Neokallimastigomycota značilnosti, taksonomija, prehrana, habitat



Neocallimastigomycotas je delitev obveznih endosimbiotskih gliv v prebavnem traktu rastlinojedih prežvekovalcev in neprežvekovalcev ter rastlinojedih plazilcev. Lahko so enocelične ali večcelične in imajo brazdaste spore (zoospore).

Do nedavnega so veljale za vrstni red v Chytridiomicota, leta 2007 pa je bila skupina povzdignjena v robno kategorijo. Trenutno je razdeljen na 8 rodov, opisanih pa je približno 20 vrst.

Neocallimastigomycota vrste se razvijajo v anaerobnih pogojih, za katere imajo specializirane organele, imenovane hidrogenozome. Te organele imajo podobne funkcije kot mitohondriji v organizmih, ki živijo v aerobnih pogojih.

Med življenjskim ciklom tvorijo zoospore, ki se držijo rastlinskega materiala. Kasneje so to encyst in kalijo. Ko se razvijejo, tvorijo sporangije, ki bodo povzročile nove zoospore.

Ta skupina gliv ima pomembno vlogo v kompleksni ekologiji prebavnega sistema rastlinojedih živali. Poleg tega proizvajajo potencialno koristne encime v biotehnologiji, ki so bili uporabljeni kot digestivi v formulah za krmo za živali.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
  • 2 Presnova in biološki vpliv
    • 2.1 Biotehnološke aplikacije
  • 3 Filogenija in taksonomija
    • 3.1 Zvrsti
  • 4 Prehrana
  • 5 Habitat
    • 5.1 Gostiteljske vrste
  • 6 Razmnoževanje
    • 6.1 Kolonizacija rastlinskega materiala
    • 6.2 Klijanje in penetracija tkiva
  • 7 Reference

Splošne značilnosti

Neokallimastigomycotas so obvezni endosimbiotični organizmi, kar pomeni, da jih ni v prostem življenju, ampak so vedno povezani s prebavnim traktom rastlinojedih živali. So univerzalne do večceličnih gliv, z celično steno.

Pridelujejo vegetativne steljke, ki razvijejo sporangijo, iz katerih izvirajo zoospore z eno ali več zastavicami. Te zoospore, ki se nahajajo v vampu rastlinojedcev, so bile najprej razvrščene kot protozojci.

Zoospore se štejejo za enoflagelatne, kadar ima 90% spore en sam flagelum, preostalih 10% pa dve do štiri flagele. Večslojne skupine imajo zoospore z več kot štirimi flagelami, pri nekaterih vrstah pa do 17 flagelov..

Znani plenilci Neocallimastigomycotas, kot so protozoe, napadajo zoospore in proizvajajo encime, ki razgrajujejo celične stene gliv..

Presnova in biološki vpliv

Nekaj ​​zanimivih prilagoditev, da so te glivice prisotne, so, da se razvijajo v anaerobnem okolju. Ne predstavljajo mitohondrijev, citokromov in nekaterih biokemičnih značilnosti cikla oksidativnega fosforiliranja.

Namesto tega imajo specializirane organele, podobne mitohondrijem, imenovanim hidrogenozomi, ki proizvajajo celično energijo iz presnove glukoze brez potrebe po kisiku..

Hidrogenaza, ki jo vsebujejo hidrogenosomi, proizvaja vodik, CO2, format in acetat kot odpadke v presnovi. Te spojine skupaj z laktatom in etanolom so glavni končni produkti fermentacije.

Nastanejo iz anaerobne glivične razgradnje in fermentacije polisaharidov rastlinskih celičnih sten.

Biotehnološke aplikacije

Sposobnost Neocallimastigomycota, da razgradi rastlinska vlakna, jim daje pomembno biološko vlogo pri prehranjevanju mnogih rastlinojedih živali, predvsem prežvekovalcev..

V tem smislu je bilo v prehrano z zelo dobrimi rezultati dodano dopolnilo anaerobnih gliv.

Za rastlinojede, ki niso prežvekovalci, kot so kokoši, oskrba z glivicami ni učinkovita. To je verjetno posledica njihove nezmožnosti preživetja v prebavnem traktu te vrste živali.

Vendar so bili dobri rezultati neposredno dodajanje encimov, ki jih proizvaja Neocallimastigomycotas v njihovih prehranskih dopolnilih..

Biokemične zmožnosti Neocallimastigomycotas so tudi potencialno uporabne v biotehnologiji za pretvorbo lignoceluloze v bioenergetske proizvode..

Filogenija in taksonomija

Neocallimastigomycotas so bili prvotno razvrščeni kot Chytridiomicotas. Nato so ob upoštevanju morfoloških, ekoloških in ultrastrukturnih znakov določili robno območje.

Znanih je približno 8 rodov in 20 vrst neokalimastigomikot, čeprav so poročali o številnih izolatih, ki še niso bili uvrščeni..

Žanri

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomici in Piromyces, Imajo vlaknasto razvejano rizoidno blato s sporangijami. V Anaeromyces steljka je policentrična (številne sporangije) z uniflagelatnimi zoosporami.

Neocallimastix je monocentrična (en sam sporangij) z večplastnimi zoosporami. Orpinomici Ima policentrične taluse in multifagelirane zoospore. Piromyces ima monocentrično talus z uniflageladas zoosporas.

Dva rodu predstavljata steljke, sestavljene iz čebulastih vegetativnih spenjalnih celic (čebulicni micelij) in sporangij: Sestavine in Cyllamyces.

Razlikujejo se, ker Sestavine ima eno ali zelo malo zoosporangij, ki raste neposredno na čebulastih celicah ali na koncu enostavnega sporangiofora. Cyllamyces proizvaja večkratne sporangije v razvejanih sporangiophores.

Predlagana sta dva nova žanra (Oontomyces in Buwchfawromyces) z molekularno informacijsko bazo.

Prehrana

Te glive razgrajujejo celulozo in hemicelulozo, prisotne v celicah rastlin, ki uživajo rastlinojede živali, ki jih hranijo..

Imajo pomembno vlogo v prebavnem procesu teh vrst zaradi proizvodnje celulolitičnih, hemicelulolitičnih, glikolitičnih in proteolitičnih encimov, ki razgrajujejo rastlinska tkiva..

Habitat

Neocallimastigomycota ni prosto življenje. Nahajajo se v anaerobnem okolju vampa, zadnjega črevesa in blata prežvekovalcev ali neprežvekovalcev..

Gostiteljske vrste

Najdemo jih predvsem v sesalcih prežvekovalcev, ki so udomačeni (ovce, koze, krave in konji) in divji sesalci (jaki, zebre, žirafe, gazele, opice, sloni, nosorogi, hippi, bizoni, lame, kenguruji). Naseljujejo tudi rastlinojede plazilce, kot je zelena iguana.

Razmnoževanje

Kolonizacija rastlinskega materiala

Rastlinski material, ki vstopi v vamp, je koloniziran z zoosporami, ki se spuščajo iz bičev, ki se sproščajo iz sporangij.

Zoospore so pritrjene na rastlinski material, ki je kemotaktično usmerjen (sledi kemičnim signalom sladkorjev, ki jih sproščajo rastlinski odpadki). Potem izpustijo svoje zastavice in enciste.

Klijanje in penetracija tkiva

Klijanje nastane z oddajanjem kalitvene cevi na nasprotnem koncu, kjer je bil bič.

Razvoj ciste je različen pri monocentričnih in policentričnih vrstah. V monocentričnih vrstah jedra ostanejo v cisti in ustvarjajo jedrne rizoide (brez jeder). Cista raste in tvori en sam sporangij (endogeni razvoj).

Pri policentričnih vrstah nastajajo jedrni rizoidi, ki ustvarjajo več sporangij (eksogeni razvoj).

Ciste proizvajajo rizomicellios, ki rastejo in prodrejo globoko v tkiva rastlin. Ti izločajo encime, ki prebavljajo rastlinsko tkivo in pridobivajo hranila, potrebna za proizvodnjo sporangij.

Ko dozori sporangij, sprosti eno do 80 zoospor. Glive kolonizirajo predvsem vaskularna tkiva rastlin in bolj prehranska vlaknina, večja je populacija gliv.

Šteje se, da Neocallimastigomycotas okužijo živali gostitelja po zraku, skozi odporne strukture.

Reference

  1. Bauchop T. (1981). Anaerobne glivice pri prebavi vlaken v vampu. Kmetijstvo in okolje 6 (2-3): 339-348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt in G Beakes. (2010). Anaerobne glive: Neocallimastigomycota. IMA Fungus 1 (2): 181-185.
  3. Gruninger, RJ., AK Punya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister in MS Elshahed. (2014) Anaerobne glive (tip Neocallimastigomycota): napredek pri razumevanju njihove taksonomije, življenjskega cikla, ekologije, vloge in biotehnološkega potenciala. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
  4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger in MS Elshahed. (2010). Filogenetska raznolikost in skupnostna struktura anaerobnih glivnih gliv (tip Neocallimastigomycota) v rastlinojedih prežvekovalcev in neprežvekovalcev. Časopis ISME 1-11. 
  5. Powell MJ in PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota in Neocallimastigomycota. Poglavje 6: 141-175. V: D.J. McLaughlin in J.W. Spatafora (ur.) Sistematika in evolucija, 2nd Izdaja del Mycota VII A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 str.
  6. Wang X, X Liu in JZ Groenewald. (2016). Filogenija anaerobnih gliv (tip Neocallimastigomycota) s prispevki jaka na Kitajskem. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.