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细胞是构成真菌菌丝体和子实体基本结构单元。同其他真核生物细胞相似，真菌细胞由细胞壁和包裹在细胞壁内的原生质两个部分组成。原生质包括原生质膜、细胞核、和其他细胞器等结构。由于大多数真菌营养体是丝状的，2个毗邻细胞之间由隔膜分开，且多数隔膜中央有隔膜孔，允许细胞质、细胞核及其他细胞器通过。因此，真菌细胞的概念与动物和植物细胞是有区别的。
真菌细胞结构
一、细胞壁
真菌细胞的细胞壁具有刚性，不仅可使细胞保持一定的形状，而且还具有保护细胞免受外界因（渗透压、病原微生物等）损伤等功能。细胞壁的主要成分是糖或氨基糖构成的多糖链，如几丁质、脱乙酰几丁质、纤维素、葡聚糖、甘露聚糖等，还包括蛋白质、类脂及无机盐等成分。不同类群真菌的细胞壁化学组成成分不同，大多数真菌细胞壁的化学成分是几丁质，酵母菌细胞壁主要成分为甘露聚糖，而卵菌细胞壁主要成分是纤维素和B-葡聚糖。因此，根据细胞壁化学成分和rDNA序列分析的结果，卵菌已被单独列入假菌界。此外，即使同种真菌在不同的发育阶段，其细胞壁组成也各异。如毛霉菌生活史中出现酵母细胞、菌丝及孢子3个发育阶段，各阶段细胞壁中几丁质、壳聚糖、甘露糖、葡聚糖等化学成分的组成比例存在明显差异。
细胞真菌结构
二、原生质膜
真菌细胞原生质膜又称质膜，电镜下观察单位膜结构包括3层：内层为蛋白质，中层为磷脂，外层为糖类。单位膜结构的主要成分为磷脂，规则地排列为双层结构。蛋白质是无定形分子，非对称地镶嵌在磷脂两边，颗粒状，分布不均匀。固醇夹在层磷脂中间，固醇与磷脂的比例为1:（5~10）。原生质膜在物质运输、能量转换、激素合成、核酸复制等方面起着重要作用。
真菌细胞结构图
三、细胞核
真菌菌丝中几乎都含有许多细胞核。在无隔菌丝中，细胞核通常随机分布在生长活跃的原生质体中。在有隔菌丝中，每个菌丝分隔里常含有1个、2个或多个核，细胞核数量依真菌种类和发育阶段不同而异。真菌细胞核由双层单位膜的核膜包围，核膜的外膜被核糖体附着。核膜内充满均匀的、无明显结构的核质中心常有一个明显的稠密区域，称核仁。核仁在核分裂中可能持久存在，也可能在核分裂中消解而不再出现，还有可能以一个完整的个体从分裂的细胞核释放到细胞质中去。
真菌细胞结构图
真菌细胞核中染色体较小，常规细胞学技术难以对其进行观察和研究，许多真菌细胞核分裂行为及染色体数目尚不完全了解。近年来脉冲电泳技术已用于真菌核型分析，这种电泳技术通过方向不断变换的脉冲电场将包埋在琼脂糖凝胶中的完整染色体DNA分子分离成不同的条带，经溴化乙锭染色，依据在紫外光下显示的谱带数目，估测染色体数目和每条染色体DNA的相对分子质量大小。随着人类基因组计划的实施，带动了各种模式生物和其他重要生物的基因组学研究。酿酒酵母基因组于1996年测序完成，此后一些重要的人类病原真菌、植物病原真菌、腐生菌或者模式真菌基因组学研究取得重大突破。某些真菌因为基因组小，结构相对简单，容易被测序和注释，因而成为真核生物基因组研究的模式生物。
真菌孢子
在已完成基因组测定的真菌中，其基因组大小为9~81.5Mb，所包含的基因数目通常为5000~15000个，基因数目最多的是双色蜡蘑，约有20000个基因。真菌染色体数目和基因组大小，与其生物学特性及其在进化中的地位没有必然的联系。同属不同种的染色体数目可能不相同，即使同种的不同菌株之间基因组大小也会出现较大差异。基因组测序已涉及真菌的各个类群，截至2015年9月，已发布基因组测序数据的真菌种类达到532个。目前已经发布基因组测序数据的食用菌包括香菇、松杉灵芝、草菇、双孢蘑菇、金针菇、银耳、云芝、梯棱羊肚菌、茯苓和牛樟芝等40余种。
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