Letzte Woche wurden drei Proben von holzabbauenden Pilzen gesammelt, aber weil eine eng verwandte Art der tödlichen Knollenblätterpilze fälschlicherweise als essbarer Pilz für die Forschung behandelt wurde, wurde nicht nur eine Woche Kultivierungszeit verschwendet, sondern fast die gesamte Stammbibliothek kontaminiert. Dies ist die jüngste Frustration von Xiao Li aus einem universitären Pilzforschungslabor. Im Bereich der Pilzforschung sind solche 'Identifikationsfehler' nicht ungewöhnlich. Laut statistischen Daten, die 2024 vom Journal of Mycosystema veröffentlicht wurden, erleiden etwa 42% der Anfänger in der Pilzforschung eine Verzerrung experimenteller Daten aufgrund von Identifikationsverzerrungen, während professionelle Forscher auch eine Wahrscheinlichkeit von 15% haben, bei der Behandlung unbekannter Pilzarten falsch zu urteilen. Mit über 1,2 Millionen entdeckten Arten weltweit zeigen Pilze enorme Vielfalt in Morphologie und Gewohnheiten. Eine genaue Pilzidentifikation ist sowohl der Ausgangspunkt der Forschung als auch der Schlüssel zur Risikovermeidung. Dieser Artikel wird Pilzforschern eine systematische und operationale Identifikationsmethode bieten, um Ihnen zu helfen, die Schwierigkeit der 'Pilzerkennung' zu überwinden.
Vor dem Beginn der Identifikation kann die Einrichtung des richtigen konzeptuellen Rahmens Ihnen helfen, Umwege zu vermeiden. Viele Identifikationsfehler entstehen aus Missverständnissen über die grundlegenden Attribute von Pilzen.
Pilze gehören zu einem unabhängigen 'Pilzreich'. Ihre Zellstruktur fehlt Chlorophyll und kann keine Photosynthese durchführen, was sich grundlegend von Pflanzen unterscheidet; gleichzeitig erhalten sie Nährstoffe durch Absorption organischer Materie, was sich von Tieren unterscheidet. Diese Eigenschaft bestimmt, dass die Pilzidentifikation sich nicht nur auf das 'Aussehen' verlassen kann, sondern auch ihre Nährstoffquellen, Wachstumsumgebungen und andere Faktoren berücksichtigen muss. Zum Beispiel kann weißes Myzel, das auf Humus wächst, Trichoderma sein, während das, was auf dem Phloem lebender Bäume wächst, parasitärer Phytophthora sein kann.
Die Pilzmorphologie ändert sich mit Wachstumsstadien und Umgebungsbedingungen, was 'gleicher Pilz, unterschiedliches Aussehen' ist. Zum Beispiel erscheint Cordyceps sinensis als Insektenkörper im Winter und entwickelt Fruchtkörper im Sommer; 'verschiedene Pilze, gleiches Aussehen' bezieht sich auf verschiedene Pilzarten, die in einem bestimmten Stadium eine sehr ähnliche Morphologie haben. Das typischste Beispiel ist der tödliche Knollenblätterpilz und der essbare weiße Knollenblätterpilz, die schwer mit bloßem Auge allein zu unterscheiden sind und professionelle Methoden erfordern.
Ein einzelnes Merkmal kann Pilze nicht genau identifizieren. Die professionelle Identifikationslogik kombiniert morphologische Merkmale, Wachstumsumgebungen und molekulare Detektion. Die 'Dreifach-Verifikationsmethode', die von der Mycological Society of America vorgeschlagen wurde, ist zu einem Industriestandard geworden: zuerst vorläufige Klassifizierung durch Morphologie, dann Verengung des Bereichs durch Kombination von Wachstumsumgebungen und schließlich Bestätigung der Art mit molekularen Methoden.
Dieser Abschnitt ist der Schwerpunkt dieses Artikels und deckt Identifikationstechniken des gesamten Prozesses von der Feldsammlung bis zur Laboranalyse ab, wobei jede Methode praktische Schritte und Vorsichtsmaßnahmen enthält.
Makroskopische Beobachtung zielt auf Pilzfruchtkörper (wie Pilzhüte und Stiele) oder Kolonien (wie Myzelaggregate auf Kulturmedien) ab, was der erste Schritt der Identifikation ist. Es ist einfach zu bedienen, erfordert aber sorgfältige Aufmerksamkeit. Praktische Schritte: 1. Gesamtmorphologie aufzeichnen: Für Agaricales-Pilze, Hutform (rund, glockenförmig, trichterförmig), Durchmesser, Farbe (ob es Farbänderungen gibt, wie Steinpilze, die nach Verletzung blau werden) beobachten; Stiellänge, Dicke, Vorhandensein von Ring oder Volva. 2. Zubehörmerkmale beobachten: Farbe und Anordnung der Lamellen (dünne Blätter unter dem Hut) oder Röhren überprüfen. Zum Beispiel sind Shiitake-Lamellen weiß, werden bei Reife hellbraun und sind senkrecht zum Stiel. 3. Schlüsselreaktionen testen: Einige Pilze haben spezifische Reaktionen. Zum Beispiel das Brechen des Stiels von frischen Milchlingen und das Beobachten, ob Milchsaft austritt und Farbänderungen des Milchsafts, ist eine wichtige Grundlage zur Unterscheidung von Milchlingsarten. Vorsichtsmaßnahmen: Makroskopische Beobachtung sollte im frischen Zustand durchgeführt werden, da Pilzfruchtkörper nach dem Trocknen signifikante morphologische Änderungen erfahren, was das Urteil beeinflusst.
Pilze haben eine starke Spezifität für Wachstumsumgebungen. Die Kombination von Umweltinformationen kann die Identifikationseffizienz erheblich verbessern. Der Forschung zufolge haben etwa 70% der Pilze Präferenzen für Wirte oder Wachstumssubstrate. Kernverfolgungspunkte: •Wachstumssubstrat: Ob es saprophytisch (wachsend auf totem Holz, abgefallenen Blättern, Humus), parasitär (wachsend in lebenden Tieren und Pflanzen) oder symbiotisch (wie Mykorrhizen mit Bäumen bildend) ist. Zum Beispiel bildet Matsutake nur symbiotische Beziehungen mit Bäumen wie japanischer Rotkiefer und Yunnan-Kiefer und wächst nicht in reinen Wiesen. •Klima und Region: Verschiedene Pilze haben spezifische Wachstumstemperaturen, Feuchtigkeit und regionale Verteilungen. Zum Beispiel ist Cordyceps sinensis nur in alpinen Wiesen in Höhen von 3000-5000 Metern auf dem Qinghai-Tibet-Plateau verteilt. •Wachstumsaison: Die meisten Pilze haben offensichtliche Hauptwachstumszeiten. Zum Beispiel wachsen Austernpilze im Frühjahr und Herbst kräftig, erscheinen aber im Sommer weniger häufig.
Wenn makroskopische Merkmale Pilze nicht unterscheiden können, ist die Beobachtung von Pilzsporen, Myzelien und anderen mikroskopischen Strukturen mit einem Mikroskop eines der Kernmittel der professionellen Identifikation. Praktische Schritte: 1. Probenvorbereitung: Nehmen Sie eine kleine Menge Fruchtkörpergewebe oder Myzel, legen Sie es auf einen Objektträger, fügen Sie 1-2 Tropfen klares Wasser oder Lactophenol-Baumwollblau-Färbung hinzu (um Strukturen klarer zu machen), decken Sie mit einem Deckglas ab und drücken Sie leicht, um die Probe zu dispergieren. 2. Mikroskopische Beobachtung: Verwenden Sie zuerst niedrige Vergrößerung (10×), um Zielstrukturen zu finden, dann wechseln Sie zu hoher Vergrößerung (40×) für detaillierte Beobachtung. Konzentrieren Sie sich auf Sporenform (rund, elliptisch, spindelförmig), Größe, Farbe und ob Myzelien Septen oder Schnallenverbindungen (wichtige Merkmale von Basidiomyceten) haben. 3. Daten aufzeichnen: Sporengröße messen (zufällig 20 Sporen messen und Durchschnitt nehmen), Myzeldurchmesser und -merkmale aufzeichnen. Diese Daten sind der Schlüssel zur Unterscheidung eng verwandter Arten. Zum Beispiel sind Beauveria bassiana-Sporen kugelförmig mit einem Durchmesser von 2-3 Mikrometern, während Metarhizium anisopliae-Sporen lang elliptisch mit einem Durchmesser von 3-5 Mikrometern sind.
Pilze haben artspezifische physiologisch-biochemische Eigenschaften. Durch Prüfung ihrer Fähigkeit, verschiedene Kohlenstoff- und Stickstoffquellen zu nutzen, oder durch Erkennen von Enzymen und Metaboliten, die sie produzieren, kann eine genaue Identifikation erreicht werden. Häufige Testelemente: •Kohlenstoffquellen-Nutzungstest: Impfen Sie Pilze auf Kulturmedien mit verschiedenen Kohlenstoffquellen (wie Glucose, Saccharose, Cellulose) und beobachten Sie ihr Wachstum. Zum Beispiel können Hefen mit Glucose wachsen, aber einige Arten können Laktose nicht nutzen. •Enzymaktivitätserkennung: Erkennen Sie, ob Pilze Enzyme wie Amylase oder Cellulase durch spezifische Kulturmedien produzieren. Zum Beispiel produziert Trichoderma große Mengen an Cellulase und bildet offensichtliche transparente Zonen auf cellulosehaltigen Kulturmedien. •Pigmentproduktionstest: Einige Pilze produzieren spezifische Pigmente. Zum Beispiel produziert Penicillium chrysogenum gelb-grüne Pigmente, was ein wichtiges Identifikationsmerkmal ist.
Für eng verwandte Arten oder morphologisch schwer unterscheidbare Pilze sind molekularbiologische Methoden derzeit das zuverlässigste Identifikationsmittel. Das Kernprinzip besteht darin, spezifische Genfragmente von Pilzen (wie ITS-Sequenzen) zu erkennen und sie mit bekannten Sequenzen in Datenbanken zu vergleichen, um Arten zu bestätigen. Praktischer Prozess (häufig im Labor verwendet): 1. DNA-Extraktion: Extrahieren Sie genomische DNA aus Pilzproben unter Verwendung der CTAB-Methode oder kommerzieller Kits. 2. PCR-Amplifikation: Amplifizieren Sie Zielgenfragmente unter Verwendung universeller ITS-Primer (wie ITS1 und ITS4). 3. Sequenzbestimmung: Senden Sie amplifizierte Produkte an Sequenzierungsunternehmen zur Sequenzierung, um Gensequenzen zu erhalten. 4. Vergleichsanalyse: Führen Sie BLAST-Vergleiche der erhaltenen Sequenzen in Datenbanken wie NCBI (National Center for Biotechnology Information) durch. Sequenzen mit Ähnlichkeit über 97% können vorläufig als dieselbe Art bestimmt werden. Berichten des Journal of Microbiology zufolge haben molekularbiologische Methoden die Genauigkeit der Pilzidentifikation von 75% in traditionellen Methoden auf über 99% verbessert und sind unverzichtbare Mittel in der aktuellen wissenschaftlichen Forschung.
Zusätzlich zu den obigen Kernmethoden kann die Verwendung professioneller Werkzeuge die Identifikationsarbeit effizienter machen. •Identifikationshandbücher und Atlanten: Autoritative Materialien wie 'Chinesischer Großpilz-Atlas' und 'Pilzidentifikationshandbuch' enthalten eine große Anzahl hochauflösender Bilder und Merkmalsbeschreibungen, geeignet für Anfänger zur Konsultation. •Mobile Apps: Apps wie 'Pilzidentifikation' und 'Pilzidentifikation' können vorläufige Identifikation durch Fotografieren von Fruchtkörpern durchführen und können als schnelle Screening-Tools während der Feldsammlung verwendet werden, aber Ergebnisse benötigen weitere Überprüfung. •Professionelle Datenbanken: Zusätzlich zu NCBI gibt es auch die 'Chinesische Pilzdatenbank' des Instituts für Mikrobiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, die detaillierte Informationen über viele einheimische chinesische Pilze enthält.
Antwort: Es gibt keine absolute 'schnelle Unterscheidungstechnik', aber zwei Prinzipien können befolgt werden: Erstens, 'nie sammeln, was man nicht erkennt,' besonders Pilze mit leuchtenden Farben (wie rot, gelb), speziellen Gerüchen (wie fischig), oder Farbänderungen nach Verletzung, die besondere Vorsicht erfordern; zweitens, verwenden Sie die 'Ausschlussmethode', indem Sie zuerst ihre Wachstumsumgebung aufzeichnen. Wenn sie in der Nähe von giftigen Pflanzen oder auf verrottenden Leichen wachsen, sind sie wahrscheinlich giftig. Die endgültige Bestätigung erfordert die Kombination von mikroskopischer Beobachtung im Labor und molekularer Detektion.
Antwort: Abnormale Koloniemorphologie kann durch Änderungen der Kultur conditions (Temperatur, Feuchtigkeit, Kulturmediumzusammensetzung) verursacht werden. Zu diesem Zeitpunkt sollten Kultur conditions zuerst angepasst werden, um zu beobachten, ob die Koloniemorphologie zur Normalität zurückkehrt; wenn sie immer noch abnormal ist, kann eine Kombination aus 'mikroskopischer Strukturbeobachtung + molekularer Detektion' verwendet werden, um die Art durch Sporen- und Myzelmerkmale und Gensequenzen zu bestätigen und zu vermeiden, durch abnormale Morphologie irregeführt zu werden.
Antwort: Ähnlichkeit zwischen 95%-97% zeigt, dass dieser Pilz eine eng verwandte Art oder eine neue Art einer bekannten Art sein kann. Zu diesem Zeitpunkt ist eine umfassende Beurteilung erforderlich, indem morphologische Merkmale und physiologisch-biochemische Eigenschaften kombiniert werden: Wenn morphologische und physiologische Merkmale hochgradig mit bekannten Arten übereinstimmen, kann es sich um verschiedene geografische Populationen derselben Art handeln; wenn es offensichtliche Unterschiede gibt, kann es sich um eine neue Art handeln, die weitere taxonomische Forschung erfordert.
Antwort: Es wird empfohlen, mit gemeinsamen Pilzen mit offensichtlichen morphologischen Merkmalen zu beginnen, wie Shiitake, Austernpilze und Enokipilze, die künstlich kultivierte Pilze mit stabiler Morphologie und reichhaltigen Materialien sind, was es einfach macht, Identifikationspunkte zu meistern. Nach dem Beherrschen der Grundlagen allmählich zu komplexen Typen wie saprophytischen Pilzen und symbiotischen Pilzen in der Wildnis übergehen.
Eine genaue Pilzidentifikation ist die Grundlage der Pilzforschung. Ihr Kern liegt in der 'multidimensionalen Verifikation'—kann sich weder allein auf das Urteil mit bloßem Auge verlassen noch übermäßig auf eine einzige Technologie angewiesen sein. Vom vorläufigen Screening der makroskopischen Morphologie, zur Verfolgung von Wachstumsumgebungen, zur Beobachtung mikroskopischer Strukturen und zur ultimativen Verifikation durch Molekularbiologie, diese systematische Methode kann Ihnen helfen, Identifikationsrisiken zu vermeiden und die Forschungseffizienz zu verbessern.
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