Oomycetes charakteristiky, životný cyklus, výživa, reprodukcia



oomicetos alebo vodné formy (Oomycetes u Oomycota), sú skupinou organizmov, ktoré sa tradične zaraďujú medzi huby. Medzi vlastnosti zdieľané oboma skupinami organizmov (huby a oomycety) patrí typ rastu, forma výživy a použitie spór počas reprodukcie. Molekulárne štúdie však ukázali, že oomycety nesúvisia so skutočnými hubami.

Niektoré druhy sú rastlinné parazity, patria medzi najničivejšie rastlinné patogény. Medzi chorobami, ktoré spôsobujú, sú semenáčik, koreňová hniloba, listové plesne a pleseň.

Veľký hladomor, alebo írsky hladomor zemiakov, bol spôsobený oomycetami nazývanými  Phytophthora infestans. Patogén devastoval zemiakové plodiny Írska v 40. rokoch 19. storočia.

V tom čase asi polovica populácie závisla výlučne na tejto plodine pre svoje prežitie. Strata plodín viedla k tomu, že takmer jeden milión ľudí zomrel na hlad a podobné číslo utieklo z ostrova pri hľadaní lepších životných podmienok.

index

  • 1 Charakteristiky
  • 2 Taxonómia
  • 3 Životný cyklus
  • 4 Výživa
  • 5 Reprodukcia
    • 5.1 Asexuál
    • 5.2 Sexuálne
  • 6 Choroby
    • 6.1 V rastlinách
    • 6.2 Iné fytopatogény
    • 6.3 U zvierat
  • 7 Referencie

rysy

Oomycetes je skupina organizmov, hlavne vodných, ktoré majú bunkovú stenu zloženú z ß-glukánov, prolínu a celulózy. Jeho životný cyklus je prevažne diploidný.

Hyfy sú viacjadrové alebo cenocytové a aseptované. Mycelium produkuje septa iba na oddelenie tiel od reprodukčných štruktúr.

Asexuálna reprodukcia je prostredníctvom biflagelátových spór (zoospor) produkovaných v zoosporangios. Sexuálna reprodukcia je heterógama a je produkovaná priamou injekciou samčích jadier (= spermií) anterídia vo vajciach obsiahnutých v oogónii.

Typická veľkosť genómu oomycetov je 50 až 250 megabáz (Mb), veľmi veľká v porovnaní s plesňami, ktorá je 10 až 40 Mb.

taxonómie

Tradične boli oomycety klasifikované v ríši húb (huby). Molekulárne a biochemické štúdie však viedli k ich premiestneniu do Protist Kingdom. Patria do kmeňa Heterokontophyta, triedy Oomycota. Trieda k dnešnému dňu obsahuje 15 objednávok.

Životný cyklus

Počas epidemickej fázy sú oomycety rozptýlené vetrom alebo vodou pomocou asexuálnych sporangií. Tieto sporangie môžu klíčiť priamo, čím vytvárajú invazívne hyfy.

Klíčivosť sporangia môže byť tiež nepriama, uvoľňujúc mobilné zoozóry. Zoospores sú priťahované k povrchu budúcich hostiteľov. U niektorých druhov bude priame alebo nepriame klíčenie sporangia závisieť od teploty prostredia.

Pri klíčení, sporangia a zoospores tvoria zárodočné trubice, ktoré budú infikovať vďaka tvorbe appressories a štruktúry penetrácie.

Po preniknutí rastú hýfy v hostiteľovi ako medzi, tak intracelulárne. Po aspoň 3 dňoch rastu budú hyfy schopné tvoriť nové sporangie, ktoré sa budú šíriť, aby infikovali nové organizmy.

Sexuálna reprodukcia prebieha prostredníctvom produkcie gametanganov: oogonikov a anterídií. Všeobecne platí, že každý jedinec produkuje ako anteridiu, tak aj oogóniu. V niektorých druhoch musí byť reprodukcia skrížená (heterotalická), v iných môže byť samooplodnenie (homotaktické).

V rámci gametangios dochádza k meiotickému deleniu. V oogónii sa produkuje jedna alebo niekoľko oosfér. V oomycetoch chýbajú bičíkovité spermie. V anteridiu sa tvoria haploidné jadrá. Anterídium rastie smerom k oogónii a tvorí hnojiace trubice. Hnojivové skúmavky prenikajú do atmosfér a prenášajú haploidné jadrá.

Tieto jadrá oplodňujú oosféry, čo vedie k diploidnému oospore s hrubými stenami. Uvoľnený oospór môže zostať v prostredí dlhý čas pred klíčením a produkciou hyf, ktoré rýchlo produkujú sporangium.

výživa

Mnohé oomycety sú saprofyty, iné sú parazity. Niektoré druhy kombinujú životný štýl. Parazitické druhy sa prispôsobili na parazitovanie rôznych skupín organizmov, ako sú rastliny, háďatká, stavovce a kôrovce..

Organizmy saprofytov vykonávajú vonkajšie trávenie potravy, vylučujú enzýmy a následne absorbujú rozpustené molekuly, ktoré sú výsledkom trávenia..

Parazitickými oomycetami môžu byť biotrofy, hemibiotrofy alebo nekrotrofy. Biotrofické druhy získavajú svoje živiny z živých tkanív pomocou špecializovaného hyphae nazývaného haustorio.

Hemibiotrofy sa najprv živia živými tkanivami a neskôr zabijú svojho hostiteľa. Necrotrophs vylučujú toxíny a enzýmy, ktoré zabíjajú bunky hostiteľa a potom z nich získavajú živiny.

rozmnožovanie

nepohlavné

Oomycetes sa reprodukujú asexuálne pomocou sporangie. Sporangia tvorí biflagelátové spóry nazývané zoospory. V oomycetoch môžu byť dva typy zoospor, primárne a sekundárne.

Primary majú bičík vložený do vrcholu. Sekundárne zoospory, v tvare obličky, majú bičík vložený laterálne. V niektorých prípadoch sporangia netvoria spóry, ale priamo klíčia. Považuje sa to za prispôsobenie pozemskému životu.

sexuálnej

Sexuálna reprodukcia je daná oogamy. Produkcia pohlavných gamét sa vyskytuje v gametangánoch. Samičie gametangium, alebo oogonio, je vo všeobecnosti veľké a produkuje meiózou niekoľko oosfér. Muž alebo anterid budú produkovať haploidné jadrá.

Anterídium bude rásť smerom k oogóniu a zavedie sa pomocou hnojiacich trubíc do haploidných jadier v oogóniu. Spôsob, akým sa anterídium viaže na oogónium, sa môže líšiť.

V niektorých prípadoch sa anterid pripája bočne k oogonio, ktoré sa označuje ako paragino. V iných, mužské gamentagio obklopuje základ oogonio (ampigino). Fúzia mužského haploidného jadra s jadrom oosféry vedie k vzniku diploidného oospóru v oogónii.

choroby

V rastlinách

Niektoré z najznámejších chorôb spôsobených oomycetami v rastlinách zahŕňajú neskorú pleseň zemiakov, múčnatky hrozna, náhlu smrť duba a hnilobu koreňa a stonky sóje.

Počas infekcie tieto patogény dosahujú kolonizáciu svojich hostiteľov, modulujúc obranyschopnosť rastlín prostredníctvom radu proteínov efektora ochorenia..

Tieto efektory sú rozdelené do dvoch tried podľa ich cieľových miest. Apoplastické efektory sú vylučované v extracelulárnom priestore rastliny. Na druhej strane sa cytoplazma zavedie do rastlinnej bunky cez haustóriu oomycete.

Pohlavie Phytophthora zahŕňa fytopatogény hemibiotrofy (napríklad, P. infestans, P. sojae) a necrotrophs (napríklad, P. cinnamomi). Druhy tohto rodu majú veľký vplyv na poľnohospodárstvo,

Phytophora infestans, spôsobuje zemiaky neskorú pleseň a je zodpovedný za hladomor v 40. rokoch devätnásteho storočia, môže infikovať rôzne druhy rastlín okrem zemiakov, ako sú paradajky a sójové bôby. Tento druh môže infikovať celú rastlinu, hľuzy, korene alebo listy, čo vedie k smrti rastliny.

Phytophthora ramorum, na druhej strane produkuje infekciu nazývanú náhla smrť dubu, ktorá postihuje tieto a iné stromy a kríky, ktoré spôsobujú rýchlu smrť.

Iné fytopatogény

Plasmopara viticola, spôsobené plesňou hroznového húsenica, bol zavedený zo Severnej Ameriky do Európy na konci 19. storočia. Vyznačuje sa útokom na listy a zhluky.

Symptómy v listoch sú žlté lézie s difúznymi okrajmi, priemer 1 až 3 cm. Ako choroba postupuje, môže spôsobiť nekrózu listov a dokonca úplnú defoliáciu rastliny..

Aphanomyces euteiches spôsobuje kožné hniloby v mnohých strukovinách. Považuje sa za patogén, ktorý najviac obmedzuje výťažok plodín hrachu v niektorých častiach sveta. Iné druhy tohto rodu postihujú zvieratá, pozemné aj vodné biotopy.

U zvierat

Aphanomyces astaci je špecifický parazit rakov, vysoko patogénny pre európske druhy. To spôsobilo zánik veľkej časti európskych populácií kôrovcov čeľade Astacidae.

Zoospory oomycét sú priťahované chemickými signálmi z kôrovcov a encystmi na kutikule kraba. Cysty klíčia a produkujú mycélium, ktoré rýchlo rastie v kutikule, až kým nedosiahne vnútornú telesnú dutinu. Po dosiahnutí vnútorných tkanív zomrie kôrovec v období 6 až 10 dní.

Členovia rodu saprolegnia spôsobujú skupinu chorôb nazývaných saprolegnióza, ktorá napáda ryby alebo ich vajíčka. Medzi nimi je ulcerózna dermálna nekróza jednou z najdôležitejších chorôb postihujúcich lososovité druhy. Toto ochorenie výrazne ovplyvnilo populácie lososov britských riek na konci 19. storočia.

Saprolegnóza je charakterizovaná bielymi alebo sivými škvrnami vláknitého mycélia v rybách. Infekcia začína v epidermálnom tkanive a môže siahať dovnútra.

To môže tiež parasitize vajcia a je často viditeľný ako bavlna biela hmota na povrchu vajec alebo rýb v domácich akváriách. Nedávno, saprolegnia ferax súvisí s poklesom populácií obojživelníkov.

Pythiosis je ochorenie spôsobené oomycete Pythium insidiosum. Toto ochorenie je charakterizované granulomatóznymi léziami v koži, gastrointestinálnom trakte alebo v rôznych orgánoch.

Zoozóry oomycét sa vyvíjajú v stojatých vodách tropických a subtropických zón a prenikajú hostiteľom cez kožné rany. Akonáhle sa dostanú k hostiteľovi, zoospory encystujú a napadnú tkanivo hostiteľa. Ovplyvňuje kone, mačky, psy a občas aj ľudí.

referencie

  1. G. W. Beakes, S. Sekimoto (2009). Evolučná fylogenéza oomycetov - postrehy získané z holokarpických štúdií parazitov rias a bezstavovcov. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Genetika a genomika Oomycete: rozmanitosť, interakcie a výskumné nástroje. John Wiley & Sons, Inc..
  2. H.S. Judelson (2009) Sexuálna reprodukcia v oomycetes: biológia, rozmanitosť a príspevky k fitness. V: K. Lamour, S. Kamoun (Ed.), Oomycetegenetics a genomics: rozmanitosť, interakcie a výskumné nástroje. John Wiley & Sons, Inc..
  3. S. Kamoun (2003). Molekulárna genetika patogénnych Oomycetes. Eukaryotická bunka.
  4. J. Makkonen (2013). Chorobný mor morských patogénov Aphanomyces astaci. Genetická diverzita a adaptácia na hostiteľský druh. Publikácie Univerzity Východného Fínska. Dizertačné práce v lesníctve a prírodných vedách č
  5. S.-K. Oh, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Efektory Oomycetes RXLR fungujú ako aktivátor aj supresor rastlinnej imunity. Plant Pathology Journal .
  6. B. Paula, M.M. Steciow (2004). Saprolegnia multispora, nová oomyceta izolovaná zo vzoriek vody odobratých v rieke v regióne Burgundska vo Francúzsku. FEMS Mikrobiologické listy.