Charakteristika Oomycetes, životní cyklus, výživa, reprodukce



oomycetes nebo vodní formy (Oomycetes u Oomycota), jsou skupinou organismů, které jsou tradičně klasifikovány jako houby. Mezi vlastnosti sdílené oběma skupinami organismů (houby a oomycety) patří typ růstu, forma výživy a použití spór během reprodukce. Molekulární studie však ukázaly, že oomycety nesouvisí s pravými houbami.

Některé druhy jsou rostlinné parazity, patří mezi nejvíce devastující rostlinné patogeny. Mezi nemoci, které způsobují, jsou semenáčky, hniloba kořenů, listy a plísně.

Velký hladomor, nebo irský hladomor brambor, byl způsoben oomycete volal  Phytophthora infestans. Patogen devastoval bramborové plodiny Irska v 1840s.

V té době, asi polovina populace závisel výhradně na této plodině pro jejich přežití. Ztráta plodin vedla k tomu, že téměř jeden milion lidí zemřel hladem a podobný počet uprchl z ostrova při hledání lepších životních podmínek.

Index

  • 1 Charakteristika
  • 2 Taxonomie
  • 3 Životní cyklus
  • 4 Výživa
  • 5 Reprodukce
    • 5.1 Asexuální
    • 5.2 Sexuální
  • 6 Nemoci
    • 6.1 U rostlin
    • 6.2 Ostatní fytopatogeny
    • 6.3 U zvířat
  • 7 Odkazy

Vlastnosti

Oomycetes je skupina organismů, hlavně vodní, které mají buněčnou stěnu složenou z ß-glukanů, prolinu a celulózy. Její životní cyklus je převážně diploidní.

Hyfy jsou vícejaderné nebo cenocytové a aseptované. Mycelium produkuje septa jen aby oddělil thallus od reprodukčních struktur.

Asexuální reprodukce je prostřednictvím biflagelátových spór (zoospor) produkovaných v zoosporangios. Sexuální reprodukce je heterógama a je produkována přímou injekcí samčích jader (= spermií) anteridia do vajec obsažených v oogonii..

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

Taxonomie

Tradičně oomycetes byl klasifikovaný uvnitř království hub (houby). Nicméně, molekulární a biochemické studie vedly k jejich přemístění v Protist království. Patří do kmene Heterokontophyta, třídy Oomycota. Třída obsahuje dosud 15 objednávek.

Životní cyklus

Během epidemické fáze jsou oomycety rozptýleny větrem nebo vodou pomocí asexuálních sporangií. Tyto sporangie mohou klíčit přímo, tvořící invazivní hyfy.

Klíčivost sporangia může být také nepřímá, uvolňující 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 zárodečné zkumavky, které se díky tvorbě apertur a struktur pronikání infikují..

Po proniknutí budou hyfy v hostiteli růst jak mezi, tak intracelulárně. Po nejméně 3 dnech růstu budou hyfy schopny tvořit nové sporangie, které se budou šířit, aby infikovaly nové organismy.

Sexuální reprodukce probíhá prostřednictvím produkce gametanganů: oogonů a anteridií. Obecně, každý jedinec produkuje jak antheridia tak oogonia. U některých druhů musí být reprodukce překročena (heterothallic), v jiných může být samooplodnění (homotaktické)..

V rámci gametangios dochází k meiotickému dělení. V oogonii se vyrábí jedna nebo více oosfér. V oomycetech chybí bičíkovité spermie. V anteridiu se tvoří haploidní jádra. Anteridium roste směrem k oogonii a tvoří fertilizační zkumavky. Hnojivové zkumavky pronikají do oosfér a přenášejí haploidní jádra.

Tato jádra oplodňují oosféry, což vede k diploidnímu oospore s tlustými stěnami. Uvolněný oospore může zůstat v prostředí po dlouhou dobu před klíčením a produkcí hyf, které rychle vytvoří sporangium.

Výživa

Mnoho oomycetes je saprophytes, jiní jsou paraziti. Některé druhy kombinují oba životní styly. Parazitické druhy se přizpůsobily parazitování různých skupin organismů, jako jsou rostliny, háďátka, obratlovci a korýši.

Organismy saprofytů provádějí vnější trávení potravy, vylučují enzymy a následně absorbují rozpuštěné molekuly, které jsou výsledkem trávení..

Parazitární oomycety mohou být biotrofy, hemibiotrofy nebo necrotrophs. Biotrofické druhy získávají své živiny z živých tkání pomocí specializovaného hyphae zvaného haustorio.

Hemibiotrophs nejprve živí živé tkáně a zabít jejich hostitele v pozdnější fázi. Necrotrophs vylučují toxiny a enzymy, které zabíjejí buňky hostitele a pak z nich získávají živiny.

Reprodukce

Asexuální

Oomycetes se reprodukují asexuálně pomocí sporangie. Sporangie tvoří biflagelátové spory zvané zoospory. V oomycetech mohou být dva typy zoospor, primární a sekundární.

Primary mají flagella vložený do vrcholu. Sekundární zoospory, ve tvaru ledvin, mají bičík zavedený laterálně. V některých případech sporangia netvoří spory, ale klíčí přímo. To je považováno za adaptaci na pozemský život.

Sexuální

Sexuální reprodukce je dána oogamy. Produkce pohlavních gamet se vyskytuje v gametanganech. Samice gametangium, neboli oogonio, je obecně velká a produkuje meiózou několik oosfér. Muž nebo anterid bude produkovat haploidní jádra.

Anteridium bude růst směrem k oogoniu a zavede pomocí hnojicích zkumavek haploidní jádra v oogoniu. Způsob, jakým se anteridium váže na oogonium, se může lišit.

V některých případech, antherid se připojí postranně k oogonio, označovat sebe paragino. V jiných, mužské gamentagio obklopuje základ oogonio (ampigino). Fúze mužského haploidního jádra s jádrem oosféry, která vede ke vzniku diploidního oosporu, se vyskytuje v oogoniu.

Nemoci

V rostlinách

Mezi nejznámější nemoci, způsobené oomycetami v rostlinách, patří pozdní plíseň brambor, plíseň hroznů, náhlá smrt dubu a hniloba kořene a stonku sóji.

Během infekce tyto patogeny dosahují kolonizace svých hostitelů a modulují obranyschopnost rostlin pomocí řady proteinů s efektorem onemocnění..

Tyto efektory jsou rozděleny do dvou tříd podle cílových míst. Apoplastické efektory jsou vylučovány v extracelulárním prostoru rostliny. Na druhé straně se cytoplazma zavádí do rostlinné buňky přes haustii oomycet.

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

Phytophora infestans, způsobuje pozdní plíseň na bramborách a je zodpovědný za Velký hladomor ve 40. letech devatenáctého století, může infikovat různé druhy rostlin jiné než brambory, jako jsou rajčata a sójové boby. Tento druh může infikovat celou rostlinu, hlízy, kořeny nebo listy, což vede ke smrti rostliny.

Phytophthora ramorum, na druhé straně vytváří infekci zvanou náhlá smrt dubu, která postihuje tyto i jiné stromy a keře způsobující rychlou smrt.

Další fytopatogeny

Plasmopara viticola, způsobené plísní hroznů, byl zaveden ze Severní Ameriky do Evropy na konci 19. století. Vyznačuje se útokem na listy a shluky.

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

Aphanomyces euteiches způsobuje kořenovou hnilobu v mnoha luštěnin. To je považováno za patogen, který nejvíce omezuje výnos hrachových plodin v některých částech světa. Jiné druhy tohoto rodu ovlivní zvířata, jak pozemský tak vodní stanoviště.

U zvířat

Aphanomyces astaci je specifický parazit raků, vysoce patogenní pro evropské druhy. To způsobilo zánik velké části evropských populací korýšů z čeledi Astacidae.

Zoospory oomycet jsou přitahovány chemickými signály z korýšů a encystem na kůžičku krabů. Cysty klíčí a produkují mycelium, které rychle roste v kutikule, dokud nedosáhne vnitřní tělesné dutiny. Jakmile jsou vnitřní tkáně dosaženy, korýš zemře v období 6 až 10 dnů.

Členové rodu saprolegnia způsobují skupinu nemocí zvaných saprolegniosis, která napadá ryby nebo jejich vejce. Mezi ně patří ulcerózní dermální nekróza, která je jednou z nejdůležitějších nemocí postihujících lososovité druhy. Tato nemoc velmi ovlivnila populace lososa britských řek na konci 19. století.

Saprolegniosis je charakterizován bílými nebo šedými skvrnami vláknitého mycelia v rybách. Infekce začíná v epidermální tkáni a může zasahovat dovnitř.

To může také parasitize vejce a je často viditelný jako bavlněná bílá hmota na povrchu vajec nebo ryb v domácích akváriích. Nedávno, saprolegnia ferax související s úbytkem populací obojživelníků.

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

Zoospory oomycet se vyvíjejí ve stojatých vodách tropických a subtropických zón a pronikají hostitelem přes kožní rány. Jakmile dosáhnou hostitele, zoospory encystují a napadají tkáň hostitele. Ovlivňuje koně, kočky, psy a příležitostně i lidi.

Odkazy

  1. G.W. Beakes, S. Sekimoto (2009). Evoluční fylogeneze oomycet - poznatky získané z holokarpických studií parazitů řas a bezobratlých. V: K. Lamour, S. Kamoun (ed.), Genetika a genomika oomycet: rozmanitost, interakce a výzkumné nástroje. John Wiley & Sons, Inc..
  2. H.S. Judelson (2009) Sexuální reprodukce v oomycetech: biologie, rozmanitost a příspěvky k fitness. V: K. Lamour, S. Kamoun (ed.), 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). Patro chorob morských raků Aphanomyces astaci. Genetická rozmanitost a adaptace na hostitelský druh. Publikace University of Eastern Finland. Disertace z lesnictví a přírodních věd č. 105
  5. S.-K. Oh, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Efektory Oomycetes RXLR fungují jako aktivátor i supresor rostlinné imunity. Plant Pathology Journal .
  6. B. Paula, M.M. Steciow (2004). Saprolegnia multispora, nová oomyceta izolovaná ze vzorků vody odebraných v řece v oblasti Burgundska ve Francii. FEMS Mikrobiologické dopisy.