Vi nấm

Vi nấm (Microfungi)
Vietsciences- Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Liên Hoa, Lê Hoàng Yến, Đào Thị
Lương 06/06/2006
Chương trình Vi sinh vật
ĐẠI CƯƠNG VỀ VI NẤM


Nấm (Fungi, số ít là Fungus) là một giới riêng- Giới nấm (Fungi),
khoa học nghiên cứu về nấm được gọi là Nấm học (Mycology).
Người ta đã biết đến nấm và sử dụng nấm từ thời cổ xưa. Theo
Quách Mạt Nhược, tác giả Bộ Trung quốc sử cảo thì người Trung
Quốc đã biết ăn nấm từ cách đây 6000-7000 năm . Nghề nấu rượu
có sử dụng nấm men và nấm sợi đã xuất hiện ở Trung Quốc từ cách
đây 7000-8000 năm. Việc sử dụng nấm làm dược liệu (Thần khúc)
đã có ở Trung Quốc từ cách đây 2550 năm. Các nấm dùng làm thuốc
như Phục linh, Chư linh, Linh chi , Tử linh, Lôi hoàn, Mã bột, Thiền
hoa, Trùng thảo, Mộc nhĩ…đã được ghi trong sáchThần nông bản
thảo kinh trong thời gian khoảng năm 100-200 sau Công nguyên.
Ở phương Tây , Ray ( 1684-1704) người Anh, đã căn cứ vào đặc
điểm sinh thái là chính để phân 94 loại nấm thành 4 nhóm khác nhau
trong sách Lịch sử thực vật. Sau đó là các nghiên cứu phân loại nấm
lớn căn cứ vào hình thái của Magnol (1689), Tournefort (1694).
Khi Leewenhoek (1632-1723) làm ra chiếc kính hiển vi phóng đại
được 200-300 lần thì người ta bắt đầu chú ý đến các nấm nhỏ hay
gọi là vi nấm.Nhà khoa học Italia P.A.Micheli (1679-1737) là người
đầu tiên dùng kính hiển vi để nghiên cứu nấm. trong tác phẩm Các
chi thực vật mới (Nova Plantarum Genera) xuất bản năm 1729 ông
đã nêu lên các bảng phân loại các chi nấm như Mucor, Tuber,
Aspergillus…. Học giả Hà Lan D.C.H. Persoon (1761-1836) trong các
sách Synopsis Methodica Fungarum và Mycologia Europeae đã đặt cơ
sở cho phương pháp và hệ thống phân loại nấm . Học giả Thụy Điển

E.M. Fries (1794-1878) đã có nhiều cống hiến trong việc phân loại
các nấm lớn. Khoảng 100 năm sau đó việc phân loại đa số nấm lớn
đều dựa trên nghiên cứu của Fries.
Người đầu tiên vận dụng thuyết tiến hóa của Darwin vao việc phân
loại nấm là nhà khoa học Đức H.A.De Bary (1831-1888). Ông đã
xuất bản sách Hình thái học và sinh lý học nấm vào năm 1866 với cơ
sở phân loại dựa trên trật tự tiến hóa. Ông còn nghiên cứu nguồn gốc
và tiến hóa của nấm, sáng tạo nên giả thuyết Đơn nguyên luận.
Về sinh lý học, năm 1869 J.Raulin phát hiện nguyên tố vi lượng Zn
rất cần cho sự sinh trưởng của Asperrgillus niger; năm 1901
E.Wilders cho biết để sinh trưởng nấm còn cần các nhân tố như
Biotin, Thiamin, Inositol…
Về Di truyền học Blakeslee (1904) phát hiện ra sự phối hợp của các
sợi nấm khác giới tính ở nấm Mucor. Sau đó là các phát hiện tương
tự của Kniep (1920 với nhiều loài nấm Đảm, Dodge (1928) với nấm
Neurospora. Về sau với nấm Neurosporra người ta đã nghiên cứu
sâu về di truyền học và trên cơ sở các nghiên cứu này mà Beadles
(1945) mới đề xuất được học thuyết Một gen-một enzym.
Nhà nấm học Italia P. A. Saccardo (1845-1920) đã chỉnh lý các
nghiên cứu về nấm và biên soạn bằng tiếng La Tinh 25 tập Kỷ yếu
Nấm.
Tiến bộ của Sinh học phân tử và kỹ thuật kính hiển vi điện tử đã
đem lại một diện mạo mới cho việc nghiên cứu phân loại học và sinh
lý học nấm. Các thành tựu nghiên cứu đã được tổng kết khá đầy đủ
trong 5 tập sách Giới Nấm (The Fungi) của G. C. Ainsworth và cộng
sự (Vol 1, 2.3.4A.4B. New York and London: Academic Press, 1963-
1973). Năm 1995 đã tái bản lần thứ 8 cuốn Từ điển về nấm
(Dictionary of the Fungi) của Ainsworth và Bisby. Nấm được chia
thành 4 ngành (Division, Phylum):
- Ngành Chytridiomycota

- Ngành Zygomycota
- Ngành Ascomycota
- Ngành Basidiomycota
Theo thuật ngữ Latinh tên các taxon trong phân loại nấm là như sau:
Ngành-mycota; Ngành phụ-mycotina; Lớp- mycetes; Lớp phụ-
mycetidae; Bộ-ales; Bộ phụ- ineae;Họ-aceae; Họ phụ- oideae.
Hiện nay tồn tại các hệ thống phân loại nấm không thống nhất với
nhau, chủ yếu là các hệ thống phân loại theo Ainsworth và cộng sự
(1973), V.Arx (1981), Ainsworth & Bisby (1983), Kendrick (1992),
Ainsworth & Bisby (1995), Alexopoulos & Mins (1996).
Chúng tôi sử dụng hệ thống phân loại theo Giáo trình nấm học CBS.
( CBS Course of Mycology ), lần xuất bản thứ 4, Baarn, Delft, 1998:

Ngành Lớp
Lớp phụ hoặc
nhóm
Labyrinthomorpha
Labyrinthulea
Thraustochytriacea

Pseudofungi
Hyphochytriomycetes
Oomycetes

Chytridiomycota Chytridiomycetes
Zygomycota
Zygomycetes
Trichomycetes

Ascomycota

Archiascomycetes
Saccharomycetes
Ascomycetes


discomycetes









Major licheneized
orders
plectomycetes
pyrenomycetes
loculoascomycetes
powdery mildews
Laboulbeniomycetes
conidial ascomycetes
(Hyphomycetes,
Coelomycetes)
Basidiomycota
Urediniomycetes

Platyglomycetidae
Urediniomycetidae

Ustilaginomycetes
Hymenomycetes
Tremellomycetidae
Dacrymycetidae
Auriculariomycetidae
Hymenomycetidae

Các loài nấm không tìm thấy (đúng ra là chưa tìm thấy) dạng sinh sản hữu tính được xếp chung vào
nhóm Nấm bất toàn – Fungi imperfecti. Theo hệ thống phân loại của Saccardo (1880,1886) thì các nấm này
được xếp thành một lớp- Lớp Deuteromycetes. Khi phát hiện thấy cơ quan sinh sản hữu tính thì người ta đổi
tên loài và xếp sang các lớp khác. Ví dụ nấm lúa von trước kia được gọi là Fusarium moniliforme, nhưng sau
khi tìm thấy cơ quan sinh sản hữu tính thì lại chuyển thành loài Gibberella fujikuroi. Các nấm bất toàn hiện
được xếp trong các nhóm conidial Ascomycetes hay conidial Basidiomycetes.
Hiện nay người ta cho rằng trong tự nhiên có khoảng 1 triệu đến 1,5 triệu loài nấm nhưng mới định tên
được khoảng 10 000 chi và 70 000 loài, Trung Quốc đã điều tra được 40 000 loài. Riêng các loài nấm thuộc
Nấm bất toàn ở nước ta hiện mới chỉ phát hiện được 338 loài thuộc 306 chi khác nhau (Bùi Xuân Đồng, 2004).
Bảo tàng giống chuẩn vi sinh vật (VTCC) thuộc Trung tâm Công nghệ sinh học Đại học Quốc gia Hà Nội đang
hợp tác với Viện NITE của Nhật Bản điều tra nghiên cứu khu hệ vi nấm ở Việt Nam và có nhiều khả năng tìm
thấy những loài mới trong khoa học.
Vậy những loài nấm nào là Vi nấm (Microfungi)? Đó là tất cả các nấm không có mũ nấm (quả thể, fruit-
body) có thể thấy rõ bằng mắt thường. Người ta gọi những nấm có mũ nấm là các nấm bậc cao. Tuy nhiên khi
nuôi cấy sợi nấm của các nấm bậc cao để nghiên cứu hoặc để sản xuất sinh khối thì chúng cũng được coi như
vi nấm và là đối tượng nghiên cứu của ngành Vi sinh vật ( giống như các loài vi nấm khác). Để nghiên cứu vi
nấm bắt buộc phải quan sát dưới kính hiển vi và phải nuôi cấy trong các điều kiện vô khuẩn như đối với vi
khuẩn.
Căn cứ vào hình thái người ta chia vi nấm thành hai nhóm khác nhau: nhóm Nấm men ( Yeast ) và nhóm
Nấm sợi (Filamentous fungi). Chúng chỉ khác nhau về hình thái chứ không phải là những taxon phân loại riêng
biệt. Nhiều nấm men cũng có dạng sợi và rất khó phân biệt với nấm sợi.

I- CẤU TẠO CHUNG CỦA SỢI NẤM

1. Hình thái và cấu tạo của sợi nấm
Sợi nấm (hypha) có dạng hình ống phân nhánh bên trong chứa chất nguyên sinh có thể lưu động. Về chiều
dài chúng có sự sinh trưởng vô hạn nhưng về đường kính thì thưopừng chỉ thay đổi trong phạm vi 1-30µm
(thông thường là 5-10 µm).
Đầu sợi nấm có hình viên trụ, phần đầu gọi là vùng kéo dài (extension zone). Lúc sợi nấm sinh trưởng
mạnh mẽ đây là vùng thành tế bào phát triển nhanh chóng, vùng này có thể dài đến 30 µm. Dưới phần này
thành tế bào dày lên và không sinh trưởng thêm được nữa. Màng nguyên sinh chất thường bám sát vào thành tế
bào. Trên màng nguyên sinh chất có một số phần có kế cấu gấo nếp hay xoặ lại, người ta gọi là biên thể màng
(plasmalemmasome) hay biên thể (lomasome). Nhiều khi chúng có tác dụng tiết xuất các chất nào đó.
Thành tế bào (cell wall) của nấm có thành phần hóa học khác nhau. Đây là một tiêu chí quan trọng khi
định loại nấm. sau đây là các thành phần chính của thành tế bào ở một số nấm:
Chi nấm: 1 2 3 4 5 6
Thành phần thành
tế bào:

Glucan 16 54 0 43 29 6
Cellulose - 36 0 0 0 0
Chitine 58 0 9 19 1 10
Chitosan - 10 33 - 0 -
Mannan - <1 2 2 31 <3
Protein 10 5 6 11 13 7
Lipid - 3 8 5 9 3

Chú thích: 1- Allomyces
2- Phytophthora
3- Mucor
4- Aspergillus
5- Saccharomyces
6- Schizophyllum
Thành phần chính trong thành tế bào của một số nhóm nấm là như sau:

Acrasiales Cellulose, Glycogen
Oomycetes Cellulose, Glucan
Hyphochytriomycetes Cellulose. Chitine
Zygomycetes Chitin, Chitosan
Chytridiomycetes, Ascomycota (dạng sợi), Basidiomycota (dạng sợi),
Fungi Imperfecti Chitine, Glucane
Riêng với Saccharomycetales và Cryptomycocolacales là Glucan, mannan
Với Rhodotorula và Sporobolomycetales là Chitine, mannan
Với màng nguyên sinh chất (protoplasmic membrane) thì thành phần ít thay đổi ở các loài nấm sợi, có khác
nhau với dạng nấm men. Sau đây là một số ví dụ:
Loài nấm 1 2 3 4 5
Thành phần
màng NSC

Protein 52,0 38,5 46,5 45,5 25,5
Lipid 43,0 40,4 41,5 31,0 40,0
Polysaccharide 9,0 5,2 3,2 25,0 30,0
Acid nucleic 0,3 1,1 7,5 0,5 -

Chú thích: 1- Candida albicans (dạng nấm men)
2- Candida utilis
3- Saccharomyces cerevisiae
4- Candida albicans (dạng nấm sợi)
5- Fusarium culmorum

Nhân tế bào được bao bọc bởi màng nhân, trên màng nhân có nhiều lỗ thủng, trong nhân có hạch nhân
(nucleolus). Thường có nhiều nhân tập trung ở phần ngọn của sợi nấm. Trong các tế bào phía sau ngọn thường
chỉ có 1-2 nhân.
Nhân của nấm thường nhỏ, khó thấy rõ dưới kính hiển vi quang học. Nhiễm sắc thể trong nhân thường
không dễ nhuộm màu, số lượng tương đối nhỏ. Số lượng này là 6 ở các nấm Magnaporthe grisea,

Paecilomyces fumosoroseus, Trichoderma reesei; là 7 ở các nấm Histoplasma capsulatum, Neurospora
crassa, Phenaerchateae chrysosporium, Podospora anserina, là 8 ở các nấm Aspergillus nidulans. Aspergillus
niger,Acremonium chrysogenum, Beauveria basiana, Lentinus edodes, là 10 ở nấm Penicillium janthinellum,là
11 ở nấm Schizophyllum commune, là 12 ở nấm Curvularia lunata, là 13 ở nấm Agaricus bisporus, là 15 ở
nấm Cyanidioschyzon merolae, là 20 ở nấm Ustilago maydis….
Trong tế bào nấm còn có các cơ quan giống như trong tế bào các sinh vật có nhân thực (Eukaryote) khác.
Đó là ty thể (mitochondrion), mạng nội chất (endoplasmic reticulum), dịch bào hay không bào (vacuolus), thể
ribô (ribosome), bào nang (vesicle) , thể Golgi sinh bào nang (Golgi body, Golgi apparatus, dictyosome), các
giọt lipid (lipid droplet), các tinh thể (chrystal) và các vi thể đường kính 0,5-1,5 nm (microbody), các thể
Vôrônin đường kính 0,2µm (Woronin body), thể Chitô đường kính 40-70nm(chitosome)… Ngoài ra trong tế
bào chất còn có các vi quản rỗng ruột, đường kính 25nm (microtubule), các vi sợi đường kính 5-
8nm( microfilament), các thể màng biên ( plasmalemmasome)

Ribosome của nấm thuộc loại 80S ( S là đơn vị hệ số lắng Svedberg) có đường kính khoảng 20-25nm,
gồm có 2 bán đơn vị ( subunit); bán đơn vị lớn (large subunit ) 60S (gồm 3 loại ARN- 25S; 5,8S và 5S cùng
với 30-40 loại protein). Bán đơn vị nhỏ (small subunit) 40S (gồm loại ARN 18S và 21-24 loại protein)
Phần ngọn có thể tách với phần bên dưới bằng một không bào, lúc đầu nhỏ nhưng về sau kết hợp lại với
nhau để lớn dần, tạo nế áp lực dồn tế bào chất về phía đỉnh ngọn sợi nấm. Tại phần già nhất của sợi nấm
thường xảy ra hiện tượng tự tan (autolysis) hoặc bị tan rã dưới tác dụng của các men phân cắt (lytic enzyme)
do các vi sinh vật khác sinh ra. Cũng có những phần sợi nấm già phần lipid tích tụ nhiều và kết hợp với thành
tế bào tạo nên một màng dày, tạo thành những bào tử áo (chlamydospore). Loại bào tử này có thể giúp sợi nấm
tồn tại được qua những điều kiện môi trường khắc nghiệt. Trường hợp này rất giống với các bào tử nội sinh
(endospore).
Sợi nấm không ngừng phân nhánh và vì vậy khi một bào tử nẩy mầm trên một môi trường đặc sẽ phát
triển thành một hệ sợi nấm (mycelium, số nhiều- mycelia), sau 3-5 ngày có thể tạo thành một đám nhìn thấy
được gọi là khuẩn lạc (colony). Vào giai đoạn cuối của sự phát triển khuẩn lạc sẽ xảy ra sự kết mangh
(anastomosis) giữa các khuẩn ty với nhau, làm cho cả khuẩn lạc là một hệ thống liên thông mật thiết với nhau,
thuận tiện cho việc vận chuyển chất dinh dưỡng đến toàn bộ hệ sợi nấm. Hiện tượng kết mạng thường gặp ở
nấm bậc cao nhưng lại ít gặp ở các sợi nấm dinh dưỡng của nấm bậc thấp. Hình thái, kích thước màu sắc, bề
mặt của khuẩn lạc…có ý nghĩa nhất định trong việc định tên nấm.

Phần lớn sợi nấm có dạng trong suốt, ở một số nấm sợi nấm mang sắc tố tạo nên màu tối hay màu sặc sỡ.
Sắc tố của mọt số nấm còn tiết ra ngoài moi trường và làm đổi màu khu vực có nấm phát triển. Một số nấm còn
tiết ra các chất hữu cơ tạo nên các tinh thể trên bề mặt khuẩn lạc. Vì bào tử của nấm thường cũng có màu nên
cả khuẩn lạc thường có màu

2-Vách ngăn ở sợi nấm:
Sợi nấm ở một số nấm có vách ngăn ngang (septa, cross wall), đó là các sợi nấm có vách ngăn (septate
hyphae). Cũng có nhiều nấm sợi nấm không có vách ngăn ngang- sợi nấm không vách ngăn (aseptate hyphae).
Các nấm bặc thấp thường có sợi nấm không vách ngăn, ngược lại các nấm bậc cao thường mang sợi nấm có
vách ngăn. Sợi nấm không vách ngăn mang nhiều nhân nhưng vẫn có thể gọi là đơn bào. Ở các nấm không
vách ngăn thì vách ngăn vẫn có thể hình thành khi sản sinh thể sinh sản hay cơ quan sinh sản. tại các bộ phận
bị thương tổno sựi nám cũng có thể hình thành vách ngăn. Đó là loại vách ngăn liên, không có lỗ thủng, có tác
dụng bảo vệ cơ thể.
Sợi nấm có vách ngăn là cơ thể đa bào. Mỗi tế bào có 1 nhân hoặc nhiều nhân. Tuy nhiên sợi nấm vẫn
không phải do nhiều tế bào hợp thành mà là do các vách ngăn tách sợi nấm ra thành nhiều tế bào.
Vách ngăn ngang được hình thành từ thành tế bào. Lúc đầu là một gờ nhỏ hình khuyên sao đó tiến dần
vào trong và lấp kín lại. Tuy nhiên vách ngăn thươbf có 1 hay nhiều lỗ thửng. các lỗ có kích thước bằng nhau
hay có 1 lỗ lớn nhất ở giữa và nhiều lỗ nhỏ ở xung quanh. Vách ngăn điển hình ở Nấm túi (Ascomycota) và
Nấm bất toàn (Deuteromycetes) là loại có một lỗ ở chính giữa, đường kính khoảng 0,05-0,5µm. Ở nấm
Geotrichum candidum và nấm Fusarium vách ngăn thường có nhiều lỗ nhỏ. Ở nấm Fusarium lỗ ở chính giữa
vách ngăn lớn hơn so với các lỗ khác. Một số Nấm đảm (Basidiomycota) có lỗ hình thùng trên vách ngăn
ngang, bọc bên ngoài bởi một cấu trúc màng gọi là màng lỗ thùng (perenthesome). Trong điều kiện khô hạn
việc hình thành vách ngăn có thể giúp sợi nấm đề kháng được tốt hơn đối với môi trường.
Ờ Nấm túi và Nấm bất toàn nhiều khi trong tế bào còn thấy có các thể Vôrônin (Woronin body) và các
tinh thể protein.

Cấu tạo của phần ngọn sợi nấm