Гломеромикота
Гломеромикота | |
---|---|
Gigaspora margarita в сочетании с Lotus corniculatus | |
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | Грибы |
Разделение: | Гломеромикота |
Подразделение: | Гломеромикотина К. Уокер и А. Шюсслер (2001) [2] |
Сорт: | Гломеромицеты Кавал.-См. (1998) [1] |
Заказы | |
Glomeromycota (часто называемые гломеромицетами , поскольку они включают только один класс, Glomeromycetes) — одно из восьми признанных в настоящее подразделений царства время Грибов . [3] около 230 описанных видов. [4] Представители Glomeromycota образуют арбускулярные микоризы (АМ) со слоевищами мохообразных и корнями сосудистых наземных растений . Было показано, что не все виды образуют АМ, а один, Geosiphonpyriformis , как известно, не делает этого. Вместо этого он образует эндоцитобиотическую ассоциацию с Nostoc цианобактериями . [5] Большинство данных показывают, что Glomeromycota зависят от наземных растений ( Nostoc в случае Geosiphon ) в плане получения углерода и энергии, но недавно появились косвенные доказательства того, что некоторые виды могут вести независимое существование. [6] Арбускулярные микоризные виды являются наземными и широко распространены в почвах по всему миру, где образуют симбиоз с корнями большинства видов растений (>80%). Их также можно найти на водно-болотных угодьях , в том числе на солончаках, и в сочетании с эпифитными растениями.
По данным мультигенного филогенетического анализа, этот таксон относится к типу Mucoromycota . [7] В настоящее время название типа Glomeromycota недействительно, и для описания этого таксона следует использовать подтип Glomeromycotina. [8]
Воспроизведение
[ редактировать ]Glomeromycota обычно имеют ценоцитарный (иногда с редкими перегородками ) мицелий и размножаются бесполым путем путем бластного развития кончика гифы с образованием спор. [2] (гломероспоры) диаметром 80–500 мкм . [9] У некоторых сложные споры образуются внутри терминального мешочка. [2] Недавно было показано, что виды Glomus содержат 51 ген, кодирующий все инструменты, необходимые для мейоза . [10] На основании этих и связанных с ними результатов было высказано предположение, что виды Glomus могут иметь загадочный половой цикл. [10] [11] [12]
Колонизация
[ редактировать ]Новая колонизация АМ-грибов во многом зависит от количества инокулята , присутствующего в почве. [13] Хотя было показано, что ранее существовавшие гифы и инфицированные фрагменты корней успешно колонизируют корни хозяина, прорастающие споры считаются ключевыми игроками в создании нового хозяина. Споры обычно распространяются грибами и травоядными животными, роющими норы в растениях, но также известны некоторые возможности распространения по воздуху. [14] Исследования показали, что прорастание спор зависит от конкретных условий окружающей среды, таких как необходимое количество питательных веществ, температура или доступность хозяина. Также было замечено, что скорость колонизации корневой системы напрямую коррелирует с плотностью спор в почве. [13] Кроме того, новые данные также свидетельствуют о том, что растения-хозяева AM-грибов также выделяют химические факторы, которые привлекают и усиливают рост развивающихся гиф спор по направлению к корневой системе. [14]
Необходимые компоненты для колонизации Glomeromycota включают тонкую корневую систему хозяина, правильное развитие внутриклеточных арбускулярных структур и хорошо развитый внешний грибной мицелий . Колонизация осуществляется за счет взаимодействия между прорастающими гифами спор и корневыми волосками хозяина или за счет развития аппрессорий между эпидермальными клетками корня. Этот процесс регулируется специализированной химической передачей сигналов и изменениями экспрессии генов как хозяина, так и AM-грибов. Внутриклеточные гифы доходят до корковых клеток корня и проникают в клеточные стенки, но не во внутреннюю клеточную мембрану, образуя внутреннюю инвагинацию . Проникающие гифы образуют сильно разветвленную структуру, называемую арбускулой , которая имеет небольшой функциональный период до деградации и поглощения клетками корня хозяина. Полностью развитая арбускулярная микоризная структура облегчает двустороннее перемещение питательных веществ между хозяином и мутуалистическим грибковым партнером. симбиотическая ассоциация позволяет растению-хозяину лучше реагировать на стрессы окружающей среды, а нефотосинтезирующим грибам — получать углеводы, образующиеся в результате фотосинтеза. [14]
Филогения
[ редактировать ]Первоначальные исследования Glomeromycota были основаны на морфологии почвенных спорокарпов (скоплений спор), обнаруженных в корнях колонизированных растений или рядом с ними. [15] Отличительные особенности, такие как морфология стенок, размер, форма, цвет, прикрепление гиф и реакция на окрашивающие соединения, позволили построить филогению. [16] Поверхностное сходство привело к первоначальному отнесению рода Glomus к несвязанному семейству Endogonaceae . [17] После более широких обзоров, которые прояснили путаницу со спорокарпиями, Glomeromycota были впервые предложены к родам Acaulospora и Gigaspora. [18] прежде чем им был присвоен собственный порядок с тремя семействами Glomaceae (ныне Glomeraceae ), Acaulosporaceae и Gigasporaceae. [19]
С появлением молекулярных методов эта классификация претерпела серьезный пересмотр. Анализ рРНК малых субъединиц (SSU) последовательностей [20] указали, что они имеют общего предка с дикарьями . [2] В настоящее время принято считать, что Glomeromycota состоит из 4 отрядов. [21]
Гломеромикота | |
Несколько видов, которые производят гломоидные споры (т.е. споры, подобные Glomus ), на самом деле принадлежат к другим глубоко расходящимся линиям. [22] и были отнесены к отрядам Paraglomerales и Archaeosporales . [2] Эта новая классификация включает Geosiphonaceae , который в настоящее время содержит один гриб ( Geosiphonpyriformis ), который образует эндосимбиотические ассоциации с цианобактерией Nostoc punctiforme. [23] и производит споры, типичные для этого отдела, в Archaeosporales .
Работа в этой области еще не завершена, и члены Glomus , возможно, лучше подходят для разных родов. [24] или семьи. [9]
Молекулярная биология
[ редактировать ]Биохимическая и генетическая характеристика Glomeromycota затруднена из-за их биотрофной природы, что затрудняет лабораторное культивирование. Это препятствие в конечном итоге было преодолено с использованием корневых культур, а совсем недавно для решения этой проблемы был разработан метод, использующий секвенирование одного ядра из спор. [25] Первым микоризным геном, который был секвенирован, была рибосомальная РНК малых субъединиц (SSU рРНК). [26] Этот ген высококонсервативен и широко используется в филогенетических исследованиях, поэтому его изолировали из спор каждой таксономической группы перед амплификацией с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). [27] Метатранскриптомическое исследование засушливых земель Севильеты показало, что 5,4% считываний грибковой рРНК соответствуют Glomeromycota. Этот результат не соответствовал предыдущим исследованиям структуры сообщества в регионе на основе ПЦР, что позволяет предположить, что предыдущие исследования на основе ПЦР, возможно, недооценивали численность Glomeromycota из-за систематических ошибок амплификации. [28]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кавальер-Смит, Т. (1998). «Пересмотренная система жизни шести королевств». Биол. Преподобный Кэмб. Филос. Соц. 73 (3): 203–266. дои : 10.1017/s0006323198005167 . ПМИД 9809012 . (как «Гломомицеты»)
- ^ Jump up to: а б с д и Шюслер, А.; и др. (декабрь 2001 г.). «Новый тип грибов Glomeromycota : филогения и эволюция» . Микол. Рез . 105 (12): 1413–1421. дои : 10.1017/S0953756201005196 .
- ^ Хиббетт, Д.С.; и др. (март 2007 г.). «Филогенетическая классификация грибов более высокого уровня » . Микол. Рез . 111 (5): 509–547. CiteSeerX 10.1.1.626.9582 . дои : 10.1016/j.mycres.2007.03.004 . ПМИД 17572334 . S2CID 4686378 .
- ^ Шюсслер, Артур (15 августа 2011 г.). «Филогения Glomeromycota» . www.lrz-müenchen.de . Архивировано из оригинала 29 мая 2012 г.
- ^ Шюслер, Артур (10 марта 2011 г.). «Симбиоз Geosiphonpyriformis - гриб «поедает» цианобактерии» . www.lrz-müenchen.de . Архивировано из оригинала 5 августа 2012 г.
- ^ Хемпель, С.; Ренкер К. и Баскот Ф. (2007). «Различия в видовом составе арбускулярных микоризных грибов в споровых, корневых и почвенных сообществах луговой экосистемы». Экологическая микробиология . 9 (8): 1930–1938. дои : 10.1111/j.1462-2920.2007.01309.x . ПМИД 17635540 .
- ^ Спатафора Дж.В., Чанг Ю., Бенни Г.Л., Лазарус К., Смит М.Э., Берби М.Л., Бонито Дж., Корради Н., Григорьев И., Грыганский А., Джеймс Т.Я., О'Доннелл К., Роберсон Р.В., Тейлор Т.Н., Юлинг Дж., Вилгалис Р., Уайт ММ, Стаич Дж.Е. (2016). «Филогенетическая классификация зигомицетных грибов на уровне типа, основанная на данных масштаба генома» . Микология . 104 (3): 758–65. дои : 10.3852/16-042 . ПМК 6078412 . ПМИД 27738200 .
- ^ Спатафора, Джозеф В.; Чанг, Ин; Бенни, Джеральд Л.; Лазарь, Кэти; Смит, Мэтью Э.; Берби, Мэри Л.; Бонито, Грегори; Корради, Николя; Григорьев Игорь; Грыганский Андрей; Джеймс, Тимоти Ю.; О'Доннелл, Керри; Роберсон, Роберт В.; Тейлор, Томас Н.; Юлинг, Джесси (2016). «Филогенетическая классификация зигомицетных грибов на уровне типа, основанная на данных масштаба генома» . Микология . 108 (5): 1028–1046. дои : 10.3852/16-042 . ISSN 0027-5514 . ПМК 6078412 . ПМИД 27738200 .
- ^ Jump up to: а б Саймон, Л.; Буске, Ж.; Левеск, К.; Лалонд, М. (1993). «Происхождение и разнообразие эндомикоризных грибов и совпадение с сосудистыми наземными растениями». Природа . 363 (6424): 67–69. Бибкод : 1993Natur.363...67S . дои : 10.1038/363067a0 . S2CID 4319766 .
- ^ Jump up to: а б Халари С., Малик С.Б., Лилдхар Л., Сламовиц Ч.Х., Хиджри М., Корради Н. (2011). «Консервативный мейотический механизм у Glomus spp., предположительно древней бесполой линии грибов» . Геном Биол Эвол . 3 : 950–8. дои : 10.1093/gbe/evr089 . ПМК 3184777 . ПМИД 21876220 .
- ^ Халари С., Добуа Л., Террат Ю., Элленбергер С., Вёстемайер Дж., Хиджри М. (2013). «Гомологи генов типа спаривания и предполагаемый путь восприятия половых феромонов у арбускулярных микоризных грибов, предположительно бесполого симбионта корней растений» . ПЛОС ОДИН . 8 (11): е80729. Бибкод : 2013PLoSO...880729H . дои : 10.1371/journal.pone.0080729 . ПМЦ 3834313 . ПМИД 24260466 .
- ^ Сандерс И.Р. (ноябрь 2011 г.). «Грибной пол: механизм мейоза у древних симбиотических грибов» . Курс. Биол . 21 (21): R896–7. дои : 10.1016/j.cub.2011.09.021 . ПМИД 22075432 .
- ^ Jump up to: а б Зангаро, Вальдемар, Лейла Ростирола, Вергал Соуза, Присцила Алмейда Алвес, Бочи Лескано, Рикарду Рондина, Луис Ногейра и Эдуарду Карреньо. «Корневая колонизация и обилие спор арбускулярных микоризных грибов на различных последовательных стадиях биома атлантических тропических лесов на юге Бразилии». Микориза 23.3 (2013): 221–33. Веб.
- ^ Jump up to: а б с Смит, Салли Э.; Прочтите, Дэвид Дж. (2008). Микоризный симбиоз (3-е изд.). Академическая пресса. ISBN 9780123705266 .
- ^ Туласне, Л.Р. и К. Туласне (1844 г.). «Грибы некоторые гипогеусы, новые или менее известные виды». Джорнале Ботанико Итальяно 2 : 55–63.
- ^ Райт, С.Ф. Управление арбускулярными микоризными грибами. 2005. В книге «Корни и управление почвой: взаимодействие между корнями и почвой». Эд. Зобель, Р.В., Райт, С.Ф. США: Американское общество агрономии. Стр. 183–197.
- ^ Такстер, Р. (1922). «Пересмотр Endogonaceae». Учеб. Являюсь. акад. Наука об искусстве . 57 (12): 291–341. дои : 10.2307/20025921 . JSTOR 20025921 .
- ^ Й.В. Гердеманн; Дж. М. Траппе (1974). «Эндогонные на северо-западе Тихого океана». Микологические воспоминания . 5 : 1–76.
- ^ Дж. Б. Мортон; Г. Л. Бенни (1990). «Пересмотренная классификация арбускулярных микоризных грибов (Zygomycetes): новый порядок Glomales, два новых подотряда Glomineae и Gigasporineae, а также два новых семейства, Acaulosporaceae и Gigasporaceae, с исправлением Glomaceae» . Микотаксон . 37 : 471–491.
- ^ Шюслер, А.; и др. (январь 2001 г.). «Анализ частичных последовательностей гена рРНК Glomales SSU: значение для дизайна праймеров и филогении». Микол. Рез . 105 (1): 5–15. дои : 10.1017/S0953756200003725 .
- ^ Редекер, Д.; Шюслер, А.; Стокингер, Х.; Штюрмер, СЛ; Мортон, Дж. Б. и Уокер, К. (2013). «Обоснованный консенсус по классификации арбускулярных микоризных грибов (Glomeromycota)». Микориза . 23 (7): 515–531. дои : 10.1007/s00572-013-0486-y . ПМИД 23558516 . S2CID 16495856 .
- ^ Редекер, Д. (2002). «Молекулярная идентификация и филогения арбускулярных микоризных грибов». Растение и почва . 244 : 67–73. дои : 10.1023/A:1020283832275 . S2CID 33894668 .
- ^ Шюсслер, А. (2002). «Молекулярная филогения, таксономия и эволюция Geosiphonpyriformis и арбускулярных микоризных грибов». Растение и почва . 224 : 75–83. дои : 10.1023/A:1020238728910 . S2CID 33054919 .
- ^ Уокер, К. (1992). «Систематика и таксономия арбускулярных микоризных грибов (Glomales) – возможный путь вперед» (PDF) . Агрономия . 12 (10): 887–897. дои : 10.1051/агро:19921026 .
- ^ Монтолиу-Нерин, Мерсе; Санчес-Гарсия, Марисоль; Бергин, Клаудия; Грабхерр, Манфред; Эллис, Барбара; Кучера, Верена Эстер; Кирчак, Марцин; Йоханнессон, Ханна ; Рослинг, Анна (28 января 2020 г.). «Создание de novo эталонных геномных сборок сложных эукариотических микроорганизмов из одиночных ядер» . Научные отчеты . 10 (1): 1303. Бибкод : 2020НатСР..10.1303М . дои : 10.1038/s41598-020-58025-3 . ISSN 2045-2322 . ПМК 6987183 . ПМИД 31992756 .
- ^ Саймон, Л.; Лалонд, М.; Брунс, Т.Д. (1992). «Специфическая амплификация 18S грибных рибосомальных генов из везикулярно-арбускулярных эндомикоризных грибов, колонизирующих корни» . Американское общество микробиологии . 58 (1): 291–295. Бибкод : 1992ApEnM..58..291S . doi : 10.1128/aem.58.1.291-295.1992 . ПМК 195206 . ПМИД 1339260 . S2CID 6480019 .
- ^ Д. У. Маллок; К.А. Пирозинский; П.Х. Рэйвен (1980). «Экологическое и эволюционное значение микоризных симбиозов у сосудистых растений (Обзор)» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 77 (4): 2113–2118. Бибкод : 1980PNAS...77.2113M . дои : 10.1073/pnas.77.4.2113 . ПМЦ 348662 . ПМИД 16592806 .
- ^ Хадсон, Кори М.; Киртон, Эдвард; Хатчинсон, Мириам И.; Редферн, Джоанна Л.; Симмонс, Блейк; Акерман, Эрик; Сингх, Сима; Уильямс, Келли П.; Натвиг, Дональд О.; Пауэлл, Эми Дж. (декабрь 2015 г.). «Лигниномодифицирующие процессы в ризосфере трав засушливых земель» . Экологическая микробиология . 17 (12): 4965–4978. дои : 10.1111/1462-2920.13020 . ПМИД 26279186 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]

- Древо жизни
- Glomeromycota в Международной коллекции культур микоризных грибов штата Вирджиния (INVAM)
- Glomeromycota на Сиднейского университета грибов сайте биологии |
- «AMF-филогения» - веб-сайт «База данных Glomeromycota» Мюнхенского университета.
- Glomeromycota в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)