NEOCALLIMASTIGOMYCOTA: JELLEMZŐK, TAXONÓMIA, TÁPLÁLKOZÁS - BIOLÓGIA - 2025

A Neocallimastigomycotas a kötelező endosymbiont gombák felosztása kérődzők és nem kérődzők növényevő emlősök, valamint növényevő hüllők emésztőrendszerében. Lehetnek egysejtűek vagy többsejtűek, és flagellate spórákkal rendelkezhetnek (zoospórák).

A közelmúltban a Chytridiomicota menedékjogon belüli rendelésnek tekintették őket, de 2007-ben a csoportot a menedékjogi kategóriába sorolták. Jelenleg 8 nemzetségre oszlik, és körülbelül 20 fajt írtak le.

Juhok bendő papillájának szövettani metszete. 1) C típusú szaruhártya sejtek 2) Granulált sejtek. 3) Parabasalis sejtek. 4) Alapsejtek. 5) Saját lap. 6) Papilláris testek. 7) Központi arteriol Felhasználó: Uwe Gille, a Wikimedia Commonsból

A Neocallimastigomycotas fajok olyan anaerob körülmények között fejlődnek ki, amelyekben speciális organellákkal, úgynevezett hidrogénatomokkal rendelkeznek. Ezek az organellák aerob körülmények között élő szervezetekben a mitokondriumokhoz hasonló funkciókat látnak el.

Életciklusuk alatt olyan állatkerteket képeznek, amelyek tapadnak a növényi anyaghoz. Később ezek az encysták csíráznak. A fejlődésük során sporangiát képeznek, amely új állatkertek kialakulásához vezet.

A gombáknak ez a csoport fontos szerepet játszik a növényevők emésztőrendszerének komplex ökológiájában. Ezen túlmenően potenciálisan hasznos enzimeket termelnek a biotechnológiában, amelyeket emésztőszerként használtak állatok táplálék-összetételében.

Általános tulajdonságok

A neocallimastigomycotas kötelező endosymbiont organizmusok, vagyis nem találhatók meg a szabad életben, hanem mindig a növényevő állatok emésztőrendszerével járnak. Egysejtűek a többsejtű gombákhoz, sejtfallal.

Olyan vegetatív thalli-t termelnek, amelyben sporangia alakul ki, ahonnan az egy vagy több flagella állatkertje származik. Ezeket a növényevők bendőjében elhelyezkedő állatkerteket kezdetben protozoáknak sorolták be.

A zoospórokat akkor tekintik egységes gélképződésnek, ha a spórák 90% -ában egyetlen flagella van, a fennmaradó 10% -ában pedig 2-4 flagella van. A többrétegű csoportok az állatkertben négynél több szárnyasot jelentenek, és néhány fajnál 17 hajócsontot is megfigyeltek.

A Neocallimastigomycotas ismert ragadozói, mint például a protozoák, támadják az állatkerteket és enzimeket termelnek, amelyek lebontják a gomba sejtfalát.

Metabolizmus és biológiai hatás

Néhány érdekes adaptáció, amelyet ezek a gombák jelentenek, az, hogy anaerob környezetben fejlődnek ki. Nem mutatnak mitokondriumokat, citokrómokat és az oxidatív foszforilációs ciklusra jellemző biokémiai jellemzőket.

Ehelyett speciális, a mitokondriumokhoz hasonló, hidrogénatomoknak nevezett organellákkal rendelkeznek, amelyek sejtenergiát termelnek a glükóz anyagcseréből oxigén nélkül.

A hidrogénatomokban lévő hidrogénáz hidrogént, szén-dioxidot, formiátot és acetátot termel anyagcsere-hulladékként. Ezek a vegyületek a laktáttal és az etanollal együtt a fermentáció fő végtermékei.

Ezeket a növényi sejtfal poliszacharidjainak bomlásából és anaerob gombás erjesztéséből állítják elő.

Biotechnológiai alkalmazások

A Neocallimastigomycota azon képessége, hogy lebomolja a növényi rostokat, számos növényevő, főként kérődzők táplálkozásában releváns biológiai szerepet tulajdonít nekik.

Ebben az értelemben kipróbálták az anaerob gomba-kiegészítők hozzáadását az étrendbe, nagyon jó eredményekkel.

Nem kérődzők növényevőinek, például csirkéknek a gombaellátás nem hatékony. Ennek oka valószínűleg az, hogy nem képes túlélni az ilyen típusú állatok emésztőrendszerében.

A Neocallimastigomycotas által termelt enzimek közvetlen hozzáadása az étrend-kiegészítőkhöz azonban sikeres volt.

A Neocallimastigomycotas biokémiai képességei azt is lehetővé teszik, hogy a biotechnológiában felhasználják a lignocellulóz bioenergiás termékekké történő átalakítását.

Filogenia és taxonómia

A neocallimastigomycotas eredetileg Chytridiomicotas osztályba sorolták. Később, figyelembe véve a morfológiai, ökológiai és ultrastrukturális karaktereket, megkapta a szélső sorrendet.

Körülbelül 8 nemzetség és 20 Neocallimastigomycotas faj ismert, bár számos izolátumot még nem osztályoztak.

Nemek

Az Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces és Piromyces rostos elágazású rhizoidális mellékállománya sporangiával rendelkezik. Anaeromyces-ben a thall policentrikus (számos sporangia), egységes gerincvelő állatokkal.

A Neocallimastix monocentrikus (egyetlen sporangium), multiflagellate állatkertekkel. Az Orpinomycesnek policentrikus talus és multiflagellate állattenyésztésük van. A Piromycesnek monocentrikus talusza van, egységes gerincvelő állatokkal.

Két nemzetségben találhatók talluszok, amelyek hagymás vegetatív tartósejtekből (hagymás micélium) és sporangiából állnak: Caecomyces és Cyllamyces.

Azért különböznek egymástól, hogy a Caecomyces-nek egy vagy nagyon kevés zoosporangiája van, közvetlenül a hagymás sejteken vagy egy egyszerű sporangofór végén nőnek. A hengerek többszörös sporangiát eredményeznek az elágazó sporangiophorekon.

Két új nemzetet javasolunk (Oontomyces és Buwchfawromyces) a molekuláris információk alapján.

Táplálás

Ezek a gombák lebontják a cellulózt és a hemicellulózt a növényi sejtekben, amelyeket az őket gazdag növényevők fogyasztanak.

Ezeknek a fajoknak az emésztőrendszerében fontos szerepet játszanak, mivel cellulózos, hemicellulolitikus, glikolitikus és proteolitikus enzimeket termelnek, amelyek lebontják a növényi szöveteket.

Habitat

A neocallimastigomycota nem szabadon él. Ezek a kérődzők vagy nem kérődző növényevők bendőinek, hátsó mellényének és ürülékének anaerob környezetében találhatók.

Gazdafajok

Elsősorban kérődzőkből származó emlősökben találhatók, mind háziasított (juh, kecske, tehén és ló), mind vadon élő (jak, zebrák, zsiráfok, gazelák, majmok, elefántok, orrszarvúk, vízilovak, bölények, lámaok, kenguruk között. Ezen kívül növényevő hüllőket is élnek, mint például a zöld iguána.

Reprodukció

Növényi anyag kolonizálása

A bendőbe belépő növényi anyagot flagelizált állattenyésztő spórák szabadítják fel, amelyek felszabadulnak a sporangiából.

Az állatkerti spórák a növényi anyaghoz kemotaktikailag orientálódnak (a növényi törmelék által felszabadult cukrok kémiai jeleit követve). Aztán elhagyták a flagellat és az encistát.

Csírázás és szövet behatolás

A csírázás egy csíracső kibocsátásával történik, az ellenkező végétől a flagellum helyéhez.

A ciszta fejlődése eltérő a monocentrikus és policentrikus fajok esetében. Monocentrikus fajokban a magok a cisztában maradnak és anukleáris rizoidokat képeznek (magok nélkül). A ciszta növekszik és egyetlen sporangiust képez (endogén fejlődés).

A policentrikus fajokban olyan nukleáris rhizoidok képződnek, amelyek több sporangiát generálnak (exogén fejlődés).

A ciszták rhizomyceliát termelnek, amelyek növekednek és mélyen áthatolnak a növényi szövetekbe. Ezek a szekretált enzimek, amelyek emésztik a növényi szöveteket és a sporangia előállításához szükséges tápanyagokat.

Amikor a sporangium érlelődik, akár 80 állattenyésztést szabadít fel. A gombák elsősorban a növények érrendszeri szöveteit kolonizálják, és minél rostosabb az étrend, annál nagyobb a gombás populáció.

Úgy gondolják, hogy a Neocallimastigomycotas a gazdaállatokat levegőn, ellenállási struktúrákon keresztül megfertőzik.

Irodalom

1. Bauchop T. (1981). A bendőrostok emésztése során alkalmazott anaerob gombák. Mezőgazdaság és környezetvédelem 6 (2-3): 339–348.
2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt és G Beakes. (2010). Anaerob gombák: Neocallimastigomycota. IMA 1. gomba (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 és MS Elshahed. (2014) Anaerob gombák (phylum Neocallimastigomycota): előrelépés taxonómiájuk, életciklusuk, ökológiájuk, szerepük és biotechnológiai potenciáljuk megértésében. FEMS Microbiol Ecol 90: 1–17.
4. Liggenstoffer AS, NH Youssef, MB Couger és MS Elshahed. (2010). Az anaerob bélgomba (phylum Neocallimastigomycota) filogenetikus sokfélesége és közösségszerkezete kérődzőkben és nem kérődzőkben élő növényevőkben. Az ISME folyóirat 1–11.
5. Powell MJ és PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota és Neocallimastigomycota. 6. fejezet: 141-175. In: DJ McLaughlin és JW Spatafora (Eds.) Szisztematika és Evolution, 2 ^nd Edition A Mycota VII rész A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 p.
6. X Wang, X Liu és JZ Groenewald. (2016). Az anaerob gombák filogenéja (phylum Neocallimastigomycota), jak hozzájárulásával Kínában. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87–103.