Oomycetes egenskaper, livscykel, näring, reproduktion



den oomicetos eller vattenformar (Oomycetes u Oomycota), är en grupp av organismer som traditionellt klassificeras bland svampar. Bland egenskaperna som delas av båda grupperna av organismer (svampar och oomyceter) är typen av tillväxt, näringsformen och användningen av sporer under reproduktion. Molekylära studier har dock visat att oomycetes inte är relaterade till äkta svampar.

Vissa arter är växtparasiter, som är bland de mest förödande växtpatogenerna. Bland de sjukdomar som orsakar är fröplanterna, rotrot, lövblåsor och nedsänkt mögel.

Den stora hungersnöd, eller irländsk hungersnöd av potatisen, orsakades av en oomycete som kallades  Phytophthora infestans. Patogenen förstörde irländska potatisgrödor på 1840-talet.

Vid den tiden berodde ungefär hälften av befolkningen uteslutande på denna gröda för deras överlevnad. Förlusten av grödor ledde till att nästan en miljon människor dog av hunger och ett liknande antal flydde ön på jakt efter bättre levnadsförhållanden.

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 Taxonomy
  • 3 Livscykel
  • 4 näring
  • 5 Reproduktion
    • 5,1 asexuell
    • 5.2 Sexuellt
  • 6 sjukdomar
    • 6.1 i växter
    • 6.2 Andra fytopatogener
    • 6.3 hos djur
  • 7 referenser

särdrag

Oomycetes är en grupp av organismer, huvudsakligen vattenlevande, som har en cellvägg bestående av ß-glukaner, prolin och cellulosa. Dess livscykel är övervägande diploid.

Hyphae är multinucleerad eller cenocytisk och asepterad. Myceliet producerar septa bara för att skilja thallus från reproduktiva strukturer.

Aseksuell reproduktion sker med hjälp av biflagellatsporer (zoosporer) som produceras i zoosporangios. Sexuell reproduktion är heterógama och produceras genom direkt injektion av anteridiumets manliga kärnor (= spermatozoa) i äggen som finns i ögonen.

Den typiska storleken på genomet av oomycetes är 50 till 250 megabaser (Mb), mycket stor jämfört med svampens, som är 10 till 40 Mb.

taxonomi

Traditionellt hade oomyceterna blivit klassificerade inom svampariket (svampar). Molekylära och biokemiska studier har dock lett till att de flyttas i Protistkungariket. De hör till phylum Heterokontophyta, Oomycota Class. Klassen innehåller 15 beställningar hittills.

Livscykel

Under epidemifasen dispergeras oomycetes med vind eller vatten, med hjälp av asexual sporangia. Dessa sporangier kan gropa direkt och bilda invasiv hyphae.

Sprängningen av sporangiumet kan också vara indirekt, frigöra mobila zoosporer. Zoospores lockas till ytan av framtida värdar. I vissa arter kommer direkt eller indirekt spiring av sporangium att bero på miljö temperaturen.

Vid spiring bildar sporangierna och zoosporerna groddarör som kommer att infektera tack vare bildandet av appressorier och penetrationsstrukturer.

Efter penetrering kommer hyphae att växa både inter- och intracellulärt i värden. Efter minst 3 dagar av tillväxten kommer hyphae att kunna bilda nya sporangier som kommer att spridas för att infektera nya organismer.

Sexuell reproduktion sker genom produktion av gametangier: ögonianer och antheridier. Generellt producerar varje individ både antheridia och oogonia. I vissa arter måste reproduktionen kryssas (heterotallisk), i andra kan det finnas självbefruktning (homotaktisk).

Inom gametangios uppträder den meiotiska divisionen. I ögonen produceras en eller flera oosfärer. Den flagellerade spermierna saknas i oomyceterna. I anteridio bildas haploidkärnor. Anteridiet växer mot ögon och bildar befruktningsrören. Befruktningsrören tränger in i oosphererna och överför haploidkärnorna.

Dessa kärnor befrukar oosphererna, vilket ger upphov till en diploid oospore med tjocka väggar. Den frigjorda oosporen kan förbli i miljön länge innan den groddar och producerar en hyphae som snabbt kommer att producera ett sporangium.

näring

Många oomyceter är saprofyter, andra är parasiter. Vissa arter kombinerar både livsstilar. Parasitiska arter har anpassat sig för att parasitera olika grupper av organismer, såsom växter, nematoder, ryggradsdjur och kräftdjur.

Saprofyteorganismerna utför en yttre matsmältning av deras mat, utsöndrande enzymer och därefter absorberande upplösta molekyler resulterande från matsmältningen.

De parasitiska oomyceterna kan vara biotrofer, hemibiotrofer eller nekrotrofer. De biotrofa arterna får sina näringsämnen från levande vävnader genom en specialiserad hyphae som kallas haustorio.

Hemibiotrofer matas först på levande vävnader och dödar deras värd på ett senare stadium. Nekrotrofer utsöndrar toxiner och enzymer som dödar värdens celler och sedan erhåller näringsämnena från dem.

reproduktion

asexuell

Oomycetes reproducerar asexually med hjälp av sporangi. Sporangiaen bildar biflagellatsporer som kallas zoosporer. I oomycetes kan det finnas två typer av zoosporer, primära och sekundära.

Primarierna har flagellan införd i toppen. Sekundära zoosporer, njurformade, har flagella infogas i sidled. I vissa fall bildar sporangier inte sporer, utan spjuter direkt. Detta anses vara en anpassning till marklivet.

sexuell

Sexuell reproduktion ges av oogamy. Produktionen av sexuella gameter sker i gametangier. Den kvinnliga gametangi, eller oogonio, är generellt stor och kommer genom meiosis att producera flera oosfärer. Hanen eller antheriden kommer att producera haploidkärnor.

Anteridiumet kommer att växa mot oogonium och kommer med hjälp av befruktningsrör att introducera haploidkärnorna i ögoniumet. Det sätt på vilket anteridium binds till oogonium kan variera.

I vissa fall förenas antheriden lateralt i ögonen, vilket avkänner sig själv paragino. I andra omger man den manliga gamentagio basen av oogonio (ampigino). Sammansmältningen av den manliga haploidkärnan med kärnan i oosfären för att ge upphov till en diploid oospor förekommer i ögoniumet.

sjukdomar

I växter

Några av de mest kända sjukdomarna, som orsakas av oomycetes i växter, inkluderar potatisens sena grädde, druvmögel av druva, plötslig död hos ek och ruttning av sojabönans rot och stam.

Under infektion uppnår dessa patogener kolonisering av sina värdar, som modulerar försvaret av växter genom en serie av sjukdoms-effektorproteiner..

Dessa effektorer klassificeras i två klasser enligt deras målplatser. Apoplastiska effektorer utsöndras i växtens extracellulära utrymme. Cytoplasmen introduceras däremot i växtcellen genom oomycetets haustoria.

Kön Phytophthora inkluderar fytopathogen hemibiotrofer (till exempel, P. infestans, P. sojae) och nekrotrofer (till exempel, P. cinnamomi). Arten av detta släkt har haft en allvarlig inverkan på jordbruket,

Phytophora infestans, orsakar sen rost på potatisen och ansvarar för den stora hungersnöd från 40-talet av artonhundratalet, kan infektera en mängd andra växtarter än potatisar, såsom tomater och sojabönor. Denna art kan infektera hela växten, knölar, rötter eller löv, vilket leder till att plantan dör.

Phytophthora ramorum, Å andra sidan producerar den infektionen som kallas plötslig ekdöd, vilket påverkar dessa och andra träd och buskar som orsakar snabb död.

Andra fytopatogener

Plasmopara viticola, orsakad av druvmögelmögel, introducerades från Nordamerika till Europa i slutet av 1800-talet. Det präglas av att attackera lövverk och kluster.

Symtomen i bladen är gula lesioner med diffusa gränser, 1 till 3 cm i diameter. När sjukdomen fortskrider kan den orsaka nekros av bladen och till och med fullständig avfrostning av växten..

Aphanomyces euteiches orsakar rotrot i många baljväxter. Det anses vara den patogen som mest begränsar utbytet av ärtväxter i vissa delar av världen. Andra arter av denna släkting påverkar djur, både terrestriska och vattenlevande livsmiljöer.

Hos djur

Aphanomyces astaci är en specifik parasit av kräftorna, högpatogen för europeiska arter. Det har orsakat försvinnandet av en stor del av de europeiska populationerna av kräftdjur i Astacidae-familjen.

Oomycetens zoosporer lockas av kemiska signaler från kräftdjuret och encystrar på krabbens nagelband. Cysterna groddar och producerar ett mycelium som snabbt växer i näsan, tills den når den inre kroppshålan. När de inre vävnaderna uppnåtts dör krabden i en period av 6 till 10 dagar.

Medlemmar av släktet saprolegnia de orsakar den grupp av sjukdomar som kallas saprolegniosis som angriper fisk eller deras ägg. Bland dem är ulcerös dermal nekros en av de viktigaste sjukdomarna som påverkar laxaktiga arter. Denna sjukdom drabbade starkt laxpopulationerna av brittiska floder i slutet av 1800-talet.

Saprolegniosis kännetecknas av vita eller gråa fläckar av trådformigt mycelium i fisken. Infektionen börjar i epidermalvävnaden och kan sträcka sig inåt.

Det kan också parasitera ägg och är ofta synligt som en bomullsaktig vit massa på ytan av ägg eller fisk i hem akvarier. Nyligen saprolegnia ferax relaterades till minskningen av amfibiska populationer.

Pythios är en sjukdom orsakad av oomycete Pythium insidiosum. Denna sjukdom kännetecknas av granulomatösa lesioner i huden, mag-tarmkanalen eller i olika organ.

Zoosporer Algsvampar utvecklas i stillastående vatten av tropiska och subtropiska områden och ange värd genom hudsår. När de väl har nått värden, försvinner zoosporerna och invaderar värdens vävnad. Det påverkar hästar, katter, hundar och ibland människor.

referenser

  1. G.W. Beakes, S. Sekimoto (2009). Den evolutionära fylogenien av oomycetes-insikter som erhållits från holocarpicstudier parasiter av alger och ryggradslösa djur. I: K. Lamour, S. Kamoun (red.), Oomycete genetik och genomik: mångfald, interaktioner och forskningsverktyg. John Wiley & Sons, Inc.
  2. H.S. Judelson (2009) sexuell reproduktion i Oomycetes: biologi, mångfald, och bidrag till fitness. In: K. Lamour Kamoun S. (red.), Oomycetegenetics och genomik: mångfald, interaktioner, och forskningsverktyg. John Wiley & Sons, Inc.
  3. S. Kamoun (2003). Molekylär genetik hos patogena oomyketer. Eukaryot cell.
  4. J. Makkonen (2013). Kräftpestpatogenen Aphanomyces astaci. Genetisk mångfald och anpassning till värdens art. Publikationer vid Östra Finlands universitet. Avhandlingar inom skogsbruk och naturvetenskap nr 105
  5. S.-K. Åh, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Oomycetes RXLR-effektorer fungerar som både aktivator och suppressor av växtimmunitet. Växtpatologi Journal .
  6. B. Paula, M.M. Steciow (2004). Saprolegnia multispora, en ny oomycete isolerad från vattenprover tagna i en flod i den bourgogne regionen Frankrike. FEMS Microbiology Letters.