Oomycetes egenskaper, livssyklus, ernæring, reproduksjon

1222
Simon Doyle

De oomycetes eller vannformer (Oomycetes u Oomycota), er en gruppe organismer som tradisjonelt er klassifisert blant sopp. Blant egenskapene som deles av begge gruppene av organismer (sopp og oomyceter) er typen vekst, ernæringsform og bruk av sporer under reproduksjon. Imidlertid har molekylære studier vist at oomycetes ikke er relatert til ekte sopp..

Noen arter er parasitter av planter, og er blant de mest ødeleggende patogenene til avlingene. Sykdomsfremkallende sykdommer inkluderer frøplanter, rotrot, bladblødning og dunete mugg..

Phytophthora infestans. Direkte spiring av et sporangium med bakterierør. Foto av H.D. Thurston. Tatt og redigert fra apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

Den store hungersnød, eller irsk potet hungersnød, ble forårsaket av en oomycete som heter  Phytophthora infestans. Patogenet utslettet Irlands potetavlinger på 1840-tallet.

På den tiden var omtrent halvparten av befolkningen avhengig av denne avlingen for å overleve. Tap av avlinger førte til at nesten en million mennesker sultet i hjel og et tilsvarende antall flykte fra øya på jakt etter bedre levekår..

Artikkelindeks

  • 1 Funksjoner
  • 2 Taksonomi
  • 3 Livssyklus
  • 4 Ernæring
  • 5 Avspilling
    • 5.1 Aseksuell
    • 5.2 Seksuell
  • 6 Sykdommer
    • 6.1 I planter
    • 6.2 Andre fytopatogener
    • 6.3 Hos dyr
  • 7 Referanser

Kjennetegn

Oomycetes er en gruppe organismer, hovedsakelig akvatiske, som har en cellevegg sammensatt av ß-glukaner, prolin og cellulose. Dens livssyklus er overveiende diploid.

Hyfene er multinukleare eller coenocytiske og asept. Myceliet produserer septa utelukkende for å skille thallus fra reproduktive strukturer.

Asexual reproduksjon er ved hjelp av biflagellate sporer (zoospores) produsert i zoosporangia. Seksuell reproduksjon er heterogam og skjer ved direkte injeksjon av mannkjernene (= sædceller) av antheridium i eggene som finnes i oogonia..

Den typiske genomstørrelsen til oomycetes er 50 til 250 Megabaser (Mb), veldig stor sammenlignet med sopp, som er 10 til 40 Mb.

Taksonomi

Tradisjonelt hadde oomycetene blitt klassifisert i soppriket (sopp). Imidlertid har molekylære og biokjemiske studier ført til at de flyttet til Protista-riket. De tilhører stammen Heterokontophyta, klasse Oomycota. Klassen inneholder til dags dato 15 bestillinger.

Livssyklus

I løpet av epidemifasen spres oomycetes av vind eller vann, ved hjelp av aseksuell sporangia. Disse sporangiene kan spire direkte og danne invasive hyfer.

Spiring av sporangium kan også være indirekte, og frigjør mobile zoosporer. Zoosporer tiltrekkes av overflaten til fremtidige verter. Hos noen arter vil direkte eller indirekte spiring av sporangium avhenge av omgivelsestemperaturen..

Ved spiring danner sporangia og zoosporer kimrør, som vil smitte takket være dannelsen av appressoria og penetrasjonsstrukturer..

Etter inntrenging vil hyfene vokse både inter og intracellularly i verten. Etter minst 3 dagers vekst vil hyfene kunne danne nye sporangier som vil spre seg for å infisere nye organismer..

Seksuell reproduksjon skjer gjennom produksjon av gametangia: oogonia og antheridia. Hver person produserer vanligvis både antheridia og oogonia. I noen arter må reproduksjon krysses (heterotallisk), i andre kan det være selvgjødsling (homotallisk).

Innenfor gametangia forekommer meiotisk inndeling. En eller flere oosfærer produseres i oogonia. Flagellert sæd er fraværende i oomycetes. I antheridium dannes haploide kjerner. Antheridium vokser inn i oogonia og danner befruktningsrørene. Gjødslingsrør trenger inn i oosfærene som overfører haploide kjerner.

Disse kjernene gjødsler oosfærene og gir opphav til en tykkvegget diploid oospore. Den frigjorte oosporen kan forbli i mediet i lang tid før den spirer og produserer en hyfa som raskt vil produsere et sporangium..

Ernæring

Mange oomycetes er saprofytter, andre er parasitter. Noen arter kombinerer begge livsstilene. Parasittarter har tilpasset seg å parasitisere forskjellige grupper av organismer, slik som planter, nematoder, virveldyr og krepsdyr.

Saprofytiske organismer utfører en ytre fordøyelse av maten deres, utskiller enzymer og absorberer senere de oppløste molekylene som skyldes fordøyelsen..

Parasittiske oomycetes kan være biotrofiske, hemibiotrofiske eller nekrotrofiske. Biotrofiske arter henter næringsstoffene sine fra levende vev gjennom en spesialisert hyfa som kalles haustorium..

Hemibiotrofer lever først av levende vev og dreper verten på et senere tidspunkt. Nekrotrofer utskiller giftstoffer og enzymer som dreper vertsceller og deretter får næringsstoffer fra dem.

Reproduksjon

Aseksuell

Oomycetes reproduserer aseksuelt ved hjelp av sporangia. Sporangiene danner biflagellatsporer kalt zoosporer. I oomycetes kan det være to typer zoosporer, primære og sekundære.

Primærene har flagella satt inn på toppen. Sekundære zoosporer, reniform i utseende, har flageller satt inn i siden. I noen tilfeller danner sporangiene ikke sporer, men spiser direkte. Dette regnes som en tilpasning til det jordiske livet.

Seksuell

Seksuell reproduksjon skjer gjennom oogamy. Produksjonen av kjønnskjønsceller forekommer i gametangia. Det kvinnelige gametangium, eller oogonium, er stort sett stort og vil ved meiose produsere flere oosfærer. Hannen, eller antheridium, vil produsere haploide kjerner.

Antheridium vil vokse mot oogonium og vil gjennom befruktningsrør introdusere haploide kjerner i oogonium. Måten antheridium fester seg på oogonium kan variere.

I noen tilfeller slutter antheridium seg til oogonium lateralt, og kalles paraginus. I andre omgir hanngamentagium basen av oogonium (amfiginum). Fusjon av den mannlige haploide kjernen med kjernen i oosfæren for å gi opphav til en diploid oospore forekommer i oogonium..

Sykdommer

I planter

Noen av de bedre kjente sykdommene forårsaket av oomycetes i planter inkluderer senrøde poteter, druedun mugg, plutselig eikedød og soyabønnerot og rot..

Under infeksjon koloniserer disse patogenene vertene sine, og modulerer planteforsvar gjennom en serie sykdomseffektorproteiner.

Disse effektorene er klassifisert i to klasser basert på deres målsteder. Apoplastiske effektorer utskilles i plantens ekstracellulære rom. Cytoplasmics, derimot, blir introdusert i plantecellen gjennom haustoria av oomycete..

Kjønnet Phytopthora inkluderer hemibiotrofiske fytopatogener (f.eks., P. infestans, P. sojae) og nekrotrofer (for eksempel, P. cinnamomi). Arter av denne slekten har hatt en alvorlig innvirkning på landbruket,

Phytophora infestans, Forårsaker sen rødme hos poteter og er ansvarlig for den store hungersnøden på 1940-tallet, den kan infisere en rekke andre plantearter enn poteter, som tomater og soyabønner. Denne arten kan infisere hele planten, knollene, røttene eller bladene, noe som fører til at planten dør.

Phytophthora ramorum, på sin side produserer den infeksjonen kalt plutselig eikedød, som påvirker disse og andre trær og busker som forårsaker rask død.

Andre fytopatogener

Plasmopara viticola, Årsaken til dunete mugg på vinranker ble introdusert fra Nord-Amerika til Europa på slutten av 1800-tallet. Det er preget av angripende løvverk og klynger.

Symptomene på bladene er gule lesjoner med uklare kanter, 1 til 3 cm i diameter. Etter hvert som sykdommen utvikler seg, kan den produsere nekrose av bladene og til og med fullstendig avblåsning av planten.

Plasmopara viticola. Forårsaker dunaktig mugg på vintreet. Tatt og redigert fra https://www.biolib.cz/en/image/id67152/

Aphanomyces euteiches forårsaker rotrot i mange belgfrukter. Det regnes som patogenet som mest begrenser utbyttet av ertevekster i noen deler av verden. Andre arter av denne slekten påvirker dyr, både terrestriske og akvatiske habitater.

Hos dyr

Aphanomyces astaci det er en spesifikk parasitt av krepsen, svært patogen for europeiske arter. Det har forårsaket forsvinningen av en stor del av de europeiske populasjonene av krepsdyr av familien Astacidae.

Oomycete zoospores tiltrekkes av kjemiske signaler fra krepsdyret og encyst på krabbebåndene. Cysterene spirer og produserer mycelium som raskt vokser i skjellaget, til det når det indre kroppshulen. Når det indre vevet er nådd, dør krepsdyret innen 6 til 10 dager..

Medlemmer av slekten saprolegnia De forårsaker en gruppe sykdommer som kalles saprolegniose som angriper fisk eller eggene deres. Blant dem er ulcerøs dermal nekrose en av de viktigste sykdommene som rammer laksefiskarter. Denne sykdommen rammet i stor grad laksepopulasjoner i britiske elver på slutten av 1800-tallet..

Saprolegnioses er preget av hvite eller grå flekker av trådformet mycelium på fisken. Infeksjonen begynner i epidermal vev og kan spre seg til det indre.

Det kan også parasitere egg og er ofte synlig som en bomullshvit masse på overflaten av egg eller fisk i hjemmeakvarier. Nylig har saprolegnia ferax var relatert til nedgangen av amfibiebestandene.

Pythiosis er en sykdom forårsaket av oomycete Pythium insidiosum. Denne sykdommen er preget av granulomatøse lesjoner på huden, mage-tarmkanalen eller i forskjellige organer..

Oomycete zoosporer utvikler seg i stillestående vann i tropene og subtropene og kommer inn i verten gjennom hudsår. Når de har nådd verten, dytter dyreparkene opp og invaderer vertsvevet. Det påvirker hester, katter, hunder og noen ganger mennesker.

Referanser

  1. G.W. Beakes, S. Sekimoto (2009). Den evolusjonære fylogenien til oomycetes-innsikt hentet fra studier av holokarpiske parasitter av alger og virvelløse dyr. I: K. Lamour, S. Kamoun (red.), Oomycete genetikk og genomikk: mangfold, interaksjoner og forskningsverktøy. John Wiley & Sons, Inc..
  2. H.S. Judelson (2009) Seksuell reproduksjon i oomycetes: biologi, mangfold og bidrag til kondisjon. I: K. Lamour, S. Kamoun (red.), Oomycetegenetics og genomics: mangfold, interaksjoner og forskningsverktøy. John Wiley & Sons, Inc..
  3. S. Kamoun (2003). Molekylær genetikk av patogene Oomycetes. Eukaryotisk celle.
  4. J. Makkonen (2013). Krepsen pest patogen Aphanomyces astaci. Genetisk mangfold og tilpasning til vertsarten. Publikasjoner fra University of Eastern Finland. Avhandlinger innen skogbruk og naturvitenskap nr. 105
  5. S.-K. Å, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Oomycetes RXLR-effektorer fungerer både som aktivator og undertrykker av planteimmunitet. Plant Pathology Journal .
  6. B. Paula, M.M. Steciow (2004). Saprolegnia multispora, en ny oomycete isolert fra vannprøver tatt i en elv i den burgundiske regionen i Frankrike. FEMS Microbiology Letters.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.