Neocallimastigomycota charakteristiky, taxonómia, výživa, lokalita



Neocallimastigomycotas je rozdelenie povinných endosymbiotických húb v tráviacom trakte bylinožravých cicavcov prežúvavcov a neprežúvavcov, ako aj bylinožravých plazov. Môžu byť jednobunkové alebo viacbunkové a majú bičíkovité spóry (zoospory).

Donedávna boli považované za poriadok v rámci kmeňa Chytridiomicota, ale v roku 2007 bola skupina zvýšená na okrajovú kategóriu. V súčasnosti je rozdelený do 8 rodov a bolo opísaných asi 20 druhov.

Druhy Neocallimastigomycota sa vyvíjajú za anaeróbnych podmienok, pre ktoré majú špecializované organely nazývané hydrogenozómy. Tieto organely vykonávajú podobné funkcie ako mitochondrie v organizmoch, ktoré žijú v aeróbnych podmienkach.

Počas ich životného cyklu tvoria zoospory, ktoré sa držia rastlinného materiálu. Neskôr sú to encyst a klíčiť. Ako sa vyvíjajú, tvoria sporangie, ktoré spôsobia vznik nových zoospor.

Táto skupina húb hrá dôležitú úlohu v komplexnej ekológii tráviaceho systému bylinožravcov. Okrem toho produkujú potenciálne užitočné enzýmy v biotechnológii, ktoré sa používajú ako digestíva vo výžive zvierat.

index

  • 1 Všeobecné charakteristiky
  • 2 Metabolizmus a biologický vplyv
    • 2.1 Biotechnologické aplikácie
  • 3 Fylogenéza a taxonómia
    • 3.1 Žánre
  • 4 Výživa
  • 5 Habitat
    • 5.1 Hostiteľské druhy
  • 6 Reprodukcia
    • 6.1 Kolonizácia rastlinného materiálu
    • 6.2 Klíčenie a penetrácia tkaniva
  • 7 Referencie

Všeobecné charakteristiky

Neocallimastigomycotas sú povinné endosymbiotické organizmy, to znamená, že sa nenachádzajú vo voľnom živote, ale vždy sú spojené s tráviacim traktom bylinožravých zvierat. Sú uni-mnohobunkové huby s bunkovou stenou.

Vyrábajú vegetatívne thalli, ktoré sa vyvíjajú sporangia, z ktorých pochádzajú zoospores s jedným alebo viacerými flagella. Tieto zoospory nachádzajúce sa v bachore býložravcov boli pôvodne klasifikované ako prvoky.

Zoospores sú považované za uniflagellate, keď 90% spór má jeden bičík a zvyšných 10% dvoch až štyroch bičíkov. Mnohonásobné skupiny majú zoospory s viac ako štyrmi bičíkmi av niektorých druhoch sa pozorovalo až 17 bičíkov..

Známe predátori Neocallimastigomycotas, ako napríklad prvoky, napádajú zoospory a produkujú enzýmy, ktoré degradujú bunkové steny huby..

Metabolizmus a biologický vplyv

Niektoré zaujímavé úpravy, ktoré tieto huby predstavujú, sú, že sa vyvíjajú v anaeróbnom prostredí. Nepredstavujú mitochondrie, cytochrómy a niektoré biochemické charakteristiky cyklu oxidačnej fosforylácie.

Namiesto toho majú špecializované organely podobné mitochondriám, ktoré sa nazývajú vodíkozómy, ktoré produkujú bunkovú energiu z metabolizmu glukózy bez potreby kyslíka..

Hydrogenáza obsiahnutá vo vodíkoch produkuje ako metabolický odpad vodík, CO2, formiát a acetát. Tieto zlúčeniny spolu s laktátom a etanolom sú hlavnými finálnymi produktmi fermentácie.

Vyrábajú sa anaeróbnou degradáciou húb a fermentáciou polysacharidov rastlinných bunkových stien.

Biotechnologické aplikácie

Schopnosť Neocallimastigomycota degradovať rastlinné vlákna im prisudzuje relevantnú biologickú úlohu vo výžive mnohých bylinožravcov, najmä prežúvavcov..

V tomto zmysle sa zistilo, že do stravy sa pridávajú doplnky anaeróbnych húb s veľmi dobrými výsledkami.

Pre bylinožravce, ktoré nie sú prežúvavce, ako sú sliepky, nie je dodávka huby účinná. Je to pravdepodobne kvôli ich neschopnosti prežiť v tráviacom trakte tohto typu zvierat.

Bolo však dobrým výsledkom priame pridanie enzýmov produkovaných Neocallimastigomycotas do ich potravinových doplnkov..

Biochemické schopnosti Neocallimastigomycotas tiež robia z nich potenciálne užitočné v biotechnológii na konverziu lignocelulózy na bioenergetické produkty..

Fylogenéza a taxonómia

Neocallimastigomycotas boli pôvodne klasifikované ako Chytridiomicotas. Následne, s prihliadnutím na morfologické, ekologické a ultraštrukturálne znaky, bol daný okrajový rozsah.

Je známych asi 8 rodov a 20 druhov Neocallimastigomycotas, hoci boli hlásené mnohé izoláty, ktoré ešte neboli klasifikované..

tovar

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces a Piromyces, Majú vláknitý rozvetvený rhizoidal talus so sporangiou. v Anaeromyces Thallus je polycentrický (početné sporangie) s uniflagelátovými zoosporami.

Neocallimastix je monocentrický (jediné sporangium) s multiflagelizovanými zoosporami. Orpinomyces Má polycentrický talus a multiflagelizované zoospory. Piromyces má monocentrický talus s uniflageladas zoosporas.

Dva rody predstavujú thalli zložené z cibulovitých vegetatívnych upínacích buniek (bulbous mycelium) a sporangia: Caecomyces a Cyllamyces.

Líšia sa, pretože Caecomyces má jednu alebo veľmi málo zoosporangií, rastie priamo na cibulovitých bunkách alebo na konci jednoduchého sporangioforu. Cyllamyces produkuje viacnásobnú sporangiu v rozvetvených sporangioforoch.

Navrhujú sa dva nové žánre (Oontomyces a Buwchfawromyces) s molekulárnou informačnou základňou.

výživa

Tieto huby degradujú celulózu a hemicelulózu prítomnú v bunkách rastlín, ktoré konzumujú bylinožravce, ktoré ich pestujú..

Zohrávajú dôležitú úlohu v tráviacom procese týchto druhov v dôsledku produkcie celulózových, hemicelullolytických, glykolytických a proteolytických enzýmov, ktoré rozkladajú rastlinné tkanivá..

habitat

Neocallimastigomycota nie je slobodný život. Sú umiestnené v anaeróbnom prostredí bachora, chrbta a stolice prežúvavcov alebo neprežúvavcov..

Hostiteľský druh

Môžu sa vyskytovať hlavne u cicavcov prežúvavcov, či už domácich (ovce, kozy, kravy a kone) a voľne žijúcich cicavcov (jak, zebry, žirafy, gazely, opice, slony, nosorožce, hrochy, bizóny, lamy, klokani). Oni tiež obývajú bylinožravých plazov, ako je zelený leguán.

rozmnožovanie

Kolonizácia rastlinného materiálu

Rastlinný materiál, ktorý vstupuje do bachora, je kolonizovaný bičíkovými zoosporami, ktoré sa uvoľňujú zo sporangií.

Zoozóry sú pripojené k rastlinnému materiálu chemotakticky orientovanému (sledujúc chemické signály cukrov uvoľnených rastlinnými zvyškami). Potom prepustia svoju bičík a encyst.

Klíčenie a penetrácia tkaniva

Klíčivosť nastáva emisiou klíčivej trubice na opačnom konci, kde bol bičík.

Vývoj cysty je odlišný u monocentrických a polycentrických druhov. V monocentrických druhoch jadrá zostávajú v cyste a vytvárajú anukleačné rhizoidy (bez jadier). Cysta rastie a tvorí jediné sporangium (endogénny vývoj).

V polycentrických druhoch sa produkujú jadrové rizotoidy, ktoré vytvárajú niekoľko sporangií (exogénny vývoj)..

Cysty produkujú rizomicellios, ktoré rastú a prenikajú hlboko do tkanív rastlín. Tieto vylučujú enzýmy, ktoré trávia rastlinné tkanivo a získavajú živiny potrebné na produkciu sporangie.

Keď dozrieva sporangium, uvoľňuje jeden až 80 zoospor. Plesne kolonizujú hlavne vaskulárne tkanivá rastlín a čím je vláknitejšia strava, tým väčšia je populácia húb.

Predpokladá sa, že Neocallimastigomycotas infikujú hostiteľské zvieratá vzduchom, cez rezistenčné štruktúry.

referencie

  1. Bauchop T. (1981). Anaeróbne huby v trávení vlákniny bachora. Poľnohospodárstvo a životné prostredie 6 (2-3): 339-348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt a G Beakes. (2010). Anaeróbne huby: Neocallimastigomycota. IMA huba 1 (2): 181-185.
  3. Gruninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, Tsang, T McAllister a MS Elshahed. (2014) Anaeróbne huby (kmeň Neocallimastigomycota): pokrok v chápaní ich taxonómie, životného cyklu, ekológie, úlohy a biotechnologického potenciálu. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
  4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger a MS Elshahed. (2010). Fylogenetická diverzita a komunitná štruktúra anaeróbnych črevných húb (kmeň Neocallimastigomycota) u bylinožravcov prežúvavcov a neprežúvavcov. 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 evolúcia, 2nd Vydanie Mycota VII časť A. Springer-Verlag Berlín Heidelberg.429 str.
  6. Wang X, X Liu a JZ Groenewald. (2016). Fylogenéza anaeróbnych húb (kmeň Neocallimastigomycota), s príspevkami z yak v Číne. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.