RHIZOPUS STOLONIFER: RAKSTUROJUMS, MORFOLOĢIJA UN DZĪVES CIKLS - BIOLOĢIJA - 2025

Rhizopus stolonifer ir kosmopolītisks fitopatogēns sēnīte, kas pieder pie Mucoraceae dzimtas, spēj augt un attīstīties visdažādākajās vidēs. Tā ir ātri augoša suga, kas veicina uzglabāto pārtikas vai lauksaimniecības produktu kolonizāciju un sadalīšanos.

Šī suga ir viena no visizplatītākajām sēnēm, kas izplatīta visā pasaulē, lai gan tā ir biežāk sastopama tropu un subtropu apgabalos. Faktiski tas ir saprofītisks organisms, kas iejaucas augsnes substrāta kolonizācijā un darbojas kā parazīts, iebrūkot sadalošos augu audos.

Rhizopus stolonifer. Avots: WDKeeper

Plaši pazīstams kā "melnās maizes pelējums", to raksturo blīvs sazarots micēlijs, kas sastāv no trim hipu veidiem: stoloni, sporangiophores un rizoīdi. Sporādijas rada daudzas daudzkodolu sporas, kas ir iesaistītas aseksuālā reprodukcijā, atšķirībā no seksuālās reprodukcijas, kurai nepieciešama saderīga, bet fizioloģiski atšķirīga micēlija.

Rūpnieciskā līmenī Rhizopus ģints sēnes, ieskaitot R. stolonifer, izmanto fermentācijas etilspirta produktu ražošanai. Turklāt šo sugu komerciāli izmanto, lai iegūtu augstas kvalitātes pienskābi un fumārskābi, ko izmanto ķīmiskajā, pārtikas un farmācijas rūpniecībā.

Vispārīgais raksturojums

Izplatība un dzīvotne

Zygomycota sēne Rhizopus stolonifer ir viens no visizplatītākajiem mucorals, jo tas ir plaši izplatīts visā planētā. Patiešām, tā ir viena no pirmajām sēnēm, kas parādās uz novecojušās maizes, puves dārzeņiem un augļiem, kas ir uzmanīgs organisms ātri bojājošos pārtikas produktos.

Rhizopus stolonifer ir viena no pirmajām sēnēm, kas atrodas maizē. Avots: Matt Wharton

Tas efektīvi attīstās temperatūras diapazonā no 12 līdz 32º C, optimālā augšanas temperatūra ir 25 ° C. Faktiski tā sporas svaiga gaisa vidē ir reti sastopamas, taču mitrā vidē un ap noārdošos bioloģisko produktu tos ir daudz.

Parasti tie atrodas uz mitras augsnes, kompostā vai kūtsmēslos, uz nesadalīta augu materiāla vai uzkrātos putekļos. Tāpat uz celulozes, putnu ligzdām, šūnām vai dažādām sēklām un augļiem.

Patiešām, šī suga spēj kolonizēt ļoti dažādus dabiskos substrātus, jo tā pielāgojas dažādām būtisku uzturvielu koncentrācijām. Patiesībā slāpekli un oglekli var izmantot vienkārši vai kopā ar dažādām barības vielām.

Laboratorijas līmenī Rhizopus stolonifer aug uz dažādiem barotnēm, ieskaitot tos, kas satur aminos savienojumus un amonija sāļus. Tomēr tas neaug vidēs ar augstu nitrātu saturu, piemēram, Czapek Dox Agar, kurā nitrāti ir vienīgais slāpekļa avots.

In vitro kultūrā Rhizopus stolonifer ziosporas dīgst pēc 8-20 dienām vidējā temperatūrā 21º C. Faktiski šīs sēnes sporām ir nepieciešams atpūtas laiks pirms dīgtspējas procesa un micēlija attīstības.

Patoloģijas dārzeņos un pārtikā

Rhizopus stolonifer ir slimības cēlonis, kas pazīstams kā «augļu mīkstā puve», galvenokārt zemenēs, persikos un melonēs. Šie augļi ar augstu cukura un ūdens saturu ir inficēti ar šo sēnīti no fiziskiem bojājumiem vai ievainojumiem, kas radušies apstrādes laikā pēc ražas novākšanas.

Uzglabāšanas laikā inficēto augļu audi mīkstina, atbrīvojot šķidrumu ar spēcīgu skābu smaku. Faktiski augstas temperatūras un mitruma apstākļi veicina micēlija attīstību, kas ātri pārklāj augļu virsmu.

Rhizopus stolonifer, dzeršana uz vietas, zemene, liecinājums, dusmīgs, sporangia. Avots: Ēriks Makkenzijs

No micēlija attīstās sporanģija un sporas, kas dīgstot rada dažādus esterāzes un kutināzes enzīmus, kas sadalās blakus esošo audu šūnu sieniņās. Tādā veidā slimība izplatās uz kaimiņu veselīgiem augļiem, iejaucoties kukaiņiem vai vējam.

Laboratorijas testi ļāva noteikt, ka Rhizopus stolonifer patogēnā darbība rodas no uzglabāto produktu audu macerācijas. Būdami poligalakturonāzes (PG) un pektīnmetilesterazes (PME) fermentatīvie kompleksi, kas atbild par minēto macerāciju augļu, dārzeņu vai bumbuļu sadalīšanās procesā.

Tādā veidā skartie pārtikas produkti iegūst tumši brūnu nokrāsu, sakarā ar plašu tumšās sporangijas uzkrāšanos uz micēlija. Daudzos gadījumos šo simptomu bieži sajauc ar uzbrukumu, ko ierosinājusi Monilija fructicola, "brūnās puves" cēlonis.

Patoloģijas cilvēkā

Cilvēkiem augstā Rhizopus sporu koncentrācija apkārtējā vidē izraisa elpošanas ceļu alerģiju. Šī slimība ir pazīstama kā paaugstinātas jutības pneimonīts vai ārējs alerģisks alveolīts; tāpat arī dažiem cilvēkiem var rasties ādas reakcijas.

Taksonomija

Rhizopus stolonifer suga ir kosmopolītiska sēne, kas taksonomiski atrodas kā:

- Sēnīšu valstība

- Patvērums: Zygomycota

- Nodaļa: Mikota

- Sadalījums: Mycotina

- Klase: Zygomycetes

- Pasūtījums: Mucorales

- Ģimene: Mucoraceae

- Ģints: Rhizopus

- Sugas: Rhizopus stolonifer Vuillemin (1902)

Sinonīmi

- Rhizopus artocarpi

- Rhizopus nigricans Ehrenberg (1820)

- Mucor stolonifer Ehrenberg (1818)

- Rhizopus artocarpi var. luksusieši Šroets (1886)

- Mucor niger Geodoelst (1902)

- Rhizopus niger Ciaglinski & Hewelke (1893)

Morfoloģija

Rhizopus stolonifer ir pavedienveida sēne, kurai ir nesazaroti sporangofori, 2 mm gari un 20 μm biezi. Šī hypha, kātiņa vai sporangiophore rodas no labi attīstītiem rizoīdiem un ir tumši brūnā krāsā.

Sporādijas ir sfēriskas formas un spīdīgi melnas krāsas, to diametrs ir 250–280 μm, un to struktūru sauc par kolumelām. Rhizopus ģints sēnītēm raksturīgās sporangiosporas vai aseksuālās sporas ir melnā krāsā un to izmērs ir 15-18 μm.

Rhizopus stolonifer ir sēņu suga Mucoraceae ģimenē. Avots: Trakunsukharat, P., Beasley, DR, Shivas, RG (2011)

Šai sugai ir ļoti plašs rizoīds un bagātīgas zygosporas vai sēnītes seksuālā daļa. Patiešām, zygosporas ir sfēriskas struktūras, biezas un gludas šūnu sienas, kuru diametrs ir aptuveni 200 μm.

Rhizopus stolonifer kolonijas uzrāda strauju izaugsmi, un to laboratorijas kultūra tikai trīs dienu laikā 25 ° C temperatūrā pilnībā pārklāj Petri trauku. Kolonijas struktūra ir stingra pēc izskata, ar blīvu un kokvilnu gaisa micēliju, sākotnēji baltu, bet pēc tam - vēlāk. pelēkas, sarkanīgi vai brūnas nokrāsas.

Patiešām, tā dinamisko attīstību veicina stolonu klātbūtne, kas nodrošina zonas struktūru, kas atbalsta micēlija augšanu. Šādā veidā sēne ātri aizņem lielas platības horizontālā vai vertikālā stāvoklī.

Rhizopus stolonifer ir fakultatīvs aerobs organisms, kas plaši aug uz sukulentiem audiem ar bagātīgu cukuru koncentrāciju. Tādā veidā sēnīte uzkrāj rezervi auglīgas hyphae veidošanās brīdim ar ārēju aerobo sporanģiju.

Dzīves cikls

Rhizopus stolonifer vairojas seksuāli vai aseksuāli. Faktiski tas ir heterotālisks organisms, kura seksuālajai pavairošanai nepieciešams divu dažādu lādiņu tara pārošana, lai izveidotu dzimuma sporas.

Seksuāla reprodukcija

Seksuālā reprodukcija notiek nelabvēlīgos apstākļos, saderīgo celmu pārojoties, galu galā iegūstot zygospore. Patiešām, sporangofori satur pozitīva "+" vai negatīva "-" tipa pārošanās celmus, kas atvieglo to apvienošanos.

Rhizopus stolonifer seksuālā reprodukcija sākas, kad divu dažādu celmu, dažādu zīmju drošinātāju, progametangia vai specializētās hyphae. Šī pievilcība starp atšķirīgu progametangiju notiek ar izkliedētu hormonu iejaukšanos gāzu formā.

Tālāk rodas divas gametangijas jeb virsotnes šūnas, no kurām katra satur bagātīgus "+" kodolus, bet otra satur "-" kodolus. Gametangijas drošinātājs, izraisot daudzu kodolu "+" un "-" pāru savienību, veidojot diploīdus kodolus.

Šādā veidā tiek iegūts zygosporangium - produkts ar daudzkodolu šūnām ar stingru, pigmentētu un raupju šūnu sienu, kurā ir viena zygospora. Labvēlīgos vides apstākļos tieši pirms dīgtspējas diploīdie kodoli iziet meiozes procesā.

Dīgšanas laikā zygosporangium siena saplīst, atbrīvojot zygospore, veidojot sporangoforu. Sporangiofora galā atrodas sporangijs, kas radīs sporas, kuras reiz dīgstot veidos "+" vai "-" micēliju.

Sēne Rhizopus stolonifer lielāko daļu seksuālās reprodukcijas cikla uzvedas kā haploīds organisms. Turklāt micēliju veido daudzas sazarotas hyphae, kas pilda sēnītes atbalsta un barošanas funkciju.

Rhizopus stolonifer seksuālie un aseksuālie cikli. Avots: Pancrat

Aseksuāla reprodukcija

Aseksuālais cikls notiek labvēlīgos apstākļos, kad sporangoforu veidošanās sākas no sporangijas, kas satur seksuāli saderīgas sporas. Sporas izkliedētai formai labvēlīgs ir vējš, jo sporangijai nobriestot, to plānā siena sadalās, atbrīvojot sporas.

Aerofīzes tiek ģenerētas no starpmetodēm un izaug līdz noteiktam augstumam. Pēc tam kodoli un citoplazma tiek sagrupēti apikālā galā, veicinot gaisa hyphae virsotnes augšanu.

Šis apgabals aug globāli, veidojot noapaļotu sporangiju, ko veido sporoplazma un kolumella. Sporoplazmas kodoli tiek strauji sadalīti, līdz tie pārvēršas par spongiosporām.

Kad šīs struktūras nobriest, kolumella sadalās, atmosfērā izdalot lielu daudzumu sporangiosporas. Piemērotā substrātā un labvēlīgos temperatūras un mitruma apstākļos šīs sporas dīgst.

Tādā veidā veidojas jauns hyphae komplekss, kas paplašināsies, lai turpinātu ciklu. Nelabvēlīgos apstākļos starpsienu micēlijā veidojas septa, kas izraisa briesmīgu sporu, ko sauc par chlamydiospora.

Atsauces

1. González, C. (2005) Sēnīšu dzīves cikls. Atgūts vietnē: botanica.cnba.uba.ar
2. Karki, G. (2018) Rhizopus stolonifer: melnās maizes pelējuma morfoloģija un pavairošana. Atgūts vietnē: onlinebiologynotes.com
3. Petruzzello, M. (2016) Rhizopus. Encyclopædia Britannica, inc. Atgūts vietnē: britannica.com
4. Pontón, J., Moragues, MD, Gené, J., Guarro, J., & Quindós, G. (2002). Alerģiskas sēnītes un aktinomicīti. Bilbao: Ibero-American Journal of Mycology.
5. Rhizopus. (2019. gads). Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. Atgūts vietnē: es.wikipedia.org
6. Rhizopus stolonifer (Ehrenberg: Fries) Vuillemin (2002) RevIberoamMicol. 38. lpp.
7. Wikipedia līdzautori. (2019. gads). Rhizopus stolonifer. Vikipēdijā Brīvā enciklopēdija. Atgūts vietnē: en.wikipedia.org