Neocallimastigomycota karakteristika, taksonomi, ernæring, habitat



Neocallimastigomycotas er en opdeling af obligatoriske endosymbiotiske svampe i fordøjelseskanalen af ​​plantelevende drøvtyggere og ikke-drøvtyggende pattedyr samt plantelevende reptiler. De kan være unicellulære eller multicellulære og have flagellerede sporer (zoosporer).

Indtil for nylig blev de betragtet som en ordre inden for phylum Chytridiomicota, men i 2007 blev gruppen hævet til kanten kategori. Det er i øjeblikket opdelt i 8 slægter og omkring 20 arter er blevet beskrevet.

Neocallimastigomycota arter udvikles under anaerobe betingelser, for hvilke de besidder specialiserede organeller kaldet hydrogenosomer. Disse organeller udfører lignende funktioner til mitokondrier i organismer, som lever under aerobe forhold.

I løbet af deres livscyklus danner de zoosporer, som holder sig til plantematerialet. Senere er disse encystiske og spire. Når de udvikler sig, danner de sporangia, der vil give anledning til nye zoosporer.

Denne gruppe af svampe spiller en vigtig rolle i den komplekse økologi af fordøjelsessystemers fordøjelsessystem. Derudover producerer de potentielt nyttige enzymer i bioteknologi, der er blevet anvendt som fordøjelsesmidler i dyrefoderformler.

indeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 Metabolisme og biologisk påvirkning
    • 2.1 Bioteknologiske anvendelser
  • 3 Phylogeni og taksonomi
    • 3.1 genrer
  • 4 Ernæring
  • 5 habitat
    • 5.1 værtsarter
  • 6 Reproduktion
    • 6.1 Kolonisering af plantemateriale
    • 6.2 Sprøjtning og vævspenetration
  • 7 referencer

Generelle egenskaber

Neocallimastigomycotas er obligatoriske endosymbiotiske organismer, det vil sige, de findes ikke i frit liv, men er altid forbundet med fordøjelseskanalen af ​​plantelevende dyr. De er uni til multicellulære svampe, med cellevæg.

De producerer vegetative thalli, der udvikler sporangia, hvorfra zoosporer med en eller flere flagella stammer fra. Disse zoosporer, der er placeret i herbivorernes kvæg, blev oprindeligt klassificeret som protozoer.

Zoosporer betragtes som uniflagellater, når 90% af sporerne har en enkelt flagellum, og de resterende 10% af to til fire flagella. De multiflagellerede grupper har zoosporer med mere end fire flagella, og i nogle arter er op til 17 flagella blevet observeret.

Kendte rovdyr af neocallimastigomycotas, såsom protozoer, angriber zoosporer og producerer enzymer, der nedbryder svampens cellevægge.

Metabolisme og biologisk påvirkning

Nogle interessante tilpasninger, som disse svampe er til stede, er at de udvikler sig i et anaerobt miljø. De præsenterer ikke mitokondrier, cytochromer og nogle biokemiske egenskaber ved den oxidative phosphoryleringscyklus.

I stedet har de specialiserede organeller, der ligner mitokondrier kaldet hydrogenosomer, der producerer cellulær energi fra glucosemetabolismen uden oxygenbehov.

Hydrogenasen indeholdt i hydrogenosomer producerer hydrogen, CO2, formiat og acetat som metabolisk affald. Disse forbindelser sammen med lactat og ethanol er de vigtigste fermenteringsprodukter.

De er fremstillet af den anaerobe svampedbrydning og fermentering af plantecellevægspolysaccharider.

Bioteknologiske anvendelser

Neocallimastigomycotas evne til at nedbryde plantefibre giver dem en relevant biologisk rolle i næringen hos mange plantearter, hovedsagelig drøvtyggere.

På denne måde har det været erfarne at tilføje kosttilskud af anaerobe svampe i kosten med meget gode resultater.

For ikke-drøvtyggere herbivorer, såsom høns, er udbuddet af svampen ikke effektiv. Dette skyldes muligvis deres manglende evne til at overleve i fordøjelseskanalen af ​​denne type dyr.

Imidlertid har det været gode resultater at direkte tilføje enzymer produceret af Neocallimastigomycotas i deres kosttilskud..

De biokemiske evner hos Neocallimastigomycotas gør dem også potentielt nyttige i bioteknologi til omdannelse af lignocellulose til bioenergiprodukter.

Phylogeni og taksonomi

Neocallimastigomycotas blev oprindeligt klassificeret som chytridiomicotas. Derefter blev der taget højde for kanten, under hensyntagen til morfologiske, økologiske og ultrastrukturelle karakterer.

Ca. 8 slægter og 20 arter af Neocallimastigomycotas er kendt, selvom talrige isolater, der endnu ikke er klassificeret, er blevet rapporteret.

varer

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces og Piromyces-, De besidder en fibrøs forgrenet rhizoidal talus med sporangi. i Anaeromyces Thallus er polycentrisk (talrige sporangier) med uniflagellat zoosporer.

Neocallimastix Det er monocentrisk (et enkelt sporangium) med multiflagellerede zoosporer. Orpinomyces Det har polycentrisk talus og multiflagellerede zoosporer. Piromyces- har monocentrisk talus med uniflageladas zoosporas.

To slægter præsenterer thalli sammensat af pæreagtige vegetative klemceller (pæremycel) og sporangia: Caecomyces og Cyllamyces.

De adskiller sig fordi Caecomyces har en eller meget få zoosporangier, der vokser direkte på pærecellerne eller i slutningen af ​​en simpel sporangiophore. Cyllamyces producerer flere sporangier i forgrenede sporangiophorer.

To nye genrer foreslås (Oontomyces og Buwchfawromyces) med molekylær informationsbase.

ernæring

Disse svampe nedbryder cellulosen og hemicellulosen til stede i cellerne i de planter, der forbruger de herbivorer, der huser dem.

Spiller en vigtig rolle i fordøjelsesprocessen af ​​disse arter på grund af produktionen af ​​cellulolytiske enzymer, hemicellulolytiske, glykolytiske og proteolytiske enzymer, som nedbryder plantevæv.

levested

Neocallimastigomycota er ikke fri levende. De er placeret i det anaerobe miljø af vommen, hindgut og afføring af drøvtyggere eller ikke-drøvtyggere plantelevende dyr.

Værtsarter

De kan findes hovedsageligt i både tamme drøvtyggere pattedyr (får, geder, køer og heste) og vilde (yak, zebraer, giraffer, gazeller, aber, elefanter, næsehorn, flodhest, bison, lamaer, kænguruer blandt andre). De beboer også urtlevende krybdyr, såsom den grønne leguan.

reproduktion

Kolonisering af plantemateriale

Plantematerialet, der kommer ind i vommen, er koloniseret af flagellerede zoosporer, der frigives fra sporangier.

Zoosporerne er knyttet til plantematerialet kemotaktisk orienteret (efter de kemiske signaler af sukker frigivet af planteaffald). Så løser de deres flagella og encyst.

Spiring og vævspenetration

Spiring finder sted ved emission af et spirende rør i den modsatte ende til hvor flagellumet var.

Udviklingen af ​​cysten er forskellig i monocentriske og polycentriske arter. I monocentriske arter forbliver kernerne i cysten og genererer anucleerede rhizoider (uden kerner). Cysten vokser og danner et enkelt sporangium (endogen udvikling).

I den polycentriske art produceres nukleare rhizoider, der genererer flere sporangier (eksogen udvikling).

Cysterne producerer rizomicellios, der vokser og trænger dybt ind i plantens væv. Disse udskiller enzymer, som fordøjer plantevæv og opnår de næringsstoffer, der kræves for at frembringe sporangien.

Når sporangiet modnes, frigives det en til 80 zoosporer. Svampe koloniserer hovedsageligt vaskulære væv af planter og jo mere fiberholdige kosten er, desto større er svampepopulationen.

Det vurderes, at Neocallimastigomycotas inficerer værtsdyr med luft gennem modstandsstrukturer.

referencer

  1. Bauchop T. (1981). De anaerobe svampe i rumen fiber fordøjelse. Landbrug og Miljø 6 (2-3): 339-348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt og G Beakes. (2010). Anaerobe svampe: Neocallimastigomycota. IMA svampe 1 (2): 181-185.
  3. Grüninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister og MS Elshahed. (2014) Anaerob svampe (phylum neocallimastigomycota): Fremskridt i forståelsen af ​​deres taksonomi, livscyklus, økologi, rolle og bioteknologisk potentiale. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
  4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger og MS Elshahed. (2010). Fylogenetisk mangfoldighed og fællesskab struktur af anaerobe gut svampe (phylum neocallimastigomycota) i drøvtyggere og drøvtygger planteædere ikke-. ISME Journal 1-11. 
  5. Powell MJ og PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota og Neocallimastigomycota. Kapitel 6: 141-175. i: D.J. McLaughlin og J.W. Spatafora (Eds.) Systematik og Evolution, 2nd Udgave Mycota VII Del A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 s.
  6. Wang X, X Liu og JZ Groenewald. (2016). Phylogeni af anaerobe svampe (phylum Neocallimastigomycota), med bidrag fra yak i Kina. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.