Đặc điểm Neocallimastigomycota, phân loại, dinh dưỡng, môi trường sống



Neocallimastigomycotas là một bộ phận của nấm endosymbiotic bắt buộc trong đường tiêu hóa của động vật nhai lại động vật ăn cỏ và không nhai lại, cũng như các loài bò sát ăn cỏ. Chúng có thể là đơn bào hoặc đa bào và có các bào tử được đánh dấu (bào tử).

Cho đến gần đây, họ đã được coi là một đơn đặt hàng trong phylum Chytridiomicota, nhưng vào năm 2007, nhóm đã được nâng lên thành hạng cạnh. Nó hiện được chia thành 8 chi và khoảng 20 loài đã được mô tả.

Các loài Neocallimastigomycota phát triển trong điều kiện yếm khí mà chúng sở hữu các bào quan chuyên biệt gọi là hydroosome. Các bào quan này thực hiện các chức năng tương tự như ty thể trong các sinh vật sống trong điều kiện hiếu khí.

Trong vòng đời của chúng, chúng hình thành nên các vườn thú bám vào nguyên liệu thực vật. Sau đó, chúng được mã hóa và nảy mầm. Khi chúng phát triển, chúng hình thành bào tử sẽ tạo ra các bào tử mới.

Nhóm nấm này đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái phức tạp của hệ thống tiêu hóa của động vật ăn cỏ. Ngoài ra, họ sản xuất các enzyme có khả năng hữu ích trong công nghệ sinh học đã được sử dụng làm chất tiêu hóa trong các công thức thức ăn chăn nuôi.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung
  • 2 Chuyển hóa và tác động sinh học
    • 2.1 Ứng dụng công nghệ sinh học
  • 3 Phylogeny và phân loại học
    • 3,1 Thể loại
  • 4 Dinh dưỡng
  • 5 môi trường sống
    • 5.1 Loài vật chủ
  • 6 Sinh sản
    • 6.1 Thuộc địa hóa nguyên liệu thực vật
    • 6.2 Nảy mầm và thâm nhập mô
  • 7 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Neocallimastigomycotas là sinh vật nội sinh bắt buộc, nghĩa là chúng không được tìm thấy trong cuộc sống tự do, nhưng luôn gắn liền với đường tiêu hóa của động vật ăn cỏ. Chúng là loại nấm đa bào, có thành tế bào.

Họ sản xuất thalli thực vật phát triển túi bào tử, từ đó các loài động vật có một hoặc một số vi khuẩn Flagella bắt nguồn. Những vườn thú nằm trong dạ cỏ của động vật ăn cỏ ban đầu được phân loại là động vật nguyên sinh.

Zoospores được coi là uniflagellate khi 90% các bào tử có một lá cờ đơn và 10% còn lại của hai đến bốn flagella. Các nhóm đa bội có các bào tử động vật với hơn bốn vi khuẩn Flagella và ở một số loài có tới 17 vi khuẩn đã được quan sát thấy.

Những kẻ săn mồi được biết đến của Neocallimastigomycotas, chẳng hạn như động vật nguyên sinh, tấn công các bào tử và sản xuất các enzyme làm suy giảm thành tế bào của nấm.

Trao đổi chất và tác động sinh học

Một số thích nghi thú vị mà các loại nấm này thể hiện là chúng phát triển trong môi trường yếm khí. Họ không trình bày ty thể, cytochrom và một số đặc điểm sinh hóa của chu trình phosphoryl oxy hóa.

Thay vào đó, chúng có các bào quan chuyên biệt tương tự như ty thể gọi là hydroosome, tạo ra năng lượng tế bào từ quá trình chuyển hóa glucose mà không cần oxy.

Các hydroase có trong hydroosome tạo ra hydro, CO2, formate và acetate, như chất thải trao đổi chất. Các hợp chất này cùng với lactate và ethanol, là sản phẩm chính của quá trình lên men.

Chúng được sản xuất từ ​​sự thoái biến của nấm kỵ khí và lên men của polysacarit vách tế bào thực vật.

Ứng dụng công nghệ sinh học

Khả năng của Neocallimastigomycota làm suy giảm các sợi thực vật cho chúng một vai trò sinh học có liên quan đến dinh dưỡng của nhiều loài động vật ăn cỏ, chủ yếu là động vật nhai lại.

Theo nghĩa này, người ta đã có kinh nghiệm bổ sung các loại nấm kỵ khí trong chế độ ăn này, với kết quả rất tốt.

Đối với động vật ăn cỏ không nhai lại, chẳng hạn như gà mái, việc cung cấp nấm không hiệu quả. Điều này có thể là do chúng không có khả năng sống sót trong đường tiêu hóa của loại động vật này.

Tuy nhiên, nó đã được kết quả tốt để trực tiếp thêm các enzyme được sản xuất bởi Neocallimastigomycotas trong thực phẩm bổ sung của họ..

Khả năng sinh hóa của Neocallimastigomycotas cũng khiến chúng có khả năng hữu ích trong công nghệ sinh học để chuyển đổi lignocellulose thành các sản phẩm năng lượng sinh học.

Phylogeny và phân loại học

Neocallimastigomycotas ban đầu được phân loại là Chytridiomicotas. Sau đó, có tính đến các nhân vật hình thái, sinh thái và siêu tế bào đã được đưa ra phạm vi cạnh.

Khoảng 8 chi và 20 loài Neocallimastigomycotas đã được biết đến, mặc dù nhiều phân lập chưa được phân loại đã được báo cáo.

Thể loại

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces và Piromyces, Chúng sở hữu một nhánh hình thoi phân nhánh với sợi bào tử. Trong Anaeromyces thallus là đa bào (nhiều bào tử) với các bào tử không phân nhánh.

Neocallimastix nó là đơn bào (một bào tử đơn) với các bào tử đa bào. Orpinomyces Nó có Talus đa trung tâm và các vườn thú đa loài. Piromyces có bùa đơn bào với uniflageladas zoosporas.

Hai chi hiện tại bao gồm các tế bào kẹp thực vật có củ (sợi nấm) và túi bào tử: Caecomyces và Cyllamyces.

Chúng khác nhau bởi vì Caecomyces có một hoặc rất ít zoosporangia, phát triển trực tiếp trên các tế bào củ hoặc ở cuối một túi bào tử đơn giản. Cyllamyces tạo ra nhiều bào tử trong các túi bào tử phân nhánh.

Hai thể loại mới được đề xuất (Oontomyces và Buwchfawromyces) với cơ sở thông tin phân tử.

Dinh dưỡng

Những loại nấm này làm suy giảm cellulose và hemiaellulose có trong các tế bào của thực vật tiêu thụ động vật ăn cỏ chứa chúng.

Chúng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa của các loài này do sản xuất các enzyme phân giải tế bào, tan máu, glycolytic và proteolytic, phá vỡ các mô thực vật.

Môi trường sống

Neocallimastigomycota không sống tự do. Chúng nằm trong môi trường yếm khí của dạ cỏ, ruột và phân của động vật ăn cỏ nhai lại hoặc không nhai lại.

Loài ký chủ

Chúng có thể được tìm thấy chủ yếu ở động vật có vú nhai lại, cả thuần hóa (cừu, dê, bò và ngựa) và động vật có vú hoang dã (yak, ngựa vằn, hươu cao cổ, linh dương, khỉ, voi, tê giác, hà mã, bò rừng, llamas, kanguru, vượn Chúng cũng sống các loài bò sát ăn cỏ, chẳng hạn như kỳ nhông xanh.

Sinh sản

Thuộc địa hóa nguyên liệu thực vật

Các vật liệu thực vật xâm nhập vào dạ cỏ bị xâm chiếm bởi các bào tử được đánh dấu được phát hành từ bào tử.

Các vườn thú được gắn vào vật liệu thực vật theo định hướng hóa học (theo các tín hiệu hóa học của đường được giải phóng bởi các mảnh vụn thực vật). Sau đó, họ phát hành Flagella và encyst của họ.

Nảy mầm và thâm nhập mô

Sự nảy mầm xảy ra do sự phát xạ của một ống nảy mầm ở đầu đối diện với nơi có lá cờ.

Sự phát triển của u nang là khác nhau ở các loài đơn bào và đa trung tâm. Ở các loài đơn bào, các hạt nhân vẫn ở trong nang và tạo ra các rhizoids có nhân (không có nhân). Các nang phát triển và hình thành một bào tử đơn (phát triển nội sinh).

Trong các loài đa trung tâm, rhizoids có nhân được tạo ra tạo ra một số bào tử (phát triển ngoại sinh).

Các nang tạo ra rizomicellios phát triển, và thâm nhập sâu vào các mô của cây. Những enzyme này tiết ra các mô tiêu hóa mô thực vật và thu được các chất dinh dưỡng cần thiết để tạo ra bào tử.

Khi bào tử trưởng thành, nó giải phóng một đến 80 bào tử. Nấm xâm chiếm chủ yếu các mô mạch máu của thực vật và chế độ ăn càng nhiều chất xơ, quần thể nấm càng lớn.

Nó được coi là Neocallimastigomycotas lây nhiễm động vật chủ bằng không khí, thông qua các cấu trúc kháng.

Tài liệu tham khảo

  1. Bauchop T. (1981). Các loại nấm kỵ khí trong tiêu hóa chất xơ dạ cỏ. Nông nghiệp và Môi trường 6 (2-3): 339-348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt và G Beakes. (2010). Nấm kỵ khí: Neocallimastigomycota. Nấm IMA 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 và MS Elshahed. (2014) Nấm kỵ khí (phylum Neocallimastigomycota): những tiến bộ trong việc tìm hiểu phân loại, vòng đời, sinh thái, vai trò và tiềm năng công nghệ sinh học của chúng. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
  4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger và MS Elshahed. (2010). Sự đa dạng phát sinh và cấu trúc quần xã của nấm ruột kỵ khí (phylum Neocallimastigomycota) ở động vật ăn cỏ nhai lại và không nhai lại. Tạp chí ISME 1-11. 
  5. Powell MJ và PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota và Neocallimastigomycota. Chương 6: 141-175. Trong: D.J. McLaughlin và J.W. Spatafora (Eds.) Hệ thống và tiến hóa, 2thứ Phiên bản Mycota VII Phần A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 p.
  6. Wang X, X Liu và JZ Groenewald. (2016). Phylogeny của nấm kỵ khí (phylum Neocallimastigomycota), với sự đóng góp từ yak ở Trung Quốc. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.