ลักษณะ OOMYCETES วงจรชีวิตโภชนาการการสืบพันธุ์ - ชีววิทยา - 2025

oomycetesหรือแม่พิมพ์น้ำ (oomycetes หรือ Oomycota) เป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตจัดประเพณีในหมู่เชื้อรา ในบรรดาลักษณะที่ใช้ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตทั้งสองกลุ่ม (เชื้อราและ oomycetes) ได้แก่ ประเภทของการเจริญเติบโตรูปแบบของโภชนาการและการใช้สปอร์ในระหว่างการสืบพันธุ์ อย่างไรก็ตามการศึกษาระดับโมเลกุลพบว่า oomycetes ไม่เกี่ยวข้องกับเชื้อราที่แท้จริง

บางชนิดเป็นปรสิตของพืชซึ่งเป็นหนึ่งในเชื้อโรคที่ร้ายแรงที่สุดของพืช โรคที่ทำให้เกิด ได้แก่ โรคใบไหม้โรครากเน่าโรคใบไหม้และโรคราน้ำค้าง

Phytophthora infestans. การงอกของ sporangium โดยตรงโดยท่อหัวเชื้อ ถ่ายภาพโดย HD Thurston นำมาและแก้ไขจาก apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

ความอดอยากครั้งใหญ่หรือความอดอยากมันฝรั่งของชาวไอริชมีสาเหตุมาจากสัตว์ oomycete ชื่อ Phytophthora infestans เชื้อโรคได้กวาดล้างพืชมันฝรั่งของชาวไอริชในช่วงทศวรรษที่ 1840

ในเวลานั้นประมาณครึ่งหนึ่งของประชากรพึ่งพาพืชชนิดนี้เพื่อความอยู่รอดโดยเฉพาะ การสูญเสียพืชผลทำให้ผู้คนเกือบล้านต้องอดตายและในจำนวนใกล้เคียงกันต้องหนีออกจากเกาะเพื่อค้นหาสภาพความเป็นอยู่ที่ดีขึ้น

ลักษณะเฉพาะ

Oomycetes เป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในน้ำที่มีผนังเซลล์ประกอบด้วยß-glucans, proline และ cellulose วงจรชีวิตของมันส่วนใหญ่ซ้ำซ้อน

hyphae เป็น multinucleated หรือ coenocytic และปลอดเชื้อ ไมซีเลียมสร้างเซปตาเพื่อแยกแทลลัสออกจากโครงสร้างการสืบพันธุ์เท่านั้น

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยใช้สปอร์ biflagellate (zoospores) ที่ผลิตใน zoosporangia การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นสิ่งที่ไม่เหมือนกันและเกิดขึ้นโดยการฉีดนิวเคลียสของเพศชายโดยตรง (= อสุจิ) ของแอนเทอริเดียมเข้าไปในไข่ที่มีอยู่ในโอโกเนีย

ขนาดจีโนมทั่วไปของ oomycetes คือ 50 ถึง 250 Megabases (Mb) ซึ่งมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับเชื้อราซึ่งมีค่า 10 ถึง 40 Mb

อนุกรมวิธาน

ตามเนื้อผ้า oomycetes ถูกจัดอยู่ในอาณาจักรของเชื้อรา (Fungi) อย่างไรก็ตามการศึกษาระดับโมเลกุลและชีวเคมีทำให้พวกเขาถูกย้ายไปที่อาณาจักรโพรทิสตา พวกมันอยู่ในไฟลัม Heterokontophyta คลาส Oomycota ชั้นเรียนมีถึงวันที่ 15 คำสั่ง

วงจรชีวิต

ในช่วงของการแพร่ระบาด oomycetes จะกระจายไปตามลมหรือน้ำโดยใช้ sporangia แบบไม่อาศัยเพศ sporangia เหล่านี้สามารถงอกได้โดยตรงกลายเป็น hyphae รุกราน

การงอกของสปอแรนเจียมยังสามารถเป็นทางอ้อมโดยปล่อยโซสปอร์เคลื่อนที่ Zoospores ถูกดึงดูดไปที่พื้นผิวของโฮสต์ในอนาคต ในบางชนิดการงอกของสปอแรนเจียมทั้งทางตรงและทางอ้อมจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม

เมื่อเกิดการงอก sporangia และ zoospores จะสร้างท่อเชื้อโรคซึ่งจะติดเชื้อผ่านการก่อตัวของ appressoria และโครงสร้างการเจาะ

หลังจากเจาะเข้าไปแล้ว hyphae จะเติบโตทั้งภายในและภายในเซลล์ในโฮสต์ หลังจากเจริญเติบโตอย่างน้อย 3 วันเส้นใยสามารถสร้าง sporangia ใหม่ที่จะแพร่กระจายไปติดเชื้อสิ่งมีชีวิตใหม่

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นจากการผลิต gametangia: oogonia และ antheridia โดยทั่วไปแต่ละคนจะผลิตทั้ง antheridia และ oogonia ในบางชนิดต้องมีการผสมข้ามพันธุ์ (heterothallic) ในบางชนิดอาจมีการปฏิสนธิด้วยตนเอง (homothalic)

ภายใน gametangia มีการแบ่ง meiotic มีการผลิต oospheres อย่างน้อยหนึ่งตัวใน oogonia สเปิร์มที่ติดธงไม่มีอยู่ใน oomycetes ในแอนเทอริเดียมจะเกิดนิวเคลียสฮาพลอยด์ แอนเทอริเดียมจะเติบโตในโอโกเนียและสร้างท่อปฏิสนธิ ท่อปฏิสนธิทะลุออกนอกรังไข่โดยถ่ายโอนนิวเคลียสฮาพลอยด์

นิวเคลียสเหล่านี้จะปฏิสนธิกับ oospheres ทำให้เกิด oospore diploid ที่มีผนังหนา oospore ที่ปล่อยออกมาสามารถคงอยู่ในตัวกลางได้เป็นเวลานานก่อนที่จะงอกและสร้างเส้นใยที่จะสร้างสปอร์แรนเจียมอย่างรวดเร็ว

อาหารการกิน

oomycetes จำนวนมากเป็น saprophytes ส่วนอื่น ๆ เป็นปรสิต บางชนิดผสมผสานทั้งวิถีชีวิต สิ่งมีชีวิตประเภทกาฝากได้ปรับตัวให้เข้ากับกลุ่มของสิ่งมีชีวิตต่างๆเช่นพืชไส้เดือนฝอยสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์จำพวกครัสเตเชียน

สิ่งมีชีวิต Saprophytic ทำการย่อยอาหารภายนอกหลั่งเอนไซม์และดูดซับโมเลกุลที่ละลายในเวลาต่อมาซึ่งเกิดจากการย่อยอาหาร

oomycetes ปรสิตอาจเป็น biotrophic, hemibiotrophic หรือ necrotrophic สายพันธุ์ทางชีวภาพได้รับสารอาหารจากเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตโดยใช้เส้นใยเฉพาะที่เรียกว่า haustorium

Hemibiotrophs กินเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตเป็นครั้งแรกและฆ่าโฮสต์ในระยะต่อมา Necrotrophs หลั่งสารพิษและเอนไซม์ที่ฆ่าเซลล์เจ้าบ้านแล้วรับสารอาหารจากพวกมัน

การทำสำเนา

กะเทย

Oomycetes สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยใช้ sporangia sporangia สร้างสปอร์ biflagellate ที่เรียกว่า zoospores ใน oomycetes สามารถมี zoospores ได้ 2 ประเภทคือหลักและรอง

ไพรมารีมีแฟลกเจลลาแทรกที่ปลายยอด โซสปอร์ทุติยภูมิมีลักษณะเรนิฟอร์มมีแฟลกเจลลาแทรกด้านข้าง ในบางกรณี sporangia ไม่สร้างสปอร์ แต่งอกโดยตรง นี่ถือเป็นการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งมีชีวิตบนบก

ทางเพศ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นจาก oogamy การผลิต gametes ทางเพศเกิดขึ้นใน gametangia gametangium เพศเมียหรือ oogonium โดยทั่วไปมีขนาดใหญ่และโดยไมโอซิสจะสร้าง oospheres หลายชนิด ตัวผู้หรือแอนเทอริเดียมจะสร้างนิวเคลียสฮาพลอยด์

แอนเทอริเดียมจะเจริญเติบโตไปสู่โอโกเนียมและจะนำนิวเคลียสฮาพลอยด์ไปสู่โอโกเนียมผ่านท่อปฏิสนธิ วิธีการติดแอนเทอริเดียมกับโอโกเนียมอาจแตกต่างกันไป

ในบางกรณีแอนเทอริเดียมจะเข้าร่วมกับโอโกเนียมด้านข้างเรียกว่าพาราไจน์ ในส่วนอื่น ๆ gamentagium ตัวผู้ล้อมรอบฐานของ oogonium (amphiginum) การหลอมรวมของนิวเคลียสฮาพลอยด์ของเพศชายกับนิวเคลียสของโอสเฟียร์เพื่อก่อให้เกิดโอโอสปอร์ซ้ำเกิดขึ้นในโอโกเนียม

โรค

ในพืช

โรคที่เป็นที่รู้จักกันดีบางอย่างที่เกิดจาก oomycetes ในพืช ได้แก่ โรคใบไหม้ในมันฝรั่งโรคราน้ำค้างโรคราน้ำค้างการตายของต้นโอ๊กอย่างกะทันหันและรากและโคนเน่าของถั่วเหลือง

ในระหว่างการติดเชื้อเชื้อโรคเหล่านี้ทำให้เกิดการตั้งรกรากของโฮสต์โดยปรับเปลี่ยนการป้องกันของพืชผ่านชุดของโปรตีนที่ก่อให้เกิดโรค

เอฟเฟกต์เหล่านี้แบ่งออกเป็นสองคลาสตามไซต์เป้าหมาย เอฟเฟกต์อะพอพลาสติกจะหลั่งเข้าไปในช่องว่างนอกเซลล์ของพืช ในทางกลับกันไซโทพลาสซึมจะถูกนำเข้าสู่เซลล์พืชผ่านทาง haustoria ของ oomycete

สกุล Phytopthora รวมถึง hemibiotrophic (เช่น P. infestans, P. sojae) และไฟโตโตรพิก (เช่น P. cinnamomi) ชนิดของสกุลนี้มีผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการเกษตร

Phytophora infestans ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคใบไหม้ในช่วงปลายมันฝรั่งและเป็นผู้รับผิดชอบต่อความอดอยากครั้งใหญ่ในช่วงทศวรรษที่ 1940 สามารถแพร่เชื้อไปยังพืชหลายชนิดนอกเหนือจากมันฝรั่งเช่นมะเขือเทศและถั่วเหลือง สายพันธุ์นี้สามารถติดเชื้อได้ทั้งพืชหัวรากหรือใบซึ่งนำไปสู่การตายของพืช

Phytophthora ramorum ในส่วนของมันก่อให้เกิดการติดเชื้อที่เรียกว่าการตายของต้นโอ๊กอย่างกะทันหันซึ่งส่งผลกระทบต่อต้นไม้และพุ่มไม้อื่น ๆ ทำให้ตายอย่างรวดเร็ว

phytopathogens อื่น ๆ

Plasmopara viticola ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคราน้ำค้างเถาได้รับการแนะนำจากอเมริกาเหนือไปยังยุโรปในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 โดดเด่นด้วยการโจมตีใบไม้และกระจุก

อาการบนใบเป็นแผลสีเหลืองมีขอบเป็นฝอยเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ถึง 3 ซม. ในขณะที่โรคดำเนินไปมันสามารถสร้างเนื้อร้ายของใบและแม้กระทั่งการผลัดใบของพืชอย่างสมบูรณ์

พลาสโมปาราวิติโคลา สาเหตุของโรคราน้ำค้างบนเถาองุ่น ถ่ายและแก้ไขจาก https://www.biolib.cz/en/image/id67152/

Aphanomyces euteiches ทำให้รากเน่าในพืชตระกูลถั่วหลายชนิด ถือเป็นเชื้อโรคที่ จำกัด ผลผลิตของพืชถั่วมากที่สุดในบางส่วนของโลก ชนิดอื่น ๆ ของสกุลนี้มีผลต่อสัตว์ทั้งที่อยู่อาศัยบนบกและในน้ำ

ในสัตว์

Aphanomyces astaci เป็นปรสิตเฉพาะของกั้งซึ่งก่อโรคได้สูงสำหรับสัตว์ในยุโรป มันทำให้เกิดการหายตัวไปของประชากรส่วนใหญ่ในยุโรปของกุ้งในวงศ์ Astacidae

Oomycete zoospores ดึงดูดสัญญาณทางเคมีจากสัตว์จำพวกครัสเตเชียนและดึงดูดความสนใจไปที่หนังกำพร้าปู ซีสต์จะงอกและสร้างไมซีเลียมที่เติบโตอย่างรวดเร็วในหนังกำพร้าจนกระทั่งถึงโพรงภายในร่างกาย เมื่อถึงเนื้อเยื่อภายในกุ้งจะตายภายใน 6 ถึง 10 วัน

สมาชิกของสกุล Aprolegnia ทำให้เกิดกลุ่มของโรคที่เรียกว่า saprolegniosis ที่โจมตีปลาหรือไข่ของพวกมัน ในหมู่พวกเขาเนื้อร้ายที่ผิวหนังเป็นแผลเป็นโรคที่สำคัญที่สุดโรคหนึ่งที่มีผลต่อสายพันธุ์ปลาแซลมอน โรคนี้ส่งผลกระทบต่อประชากรปลาแซลมอนในแม่น้ำของอังกฤษอย่างมากในช่วงปลายศตวรรษที่ 19

Saprolegnioses มีลักษณะเป็นจุดสีขาวหรือเทาของเส้นใยไมซีเลียมบนตัวปลา การติดเชื้อจะเริ่มขึ้นในเนื้อเยื่อผิวหนังและสามารถแพร่กระจายเข้าด้านในได้

นอกจากนี้ยังสามารถทำให้ไข่เป็นปรสิตและมักมองเห็นเป็นก้อนสีขาวบนพื้นผิวของไข่หรือปลาในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำที่บ้าน เมื่อเร็ว ๆ นี้ s aprolegnia ferax เกี่ยวข้องกับการลดลงของประชากรสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก

Pythiosis เป็นโรคที่เกิดจาก oomycete Pythium insidiosum โรคนี้มีลักษณะเป็นแผลที่เป็นเม็ดเล็ก ๆ บนผิวหนังทางเดินอาหารหรือในอวัยวะต่างๆ

Oomycete zoospores พัฒนาในน้ำนิ่งในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนและเข้าสู่โฮสต์ผ่านบาดแผลที่ผิวหนัง เมื่อพวกมันไปถึงโฮสต์ zoospores encyst และบุกรุกเนื้อเยื่อของโฮสต์ มีผลต่อม้าแมวสุนัขและมนุษย์เป็นครั้งคราว

อ้างอิง

1. GW Beakes, S. Sekimoto (2009). วิวัฒนาการวิวัฒนาการของข้อมูลเชิงลึกของ oomycetes ที่ได้จากการศึกษาปรสิตโฮโลคาร์ปิกของสาหร่ายและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ใน: K. Lamour, S.Kamoun (Eds.), พันธุศาสตร์และจีโนมิกส์ของ Oomycete: ความหลากหลายปฏิสัมพันธ์และเครื่องมือในการวิจัย. John Wiley & Sons, Inc.
2. HS Judelson (2009) การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศใน oomycetes: ชีววิทยาความหลากหลายและการมีส่วนร่วมในการออกกำลังกาย ใน: K. Lamour, S.Kamoun (Eds.), Oomycetegenetics and genomics: ความหลากหลายปฏิสัมพันธ์และเครื่องมือในการวิจัย. John Wiley & Sons, Inc.
3. เอส. คามุน (2546). อณูพันธุศาสตร์ของ Oomycetes ที่ทำให้เกิดโรค เซลล์ยูคาริโอต.
4. เจมักโคเน็น (2013). กั้งก่อโรคระบาด Aphanomyces astaci ความหลากหลายทางพันธุกรรมและการปรับตัวให้เข้ากับสายพันธุ์โฮสต์ สิ่งพิมพ์ของ University of Eastern Finland ดุษฎีนิพนธ์สาขาวนศาสตร์และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ 105
5. ส. - ก. โอ้ S.Kamoun, D. Choi (2553). Oomycetes RXLR effectors ทำหน้าที่เป็นทั้งตัวกระตุ้นและตัวยับยั้งภูมิคุ้มกันของพืช วารสารโรคพืช.
6. บีพอลล่า MM Steciow (2004). Saprolegnia multispora ซึ่งเป็น oomycete ใหม่ที่แยกได้จากตัวอย่างน้ำในแม่น้ำในเขต Burgundian ของฝรั่งเศส จดหมายจุลชีววิทยา FEMS