if (typeof _ _ es_fad _ position != ‘udefineret’) {__es_fad_position (‘div-gpt-ad-microscopemaster_com-boks-2-0’)}; Clavicepsforskellige arter, struktur, morfologi og livscyklus

slægten Claviceps er en svampeart, der kan findes i æggestokkene af græs og rug (såvel som andre beslægtede planter). Dette har vist sig at være det primære kendetegn ved denne art.

godt over 40 arter af slægten sclerotia er blevet identificeret med nogle af de vigtigste arter, herunder følgende:

• Claviceps purpurea
• Claviceps fusiformis
• Claviceps paspali
• Claviceps africana

Ergotsvampe

sammen med en række andre arter (f.eks. Som sådan kan de findes voksende på en række græs, hvor de producerer alkaloider.

denne svampeart er homotallisk, hvilket betyder, at de har tendens til at reproducere seksuelt.

de følgende faser repræsenterer livscyklussen for ergotsvampe generelt:

• fase 1 – vindbårne ascosporer transporteres til værten (dette foregår hovedsageligt om foråret)
• fase 2 – sporerne fastgøres på værtsens pistiloverflade
• fase 3 – Når de spirer, vokser hyferne ind i æggestokkens organ-her er det værd at bemærke, at hyferne kun invaderer plantens æggestok og ikke bevæger sig til nogen anden del af planten. Årsagen til dette er endnu ikke klar.
• fase 4-sphacelial stroma, som er svampens konidiafase, fortsætter med at vokse og udvikle sig i organet (æggestok)
• Fase 5 – flere sporer produceres i æggestokken, der danner det, der ligner en tyk væske, der derefter kan sprede sig til andre planter gennem en række spredningsmetoder (regn, insekter osv)

Cuticle Penetration

da cuticle er relativt hård, antages det, at ergot svampe for det meste vil vokse på sårbare planter. Imidlertid er mekanismen, gennem hvilken de trænger ind, endnu ikke fuldt ud forstået.

en af de bedste teorier antyder dog, at svampene producerer specialiserede hyfer, der er i stand til at vokse ind i den epidermale cellevæg og i sidste ende vokser ind i æggestokken i værtsplanten.

* de specialiserede hyfer varierer lidt fra en art til en anden.

Claviceps Purpurea

også kendt under sådanne navne som Claviceps microcephala, Claviceps setulosa og Sphacelia segetum, Claviceps purpurea (C.purpurea) kan findes i en bred vifte af græs og korn, hvor det forårsager ergot sygdom.

sammenlignet med andre arter i slægten parasiterer C. purpurea omkring 400 typer græs over hele kloden inklusive byg, hvede og rug. Dette gør det til en af de mest allestedsnærværende patogener i slægten, der er ansvarlig for skader på mange græs og kornplanter.

forskellige stammer af C. purpurea har også vist sig at være i stand til at bevæge sig fra en værtsæggestok til en anden. Blandt disse stammer er der forskellige aggressive stammer, såsom vildtypestammen, der aktivt vokser og erstatter andre ergotsvampe fra æggestokken, hvor de havde slået sig ned. Dette gør det muligt for den aggressive belastning at vokse og trives mere succesfuldt.

C. purpurea livscyklus

livscyklussen for C. purpurea begynder, når svampens sporer (ascosporer) spredes af vinden fra svampens frugtlegeme (perithecium). Sporerne begynder at spire, når de lander på pistilen (kvindelig reproduktiv del af en blomst med en æggestok i bunden) af værtsplanten.

sporet (en enkelt homotallisk) begynder derefter at spire og producere hyfer, som er i stand til at trænge ind i neglebåndet ved stigmas hår (blødeste del) for at nå æggestokken. I æggestokken produceres en mycelial stroma, som igen udvikler sig yderligere til et stort antal conidiosporer, der frigives fra plantens floemsaft som en tyk sukkerholdig væske.

når denne væske spredes til andre planter af regndråber og insekter, giver det mulighed for, at infektionen spredes til andre planter, da svampene fortsætter med at trives.

gennem denne cyklus erstattes æggestokken af værtsplanten grundlæggende af svampens mycelia (som også danner ekssudaterne kaldet honningdug). Den producerede honningdug er sammensat af conidia, der inficerer andre værtsæggestok, når sporerne (conidia) spredes.

på den anden side udvikler honningdug (rig på sukker) sig til et sklerotium, som er en hærdet mørkebrun (eller lilla) masse, der også kaldes ergotlegemet (kroppe). Disse organer indeholder tørre alkaloider og når de lander på deres omgivende (jorden) livscyklus fortsætter med at producere ascosporer, der igen kan påvirke andre værtsplanter æggestokke.

* C. purpurea-arter har vist sig at producere ensymer, der er i stand til at nedbryde cellevæggen i værtsplanten for at trænge ind og nå frem til æggestokken

* honningdug tiltrækker insekter, hvilket gør det muligt at sprede sporerne til andre værtsplanter

* Sclerotiums hårdhed gør det muligt at overleve under ugunstige forhold om vinteren – under gunstige forhold begynder svampene at spire for at danne frugtlegemer (stroma) under seksuel reproduktion. Sporerne, der i sidste ende produceres fra perithecium, bæres af vinden til værtsplanteblomsterne, hvor livscyklussen fortsætter.

seksuel reproduktion

under seksuel reproduktion smelter cytoplasmaet af kompatibel mycelia sammen i en proces kendt som plasmogami. Kernerne i disse mycelier smelter imidlertid ikke, hvilket betyder, at cellerne forbliver i en dikarytisk tilstand. Dette betyder simpelthen, at cellen indeholder to genetisk forskellige kerner i deres cytoplasma.

når betingelserne er gunstige (temperatur, næringsstoffer osv.), udvikler disse celler sig til en frugtkrop (ascus dannes i frugtkroppen), som derefter efterfølges af fusion af de to kerner i en proces kendt som karyogami.

kernefusion i ascus resulterer i produktion af ascosporer gennem meiose (meiose fortsætter mitose) og mitose. Disse sporer fortsætter livscyklussen under gunstige forhold.

C. Purpurea struktur og morfologi

• hornet som sclerotia, der erstatter plantefrø, kan forekomme mørkebrun eller lilla i farve.
• størrelsen af disse strukturer (sclerotia) er i høj grad afhængig af antallet af sclerotia på kornørene eller størrelsen af frøene fra værtsplanten
• Sclerotia er cylindriske og aflange i form
• sporer af C. purpurea er tynde og aflange (som nåle)
• purpureas perithecia er kolbeformet

Claviceps Paspali

også kaldet paspalum ergot, Claviceps paspali er en art i slægten Claviceps, der siges at have oprindelse fra Sydamerika. Det kan dog findes i en række andre regioner over hele verden, herunder Australien og en del af Afrika.

sammenlignet med C. purpurea som påvirker en bred vifte af græs og korn, Claviceps paspali har vist sig at for det meste kolonisere arter af Paspalum slægten (græs).

livscyklussen for Claviceps paspali ligner mere den for C. purpurea. Dette betyder, at sporer spredt af vind lander på værtsblomstens pistil (Paspalum-slægten såsom Paspalum dilatatum) og spirer for at producere hyfer, der vokser ind i æggestokken. Eksperimenter har vist, at dette behandles for kun at tage et par dage, hvilket resulterer i ødelæggelse af æggestokken, da svampevævet fylder organets indre rum. Som med C. purpurea produceres honningdug også af denne svamp for at tiltrække insekter og lade livscyklussen fortsætte i andre værtsplanter.

C. Paspali struktur og morfologi

• perithecia er kolbeformet med slank og cylindrisk asci
• Hyaline ascosporer
• fingerbøl som ascus med ca. otte sporer hver
• stromata af Claviceps paspali er hård, men har en læderagtig struktur
• sclerotia er gul grå i farve med en ru overflade
• ascosporer af Claviceps Claviceps paspali er mellem 70 og 100 mikron i længden

ligesom Claviceps purpurea producerer Claviceps paspali alkaloider, der kan forårsage sundhedsmæssige problemer. Derudover producerer de også paspalinsyre, lyserginsyre-aminer og andre stoffer, såsom isolyserginsyre.

i betragtning af at denne svamp typisk påvirker slægten Paspalum, såsom Paspalum dilatatum, som indtages af kvæg og andre planteædere, har disse stoffer vist sig at være giftige for disse dyr, der forårsager rysten og endda død, når de indtages i store mængder.

for eksempel viste et gram ekstrakt fra svampene sig at være i stand til at forårsage død for en modnet gris. Af denne grund gives sådanne græs i dele af Australien og andre regioner sjældent til disse dyr.

Claviceps Fusiformis

Claviceps fusiformis er primært almindelig i forskellige dele af Afrika og Indien, hvor perlehirse er dens primære vært. Svampene forårsager ergotsygdom i denne plante ved at erstatte de normale sunde korn med en sclerotia.

ligesom de andre arter i slægten Claviceps producerer Claviceps fusiformis også alkaloider fra sclerotia, der kan forårsage forgiftning hos dyr.

nogle af symptomerne forbundet med dette stof inkluderer (hos dyr og mennesker):

• nervøsitet
• opkastning
• diarre

mens Claviceps fusiformis stort set påvirker perlehirse, har sådanne græs som dem, der hører til slægten Pennisetum, også vist sig at fungere som reservoirværter for arten.

med meget små forskelle svarer livscyklussen for denne art også til Claviceps purpurea, hvor den vindbårne conidia kan spredes af vind, insekter og regndråber.

nogle af de optimale betingelser for spiring af conidia omfatter:

• 20- 30 C

• 100 relativ luftfugtighed

C. Fusiformis struktur og morfologi

• en langstrakt sclerotia, der kan være bleg eller mørkebrun i farve
• svampens stilke er lilla i farve og danner et mørkebrunt kugleformet capitulum
• Hyalineconidia (makro og mikroconidia)

* ergotalkaloider produceret af Claviceps fusiformis findes i inficeret perlehirse og Buffelgræs

Claviceps Africana

Claviceps Africana har vist sig primært at påvirke sorghumplanter, hvilket gør det til en af de største udfordringer i branchen. Det findes stort set i Afrika, Australien, dele af Asien såvel som både Nord-og Sydamerika. Som et resultat er der en global bekymring over ødelæggelsen af sorghumplanter.

bortset fra blot at skade disse afgrøder ved at skade æggestokken og dets alkaloider (især dihydroergosin, festuclavin og pyroclavin), claviceps africana gør også planten modtagelig for anden type svampe og skadedyr.

livscyklussen for Claviceps africana svarer til den for de andre Claviceps. Men med Claviceps africana erstattes æggestokken og frøene af mycelium, der er hvidt eller bleg i farve og har en sub-globose form. Viskositeten af honningdug (hvid i farve) er afhængig af temperatur og fugtighed.

når det har lav viskositet, har honningduggen vist sig at dække dele af bladene og plantestænglen, hvilket får den til at virke mere hvid eller bleg, som den naturligt er.

metabolisme

næringsstoffer er nødvendige for alle arter af slægten Claviceps i deres udvikling. Undersøgelser har vist, at lipider, aminosyrer og andre sukkerarter koncentreres i spirende sclerotium.

for eksempel blev reserver af lipider i sclerotium vist at fungere som energikilder under stomatal vækst. Syntesen af polypol, mannital og forskellige opløselige sukkerarter viste sig også at forekomme. Aminosyrer og lipider viste sig derfor at være vigtige ikke kun for spiring af sclerotiumet, men også for syntesen af andet materiale, der kræves til overlevelse og spredning af svampene.

ifølge andre undersøgelser har hyfer, der vokser inde i æggestokken, også vist sig at udlede næringsstoffer, der kræves til spiring af sklerotiet.

toksiner

Ergotsvampe producerer ergotalkaloider, som er mykotoksiner.

nogle af de vigtigste ergotalkaloider inkluderer:

• Lysergsyreamid
• Ergopeptider
• Claviner
• Lysergsyrer

afhængigt af arten og de inficerede planter vil forurening og virkningerne på forurening på planten og mennesker og dyr variere.

for eksempel, mens Claviceps purpurea påvirker de reproduktive dele af kornplanter og forskellige græs, C. africana forurener og forårsager ødelæggelse af sorghum med deres alkaloider.

når de indtages af mennesker og dyr, vil forskellige koncentrationer af alkaloider have forskellige virkninger lige fra hallucinationer og brændende fornemmelser til døden. Hos mennesker har ergotoksin og andre alkaloider af C. purpurea vist sig at stimulere den glatte muskel, hvilket resulterer i tilfælde af koldbrand, arteriel okklusion og sammentrækning af livmoderen, hvilket kan resultere i aborter.

nogle af de andre virkninger af disse stoffer omfatter:

• hovedpine
• kramper
• Vertigo
• smertefulde vasokonstriktioner

farmaceutisk Betydning

mens ergotsvampe har vist sig at have negative helbredspåvirkninger ud over skadelige planter, har de også en medicinsk betydning. For eksempel er de blevet brugt til at reducere overdreven blødning i menstruationsperioder hos kvinder.

forbindelser som ergotamin er også blevet brugt til at hjælpe med at håndtere migræne, mens andre ergotsvampe hjælper med at forbedre virkningerne af dopamin i hjernen.

konklusion

mens disse organismer har farmakologisk betydning, er det værd at bemærke, at ergotsvampe kan have alvorlige negative virkninger på både mennesker og dyr. Af denne grund er det meget modløs at bruge dem til deres farmakologiske virkninger (som en form for behandling) for dem, der ikke er bekendt med disse svampearter. Men at nyde at se på dem fra et mikrosynspunkt under mikroskopet er fascinerende.

Se Også:

Trichoderma

Aspergillus

Alternaria

Peisomycotina

gær generelt

Verticillium

tilbage til svampe hovedside

retur fra Claviceps til MicroscopeMaster hjem

B. Komolonga, S. Chakrabortyab, M. Ryleyc og D. Yates. Ovariekolonisering af Claviceps africana er relateret til ergotresistens i mandlige sterile sorghumlinjer. Plantepatologi (2003) 52, 620-627.

Klaus B. Tenberge. Biologi og livsstrategi for Ergotsvampene. 1999 Opa (Overseas Publishers Association) N. V. udgivet af licens under harved Academic Publishers imprint, en del af Gordon and Breach Publishing Group.

Paul Tudsynski og Jan Scheffer. Claviceps purpurea: molekylære aspekter af en unik patogen livsstil. Molekylær Plantepatologi (2004) 5(5), 377-388.