Vlastnosti Neocallimastigomycota, taxonomie, výživa

Neocallimastigomycotas je rozdělení povinných endosymbiotických hub v zažívacím traktu přežvýkavců a nepřežvýkavců býložravých savců i býložravých plazů. Mohou být jednobuněčné nebo mnohobuněčné a mají bičíkovité výtrusy (zoospory).

Až donedávna byly považovány za řád v rámci kmene Chytridiomicota, ale v roce 2007 byla skupina povýšena do kategorie kmenů. V současné době je rozdělena do 8 rodů a bylo popsáno asi 20 druhů..

Druhy Neocallimastigomycotas se vyvíjejí za anaerobních podmínek, pro které vlastní specializované organely zvané hydrogensomy. Tyto organely plní funkce podobné mitochondriím v organismech, které žijí za aerobních podmínek..

Během svého životního cyklu vytvářejí zoospory, které se drží rostlinného materiálu. Později tyto encystují a klíčí. Jak se vyvíjejí, tvoří sporangie, které způsobí vznik nových zoospór.

Tato skupina hub hraje důležitou roli v komplexní ekologii trávicího systému býložravců. Kromě toho produkují potenciálně užitečné enzymy v biotechnologiích, které se používají jako trávicí látky ve vzorcích potravin pro zvířata..

Rejstřík článků

• 1 Obecná charakteristika
• 2 Metabolismus a biologický dopad
  • 2.1 Biotechnologické aplikace
• 3 Fylogeneze a taxonomie
  • 3.1 Žánry
• 4 Výživa
• 5 Stanoviště
  • 5.1 Hostitelské druhy
• 6 Přehrávání
  • 6.1 Kolonizace rostlinného materiálu
  • 6.2 Klíčení a pronikání do tkání
• 7 Reference

Obecná charakteristika

Neocallimastigomycotas jsou povinné endosymbiotické organismy, to znamená, že se nenacházejí ve volném životě, ale jsou vždy spojeny s trávicím traktem býložravých zvířat. Jsou uni pro mnohobuněčné houby s buněčnou stěnou.

Produkují vegetativní thali, která rozvíjejí sporangie, ze kterých pocházejí zoospory s jedním nebo více bičíky. Tyto zoospory nacházející se v bachoru býložravců byly původně klasifikovány jako prvoky.

Zoospory jsou považovány za uniflagellate, když 90% spor má jednu bičík a zbývajících 10% má dva až čtyři bičíky. Skupiny multiflagellate představují zoospory s více než čtyřmi bičíky a u některých druhů bylo pozorováno až 17 bičíků.

Známí predátoři Neocallimastigomycotas, jako jsou prvoky, útočí na zoospory a produkují enzymy, které degradují buněčné stěny houby..

Metabolismus a biologický dopad

Některé zajímavé úpravy, které tyto houby představují, jsou, že se vyvíjejí v anaerobním prostředí. Nepředstavují mitochondrie, cytochromy a některé biochemické charakteristiky typické pro cyklus oxidační fosforylace.

Místo toho mají specializované organely podobné mitochondriím zvané hydrogensomy, které produkují buněčnou energii z metabolismu glukózy bez potřeby kyslíku..

Hydrogenáza obsažená v hydrogenosomech produkuje vodík, CO2, mravenčan a acetát jako metabolický odpad. Tyto sloučeniny jsou společně s laktátem a ethanolem hlavním konečným produktem fermentace..

Vyrábějí se degradací a anaerobní houbovou fermentací polysacharidů buněčné stěny rostlin.

Biotechnologické aplikace

Schopnost Neocallimastigomycota odbourávat rostlinná vlákna jim přiřazuje důležitou biologickou roli ve výživě mnoha býložravců, zejména přežvýkavců..

V tomto smyslu bylo experimentováno s přidáním doplňků anaerobních hub do stravy s velmi dobrými výsledky..

U nepřežvýkavců býložravců, jako jsou kuřata, není zásobení houbou efektivní. To pravděpodobně kvůli jejich neschopnosti přežít v zažívacím traktu těchto druhů zvířat..

Bylo však úspěšné přímo přidávat enzymy produkované Neocallimastigomycotas do jejich doplňků stravy..

Díky biochemickým schopnostem Neocallimastigomycotas jsou potenciálně užitečné v biotechnologii pro přeměnu lignocelulózy na bioenergetické produkty..

Fylogeneze a taxonomie

Neocallimastigomycotas byly původně klasifikovány jako Chytridiomicotas. Následně, s přihlédnutím k morfologickým, ekologickým a ulstrukturálním znakům, dostali hodnost hrany.

Je známo asi 8 rodů a 20 druhů Neocallimastigomycotas, ačkoli četné izoláty dosud nebyly klasifikovány..

Pohlaví

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces Y Piromyces, mají vláknitý rozvětvený rhizoidální thallus se sporangiemi. Na Anaeromyces Thallus je polycentrický (mnoho sporangií) s uniflagellate zoospores.

Neocallimastix je monocentrický (jediný sporangium) s multiflagelátovými zoospórami. Orpinomyces má polycentrický thallus a multiflagellate zoospores. Piromyces má monocentrický thallus s uniflagellate zoospores.

Dva rody mají thali složené z baňatých vegetativních buněk (baňaté mycelium) a sporangií: Caecomyces Y Válce.

Liší se, protože Caecomyces má jednu nebo velmi málo zoosporangií, rostoucích přímo na baňatých buňkách nebo na konci jednoduchého sporangioforu. Válce produkuje více sporangií v rozvětvených sporangioforech.

Navrhují se dva nové žánry (Oontomyces Y Buwchfawromyces) na základě molekulárních informací.

Výživa

Tyto houby degradují celulózu a hemicelulózu přítomnou v rostlinných buňkách, které jsou konzumovány býložravci, kteří je hostí..

Hrají důležitou roli v zažívacím procesu těchto druhů díky produkci celulolytických, hemicellulolytických, glykolytických a proteolytických enzymů, které štěpí rostlinné tkáně.

Místo výskytu

Neocallimastigomycota nejsou volně žijící. Nacházejí se v anaerobním prostředí bachoru, zadního střeva a výkalů přežvýkavců nebo nepřežvýkavců..

Hostitelské druhy

Lze je najít hlavně u přežvýkavců - domácích (ovce, kozy, krávy a koně) i divokých zvířat (jaka, zebry, žirafy, gazely, opice, slony, nosorožce, hrochy, bizony, lamy, klokany). Obývají také býložravé plazy, jako je zelený leguán..

Reprodukce

Kolonizace rostlinného materiálu

Rostlinný materiál, který vstupuje do bachoru, je kolonizován bičíkovitými zoospórami, které se uvolňují ze sporangií..

Zoospory se vážou na rostlinný materiál chemotakticky orientované (podle chemických signálů cukrů uvolňovaných rostlinnými zbytky). Pak odhodili bičíky a encystu.

Klíčení a pronikání do tkání

Klíčení nastává prostřednictvím emise zárodečné trubice z opačného konce, kde byl bičík..

Vývoj cyst je u monocentrických a polycentrických druhů odlišný. U monocentrických druhů zůstávají jádra v cystě a generují se anukleované rhizoidy (bez jader). Cysta roste a tvoří jediné sporangium (endogenní vývoj).

U polycentrických druhů se vytvářejí nukleované rhizoidy, které generují několik sporangií (exogenní vývoj).

Cysty produkují rhizomycelia, které rostou a pronikají hluboko do rostlinných tkání. Tyto vylučují enzymy, které štěpí rostlinnou tkáň a získávají živiny potřebné k produkci sporangií..

Když sporangium dospívá, uvolňuje se z jedné do 80 zoospor. Houby kolonizují hlavně vaskulární tkáně rostlin a čím vláknitější je strava, tím větší je populace hub..

Neocallimastigomycotas se považuje za infikující hostitelská zvířata vzduchem, prostřednictvím struktur odporu.

Reference

1. Bauchop T. (1981). Anaerobní houby při trávení bachorové vlákniny. Zemědělství a životní prostředí 6 (2-3): 339-348.
2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt a G Beakes. (2010). Anaerobní houby: Neocallimastigomycota. Houba IMA 1 (2): 181-185.
3. Gruninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister a MS Elshahed. (2014) Anaerobní houby (kmen Neocallimastigomycota): pokrok v chápání jejich taxonomie, životního cyklu, ekologie, role a biotechnologického potenciálu. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger a MS Elshahed. (2010). Fylogenetická diverzita a společenská struktura anaerobních střevních hub (kmen Neocallimastigomycota) u přežvýkavců a nepřežvýkavců. Časopis ISME 1-11. 
5. Powell MJ a PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota a Neocallimastigomycota. Kapitola 6: 141-175. v: D.J. McLaughlin a J.W. Spatafora (Eds.) Systematika a evoluce, 2^nd Vydání Mycota VII část A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 s.
6. Wang X, X Liu a JZ Groenewald. (2016). Fylogeneze anaerobních hub (kmen Neocallimastigomycota), s příspěvky jaka v Číně. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.