07 Guide complet de la recherche mycologique
Cet article vous emmènera dans l'exploration profonde de la boîte à outils de recherche de mycologie moderne, des enquêtes de base sur le terrain aux techniques de laboratoire de pointe.Je partagerai 30 ans d'expérience pratique accumulée dans la recherche sur le terrain et les travaux de laboratoire, fournissant des conseils pratiques que vous pouvez appliquer immédiatement tout en expliquant les principes scientifiques derrière.
Sélection de la bande d'échantillonnage aléatoire et d'échantillon système
La formule d'échantillon aléatoire convient aux habitats uniformes, tandis que la règle de la bande d'échantillons convient plus aux zones avec des gradients environnementaux évidents.Dans mon étude des montagnes Cascade à Washington, j'ai installé un spécimen de 500 mètres de long le long du gradient d'altitude et mis en place un spécimen de 2 × 2 mètres tous les 50 mètres, enregistrant avec succès le modèle de communautés fongiques changeant avec altitude.
Cas pratique : Dans les forêts primitives des montagnes de la côte de l'Oregon, nous avons comparé l'efficacité de l'échantillon aléatoire et de la méthode de bandes d'échantillons systématiques.Les résultats montrent que sur un terrain complexe, combinant deux méthodes - en sélectionnant d'abord au hasard la région, puis en créant un système démographique dans la région - peut obtenir la liste des espèces la plus complète.
GPS Skills de positionnement précis :
- Utilisez des équipements GPS avec une précision d'au moins 5 mètres
- Enregistrer le système de coordonnées et le plan de référence (généralement en utilisant WGS84)
- Marquez au moins trois points de repère significatifs comme points de référence de sauvegarde
- Le GPS pour smartphone ne convient que pour les enquêtes préliminaires, un équipement professionnel est requis pour la recherche professionnelle
Standardisation des enregistrements de données environnementales :
- Altitude: enregistrer les valeurs de lecture GPS et les valeurs de correction de la carte topographique
- Végétation: les plantes compagnons sont enregistrées à l'aide de la cote de couverture de Braun-Blanquet
- Sol: pH du test sur place, les échantillons sont prélevés pour l'analyse de laboratoire
- Climat: température record, humidité relative, précipitations récentes
Étapes de clé pour terminer la collecte des échantillons
1. Intégrité de la base : Utilisez des outils d'excavation professionnels pour déterrer soigneusement toutes les bactéries pour vous assurer que les creux et cordons bactériens ne sont pas détruits.La base des champignons contient des caractéristiques d'identification clés, en particulier pour les espèces toxiques telles que Amanita.
2. Représentant du stade de développement : collecter des échantillons de différents niveaux de maturité - jeunes, matures et personnes âgées.Cela aide à étudier les changements de développement et est crucial pour une identification précise.
3. Accord de photographie écologique :
- Prenez des photos in situ, y compris le fond de l'habitat
- Utilisez des barres d'échelle et des cartes de référence des couleurs
- Enregistrer les détails du capuchon, du pli, de la tige et de l'anneau
- Close-up Plans des états frais et différents angles
Recommandation d'experts : Portez toujours des gants pour faire face aux champignons inconnus.Même les non-toxines peuvent provoquer des réactions allergiques.
Standard en or pour les notes extérieures :
- Description de la couleur fraîche (changez très rapidement)
- odeur (douce, épicée, féculente, etc.)
- Couleur du jus et variation
- Touchez la texture
- Insecte ou autres interactions animales
Comparaison de la technologie de séchage :
| Méthodes | Scénarios applicables | Avantages et inconvénients |
| ------ | ----------- | -------- |
| Sèche à l'air | Petits champignons charnus minces | Environnement à faible coût mais à faible humidité |
| Séchage en silicone | Les champignons la plus charnue | Vitesse rapide, bonne forme conforme, réutilisable |
| Déshydrateur alimentaire | Collection à grande échelle | Température contrôlable et haute efficacité |
| Boîte de séchage professionnelle | Institut de recherche | Contrôle précis de la température et de l'humidité |
Formule de préservation d'immersion liquide :
- Stockage régulier: 70% d'éthanol
- Étude morphologique: mélange de formol-acide-acide-éthanol (FAA)
- Préservation des couleurs: formule spéciale de sulfate de cuivre
Liste de contrôle d'intégrité des informations de balise :
- Numéro de collecte (identification unique)
- Description détaillée de l'emplacement (pays, état, emplacement spécifique)
- Coordonnées et altitude
- Date de collecte
- Nom du collectionneur
- Description de l'habitat
- Identification préliminaire
La technologie de l'ADN environnemental révolutionne la recherche sur la diversité fongique. En analysant les fragments d'ADN dans les filtres du sol, de l'eau ou de l'air, nous pouvons détecter des champignons difficiles à cultiver ou à observer.
Cas pratique : Dans la région géothermique du parc national de Yellowstone, nous avons utilisé la méthode EDNA pour découvrir de nouvelles lignées fongiques qui n'ont pas été détectées dans les enquêtes traditionnelles.Ces micro-organismes survivent dans des environnements extrêmes à 80 ° C, élargissant notre compréhension de la résistance à la chaleur fongique.
Processus professionnel de l'échantillonnage Edna :
1. Utilisez des outils stériles pour collecter le sol ou la litière
2. Mettez-le immédiatement dans un récipient stérile
3. Transport de la chaîne du froid vers le laboratoire (de préférence dans les 24 heures)
4. -80 ° C pour un stockage long jusqu'à l'extraction de l'ADN
Compétences nécessaires pour améliorer le taux de réussite de la séparation organisationnelle
Choisir des blocs de tissus frais et sains est essentiel.Je préfère prélever des échantillons de la jonction du capuchon et de la tige, qui est un faible taux de contamination et une forte vitalité de croissance.
Guide de sélection du milieu :
- PDA (gélose du glucose de pommes de terre): type universel, adapté à la plupart des champignons
- MEA (gélose d'extraction du malt): favorise la formation de spores et de pigments
- Medium sélectif spécial: ajouter des antibiotiques pour inhiber la croissance bactérienne
Expérience pratique du contrôle de la température : Différents champignons ont des exigences de température spécifiques.Les champignons en décomposition du bois poussent généralement le mieux à 25-28 ° C, tandis que les champignons du sol peuvent préférer 20-25 ° C. L'établissement d'une expérience de gradient de température peut déterminer les conditions de croissance optimales.
Stockage à court terme : Réfrigérer à 4 ° C, transférer tous les 3 à 6 mois
Stockage à moyen terme : recouvert d'huile minérale, stocké pendant 1 à 2 ans
Stockage à long terme : -80 ° C Genètement à température ultra-bas ou stockage d'azote liquide
Gestion de la bibliothèque des spermatozoïdes : Établissez une base de données de déformation détaillée, y compris la source, les informations d'identification, les caractéristiques de croissance et les caractéristiques métaboliques.
Procédure professionnelle pour l'utilisation du microscope :
1. Microscopie anatomique : observer la structure macroscopique et préparer l'impression de spores
2. Microscope composite : Étude détaillée des caractéristiques microscopiques
- Spores: forme, taille, motif, couleur
- CORPS CASEUR: forme, taille, distribution
- Structure du mycélium: joint verrouillé, séparation, etc.
Méthode professionnelle pour la technologie Slice :
- Coupe Ă la main: utilisez une lame de rasoir pour les tissus mous
- Gellant Slicer: Maintenir l'intégrité structurelle
- tranches de paraffine: plus haute précision, mais un processus compliqué
Tableau de sélection des technologies de teinture :
| Agent de teinture | Utilisation | Effet |
| -------- | ------ | ----- |
| KOH (hydroxyde de potassium) | Observation générale | Tissu transparent, contraste amélioré |
| Réactifs Melzer | Détection féculente | Les spores féculentes deviennent bleues et noires |
| Congo Red | Coloration de la paroi cellulaire | Visibilité améliorée de la paroi cellulaire |
| Coton Bleu | Observation du mycélium | Contraste bleu, facile à observer |
Évaluation de la qualité de l'échantillon :
- Meilleurs échantillons frais
- Les spécimens séchés doivent vérifier le degré de dégradation de l'ADN
- Évitez les échantillons de contamination ou de désintégration évidents
Comparaison des méthodes d'extraction :
- Kit commercial: rapide, cohérent, adapté au débit élevé
- Méthode CTAB: faible coût, optimisé, adapté à des échantillons difficiles
Inspection du contrôle de la qualité :
- électrophorèse sur gel d'agarose pour vérifier l'intégrité de l'ADN
- Le spectrophotomètre mesure la concentration et la pureté (rapport A260 / A280 est de 1,8-2,0)
Stratégie de sélection primaire :
- sa région: étalon-or pour l'identification fongique
- LSU et SSU: recherche phylogénétique
- combinaison multigène: améliorer la résolution
Expérience d'optimisation de la PCR :
- Test de gradient de la concentration en ions magnésium
- Optimisation de la température de recuit
- Les additifs (comme la BSA) améliorent l'efficacité d'amplification
Prévention et contrôle de la pollution :
- opération de partitionnement (préparation des échantillons, réglage de la PCR, analyse des produits)
- Le contrôle négatif est essentiel
- Traitement UV et nettoyage
Guide de sélection technique :
| Type de technologie | Scénarios applicables | Caractéristiques de données |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| SANGER SEQUENCING | Gene unique, Culture pure | Haute précision, lecture longue |
| Illumina ngs | Métagénome, diversité |Haut débit, lecture courte |
| Pacbio | Pleine longueur, génome | Longueur de lecture longue, taux d'erreur élevé |
| Nanopore | Séquençage de champ en temps réel | Lecture portable et durable |
Cas pratique : Nous avons utilisé le séquençage Illumina pour analyser les communautés fongiques dans les sols forestiers du Montana, et détecté plus de 10 000 taxonomies opérationnelles (OTU) en une seule fois, bien au-delà des capacités des méthodes traditionnelles.
Processus d'analyse de base :
1. Contrôle et coupe de la qualité des séquences
2. Clustering OTU ou analyse ASV
3. Attribution de la taxonomie (en utilisant une base de données Unite ou GenBank)
4. Analyse de la diversité (diversité α et β)
Analyse phylogénétique :
- Alignement multi-séquences (MAFFT ou CLUSTALW)
- Sélection du modèle (ModelTest ou JModelTest)
- Construction d'arbres (méthode du maximum de vraisemblance ou inférence bayésienne)
- Évaluation du support des branches (bootstrap ou probabilité postérieure)
Spécification de soumission des données :
- La soumission Genbank nécessite des métadonnées complètes
- Respectez les normes de Miame et Minseqe
- Assurez-vous que la séquence est associée à l'échantillon
Sélection des solvants Science :
- Extraction du gradient polaire: hexane → dichlorométhane → acétate d'éthyle → méthanol → eau
- Sélection de composé cible:
- terpénoïdes: solvants non polaires
- alcaloïdes: polarité moyenne
- Polysaccharide: Extraction de l'eau chaude
Technologie d'amélioration de l'efficacité d'extraction :
- Assistance à ultrasons: améliorer l'efficacité et raccourcir le temps
- Assistance micro-ondes: extraction extrêmement rapide, mais nécessite un équipement professionnel
- Extraction de Soxhlet: Extraction complète, mais qui prend du temps
Solution de filtre rapide TLC :
- Board en silicone: la plupart des métabolites secondaires
- Développeur de couleurs différent: révéler différentes catégories de composés
- Enregistrement de valeur RF et comparaison de produits standard
Développement de la méthode HPLC :
- La colonne de phase C18 inversée a une forte polyvalence
- L'élution de gradient sépare les mélanges complexes
- Le détecteur PDA fournit un spectre ultraviolet
Application spéciale GC :
- Analyse des composés volatils
- Étude du spectre des acides gras
- Expansion dérivée de la portée de l'application
Combinaison de technologie de spectrométrie de masse :
- LC-MS: séparation et identification en ligne
- GC-MS: analyse des composants volatils
- Maldi-Tof: composés de poids moléculaire élevé
Processus complet du RMN :
- RMN 1D (1H, 13C): Informations structurelles préliminaires
- RMN 2D (Cozy, HSQC, HMBC): analyse de structure complète
- Optimisation de sélection de solvant deutéré
Méthode de détermination de la bioactivité ###
Test standardisé pour l'activité antibactérienne :
- Méthode de diffusion du papier: dépistage rapide
- Méthode de microdilution: détermination précise du micro
- Le contrĂ´le positif (antibiotiques standard) est essentiel
Évaluation de la capacité antioxydation :
- DPPH Radical Scavenging: dépistage rapide
- Valeur ORAC: corrélation biologique plus élevée
- Plusieurs méthodes combinées sont plus fiables
Évaluation professionnelle de la cytotoxicité :
- Méthode MTT: activité mitochondriale
- Méthode SRB: Contenu des protéines
- Test de formation de clonage: effets Ă long terme
Étude sur les activités inhibitrices de l'enzyme ::
- Sélection spécifique au substrat
- Détermination des paramètres cinétiques (km, vmax)
- Calcul de la valeur IC50
Guide de sélection de l'indice de divergence :
- Shannon-Wiener: Tenez compte de la richesse et de l'uniformité en combinaison
- Simpson: mettant l'accent sur les espèces dominantes
- CHAO1 et ACE: estimer le nombre réel d'espèces
Analyse de la distribution spatiale :
- Analyse des modèles ponctuels
- Méthodes géostatistiques
- Mesure de la diversité bêta
Conception de recherche dynamique du temps :
- Échantillonnage saisonnier (au moins une fois par mois)
- Changements interannuels (au moins 3 ans de données)
- Dossiers phénologiques
Détermination du taux de décomposition :
- Standardisation de la méthode du net de sac
- Comparaison de différents substrats
- ContrĂ´le des facteurs environnementaux
Recherche de fonction mycorhizale :
- Tracer isotope (13C, 15N)
- Expérience de vaccination
- Visualisation du réseau mycorhizien
Circulation quantitative :
- Analyse élémentaire (C, N, P)
- test d'activité enzymatique
- Mesure du flux
Solution complète d'analyse du sol :
- Propriétés physiques: texture, montant en eau
- Propriétés chimiques: pH, nutriments, matière organique
- Propriétés biologiques: biomasse microbienne, respiration
Intégration des données météorologiques :
- Station d'enregistrement automatique
- Supplément de données de télédétection
- Mesure du microclimat
Analyse statistique avancée :
- Analyse multivariée (RDA, CCA)
- Modèle d'équation structurelle
- Applications d'apprentissage automatique
Stratégie d'intégration des données multi-omiques :
- Génomique: potentiel génétique
- Transcriptomics: Expression génique
- Protéomique: molécules fonctionnelles
- Métabolomique: métabolites
Méthodes de biologie du système :
- Analyse du réseau
- Enrichissement du passage
- Modélisation intégrée
Applications de séquençage unique :
- Recherche sur l'hétérogénéité cellulaire
- Identification du type de cellule rare
- Reconstruction de la trajectoire du développement
Progress d'imagerie unique :
- microscope à ultra-haute résolution
- Imagerie dynamique des cellules en direct
- Intégration multimodale
CRISPR en mycologie :
- Vérification de la fonction du gène
- Ingénierie métabolique
- Recherche de bactéries pathogènes
Perspectives de biologie synthétique :
- Reconstruction de la voie
- Nouvelle production composée
- Réparation de l'environnement
1. Formation de base des compétences (6-12 mois):
- Participer à l'atelier de la société champignon
- Maître les bases de la microscopie
- Apprenez les réglementations de sécurité
2. Bâtiment de capacité intermédiaire (1-2 ans):
- bases de la technologie moléculaire
- Introduction à l'analyse des données
- Écriture scientifique
3. Développement professionnel avancé (3-5 ans):
- Expertise professionnelle et technique
- Recherche et conception indépendantes
- Publication académique
Essentials de base (500 Ă 1000 $):
- microscope massif
- Équipement de biologie moléculaire de base
- Outils de collecte de terrain
Extensions intermédiaires (2000 à 5000 $):
- Instrument PCR
- Système d'imagerie sur gel
- Équipement d'extraction efficace
Advanced Professional (10 000 $ +):
- Système HPLC
- Microscope avancé
- Équipement de séquençage
Erreur d'investigation sur le terrain :
- Erreur: enregistrement des métadonnées inadéquates
- Solution: utilisez des formulaires et des listes de contrôle standardisées
Erreur de laboratoire :
- Erreur: contrôle de la pollution inadéquat
- Résoudre: zonage strict et contrôle négatif
Erreur d'analyse des données :
- Erreur: utilisation abusive de la méthode statistique
- Solution: consultez des experts en statistique et utilisez le logiciel correct
La recherche mycologique est à un stade sans précédent de développement rapide. Des scientifiques citoyens détenant des smartphones aux laboratoires professionnels équipés du dernier équipement de séquençage, tout le monde peut contribuer à ce domaine.La clé est de maîtriser la méthodologie correcte, de maintenir la rigueur scientifique et de maintenir le lien avec la communauté mondiale de mycologie.
Étapes d'action maintenant :
1. Identifiez vos intérêts de recherche et vos ressources disponibles
2. Commencez par des méthodes de base et renforcez progressivement les compétences
3. Rejoignez des organisations professionnelles (comme l'American Fungal Society)
4. Participer Ă des projets scientifiques citoyens (comme l'inaturation)
5. Trouvez des mentors et des collaborateurs
N'oubliez pas que chaque spécimen soigneusement collecté et chaque point de données enregistré avec précision sont des briques et des pierres importantes pour construire le bâtiment des connaissances mycologiques.Commencez votre parcours de recherche sur les champignons - d'innombrables découvertes scientifiques attendent des yeux passionnés et des mains bien entraînées.