OOMICĪTI: ĪPAŠĪBAS, DZĪVES CIKLS, UZTURS, REPRODUKCIJA - BIOLOĢIJA - 2025

Par oomycetes vai ūdens veidnes (Oomycetes vai Oomycota) ir grupa organismu tradicionāli klasificētas vidū sēnītēm. Starp raksturīgajām īpašībām, kas piemīt abām organismu grupām (sēnītēm un oomycetes), ir augšanas veids, uztura veids un sporu izmantošana reprodukcijas laikā. Tomēr molekulārie pētījumi liecina, ka oomicīti nav saistīti ar īstām sēnītēm.

Dažas sugas ir augu parazīti, kas ir vieni no postošākajiem kultūru patogēniem. Slimības, ko tās izraisa, ir stādi, sakņu puve, lapu pūtīte un pūtītes.

Phytophthora infestans. Tieša sporangija dīgšana ar dīgļu caurulīti. Fotoattēls: HD Thurston. Uzņemts un rediģēts no apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

Lielo badu jeb īru kartupeļu badu izraisīja oomicete ar nosaukumu Phytophthora infestans. Patogēns 1840. gados iznīcināja īru kartupeļu kultūras.

Tajā laikā apmēram puse no iedzīvotāju izdzīvošanas bija atkarīgi tikai no šīs kultūras. Labības zaudēšana izraisīja gandrīz miljona cilvēku badu un līdzīgu cilvēku bēgšanu no salas, meklējot labākus dzīves apstākļus.

raksturojums

Oomicīti ir organismu grupa, galvenokārt ūdens, kuriem ir šūnas siena, ko veido ß-glikāni, prolīns un celuloze. Tās dzīves cikls pārsvarā ir diploīds.

Hifas ir daudzkodolu vai koenocītiskas un aseptiskas. Micēlijs ražo septa tikai, lai atdalītu tallus no reproduktīvajām struktūrām.

Aseksuālu reprodukciju veic, izmantojot biflagellate sporas (zoosporas), kas ražotas zoosporanģijā. Seksuālā reprodukcija ir neviendabīga un notiek ar tiešu anteridija vīriešu kodolu (= spermatozoīdu) ievadīšanu olšūnās, kas atrodas oogonijā.

Oomicītu tipiskais genoma lielums ir no 50 līdz 250 megabāzēm (Mb), kas ir ļoti liels, salīdzinot ar sēnītēm, kas ir no 10 līdz 40 Mb.

Taksonomija

Tradicionāli oomicīti tika klasificēti kā sēņu (Sēnīšu) valstība. Tomēr molekulārie un bioķīmiskie pētījumi noveda pie tā, ka viņi tika pārvietoti uz Protista Karalisti. Viņi pieder pie Phylum Heterokontophyta, Oomycota klases. Nodarbībā līdz šim ir 15 pasūtījumi.

Dzīves cikls

Epidēmijas fāzē oomicītus izkliedē vējš vai ūdens ar aseksuālu sporangijas palīdzību. Šīs sporangijas var tieši uzdīgt, veidojot invazīvas hifas.

Arī sporangija dīgšana var būt netieša, atbrīvojot mobilās zoosporas. Zoosporas piesaista topošo saimnieku virsma. Dažās sugās tieša vai netieša sporangija dīgtspēja būs atkarīga no apkārtējās vides temperatūras.

Dīgstot, sporangijas un zoospores veido dīgļu caurules, kuras inficēsies, veidojot appressoriju un iespiešanās struktūras.

Pēc iekļūšanas hyfae augs gan saimniecībā, gan starpšūnās. Pēc vismaz 3 dienu augšanas hyfae var veidoties jauna sporangija, kas izplatīsies, lai inficētu jaunus organismus.

Seksuāla reprodukcija notiek, veidojot gametangiju: oogoniju un antheridia. Katrs indivīds parasti rada gan antheridia, gan oogonia. Dažās sugās reprodukcija ir jāšķērso (heterothallic), citās var būt pašaugļošanās (homothalic).

Gametangijas laikā notiek meiotiskā dalīšana. Oogonijā tiek ražots viens vai vairāki oosfēras. Ogelītēs spermatozoīdu nav. Antheridijā veidojas haploīdi kodoli. Antheridium aug oogonijā un veido apaugļošanas caurules. Mēslošanas caurules iekļūst oosfērās, pārnesot haploīdos kodolus.

Šie kodoli apaugļo oosfēras, veidojot biezu sienu diploīdu oosporu. Atbrīvotā oospora var ilgstoši uzturēties barotnē, pirms dīgst un izveidojas hypha, kas ātri radīs sporangiju.

Uzturs

Daudzi oomicīti ir saprofīti, citi - parazīti. Dažas sugas apvieno abus dzīvesveidus. Parazītu sugas ir pielāgojušās, lai parazitētu dažādās organismu grupās, piemēram, augos, nematodēs, mugurkaulniekos un vēžveidīgajos.

Saprofītiskie organismi veic pārtikas barības ārēju šķelšanu, izdalot enzīmus un pēc tam absorbējot izšķīdināšanas rezultātā iegūtās molekulas.

Parazītu oomicīti var būt biotrofiski, hemibiotrofiski vai nekrotrofiski. Biotrofās sugas iegūst barības vielas no dzīviem audiem, izmantojot specializētu hifu, ko sauc par haustoriju.

Hemibiotrofi vispirms barojas ar dzīviem audiem un vēlāk nogalina savu saimnieku. Nekrotrofi izdala toksīnus un fermentus, kas iznīcina saimnieka šūnas un pēc tam no tām iegūst barības vielas.

Pavairošana

Aseksuāls

Oomycetes reproduktīvi aseksiski, izmantojot sporangiju. Sporanģijas veido biflagellate sporas, ko sauc par zoospores. Oomycetes var būt divu veidu zoosporas, primārā un sekundārā.

Primāros virsotnē ir ievietota flagella. Sekundārajos zoosporās, pēc izskata reniformas, flagellas ir ievietotas sāniski. Dažos gadījumos sporangijas neveido sporas, bet tieši dīgst. To uzskata par pielāgošanos zemes dzīvei.

Seksuāls

Seksuālā reprodukcija notiek caur oogamiju. Seksu gametu veidošanās notiek gametangijā. Sievietes gametangium jeb oogonijs parasti ir liels un meiozes ceļā ražos vairākas olšūnas. Tēviņš jeb antheridium radīs haploīdus kodolus.

Antheridijs pieaugs oogonija virzienā un caur mēslošanas caurulēm oogonijā ievadīs haploīdos kodolus. Veids, kā antheridium tiek piestiprināts pie oogonium, var atšķirties.

Dažos gadījumos antheridium pievienojas oogonijam sāniski, to sauc par paragēno. Citās valstīs vīriešu kārtas gamentagium ieskauj oogonija (amphiginum) pamatni. Vīriešu haploīdā kodola saplūšana ar oosfēras kodolu, lai iegūtu diploīdu oosporu, notiek oogonijā.

Slimības

Augos

Dažas no plaši zināmām slimībām, ko augos izraisa oomicīti, ir kartupeļu vēla pūtīte, vīnogu pelēkā pelējums, pēkšņa ozola nāve un sojas pupu sakņu un stublāju puve.

Infekcijas laikā šie patogēni panāk savu saimnieku kolonizāciju, modulējot augu aizsargspējas, izmantojot virkni slimības efektoru olbaltumvielu.

Šie efektori tiek iedalīti divās klasēs, pamatojoties uz to mērķa vietām. Apoplastiskie efektori tiek izdalīti auga ārpusšūnu telpā. No otras puses, citoplazmas ievada augu šūnā caur oomicīta haustoriju.

Phytopthora ģintī ietilpst hemibiotrofie (piemēram, P. infestans, P. sojae) un nekrotrofie (piemēram, P. cinnamomi) fitopatogēni. Šīs ģints sugas ir smagi ietekmējušas lauksaimniecību,

Phytophora infestans, kas ir kartupeļu vēlu pūtēju cēlonis un atbildīgs par 1940. gadu lielo badu, var inficēt dažādas augu sugas, izņemot kartupeļus, piemēram, tomātus un sojas pupas. Šī suga var inficēt visu augu, bumbuļus, saknes vai lapas, izraisot auga nāvi.

Phytophthora ramorum no savas puses rada infekciju, ko sauc par pēkšņu ozola nāvi, kas ietekmē šos un citus kokus un krūmus, izraisot ātru nāvi.

Citi fitopatogēni

Plasmopara viticola, vīnogulāju pūces cēlonis, tika ievests no Ziemeļamerikas uz Eiropu 19. gadsimta beigās. To raksturo uzbrūkoša lapotne un puduri.

Simptomi uz lapām ir dzelteni bojājumi ar izplūdušām malām, diametrs no 1 līdz 3 cm. Slimībai progresējot, tas var izraisīt lapu nekrozi un pat pilnīgu auga defolāciju.

Plasmopara vitícola. Pūtītes pelējuma cēlonis vīnogulājam. Uzņemts un rediģēts no https://www.biolib.cz/lv/image/id67152/

Aphanomyces euteiches izraisa sakņu puvi daudziem pākšaugiem. Tiek uzskatīts, ka patogēns visvairāk ierobežo zirņu kultūru ražu dažās pasaules daļās. Citas šīs ģints sugas ietekmē dzīvniekus, gan sauszemes, gan ūdens biotopus.

Dzīvniekiem

Aphanomyces astaci ir vēžu specifisks parazīts, kas ir ļoti patogēns Eiropas sugām. Tā dēļ ir izzudusi liela daļa Astacidae dzimtas vēžveidīgo Eiropas populāciju.

Oomicīta zoosporas piesaista vēžveidīgo ķīmiskie signāli un krabju kutikulu encyst. Cistas dīgst un iegūst micēliju, kas ātri aug kutikulā, līdz tas nonāk ķermeņa iekšējā dobumā. Kad ir sasniegti iekšējie audi, vēžveidīgais mirst 6 līdz 10 dienu laikā.

Aprolegnijas ģints pārstāvji izraisa slimību grupu, ko sauc par saprolegniosis un kas uzbrūk zivīm vai to olām. Starp tiem čūlainā ādas nekroze ir viena no vissvarīgākajām slimībām, kas ietekmē lašaugu sugas. Šī slimība lielā mērā ietekmēja lašu populācijas Lielbritānijas upēs 19. gadsimta beigās.

Saprolegniozēm raksturīgas baltas vai pelēkas šķiedru micēlija plankumi uz zivīm. Infekcija sākas epidermas audos un var izplatīties uz iekšu.

Tas var arī parazitēt olas, un tas bieži ir redzams kā kokvilnas balta masa uz olu vai zivju virsmas mājas akvārijos. Nesen s aprolegnia ferax bija saistīta ar abinieku populācijas samazināšanos.

Pitoze ir slimība, ko izraisa oomycete Pythium insidiosum. Šo slimību raksturo granulomatozi bojājumi uz ādas, kuņģa-zarnu trakta vai dažādos orgānos.

Oomycete zoosporas attīstās stāvošos ūdeņos tropos un subtropos un iekļūst saimniekorganismā caur ādas brūcēm. Kad viņi ir sasnieguši saimnieku, zoospores encyst un iebrūk saimnieka audos. Tas ietekmē zirgus, kaķus, suņus un reizēm arī cilvēkus.

Atsauces

1. GW Beakes, S. Sekimoto (2009). Oomicītu evolūcijas filoģenēze - atziņas, kas iegūtas aļģu un bezmugurkaulnieku holokarpisko parazītu pētījumos. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycete ģenētika un genomika: daudzveidība, mijiedarbība un pētījumu rīki. John Wiley & Sons, Inc.
2. HS Judelson (2009) Seksuālā reprodukcija olšūnās: bioloģija, daudzveidība un ieguldījums fitnesa uzlabošanā. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycetegenetics and genomics: daudzveidība, mijiedarbība un pētījumu rīki. John Wiley & Sons, Inc.
3. S. Kamouns (2003). Patogēno olšūnu molekulārā ģenētika. Eikariotu šūna.
4. J. Makkonens (2013). Vēžu mēra patogēns Aphanomyces astaci. Ģenētiskā daudzveidība un pielāgošanās saimnieka sugai. Austrumsomijas Universitātes publikācijas. Mežsaimniecības un dabaszinātņu disertācijas Nr. 105
5. S.-K. Ak, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Oomycetes RXLR efektori darbojas gan kā augu imunitātes aktivētāji, gan slāpētāji. Augu patoloģijas žurnāls.
6. B. Paula, MM Steciow (2004). Saprolegnia multispora, jauns oomycete, kas izolēts no ūdens paraugiem, kas ņemti upē Francijas Burgundijas reģionā. FEMS mikrobioloģijas vēstules.