OOMYCETY: VLASTNOSTI, ŽIVOTNÝ CYKLUS, VÝŽIVA, ROZMNOŽOVANIE - BIOLÓGIE - 2026

Tieto Oomycetes alebo vodná formy (Oomycetes alebo Oomycota) sú skupinou organizmov tradične klasifikované medzi hubami. Medzi charakteristické vlastnosti, ktoré zdieľajú obe skupiny organizmov (huby a oomycety), patrí typ rastu, forma výživy a použitie spór počas reprodukcie. Molekulárne štúdie však ukázali, že oomycetes nesúvisí so skutočnými hubami.

Niektoré druhy sú parazity rastlín, ktoré patria medzi najničivejšie patogény plodín. Choroby, ktoré spôsobujú, sú sadenice, hniloba koreňov, listové listy a plesňové plesne.

Phytophthora infestans. Priame klíčenie sporangia zárodočnou skúmavkou. Fotografia HD Thurston. Vytvorené a upravené z apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

Veľký hladomor alebo írsky hladomor zemiakov bol spôsobený oomycetom pomenovaným Phytophthora infestans. Patogén zničil írske zemiaky v 40. rokoch 20. storočia.

V tom čase asi polovica populácie na prežitie závisela výlučne od tejto plodiny. Strata plodín spôsobila, že takmer milión ľudí zomrelo hladom a podobné množstvo utieklo z ostrova, aby našli lepšie životné podmienky.

vlastnosti

Oomycety sú skupinou organizmov, najmä vodných, ktoré majú bunkovú stenu zloženú z ß-glukánov, prolínu a celulózy. Jeho životný cyklus je prevažne diploidný.

Hýfy sú viacjadrové alebo koenocytárne a aseptické. Mycélium produkuje septu výlučne na oddelenie talu od reprodukčných štruktúr.

Asexuálna reprodukcia sa uskutočňuje pomocou biflagelátových spór (zoospores) produkovaných v zoosporangii. Sexuálna reprodukcia je heterogamná a vyskytuje sa priamym vstreknutím samčích jadier (= spermie) anteridia do vajíčok obsiahnutých v oogónii.

Typická veľkosť genómu oomycet je 50 až 250 megabáz (Mb), veľmi veľká v porovnaní s hubami, ktorá je 10 až 40 Mb.

taxonómie

Tradične boli oomycety zatriedené do kráľovstva húb (huby). Molekulárne a biochemické štúdie však viedli k ich premiestneniu do Protista Kingdom. Patrí do kmeňa Heterokontophyta, trieda Oomycota. Trieda obsahuje doteraz 15 objednávok.

Životný cyklus

Počas epidemickej fázy sa oomycety rozptýlia vetrom alebo vodou pomocou asexuálnych sporangií. Tieto sporangie môžu klíčiť priamo a vytvárať invazívne hýfy.

Klíčenie sporangia môže byť tiež nepriame a uvoľňuje mobilné zoospory. Zoospory sú priťahované na povrch budúcich hostiteľov. U niektorých druhov bude priame alebo nepriame klíčenie sporangia závisieť od teploty prostredia.

Pri klíčení tvoria sporangie a zoospory zárodočné skúmavky, ktoré infikujú formovanie appresórií a penetračných štruktúr.

Po preniknutí budú hyfy rásť v hostiteľovi inter a intracelulárne. Po najmenej 3 dňoch rastu môžu hýfy vytvoriť novú sporangiu, ktorá sa rozšíri, aby infikovala nové organizmy.

K sexuálnej reprodukcii dochádza prostredníctvom produkcie gamétangie: oogónia a anterídia. Každý jednotlivec zvyčajne produkuje anteridiu aj oogóniu. U niektorých druhov musí byť reprodukcia krížená (heterotalická), u iných môže dôjsť k samooplodneniu (homotálna).

V gamétangii dochádza k meiotickému deleniu. V oogónii sa vyrába jedna alebo viac oosfér. V oomycetách chýbajú bičíkovité spermie. V anterídiu sa tvoria haploidné jadrá. Antheridium rastie do oogónie a tvorí fertilizačné trubice. Hnojiace trubice prenikajú do oosfér a prenášajú haploidné jadrá.

Tieto jadrá oplodňujú oospheres, čo vedie k vzniku hustej steny diploidného oospore. Uvoľnený oospor môže zostať v médiu po dlhú dobu pred klíčením a vytvorením hyf, ktorý rýchlo vytvorí sporangium.

Výživa

Mnoho oomycet je saprofytov, iné sú parazity. Niektoré druhy kombinujú oba životný štýl. Parazitárne druhy sa prispôsobili tak, aby parazitovali rôzne skupiny organizmov, ako sú rastliny, nematódy, stavovce a kôrovce.

Saprofytické organizmy vykonávajú vonkajšie trávenie potravy, vylučujú enzýmy a následne absorbujú rozpustené molekuly, ktoré sú výsledkom trávenia.

Parazitické oomycety môžu byť biotrofné, hemibiotrofné alebo nekrotrofné. Biotrofné druhy získavajú svoje živiny zo živých tkanív pomocou špecializovanej hýfy nazývanej haustorium.

Hemibiotrofy sa najskôr živia živým tkanivom a neskôr zabijú svojho hostiteľa. Necrotrofy vylučujú toxíny a enzýmy, ktoré ničia hostiteľské bunky a potom z nich získavajú živiny.

rozmnožovanie

nepohlavné

Oomycety sa rozmnožujú asexuálne prostredníctvom sporangií. Sporangia tvorí biflagelátové spóry zvané zoospory. V oomycetách môžu byť dva druhy zoospor, primárny a sekundárny.

Prvky majú bičík vložený do vrcholu. Sekundárne zoospory, ktorých vzhľad je reniformný, majú bočné bičíky. V niektorých prípadoch sporangia netvorí spóry, ale klíčí priamo. Toto sa považuje za prispôsobenie sa pozemskému životu.

sexuálnej

K sexuálnej reprodukcii dochádza prostredníctvom oogamie. V gametangii dochádza k produkcii pohlavných gamét. Ženský gametangium alebo oogonium je zvyčajne veľký a prostredníctvom meiózy vytvorí niekoľko oospheres. Samec alebo anterídium bude produkovať haploidné jadrá.

Antheridium porastie smerom k oogoniu a prostredníctvom oplodňovacích skúmaviek zavedie haploidné jadrá do oogonia. Spôsob, akým je antherídium pripojené k oogóniu, sa môže meniť.

V niektorých prípadoch sa anteridium laterálne pripája k oogoniu a nazýva sa paragynom. U iných obklopuje samec gamentagium bázu oogonia (amfiginum). V oogóniu sa vyskytuje fúzia mužského haploidného jadra s jadrom oosféry za vzniku diploidného oospore.

choroby

V rastlinách

Medzi najznámejšie choroby spôsobované oomycetami v rastlinách patrí zemiaková pleseň zemiaková, pleseň viniča, náhla smrť dubu a hniloba koreňov a stoniek sóje.

Počas infekcie tieto patogény dosahujú kolonizáciu svojich hostiteľov a modulujú obranyschopnosť rastlín pomocou série proteínov efektora chorôb.

Tieto efektory sú klasifikované do dvoch tried na základe ich cieľových miest. Apoplastické efektory sa vylučujú do extracelulárneho priestoru rastliny. Na druhej strane sa cytoplazmatiká zavádzajú do rastlinnej bunky prostredníctvom haustorií oomycete.

Do rodu Phytopthora patria hemibiotrofné (napr. P. infestans, P. sojae) a nekrotrofické (napr. P. cinnamomi) fytopatogény. Druhy tohto rodu mali vážny vplyv na poľnohospodárstvo,

Fytophora infestans, ktorá je príčinou neskorého plesne v zemiakoch a ktorá je zodpovedná za hladomor v 40. rokoch 20. storočia, môže infikovať rôzne rastlinné druhy iné ako zemiaky, ako sú paradajky a sóje. Tento druh môže infikovať celú rastlinu, hľuzy, korene alebo listy, čo vedie k smrti rastliny.

Phytophthora ramorum spôsobuje infekciu nazývanú náhla smrť dubu, ktorá postihuje tieto stromy a kríky spôsobujúce rýchlu smrť.

Ostatné fytopatogény

Plasmopara viticola, pôvodca plesne viniča, sa zaviedla zo severnej Ameriky do Európy koncom 19. storočia. Vyznačuje sa napadnutím listov a zhlukov.

Príznaky na listoch sú žlté lézie s rozmazanými okrajmi, s priemerom 1 až 3 cm. Ako choroba postupuje, môže spôsobovať nekrózu listov a dokonca úplnú defoliáciu rastliny.

Plasmopara vitícola. Príčina múčnatky na viniči. Vytvorené a upravené z https://www.biolib.cz/sk/image/id67152/

Aphanomyces euteiches spôsobuje hnilobu koreňov v mnohých strukovinách. Považuje sa za patogén, ktorý najviac obmedzuje výnos plodín hrachu v niektorých častiach sveta. Ostatné druhy tohto rodu ovplyvňujú zvieratá, suchozemské aj vodné.

U zvierat

Aphanomyces astaci je špecifický parazit raka, vysoko patogénny pre európske druhy. Spôsobilo to, že zmizla veľká časť európskej populácie kôrovcov z čeľade Astacidae.

Oomycete zoospory priťahujú chemické signály z kôrovcov a kôrovcov na kutikule. Cysty klíčia a vytvárajú mycélium, ktoré rýchlo rastie v kutikule, až kým nedosiahne vnútornú telesnú dutinu. Po dosiahnutí vnútorných tkanív kôrovec uhynie do 6 až 10 dní.

Členovia rodu aprolegnia spôsobujú skupinu chorôb nazývaných saprolegnióza, ktoré napádajú ryby alebo ich vajíčka. Medzi nimi je ulcerózna dermálna nekróza jedným z najdôležitejších ochorení, ktoré postihujú lososovité druhy. Táto choroba značne zasiahla populácie lososov v britských riekach na konci 19. storočia.

Saprolegniózy sa vyznačujú bielou alebo sivou škvrnou vláknitého mycélia na rybách. Infekcia začína v epidermálnom tkanive a môže sa šíriť dovnútra.

Môže tiež parazitovať vajíčka a je často viditeľná ako vatovo biela hmota na povrchu vajíčok alebo rýb v domácich akváriách. V poslednej dobe súvisel s aprolegnia ferax súvisiaci pokles populácie obojživelníkov.

Pythióza je choroba spôsobená oomycete Pythium insidiosum. Toto ochorenie je charakterizované granulomatóznymi léziami na koži, gastrointestinálnom trakte alebo v rôznych orgánoch.

Oomycete zoospory sa vyvíjajú v stojatých vodách v trópoch a subtropoch a vstupujú do hostiteľa cez kožné rany. Akonáhle dorazia k hostiteľovi, zoospores encystujú a napadnú hostiteľské tkanivo. Ovplyvňuje kone, mačky, psy a príležitostne aj človeka.

Referencie

1. GW Beakes, S. Sekimoto (2009). Evolučná fylogénia poznatkov oomycéty získaná zo štúdií holokarpických parazitov rias a bezstavovcov. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycete genetika a genomika: diverzita, interakcie a výskumné nástroje. John Wiley & Sons, Inc.
2. HS Judelson (2009) Sexuálna reprodukcia v oomycetách: biológia, diverzita a prínos k zdraviu. In: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycetegenetika a genomika: diverzita, interakcie a výskumné nástroje. John Wiley & Sons, Inc.
3. S. Kamoun (2003). Molekulárna genetika patogénnych Oomycet. Eukaryotická bunka.
4. J. Makkonen (2013). Morový patogén raci raky Aphanomyces astaci. Genetická rozmanitosť a prispôsobenie sa hostiteľskému druhu. Publikácie University of Eastern Finland. Dizertačné práce v lesníctve a prírodných vedách č. 105
5. S.-K. Oh, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Efektívne látky Oomycetes RXLR pôsobia ako aktivátory aj ako potláčajúce imunitu rastlín. The Plant Pathology Journal.
6. B. Paula, MM Steciow (2004). Saprolegnia multispora, nový oomycet izolovaný zo vzoriek vody odobratých v rieke v regióne Burgundian vo Francúzsku. FEMS Mikrobiologické listy.