Oomycetes egenskaber, livscyklus, ernæring, reproduktion

1412
Abraham McLaughlin

Det oomycetes eller vandforme (Oomycetes u Oomycota), er en gruppe af organismer, der traditionelt er klassificeret blandt svampe. Blandt de karakteristika, der deles af begge grupper af organismer (svampe og oomyceter), er typen af ​​vækst, ernæringsformen og brugen af ​​sporer under reproduktion. Molekylære undersøgelser har imidlertid vist, at oomycetes ikke er relateret til ægte svampe..

Nogle arter er parasitter af planter, der er blandt de mest ødelæggende patogener af afgrøder. Sygdomsfremkaldende sygdomme inkluderer kimplante, rodrot, bladrør og dunet meldug..

Phytophthora infestans. Direkte spiring af et sporangium med kimrør. Foto af H.D. Thurston. Taget og redigeret fra apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

Den store hungersnød, eller irsk kartoffel hungersnød, var forårsaget af en oomycete navngivet  Phytophthora infestans. Patogenet udslettet Irlands kartoffelafgrøder i 1840'erne.

På det tidspunkt var ca. halvdelen af ​​befolkningen afhængig af denne afgrøde for at overleve. Tabet af afgrøder fik næsten en million mennesker til at sulte ihjel, og et lignende antal flygtede fra øen på jagt efter bedre levevilkår..

Artikelindeks

  • 1 Funktioner
  • 2 Taxonomi
  • 3 Livscyklus
  • 4 Ernæring
  • 5 Afspilning
    • 5.1 Aseksuel
    • 5.2 Seksuel
  • 6 Sygdomme
    • 6.1 I planter
    • 6.2 Andre fytopatogener
    • 6.3 Hos dyr
  • 7 Referencer

Egenskaber

Oomycetes er en gruppe af organismer, hovedsageligt akvatiske, der har en cellevæg sammensat af ß-glucaner, prolin og cellulose. Dens livscyklus er overvejende diploid.

Hyferne er multinukleare eller coenocytiske og aseptiske. Myceliet producerer septa udelukkende for at adskille thallus fra reproduktive strukturer.

Aseksuel reproduktion er ved hjælp af biflagellatsporer (zoosporer) produceret i zoosporangia. Seksuel reproduktion er heterogam og forekommer ved direkte injektion af antheridiumets mandlige kerner (= sæd) i æggene indeholdt i oogonia..

Den typiske genomstørrelse af oomycetes er 50 til 250 Megabaser (Mb), meget stor sammenlignet med svampe, som er 10 til 40 Mb.

Taxonomi

Traditionelt var oomycetes klassificeret inden for svampen. Molekylære og biokemiske undersøgelser har imidlertid ført til deres flytning til Protista-kongeriget. De tilhører stammen Heterokontophyta, klasse Oomycota. Klassen indeholder til dato 15 ordrer.

Livscyklus

I den epidemiske fase spredes oomycetes med vind eller vand ved hjælp af aseksuel sporangia. Disse sporangier kan spire direkte og danne invasive hyfer.

Spiring af sporangium kan også være indirekte, hvilket frigiver mobile zoosporer. Zoosporer tiltrækkes af overfladen af ​​fremtidige værter. Hos nogle arter afhænger sporangiumets direkte eller indirekte spiring af omgivelsestemperaturen..

Ved spiring danner sporangia og zoosporer kimrør, som inficerer takket være dannelsen af ​​appressoria og penetrationsstrukturer..

Efter gennemtrængning vil hyferne vokse både mellem og intracellulært i værten. Efter mindst 3 dages vækst vil hyferne kunne danne nye sporangier, der spredes for at inficere nye organismer..

Seksuel reproduktion sker gennem produktion af gametangia: oogonia og antheridia. Hver person producerer generelt både antheridia og oogonia. I nogle arter skal reproduktion krydses (heterothallic), i andre kan der være selvbefrugtning (homothallic).

Inden for gametangia forekommer meiotisk opdeling. En eller flere oosfærer produceres i oogonia. Flagelleret sæd er fraværende i oomycetes. I antheridium dannes haploide kerner. Antheridium vokser ind i oogonia og danner befrugtningsrørene. Befrugtningsrør trænger ind i oosfærerne, der overfører haploide kerner.

Disse kerner befrugter oosfærerne og giver anledning til en tyktvægget diploid oospore. Den frigivne oospore kan forblive i mediet i lang tid, før den spirer og producerer en hyfa, der hurtigt vil producere et sporangium..

Ernæring

Mange oomyceter er saprofytter, andre er parasitter. Nogle arter kombinerer begge livsstiler. Parasitiske arter har tilpasset sig til at parasitisere forskellige grupper af organismer, såsom planter, nematoder, hvirveldyr og krebsdyr.

Saprofytiske organismer udfører en ekstern fordøjelse af deres mad, udskiller enzymer og absorberer senere de opløste molekyler som følge af fordøjelsen..

Parasitiske oomycetes kan være biotrofiske, hemibiotrofiske eller nekrotrofe. Biotrofiske arter får deres næringsstoffer fra levende væv gennem en specialiseret hyfa kaldet haustorium..

Hæmibiotrofer lever først af levende væv og dræber deres vært på et senere tidspunkt. Nekrotrofer udskiller toksiner og enzymer, der dræber værtsceller og derefter får næringsstoffer fra dem.

Reproduktion

Aseksuel

Oomycetes reproducerer aseksuelt ved hjælp af sporangia. Sporangierne danner biflagellatsporer kaldet zoosporer. I oomycetes kan der være to typer zoosporer, primære og sekundære.

Primærerne har flagella indsat i toppen. Sekundære zoosporer med reniform udseende har flageller indsat sideværts. I nogle tilfælde danner sporangierne ikke sporer, men spirer direkte. Dette betragtes som en tilpasning til det jordiske liv.

Seksuel

Seksuel reproduktion sker gennem oogamy. Produktionen af ​​sex-kønsceller forekommer i gametangia. Det kvindelige gametangium eller oogonium er generelt stort og vil ved meiose producere flere oosfærer. Hanen, eller antheridium, vil producere haploide kerner.

Antheridium vil vokse mod oogonium og vil gennem befrugtningsrør introducere haploide kerner i oogonium. Den måde, hvorpå antheridium binder sig til oogonium, kan variere.

I nogle tilfælde slutter antheridium sig til oogonium lateralt og kaldes paraginus. I andre omgiver den mandlige gamentagium bunden af ​​oogonium (amphiginum). Fusion af den mandlige haploide kerne med oosfærens kerne for at give anledning til en diploid oospore forekommer i oogonium..

Sygdomme

I planter

Nogle af de bedre kendte sygdomme forårsaget af oomycetes i planter inkluderer sent kartoffel kartoffel, drue-let meldug, pludselig egetræsdød og sojabønnerød og rod..

Under infektion koloniserer disse patogener deres værter og modulerer planteforsvar gennem en række sygdomseffektorproteiner.

Disse effektorer klassificeres i to klasser baseret på deres målsteder. Apoplastiske effektorer udskilles i plantens ekstracellulære rum. Cytoplasmics indføres derimod i plantecellen gennem haustoria af oomycete..

Køn Phytopthora inkluderer hemibiotrofiske fytopatogener (f.eks., P. infestans, P. sojae) og nekrotrofer (f.eks, P. cinnamomi). Arter af denne slægt har haft en alvorlig indvirkning på landbruget,

Phytophora infestans, Forårsager sen rødme i kartofler og er ansvarlig for den store hungersnød i 1940'erne, det kan inficere en række forskellige plantearter bortset fra kartofler, såsom tomater og sojabønner. Denne art kan inficere hele planten, knolde, rødder eller blade, hvilket fører til plantens død.

Phytophthora ramorum, på sin side producerer den infektionen kaldet pludselig egetræsdød, som påvirker disse og andre træer og buske og forårsager hurtig død.

Andre fytopatogener

Plasmopara viticola, Årsagen til dunet meldug på vinstokke blev introduceret fra Nordamerika til Europa i slutningen af ​​det 19. århundrede. Det er kendetegnet ved at angribe løv og klynger.

Symptomerne på bladene er gule læsioner med fuzzy kanter, 1 til 3 cm i diameter. Efterhånden som sygdommen skrider frem, kan den frembringe nekrose af bladene og endda fuldstændig afblødning af planten.

Plasmopara viticola. Årsagssammenhængende med mild skimmel på vinstokken. Taget og redigeret fra https://www.biolib.cz/en/image/id67152/

Aphanomyces euteiches forårsager rodrot i mange bælgfrugter. Det betragtes som det patogen, der mest begrænser udbyttet af ærter i nogle dele af verden. Andre arter af denne slægt påvirker dyr, både terrestriske og akvatiske levesteder.

Hos dyr

Aphanomyces astaci det er en specifik parasit af krebs, meget patogen for europæiske arter. Det har forårsaget, at en stor del af de europæiske populationer af krebsdyr af familien Astacidae forsvinder.

Oomycete zoosporer er tiltrukket af kemiske signaler fra krebsdyret og encyst på krabbens neglebånd. Cysterne spirer og producerer mycelium, der hurtigt vokser i neglebåndet, indtil det når det indre kropshulrum. Når det indre væv er nået, dør krebsdyret inden for 6 til 10 dage..

Medlemmer af slægten saprolegnia De forårsager gruppen af ​​sygdomme kaldet saprolegniosis, der angriber fisk eller deres æg. Blandt dem er ulcerøs dermal nekrose en af ​​de vigtigste sygdomme, der påvirker laksefiskarter. Denne sygdom ramte stærkt laksepopulationer i britiske floder i slutningen af ​​det 19. århundrede..

Saprolegnioser er kendetegnet ved hvide eller grå pletter af trådformet mycelium på fisken. Infektionen begynder i det epidermale væv og kan sprede sig til det indre.

Det kan også parasitere æg og er ofte synlig som en bomuldshvide masse på overfladen af ​​æg eller fisk i hjemmeakvarier. For nylig er saprolegnia ferax var relateret til nedgangen i amfibiepopulationer.

Pythiosis er en sygdom forårsaget af oomycete Pythium insidiosum. Denne sygdom er kendetegnet ved granulomatøse læsioner på huden, mave-tarmkanalen eller i forskellige organer..

Oomycete zoosporer udvikler sig i stillestående farvande i troperne og subtropiske områder og kommer ind i værten gennem hudsår. Når de først har nået værten, trækker zoosporerne ind i encyst og invaderer værtsvævet. Det påvirker heste, katte, hunde og lejlighedsvis mennesker.

Referencer

  1. G.W. Beakes, S. Sekimoto (2009). Den evolutionære fylogeni af oomycetes-indsigt opnået fra undersøgelser af holokarpiske parasitter af alger og hvirvelløse dyr. I: K. Lamour, S. Kamoun (red.), Oomycete genetik og genomik: mangfoldighed, interaktioner og forskningsværktøjer. John Wiley & Sons, Inc..
  2. H.S. Judelson (2009) Seksuel reproduktion i oomycetes: biologi, mangfoldighed og bidrag til fitness. I: K. Lamour, S. Kamoun (red.), Oomycetegenetics og genomics: mangfoldighed, interaktioner og forskningsværktøjer. John Wiley & Sons, Inc..
  3. S. Kamoun (2003). Molekylær genetik af patogene Oomycetes. Eukaryot celle.
  4. J. Makkonen (2013). Krebs pest patogen Aphanomyces astaci. Genetisk mangfoldighed og tilpasning til værtsarten. Publikationer fra University of Eastern Finland. Afhandlinger inden for skovbrug og naturvidenskab nr. 105
  5. S.-K. Åh, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Oomycetes RXLR-effektorer fungerer som både aktivator og undertrykker af planteimmunitet. Plant Pathology Journal .
  6. B. Paula, M.M. Steciow (2004). Saprolegnia multispora, en ny oomycete isoleret fra vandprøver taget i en flod i den burgundiske region i Frankrig. FEMS Microbiology Letters.

Endnu ingen kommentarer