Neocallimastigomycota egenskaper, taxonomi, näring, livsmiljö



Neocallimastigomycotas Det är en division av bunden i tarmkanalen hos växtätande däggdjur idisslare och icke-idisslande endosymbionts svampar och växtätande reptiler. De kan vara unicellulära eller multicellulära och har flagellerade sporer (zoosporer).

Fram till nyligen betraktades de som en order inom phylum Chytridiomicota, men 2007 var gruppen hövdad till kanten. Det är för närvarande indelat i 8 släkt och omkring 20 arter har beskrivits.

Neocallimastigomycota arter utvecklas under anaeroba förhållanden för vilka de har specialiserade organeller som kallas hydrogenosomer. Dessa organeller utför liknande funktioner för mitokondrier i organismer som lever under aeroba förhållanden.

Under deras livscykel bildar de zoosporer som håller fast vid växtmaterialet. Senare är dessa encyst och groddar. När de utvecklas bildar de sporangia som kommer att ge upphov till nya zoosporer.

Denna grupp av svampar spelar en viktig roll i den komplexa ekologin i matsmältningssystemet av växtätare. Dessutom producerar de potentiellt användbara enzymer inom bioteknik som har använts som smältämnen i djurfoderformler.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 Metabolism och biologisk påverkan
    • 2.1 Biotekniska tillämpningar
  • 3 Phylogeny och taxonomi
    • 3,1 genrer
  • 4 näring
  • 5 Habitat
    • 5.1 Värdart
  • 6 Reproduktion
    • 6.1 Kolonisering av växtmaterial
    • 6.2 Sprängning och vävnadspenetration
  • 7 referenser

Allmänna egenskaper

Neocallimastigomycotas är obligatoriska endosymbiotiska organismer, det vill säga de finns inte i det fria livet, men är alltid associerade med matsmältningsvägarna hos växtätande djur. De är uni till multicellulära svampar, med cellvägg.

De producerar vegetativa thalli som utvecklar sporangia, varifrån zoosporer med en eller flera flagella härstammar. Dessa zoosporier placerade i herbivorernas kväve klassificerades ursprungligen som protozoaner.

Zoosporer anses vara uniflagellate när 90% av sporerna har en enda flagellum och de återstående 10% av två till fyra flagella. De multiflagellerade grupperna har zoosporer med mer än fyra flagella, och i vissa arter har upp till 17 flagella observerats.

Kända rovdjur av Neocallimastigomycotas, såsom protozoer, attackerar zoosporer och producerar enzymer som bryter ned svampens cellväggar.

Metabolism och biologisk inverkan

Några intressanta anpassningar som dessa svampar presenterar är att de utvecklas i en anaerob miljö. De presenterar inte mitokondrier, cytokromer och några biokemiska egenskaper hos den oxidativa fosforyleringscykeln.

Istället har de specialiserade organeller som liknar mitokondrier som kallas hydrogenosomer, som producerar cellulär energi från glukos metabolism utan att behöva syre.

Hydrogenas som ingår i hydrogenosomen producerar väte, CO2, formiat och acetat, som metaboliskt avfall. Dessa föreningar tillsammans med laktat och etanol är de huvudsakliga slutprodukterna av jäsning.

De är framställda från den anaeroba svampnedbrytningen och fermentationen av växtcellsväggpolysackarider.

Biotekniska tillämpningar

Neocallimastigomycotas förmåga att försämra växtfibrer ger dem en relevant biologisk roll i näringsämnen hos många växtätare, främst idisslare.

I den meningen har det varit upplevt att lägga till tillägg av anaeroba svampar i kosten med mycket bra resultat.

För icke-idisslare växtätare, såsom höns, är svamptillförseln inte effektiv. Detta beror möjligen på deras oförmåga att överleva i matsmältningskanalen hos denna typ av djur.

Det har dock varit bra att direkt tillsätta enzymerna som produceras av Neocallimastigomycotas i deras kosttillskott..

De biokemiska egenskaperna hos Neocallimastigomycotas gör dem också potentiellt användbara inom bioteknik för omvandling av lignocellulosa till bioenergiprodukter.

Fylogeni och taxonomi

Neocallimastigomycotas klassificerades ursprungligen som chytridiomicotas. Därefter gavs hänsyn till morfologiska, ekologiska och ultrastrukturella karaktärer kantområdet.

Cirka 8 släktingar och 20 arter av Neocallimastigomycotas är kända, även om många isolat som ännu inte klassificerats har rapporterats.

varor

anaeromyces, Neocallimastix, orpinomyces och piromyces, De har en fibrös grenad rhizoidal talus med sporangi. i anaeromyces Thallus är polycentrisk (många sporangier) med uniflagellat zoosporer.

Neocallimastix det är monocentrisk (ett enda sporangium) med multiflagellerade zoosporer. orpinomyces Den har polycentrisk talus och multiflagellerade zoosporer. piromyces har monocentrisk talus med uniflageladas zoosporas.

Två generationer presenterar thalli som består av bulbous vegetativa klämceller (bulbmycelium) och sporangia: caecomyces och cyllamyces.

De skiljer sig för caecomyces har en eller mycket få zoosporangier, växer direkt på de bulbösa cellerna eller i slutet av en enkel sporangiofor. cyllamyces producerar flera sporangier i grenade sporangiophorer.

Två nya genrer föreslås (Oontomyces och Buwchfawromyces) med molekylär informationsbas.

näring

Dessa svampar försämrar cellulosa och hemicellulosan som finns i cellerna i växterna som konsumerar växtätare som hyser dem.

Spelar en viktig roll i matsmältningen av dessa arter på grund av produktionen av cellulolytiska enzymer, hemicellulolytisk, glykolytiska och proteolytiska enzymer som bryter ner växtvävnader.

livsmiljö

Neocallimastigomycota är inte fria levande. De är belägna i den anaeroba miljön hos röken, hindgut och pall av idisslare eller icke-idisslare växtätare.

Värdart

De kan hittas främst i de båda domestice idisslande däggdjur (får, getter, kor och hästar) och vilda (jak, zebror, giraffer, gaseller, apor, elefanter, noshörning, flodhäst, bison, lamor, kängurur bland andra). De bor också i växtätande reptiler, som den gröna leguanen.

reproduktion

Kolonisering av växtmaterial

Växtmaterialet som kommer in i buken koloniseras av flagellerade zoosporer som frigörs från sporangia.

Zoosporerna är fästa vid växtmaterialet kemotaktiskt orienterat (efter de kemiska signalerna av sockerarter som släpps ut av växtskräp). Sedan släpper de sin flagella och encyst.

Sprängning och vävnadspenetration

Sprängningen sker genom utsläpp av ett spirande rör i motsatt ände till där flagellumet var.

Utvecklingen av cysten är olika i monocentriska och polycentriska arter. I monocentriska arter förblir kärnorna i cysten och genererar anukleerade rhizoider (utan kärnor). Cystenen växer och bildar ett enda sporangium (endogen utveckling).

I de polycentriska arterna produceras kärnbildade rhizoider som genererar flera sporangier (exogen utveckling).

Cystorna producerar rizomicellios som växer och tränger djupt in i växten i växterna. Dessa utsöndrar enzymer som smälter växtvävnad och erhåller de näringsämnen som krävs för att producera sporangierna.

När sporangiet mognar frigörs det en till 80 zoosporer. Svampar koloniserar huvudsakligen vaskulära vävnader av växter och ju mer fibrös kost, desto större är fungipopulationen.

Det anses att Neocallimastigomycotas infekterar värddjur genom luft, genom resistansstrukturer.

referenser

  1. Bauchop T. (1981). De anaeroba svamparna i magefibrerna. Jordbruk och miljö 6 (2-3): 339-348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt och G Beakes. (2010). Anaeroba svampar: Neocallimastigomycota. IMA-svamp 1 (2): 181-185.
  3. Gruninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister och MS Elshahed. (2014) Anaerob svampar (Stam neocallimastigomycota): Framsteg inom förstå deras taxonomi, livscykel, ekologi, roll och bioteknologisk potential. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
  4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger och MS Elshahed. (2010). Fylogenetisk mångfald och samhällsstruktur av anaeroba tarm svampar (fylum neocallimastigomycota) i idisslare och idisslare växtätare icke. ISME Journal 1-11. 
  5. Powell MJ och PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota och Neocallimastigomycota. Kapitel 6: 141-175. i: D.J. McLaughlin och J.W. Spatafora (Eds.) Systematik och Evolution, 2nd Upplaga Mycota VII Del A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 sid.
  6. Wang X, X Liu och JZ Groenewald. (2016). Phylogeny of anaerobic fungi (phylum Neocallimastigomycota), med bidrag från yak i Kina. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.