属Clavicepsは草およびライ麦の卵巣で見つけることができる菌類種です(他の関連の植物と同様、)。 これはこの種の主要な特徴であることが示されている。
sclerotia属の40種以上が、以下を含む最も重要な種のいくつかで同定されています:
- Claviceps purpurea
- Claviceps fusiformis
- Claviceps paspali
- Claviceps africana
麦角菌
他の多くの種(C.sorghiやC.cynodontisなど)とともに、これらの生物は麦角菌と呼ばれる真菌のグループに属しています。 そのように、彼らはアルカロイドを生産する様々な草の上で成長していることがわかります。
この種の真菌は同族体であり、性的に繁殖する傾向があることを意味します。
以下の段階は、一般的に麦角真菌のライフサイクルを表しています:
- フェーズ1-風媒介子嚢胞子は宿主に輸送される(これは主に春に行われる)
- フェーズ2-胞子は宿主の雌しべ表面に付着する
- フェーズ3-発芽すると、菌糸は卵巣器官に成長する-ここでは、菌糸が植物の卵巣に侵入するだけで、植物の他の部分には移動しないことに注意する価値がある。 この理由はまだ明らかではありません。
- フェーズ4-真菌の分生子相である括約筋間質は、器官(卵巣)で成長し、発達し続ける
- フェーズ5-卵巣でより多くの胞子が産生され、厚い液体のように見える)
キューティクル浸透
キューティクルが比較的硬いことを考えると、ほとんどの場合、麦角真菌は脆弱な植物に成長すると考えられています。 しかし、それらが浸透するメカニズムはまだ完全に理解されていません。
しかし、最良の理論の1つは、真菌が表皮細胞壁に成長し、最終的に宿主植物の卵巣に成長することができる特殊な菌糸を産生することを示唆している。
* 特殊な菌糸は、ある種から別の種にわずかに変化する。
クラヴィセプス-プルプレア
また、Claviceps microcephala、Claviceps setulosaおよびSphacelia segetum、Claviceps purpurea(C.purpureaは麦角の病気を引き起こす草および穀物の広い範囲で)見つけることができます。
この属の他の種と比較して、C.purpureaは大麦、小麦、ライ麦を含む世界中の約400種類の草に寄生しています。 これは多くの草および穀物の植物の損傷に責任がある属の最も遍在する病原体のそれに1つをします。
C.purpureaの様々な株もまた、ある宿主卵巣から別の宿主卵巣に移動することができることが示されている。 これらの株の中には、彼らが定住していた卵巣から他の麦角真菌を積極的に成長させ、置き換える野生型株などの様々な積極的な株があります。 これにより、積極的な株が成長し、より成功して繁栄することができます。
C.Purpureaライフサイクル
C.purpureaのライフサイクルは、真菌の胞子(子嚢胞子)が真菌の子実体(perithecium)からの風によって分散されたときに始まります。 胞子は、宿主植物の雌しべ(その基部に卵巣を有する花の女性の生殖部分)に着陸すると発芽し始める。
胞子(単一の同種異系)は発芽し、菌糸を生成し始め、柱頭(最も柔らかい部分)の毛でキューティクルを貫通して卵巣に到達することができる。 卵巣では、菌糸間質が産生され、これはさらに、植物の師部樹液から厚い甘い液体として放出される多数の分生子胞子に発展する。
この液体が雨滴や昆虫によって他の植物に広がると、菌類が繁栄し続けるにつれて感染が他の植物に広がることができます。
このサイクルを通じて、宿主植物の卵巣は基本的に真菌の菌糸体(これは蜜蝋と呼ばれる滲出液も形成します)に置き換えられます。 産生される蜜蜂は、胞子(分生子)が分散しているときに他の宿主卵巣に感染する分生子で構成されています。
一方、甘露(砂糖が豊富)は硬化した暗褐色(または紫色)の塊であり、麦角体(体)とも呼ばれます。 これらの体には乾燥アルカロイドが含まれており、周囲の(地面)に着陸すると、ライフサイクルは他の宿主植物の卵巣に影響を与える可能性のある子嚢胞子を産生し続けます。
* purpurea種は、宿主植物の細胞壁を分解して卵巣に浸透して到達することができる酵素を産生することが示されている
* 蜜蜂は昆虫を引き付け、胞子を他の宿主植物に広げることを可能にする
* 菌核の硬度は、冬の不利な条件で生き残ることを可能にする-好条件では、真菌は有性生殖中に子実体(間質)を形成するために発芽し始める。 最終的にperitheciumから生産される胞子は、ライフサイクルが続く宿主植物の花に風によって運ばれます。
有性生殖
有性生殖の間、互換性のある菌糸体の細胞質はプラズモガミーとして知られるプロセスで融合する。 しかし、これらの菌糸体の核は融合しないので、細胞は二核状態のままであることを意味する。 これは単に、細胞がそれらの細胞質に2つの遺伝的に異なる核を含むことを意味する。
条件(温度、栄養素など)が良好な場合、これらの細胞は子実体に発達し(子実体に子嚢が形成される)、その後、核形成として知られるプロセスで二つの核が融合
子嚢内の核融合は、減数分裂(減数分裂は有糸分裂を進行させる)および有糸分裂を介して子嚢胞子の産生をもたらす。 これらの胞子は好条件でライフサイクルを続ける。
C. Purpureaの構造および形態
- 植物の種子を置き換える菌核のような角は、色が暗褐色または紫色に見えることがあります。
- これらの構造(菌核)の大きさは、穀物の耳の菌核の数または宿主植物の種子の大きさに大きく依存する
- 菌核は円筒形で細長い形をしている
- Cの胞子。 purpureaは細くて細長い(針のような)
- purpureaのペリテシアはフラスコ型です
Claviceps Paspali
またpaspalumの麦角と言われて、Claviceps paspaliは南アメリカから起きると言われる属Clavicepsの種です。 しかし、それはオーストラリアとアフリカの一部を含む世界中の他の多くの地域で見つけることができます。
草および穀物の広い範囲に影響を与えるpurpurea、Claviceps paspaliは大抵Paspalum属(草)の種を植民地化するために示されていました。
Claviceps paspaliのライフサイクルはC.purpureaのライフサイクルに似ています。 これは、風によって分散した胞子が宿主の花(Paspalum dilatatumなどのPaspalum属)の雌しべに着陸し、発芽して卵巣に成長する菌糸を産生することを意味する。 実験は菌類のティッシュが器官の内部スペースを満たすと同時に卵巣の破壊に終って少数の日を取るために処理するためにこれを示しました。 C.purpureaと同様に、この真菌によっても蜜蝋が生成され、昆虫を引き付け、他の宿主植物でライフサイクルが継続することを可能にする。
パスパリの構造と形態
- ペリテシアは細長い円筒形のフラスコ状であるasci
- 硝子子嚢胞子
- 指ぬきのようなascus
- Claviceps paspaliのstromataは丈夫ですが、革の質感を持っています
- 菌核は黄灰色で、表面は粗くなっています
- claviceps paspaliの子嚢胞子は、長さが70と100ミクロンの間にあります
Claviceps purpureaのように、Claviceps paspaliは健康上の問題を引き起こす可能性のあるアルカロイドを生成します。 さらに、それらはまたpaspalic酸、lysergic酸のアミンおよびisolysergic酸のような他の物質を作り出します。
この真菌は通常、牛や他の草食動物によって消費されるPaspalum dilatatumのようなPaspalum属に影響を与えることを考えると、これらの物質はこれらの動物に有毒であ
例えば、ある研究によると、真菌からの抽出物のグラムは、成熟した豚に死を引き起こす可能性があることが示されました。 このため、オーストラリアの一部や他の地域のそのような草は、これらの動物にはめったに与えられません。
クラヴィセプス-フスジフォミス
Claviceps fusiformisは真珠のキビが第一次ホストであることが付いているアフリカおよびインドのさまざまな部分で主に共通です。 真菌は、正常な健康な穀物を菌核に置き換えることによって、この植物において麦角病を引き起こす。
Claviceps属の他の種と同様に、Claviceps fusiformisはまた、動物に中毒を引き起こす可能性のある菌核からアルカロイドを産生する。
この物質と関連付けられる徴候のいくつかは含んでいます(動物および人間で):
- 神経質
- 嘔吐
- 下痢
Claviceps fusiformisは主に真珠のキビに影響を与えますが、pennisetum属に属するもののような草も種の貯水池宿主として作用することが示されています。
この種のライフサイクルは、風媒介分生子が風、昆虫、雨滴によって広がる可能性のあるClaviceps purpureaのライフサイクルにも似ています。
分生子の発芽に最適な条件には次のものがあります:
- 20- 30 C
- 100 相対湿度
C. 紡錘形の構造と形態
- 真菌の茎は色が紫色であり、暗褐色の球状の柱頭を形成する細長い菌核
- Hyalineconidia(macroおよびmicroconidia)
* Claviceps fusiformisによって作り出される麦角のアルカロイドは感染させた真珠のキビおよびBuffelの草にあります
Claviceps Africana
Claviceps africanaは主にそれに企業の最も大きい挑戦の1つ それは主にアフリカ、オーストラリア、アジアの一部だけでなく、北と南アメリカの両方で発見されました。 その結果、ソルガム植物の破壊に対する世界的な懸念があります。
単に卵巣とそのアルカロイド(特にジヒドロエルゴシン、フェストクラビン、パイロクラビン)を損傷することによってこれらの作物を損傷するだけでなく、Claviceps africanaは他のタイプの真菌や害虫にも影響を受けやすくする。
Claviceps africanaのライフサイクルは他のClavicepsのライフサイクルと同様です。 しかし、Claviceps africanaでは、卵巣と種子は白または淡色で、亜球状の形をした菌糸体に置き換えられます。 蜜蝋の粘度(白色)は温度と湿度に依存します。
粘度が低い場合、葉や植物の茎の部分を覆うことが示されており、自然に白くなったり薄くなったりすることが示されています。
代謝
栄養素は、クラビセプス属のすべての種の開発に必要です。 研究では、脂質、アミノ酸および他の糖が発芽菌核に濃縮されることが示されている。
例えば、菌核内の脂質の埋蔵量は、気孔の成長中にエネルギー源として作用することが示された。 ポリポール、マンニタールおよび種々の可溶性糖の合成も起こることが示された。 アミノ酸と脂質は菌核の発芽だけでなく,真菌の生存と増殖に必要な他の物質の合成にも重要であることが示された。
他の研究によると、卵巣の内部で成長する菌糸も、菌核の発芽に必要な栄養素を得ることが示されています。
毒素
麦角菌はマイコトキシンである麦角アルカロイドを産生する。
最も重要な麦角アルカロイドのいくつかは下記のものを含んでいます:
- リゼルグ酸アミド
- エルゴペプチド
- クラビン
- リゼルグ酸
種および感染した植物によって、汚染および植物および人間および動物に対する汚染への影響は変わる。
例えば、Claviceps purpureaは穀物植物や様々な草の生殖部分に影響を与えるのに対し、C.africanaはアルカロイドでソルガムを汚染し、破壊を引き起こす。
人間や動物が摂取した場合、アルカロイドの濃度が異なると、幻覚や灼熱感から死に至るまで様々な効果があります。 人間では、c.purpureaのエルゴトキシンそして他のアルカロイドは不成功で起因できる子宮の壊疽、幹線閉塞および収縮の場合に終って平滑筋を、刺激するた
これらの物質の他の影響のいくつかは下記のものを含んでいます:
- 頭痛
- 痙攣
- めまい
- 痛みを伴う血管収縮
医薬品的意義
麦角真菌は植物の損傷に加えて健康に悪影響を及ぼすことが示されていますが、医学的重要性も持っています。 例えば、それらが女性のmenstrual期間の間に余分な出血を減らすのに使用されていました。
エルゴタミンのような化合物は片頭痛に対処するのにも使用されており、他の麦角菌は脳内のドーパミンの効果を高めるのにも使用されています。
結論
これらの生物は薬理学的重要性を持っていますが、麦角真菌は人間と動物の両方に深刻な悪影響を及ぼす可能性があることは注目に値しま このため、それらを薬理学的効果のために(治療の一形態として)使用することは、これらの真菌種に精通していない人にとっては非常にお勧めで しかし、顕微鏡の下でミクロの視点からそれらを見ることを楽しむことは魅力的です。
も参照:
Trichoderma
Aspergillus
Alternaria
Pezizomycotina
酵母一般
Verticillium
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B.Komolonga、S.Chakrabortyab、M.RyleycおよびD.Yates。 Clavicepsafricanaによる卵巣コロニー形成は,雄性滅菌ソルガム系統における麦角抵抗性に関連している。 植物病理学(2003)52、620-627。
クラウス-B-テンベルジュ 麦角菌の生物学と生命戦略。 1999年OPA(Overseas Publishers Association)N.V.Gordon and Breach Publishing Groupの一部であるHarwood Academic Publishers imprintの下でライセンスで出版されました。
Paul TudzynskiとJan Scheffer。 Claviceps purpurea:独特な病原性のある生活様式の分子面。 分子植物病理学(2004) 5(5), 377-388.