Vlastnosti oomycet, životní cyklus, výživa, reprodukce

4544
Alexander Pearson

The oomycety nebo vodní formy (Oomycetes u Oomycota), jsou skupinou organismů tradičně zařazených mezi houby. Mezi vlastnosti, které sdílejí obě skupiny organismů (houby a oomycety), patří typ růstu, forma výživy a použití spor během reprodukce. Molekulární studie však ukázaly, že oomycety nesouvisejí se skutečnými houbami..

Některé druhy jsou parazity rostlin a patří mezi nejničivější patogeny plodin. Mezi nemoci způsobující nemoci patří plíseň sazenic, hniloba kořenů, plíseň listů a plísně..

Phytophthora infestans. Přímé klíčení sporangia zárodečnou trubicí. Fotografie H.D. Thurston. Převzato a upraveno z apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

Velký hladomor nebo irský bramborový hladomor byl způsoben pojmenovanou oomycete  Phytophthora infestans. Patogen zničil irské bramborové plodiny ve 40. letech 20. století.

V té době byla asi polovina populace závislá na svém přežití výhradně na této plodině. Ztráta plodin způsobila, že téměř milion lidí zemřelo hladem a podobný počet uprchl z ostrova za lepšími životními podmínkami..

Rejstřík článků

  • 1 Funkce
  • 2 Taxonomie
  • 3 Životní cyklus
  • 4 Výživa
  • 5 Přehrávání
    • 5.1 Nepohlavní
    • 5.2 Sexuální
  • 6 Nemoci
    • 6.1 V rostlinách
    • 6.2 Jiné fytopatogeny
    • 6.3 U zvířat
  • 7 Reference

Vlastnosti

Oomycety jsou skupina organismů, převážně vodních, které mají buněčnou stěnu složenou z ß-glukanů, prolinů a celulózy. Jeho životní cyklus je převážně diploidní.

Hyfy jsou vícejaderné nebo koenocytární a aseptické. Mycelium produkuje septa pouze za účelem oddělení thallus od reprodukčních struktur.

Nepohlavní rozmnožování se provádí pomocí biflagelátových spór (zoospór) produkovaných v zoosporangiích. Pohlavní rozmnožování je heterogamní a nastává přímou injekcí mužských jader (= spermií) antheridia do vajec obsažených v oogonii..

Typická velikost genomu oomycet je 50 až 250 megabáz (Mb), velmi velká ve srovnání s houbami, což je 10 až 40 Mb.

Taxonomie

Oomycety byly tradičně klasifikovány v říši hub (houby). Molekulární a biochemické studie však vedly k jejich přemístění do Protistovského království. Patří do kmene Heterokontophyta, třída Oomycota. Třída k dnešnímu dni obsahuje 15 objednávek.

Životní cyklus

Během fáze epidemie jsou oomycety rozptýleny větrem nebo vodou pomocí nepohlavních sporangií. Tyto sporangie mohou klíčit přímo a vytvářet invazivní hyfy.

Klíčení sporangia může být také nepřímé, uvolňuje mobilní zoospory. Zoospory jsou přitahovány k povrchu budoucích hostitelů. U některých druhů bude přímé nebo nepřímé klíčení sporangia záviset na teplotě prostředí..

Při klíčení tvoří sporangie a zoospory zárodky, které budou infikovány tvorbou appressoria a penetračních struktur..

Po proniknutí budou hyfy v hostiteli růst inter i intracelulárně. Po nejméně 3 dnech růstu budou hyfy schopné vytvářet nové sporangie, které se rozšíří a infikují nové organismy..

K pohlavní reprodukci dochází produkcí gametangie: oogonie a antheridie. Každý jedinec obecně produkuje jak antheridie, tak oogonii. U některých druhů musí být reprodukce křížená (heterotalická), u jiných může dojít k samooplodnění (homothalická).

V gametangii dochází k meiotickému dělení. V oogonii se vyrábí jedna nebo více oosfér. Bičíkaté spermie v oomycetách chybí. V antheridiu se tvoří haploidní jádra. Antheridium roste do oogonie a tvoří oplodňovací trubice. Hnojicí trubice pronikají do oosfér přenášejících haploidní jádra.

Tato jádra oplodňují oosféry a vytvářejí silnostěnnou diploidní oosporu. Uvolněná oospora může zůstat v médiu po dlouhou dobu, než vyklíčí a vytvoří hyfu, který bude rychle produkovat sporangium..

Výživa

Mnoho oomycet je saprofyt, jiné paraziti. Některé druhy kombinují oba životní styly. Parazitické druhy se přizpůsobily parazitování různých skupin organismů, jako jsou rostliny, hlístice, obratlovci a korýši.

Saprofytické organismy provádějí vnější trávení potravy, vylučují enzymy a později absorbují rozpuštěné molekuly, které jsou výsledkem trávení..

Parazitické oomycety mohou být biotrofní, hemibiotrofní nebo nekrotrofní. Biotrofní druhy získávají své živiny ze živých tkání prostřednictvím specializovaného hyfa zvaného haustorium..

Hemibiotrofové se nejprve živí živou tkání a svého hostitele zabijí v pozdější fázi. Nekrotrofy vylučují toxiny a enzymy, které ničí hostitelské buňky a poté z nich získávají živiny.

Reprodukce

Nepohlavní

Oomycety se reprodukují nepohlavně pomocí sporangií. Sporangie tvoří biflagelátové spory zvané zoospory. V oomycetách mohou existovat dva typy zoospór, primární a sekundární.

Primárky mají bičíky vložené na vrchol. Sekundární zoospory, reniformního vzhledu, mají bičíky vložené bočně. V některých případech sporangie netvoří spory, ale klíčí přímo. To je považováno za adaptaci na pozemský život.

Sexuální

K sexuální reprodukci dochází prostřednictvím oogamie. Produkce pohlavních gamet se vyskytuje v gametangii. Samičí gametangium nebo oogonium je obecně velké a bude produkovat meiozou několik oosfér. Samec nebo antheridium bude produkovat haploidní jádra.

Antheridium poroste směrem k oogoniu a pomocí oplodňovacích hadiček zavede haploidní jádra do oogonia. Způsob, jakým se antheridium váže na oogonium, se může lišit.

V některých případech se antheridium připojuje k oogoniu bočně a nazývá se paraginus. U jiných mužské gamentagium obklopuje základnu oogonia (amphiginum). V oogoniu dochází k fúzi mužského haploidního jádra s jádrem oosféry za vzniku diploidní oospory..

Nemoci

V rostlinách

Mezi známější choroby způsobené oomycety v rostlinách patří pozdní plíseň bramborová, plíseň hroznů, náhlá smrt dubu a hniloba kořenů a stonků sóji..

Během infekce tyto patogeny kolonizují své hostitele a modulují obranyschopnost rostlin prostřednictvím řady efektorových proteinů nemoci.

Tyto efektory jsou rozděleny do dvou tříd na základě jejich cílových stránek. Apoplastické efektory se vylučují do extracelulárního prostoru rostliny. Cytoplazmata jsou naopak zaváděna do rostlinné buňky prostřednictvím hatoria oomycete..

Pohlaví Phytopthora zahrnuje hemibiotrofické fytopatogeny (např., P. infestans, P. sojae) a nekrotrofy (například, P. cinnamomi). Druhy tohoto rodu měly vážný dopad na zemědělství,

Phytophora infestans, Způsobuje pozdní plíseň v bramborách a je odpovědný za velký hladomor ve 40. letech 20. století a může infikovat různé druhy rostlin kromě brambor, jako jsou rajčata a sója. Tento druh může infikovat celou rostlinu, hlízy, kořeny nebo listy, což vede ke smrti rostliny.

Phytophthora ramorum, ze své strany produkuje infekci zvanou náhlá smrt dubu, která postihuje tyto a další stromy a keře a způsobuje rychlou smrt.

Jiné fytopatogeny

Plasmopara viticola, Na konci 19. století byla příčina plísně révy vinné zavedena ze Severní Ameriky do Evropy. Vyznačuje se útočícími listy a shluky.

Příznaky na listech jsou žluté léze s fuzzy hranami, o průměru 1 až 3 cm. Jak choroba postupuje, může způsobit nekrózu listů a dokonce úplnou defoliaci rostliny.

Plasmopara viticola. Způsobující plíseň na vinné révě. Převzato a upraveno z https://www.biolib.cz/cs/image/id67152/

Aphanomyces euteiches způsobuje hnilobu kořenů u mnoha luštěnin. Považuje se za patogen, který nejvíce omezuje výnos plodin hrachu v některých částech světa. Jiné druhy tohoto rodu ovlivňují zvířata, suchozemská i vodní stanoviště.

U zvířat

Aphanomyces astaci je to specifický parazit raků, vysoce patogenní pro evropské druhy. Způsobilo to zmizení velké části evropské populace korýšů z čeledi Astacidae.

Oomycete zoospory přitahují chemické signály z korýšů a encyst na krabové kutikule. Cysty klíčí a produkují mycelium, které rychle roste v kutikule, dokud nedosáhne vnitřní tělesné dutiny. Jakmile je dosaženo vnitřních tkání, korýš zemře během 6 až 10 dnů..

Členové rodu saprolegnia Způsobují skupinu onemocnění zvaných saprolegnióza, která napadá ryby nebo jejich vejce. Mezi nimi je ulcerózní dermální nekróza jednou z nejdůležitějších chorob, která postihuje druhy lososovitých. Na konci 19. století toto onemocnění výrazně ovlivnilo populace lososů v britských řekách..

Saprolegniosy se vyznačují bílými nebo šedými skvrnami vláknitého mycelia na rybách. Infekce začíná v epidermální tkáni a může se šířit do vnitřku.

Může také parazitovat na vejcích a je často viditelný jako bavlněná bílá hmota na povrchu vajec nebo ryb v domácích akváriích. V poslední době, saprolegnia ferax souviselo s úbytkem populací obojživelníků.

Pythiosis je onemocnění způsobené oomycete Pythium insidiosum. Toto onemocnění je charakterizováno granulomatózními lézemi na kůži, zažívacím traktu nebo v různých orgánech..

Oomycete zoospory se vyvíjejí ve stojatých vodách v tropech a subtropech a do hostitele se dostávají prostřednictvím kožních ran. Jakmile dosáhnou hostitele, zoospory encystují a napadají hostitelskou tkáň. Ovlivňuje koně, kočky, psy a příležitostně i lidi.

Reference

  1. G.W. Beakes, S. Sekimoto (2009). Evoluční fylogeneze poznatků oomycet získaná ze studií holokarpických parazitů řas a bezobratlých. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycete genetics and genomics: rozmanitost, interakce a výzkumné nástroje. John Wiley & Sons, Inc..
  2. H.S. Judelson (2009) Sexuální reprodukce v oomycetách: biologie, rozmanitost a příspěvky k fitness. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycetegenetika a genomika: rozmanitost, interakce a výzkumné nástroje. John Wiley & Sons, Inc..
  3. S. Kamoun (2003). Molekulární genetika patogenních Oomycetes. Eukaryotická buňka.
  4. J. Makkonen (2013). Rak morového patogenu Aphanomyces astaci. Genetická rozmanitost a přizpůsobení hostitelskému druhu. Publikace University of Eastern Finland. Disertační práce v lesnictví a přírodních vědách č. 105
  5. S.-K. Kamoun, D. Choi. (2010). Efekty Oomycetes RXLR fungují jako aktivátor i supresor imunity rostlin. The Plant Pathology Journal .
  6. Paula, M.M. Steciow (2004). Saprolegnia multispora, nová oomycete izolovaná ze vzorků vody odebraných v řece v burgundské oblasti Francie. Mikrobiologické dopisy FEMS.

Zatím žádné komentáře