综述：真菌低温保存的最新趋势与进展（2017 - 2024 年）

真菌在生物技术和工业领域极具潜力，本文总结 2017 - 2024 年真菌低温保存研究进展。

　　

真菌低温保存的最新趋势与进展（2017 - 2024 年）

真菌界成员展现出惊人的生物多样性，在生物技术和工业领域蕴含着巨大的应用潜力。无论是用于生产药物、食品发酵，还是环境修复等方面，真菌都发挥着不可或缺的作用。因此，实现真菌的长期有效保存意义重大，这不仅有助于保护珍贵的真菌资源，还能确保在需要时可以随时获取并利用这些真菌。在众多保存方法中，低温保存（cryopreservation）目前被认为是保存真菌的最佳技术手段。本文聚焦于 2017 年至 2024 年期间有关真菌低温保存的研究成果，全面梳理这一领域的最新趋势和进展。

一、真菌的重要性及低温保存的意义

真菌广泛分布于自然界，其种类繁多，从常见的酵母菌、霉菌到大型的担子菌，如蘑菇等。在生物技术领域，许多真菌被用于生产酶、抗生素、生物燃料等。例如，青霉素就是由青霉菌产生的重要抗生素。在工业生产中，真菌参与食品发酵过程，像酿酒、制作面包等都离不开酵母菌。此外，真菌在环境修复方面也发挥着积极作用，某些真菌能够降解有机污染物，净化土壤和水体。

然而，真菌的保存面临诸多挑战。由于其生理特性和生长环境的特殊性，传统的保存方法往往难以满足长期保存的需求。低温保存通过将真菌置于极低温度下，显著降低其代谢活性，从而延长其存活时间。这一技术能够有效保持真菌的遗传稳定性和生物学特性，为后续的研究和应用提供可靠保障。

二、研究方法与范围

本研究综合分析了 2017 - 2024 年间发表的科学文献，涵盖了担子菌（basidiomycetes）和非担子菌真菌的低温保存研究。研究过程中，着重关注所研究的真菌种类、采用的低温保存方法，特别是新程序的应用以及现有方法的改进。同时，对成功低温保存的关键条件进行了归纳总结，包括低温保存时间、温度，以及所使用的底物和冷冻保护剂（cryoprotectant）等。

三、真菌低温保存的研究进展

（一）研究的真菌种类

在这八年期间，研究涉及的真菌种类丰富多样。担子菌方面，许多大型真菌如香菇、平菇、金针菇等受到广泛关注。这些担子菌不仅具有重要的经济价值，在食品和医药领域应用广泛，而且其保存技术的研究对于产业可持续发展至关重要。例如，香菇含有多种生物活性成分，具有抗肿瘤、免疫调节等功效，对其进行有效的低温保存有助于维持这些特性。

非担子菌真菌的研究也涵盖了多个类群，包括酵母菌、曲霉属、青霉属等。酵母菌在发酵工业中占据重要地位，对其进行低温保存可以保证发酵过程的稳定性和连续性。曲霉属和青霉属的一些菌种能够产生酶和抗生素，其低温保存技术的研究对于相关产品的生产和研发具有重要意义。

（二）低温保存方法

1. 传统方法的改进：传统的低温保存方法，如液氮保存（liquid nitrogen preservation），在过去被广泛应用。近年来，研究人员对其进行了诸多改进。在冷冻速率方面，不再采用单一的冷冻速率，而是根据不同真菌的特性，优化冷冻程序。对于一些对冷冻敏感的真菌，采用缓慢冷冻的方式，以减少冰晶对细胞的损伤。在复苏过程中，也对升温速率进行了研究，找到最适宜的复苏条件，提高真菌的存活率。
2. 新方法的探索：除了对传统方法的改进，新的低温保存方法不断涌现。玻璃化冷冻（vitrification）技术逐渐受到关注，它通过快速冷冻使细胞内的水分形成玻璃态，避免冰晶的形成，从而减少对细胞的损伤。还有一些研究尝试将低温保存与微胶囊技术相结合，将真菌包裹在微胶囊中，再进行低温保存，这种方法能够为真菌提供更稳定的保存环境，提高保存效果。

（三）保存条件

1. 温度：低温保存的温度是影响真菌存活的关键因素之一。不同真菌对低温的耐受性不同。一般来说，液氮温度（-196^oC）能够满足大多数真菌的长期保存需求，但对于一些特殊的真菌，可能需要特定的温度范围。一些嗜冷真菌在稍高的低温环境下（如 -80^oC）保存效果更好。研究人员通过实验不断摸索不同真菌的最佳保存温度，以提高保存成功率。
2. 保存时间：保存时间也是一个重要的考量因素。长期保存的真菌需要定期检测其存活率和生物学特性。研究发现，在适宜的保存条件下，一些真菌可以保存数年甚至数十年。然而，随着保存时间的延长，真菌的存活率可能会逐渐下降。因此，需要建立有效的监测机制，确保保存的真菌始终保持良好的状态。
3. 底物和冷冻保护剂：底物的选择对真菌低温保存也有重要影响。不同的真菌对底物的需求不同，一些真菌在特定的培养基上保存效果更好。冷冻保护剂的作用是降低细胞内水分的冰点，减少冰晶的形成，保护细胞免受冷冻损伤。常见的冷冻保护剂有甘油、二甲基亚砜（DMSO）等。研究人员根据不同真菌的特性，筛选合适的冷冻保护剂，并优化其浓度，以提高低温保存效果。例如，对于某些酵母菌，添加适量的甘油作为冷冻保护剂，能够显著提高其在低温下的存活率。

四、总结与展望

2017 - 2024 年期间，真菌低温保存领域取得了显著进展。在研究的真菌种类上，涵盖了担子菌和非担子菌的多个类群；在保存方法上，传统方法不断改进，新方法不断涌现；在保存条件的优化上，对温度、保存时间、底物和冷冻保护剂等方面进行了深入研究。

然而，目前的研究仍存在一些不足之处。不同真菌的最佳保存条件尚未完全明确，一些珍稀或特殊真菌的保存技术还需要进一步探索。此外，低温保存对真菌遗传稳定性的长期影响还需要更多的研究。未来，研究人员可以进一步深入研究不同真菌的生理特性，开发更加精准、高效的低温保存技术。同时，加强对低温保存过程中真菌细胞损伤机制的研究，为优化保存方法提供理论依据。随着技术的不断进步，相信真菌低温保存技术将更加完善，为真菌资源的保护和利用提供更有力的支持。