝。分生孢子梗顶端生有扫帚状分枝结构,分生孢子自瓶梗上生出不分支的链,分生孢子区域的颜色为灰绿色。

10.光孢短柄帚霉

帚霉属的菌种,能在各种分解的有机物上生长。在麦芽汁琼脂上生长较快,菌落薄扩散,起初呈光滑膜状,继之呈绒毛状,稍有褶皱,也可呈粉末状,色灰白渐变黄褐色至几乎黑色。孢子头类似青霉,但分生孢子梗很短,直接自基丝或气丝或菌丝素分支上生出,此后再进一步形成简单或复杂的帚状分支系统,最终形成环状孢子梗和分生孢子,分生孢子为梨形,链状,壁厚,表面粗糙。

11.出芽短梗霉

短梗霉属的菌种,在自然界分布广泛。在查氏琼脂培养基上生长良好,菌落早期粘稠为脏白色,不久变为脏绿色,最终成为黑色,有皱褶并发亮,皮革状。色泽变化由中央向边缘扩展,边缘有时可带白色环。新生菌丝壁较簿,细而无色透明,横隔少,老龄菌丝壁厚,色由暗转变黑。菌丝弯曲有隔,可以横裂形成芽管再发芽。分生孢子产生于菌丝的乳头状突起上,椭圆形。

四、霉菌试验标准对试件上霉菌生长形态的等级划分

霉菌试验标准对于试件长霉等级的划分,是根据霉菌在试件的生长形态和所覆盖的面积进行评判。大致分为4或5个等级,试验标准长霉评定表可以看出,GJB 150.10—86等级评判表规定得详细而具体,5个等级划分的范围比较合理,但对于“材料基质呈物理、化学及结构的变化及被霉菌分解或迅速变质”的评判规定不太恰当,因为霉菌生长时所吸收营养物质的量很少,在短期内很难使材料发生物理和化学的变化,并被霉菌分解和迅速变质。在霉菌试验的28天,甚至84天,我们也未发现材料出现此类的变化,而在最新版本的MIL—STD一8 l OF中已将“材料基质呈物理、化学的变化及被霉菌分解或迅速变质”删除。

对于GB2423.16—90和IEC一68—2—10的4个等级评判的规定,范围小、要求严,但过于简单,仅对观察长霉与否及面积进行等级划分,未有描绘霉菌生长形态的规定。

五、霉菌试验对试验菌种的相关要求

霉菌试验标准对菌种的购买、纯度、活力、接种繁育、保存和孢子悬浮液的配制,以及培养和灭菌等提出了具体的要求和规定。

(1)霉菌菌种的采购、培养和保存

试验菌种应来自国家级专门培养的部门,购买时菌种的菌号要相同,使用时要用在温度为(28~30)℃培养14~21天的菌种。

试验菌种在斜面培养基试管中培养和保存,为了保证菌种特性的稳定和所需的营养采用查氏合成琼脂培养基和马铃薯葡萄琼脂培养基交替培养的方式。试验菌种应在5℃~10~C的冰箱中贮存,一般可保存1~3个月后再移种一次,每种菌种至少应贮备两只菌管,菌种应当保持纯种状态,若有污染应立即进行分离纯培养。

试验前应对试验菌株逐株进行检验,不得使用不纯变异或超过培养或保存时间的菌种。

(2)试验菌种的增减

根据材料受霉菌损害的经验和知识,在霉菌试验中可增减试验菌种,但必须做出详细说明,并在试验记录中予以注明。

(3)试验菌种培养时采用的灭菌方式

菌种培养接种时采用在酒精灯上火焰灭菌,在接种过程中,试管口采用通过火焰而达到灭菌的目的。培养基和接种液采用高压蒸汽进行灭菌,灭菌后注意排气不能过快,待压力恢复到零位时再打开锅盖,取出灭菌物品。

另外,应注意凡在接菌、培养基制备和孢子悬液的配制时,所需要用的物品和器具都要经过灭菌后才能使用。

结束语

由于霉菌的分生孢子具有不同的颜色,菌落也由此出现各种颜色,还有的能分泌色素,使培养基带有颜色,而且同一种霉菌在不同成分培养基形成的菌落特征可能发生变化,因此,存在同一种霉菌在不同培养基上出现不同颜色的现象。我们在霉菌菌种鉴定时要考虑到这一因素。但各种霉菌在一定培养基形成的菌落形状、大小、颜色等是相对稳定的,这是鉴定霉菌的重要依据之一。

另外,在霉菌试验中保证菌种的活力是非常重要的。在反复培养中发现长势不好,并有退化现象的菌种仍作为试验菌种,将会影响试验结果。因此,应经常定期更换菌种,从有关菌种保藏机构或鉴定中心索取已培养成熟的菌种作为试验菌种。

总之,霉菌菌种在试验中起着重要的作用,菌种的形态和特征是鉴别菌种的依据,同时也是保证试验结果准确性和再现性的因素。

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