Клавицепс пурпурный
Клавицепс пурпурный | |
---|---|
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | Грибы |
Разделение: | Аскомикота |
Сорт: | Сордариомицеты |
Заказ: | Гипокреалес |
Семья: | Клавиципитовые |
Род: | Ключицес |
Разновидность: | С. пурпуреа |
Биномиальное имя | |
Клавицепс пурпурный | |
Экологические гонки | |
|
Claviceps purpurea — спорыньи гриб , который растет на початках ржи злаковых и родственных ей и кормовых растений . Потребление зерен или семян, загрязненных структурой выживания этого гриба, склероцией спорыньи , может вызвать эрготизм у людей и других млекопитающих. [1] [2] C. purpurea чаще всего поражает ауткроссированные виды, такие как рожь (его наиболее распространенный хозяин), а также тритикале , пшеница и ячмень . поражается Овес лишь изредка.
Жизненный цикл
[ редактировать ]
Ядро спорыньи, называемое Sclerotium clavus, развивается, когда соцветие цветущей травы или злака заражается аскоспорой C. purpurea . Процесс заражения имитирует пыльцевого прорастание зерна в завязь во время оплодотворения . Поскольку для заражения требуется доступ грибковых спор к рыльцу , растения, инфицированные C. purpurea , в основном представляют собой ауткроссированные виды с открытыми цветками , такие как рожь ( Secale зерновой ) и Alopecurus .
Размножающийся грибной мицелий затем разрушает завязь растения и соединяется с сосудистым пучком, первоначально предназначенным для питания развивающегося семени . Первая стадия заражения спорыньей проявляется в виде белой мягкой ткани (известной как Sphacelia segetum ), вырабатывающей сахаристую медвяную росу , которая часто выпадает из зараженных соцветий травы. Эта медвяная роса содержит миллионы бесполых спор ( конидий ), которые разносятся по другим соцветиям насекомыми или дождем. Позже Sphacelia segetum превращается в твердый сухой Sclerotium clavus внутри оболочки цветка. На этом этапе алкалоиды и липиды (например, рицинолевая кислота в склероции накапливаются ).
Когда зрелый склероций падает на землю, гриб остается в состоянии покоя до тех пор, пока соответствующие условия не вызовут фазу его плодоношения (наступление весны, период дождей, необходимость прохладной температуры зимой и т. д.). Прорастает, образуя одно или несколько плодовых тел с головкой и ножкой , разнообразной окраски (напоминает крошечный гриб ). В головке нитевидные половые образуются в перитециях споры (аскоспоры) , которые выбрасываются одновременно с цветением подходящих травяных хозяев. Заражение спорыньей приводит к снижению урожайности и качества производимого зерна и сена, а если зараженное зерно или сено скармливать домашнему скоту, это может вызвать заболевание, называемое эрготизмом .
Polistes dorsalis , вид социальных ос, был зарегистрирован как переносчик распространения этого конкретного гриба. Во время кормления частицы грибных конидий прикрепляются к частям тела этой осы. Путешествуя от источника к источнику, P. dorsalis оставляет после себя грибковую инфекцию. [3] Было также показано, что насекомые, в том числе мухи и мотыльки, переносят конидии видов Claviceps , но неизвестно, играют ли насекомые роль в распространении грибка от зараженных растений к здоровым. [4]
Внутривидовые вариации
[ редактировать ]
Ранние учёные наблюдали Claviceps purpurea на других злаках Poaceae как Secale зерновых . 1855, Грандклеман [5] описал спорынью на Triticum aestivum . В течение более чем столетия ученые стремились описать специализированные виды или специализированные разновидности внутри вида Claviceps purpurea .
- Claviceps microcephala Tul. (1853)
- Claviceps wilsonii Кук (1884 г.)
Позже учёные попытались определить сорта-хозяева как
- Claviceps purpurea var. агропири
- Claviceps purpurea var. пурпурная
- Claceps purpurea var. Спартина
- Claviceps purpurea var. Вильсонии .
Молекулярная биология не подтвердила эту гипотезу, но выделила три группы, различающиеся экологической спецификой. [6]
- Г1 – наземные травы открытых лугов и полей;
- Г2 – травы влажных, лесных и горных местообитаний;
- G3 ( C. purpurea var. spartinae ) — солончаковые травы (Spartina, Distichlis).
Морфологические критерии для выделения различных групп: Форма и размер склероций не являются хорошими показателями, поскольку они сильно зависят от размера и формы цветка-хозяина. Размер конидий может служить показателем, но он слабый, и необходимо обратить внимание на то, что из-за осмотического давления он существенно меняется, если споры наблюдаются в медвяной росе или в воде. Плотность склероции можно использовать, поскольку группы G2 и G3 плавают в воде.
Соединение алкалоидов также используется для дифференциации штаммов.
Диапазон хостов
[ редактировать ]Pooideae
[ редактировать ]Agrostis canina , Alopecurus myosuroides (G2), Alopecurus arundinaceus (G2), Alopecurus pratensis , Bromus arvensis , Bromus commutatus , Bromus hordeaceus (G2), Bromus inermis , [7] Bromus Marginatus , Elymus tsukushiense , Festuca arundinacea , [8] Elymus repens (G1), Nardus stricta , Poa annua (G2), Phleum pratense , Phalaris arundinacea (G2), Poa pratensis (G1), Stipa .
Арундиноиды
[ редактировать ]Хлоридоидеи
[ редактировать ]Паникоиды
[ редактировать ]Эпидемиология
[ редактировать ]Claviceps purpurea известен человечеству с давних времен, а его появление связывают с чрезвычайно холодными зимами, сменявшимися дождливыми веснами. [ нужна ссылка ]
Склероциальная стадия C. purpurea, заметная на колосьях ржи и других подобных злаков, известна как спорынья. Склероции прорастают весной после периода низких температур. Необходима температура 0–5 °C в течение не менее 25 дней. Поливать перед холодным периодом тоже необходимо. [9] Благоприятные температуры для продукции стромы находятся в диапазоне 10-25 °C. [10] Благоприятная температура для роста мицелия находится в пределах 20-30°С, оптимум - 25°С. [10]
Солнечный свет оказывает хромогенное воздействие на мицелий , вызывая интенсивную окраску. [11]
Эффекты
[ редактировать ]
Цикл заболевания грибом спорыньи был впервые описан в 1853 году. [12] но о связи спорыньи и эпидемий среди людей и животных сообщалось уже в научном тексте 1676 года. [13] Склероций спорыньи содержит высокие концентрации (до 2% от сухой массы) алкалоида эрготамина — сложной молекулы, состоящей из трипептидного циклолактамного кольца, соединенного амидной связью с фрагментом лизергиновой кислоты (эрголина), и других алкалоидов спорыньи. группа эрголина , которые биосинтезируются грибом. [14] Алкалоиды спорыньи обладают широким спектром биологической активности , включая влияние на кровообращение и нейротрансмиссию . [15]
Эрготизм — это название иногда тяжелых патологических синдромов, поражающих людей или животных, которые проглотили растительный материал, содержащий алкалоиды спорыньи, например, зараженные спорыньей зерна. Монахи ордена Святого Антония Великого специализировались на лечении больных эрготизмом. [16] с бальзамами, содержащими успокаивающие и стимулирующие кровообращение растительные экстракты; они также были опытными в ампутациях. [ нужна ссылка ] Распространенное название эрготизма — «Огонь Святого Антония». [16] в отношении монахов, которые ухаживали за жертвами, а также симптомов, таких как сильное жжение в конечностях. [17] Они вызваны воздействием алкалоидов спорыньи на сосудистую систему из-за сужения кровеносных сосудов, что иногда приводит к гангрене и потере конечностей из-за сильного ограничения кровообращения.
Нейротропная активность алкалоидов спорыньи может также вызывать галлюцинации и сопутствующее иррациональное поведение, судороги и даже смерть. [14] [15] Другие симптомы включают сильные сокращения матки , тошноту , судороги и потерю сознания. Со времен Средневековья контролируемые дозы спорыньи использовались для того, чтобы вызвать аборты и остановить материнское кровотечение после родов. [18] Алкалоиды спорыньи также используются в таких продуктах, как Cafergot (содержащий кофеин и эрготамин). [18] или эрголин ) для лечения мигрени. Экстракт спорыньи больше не используется в качестве фармацевтического препарата. [ нужна ссылка ]
Спорынья содержит не диэтиламид лизергиновой кислоты (ЛСД), а эрготамин, который используется для синтеза лизергиновой кислоты , аналога и прекурсора для синтеза ЛСД. Более того, склероции спорыньи естественным образом содержат некоторое количество лизергиновой кислоты. [19]
Культура
[ редактировать ]Картофельно-декстрозный агар , семена пшеницы или овсяная мука являются подходящими субстратами для роста гриба в лаборатории. [20]
Сельскохозяйственное производство Claviceps purpurea на ржи используется для получения алкалоидов спорыньи. [ нужна ссылка ] Биологическое получение алкалоидов спорыньи осуществляется также путем сапрофитных культиваций.
Спекуляции
[ редактировать ]В Средние века в Европе было распространено отравление человека вследствие употребления ржаного хлеба, приготовленного из зараженного спорыньей зерна. Эти эпидемии были известны как пожар Святого Антония . [16] или священный огонь
Гордон Уоссон предположил, что психоделические эффекты были объяснением праздника Деметры во время Элевсинских мистерий , когда посвященные пили кикеон . [21]
Линнда Р. Капораэль в 1976 году заявила, что истерические симптомы у молодых женщин, которые спровоцировали судебные процессы над салемскими ведьмами, были результатом употребления в пищу зараженной спорыньей ржи. [22] Однако ее выводы позже были оспорены Николасом П. Спаносом и Джеком Готлибом после анализа исторических и медицинских свидетельств. [23] Другие авторы также поставили под сомнение то, что эрготизм стал причиной процессов над салемскими ведьмами. [24]
Великий страх во Франции во время революции с влиянием спорыньи. Некоторые историки также связывают [ нужна ссылка ]
Британский писатель Джон Григсби утверждает, что присутствие спорыньи в желудках некоторых так называемых «болотных тел» ( останков человека железного века из торфяных болот северо-восточной Европы, таких как человек из Толлунда ) показывает, что спорынья когда-то была ритуальным напитком в доисторический культ плодородия, родственный культу Элевсинских мистерий Древней Греции . В своей книге «Беовульф и Грендель» он утверждает, что англосаксонская поэма «Беовульф» основана на воспоминаниях о подавлении культа плодородия последователями Одина . Он утверждает, что «Беовульф», который он переводит как «ячменный волк» , предполагает связь со спорыньей, которая на немецком языке была известна как «зуб волка». [ нужна ссылка ]
Вспышку сильных галлюцинаций среди сотен жителей Пон-Сен-Эспри в 1951 году на юге Франции также связывают с эрготизмом. [25] Вскоре после происшествия было объявлено о гибели как минимум четырех человек. [25] хотя некоторые утверждают, что общее число смертей составило пять или семь человек. [26]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «определение спорыньи» . мондофакто . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г.
- ^ «спорынья» . Медицинский словарь Дорланда . Архивировано из оригинала 10 сентября 2009 года . Проверено 9 августа 2017 г. - через Merck Source.
- ^ Харди, Тэд Н. (сентябрь 1988 г.). «Сбор грибковой медвяной росы видами Polistes (Hymenoptera: Vespidae) и потенциальная передача причинного грибка спорыньи». Энтомолог Флориды . 71 (3): 374–376. дои : 10.2307/3495447 . JSTOR 3495447 .
- ^ Батлер, доктор медицины; Олдерман, Южная Каролина; Хаммонд, ПК; Берри, RE (2001). «Ассоциация насекомых и спорыньи (Claviceps purpurea) на полях производства семян мятлика в Кентукки» . Дж. Экон. Энтомол . 94 (6): 1471–1476. дои : 10.1603/0022-0493-94.6.1471 . ПМИД 11777051 . S2CID 8725020 .
- ^ Господин Гоно д'Артемаре (1860 г.). «Заметка о пшеничной спорынье». Бюллетень Ботанического общества Франции : 771.
- ^ Пажутова С.; Ольшовска Я.; Линия М.; Колинска Р.; Флигер М. (2000). «Хемораки и специализация среды обитания популяций Claviceps purpurea» . Прикладная и экологическая микробиология . 66 (12): 5419–5425. Бибкод : 2000ApEnM..66.5419P . дои : 10.1128/aem.66.12.5419-5425.2000 . ПМК 92477 . ПМИД 11097923 .
- ^ Экен С.; Пажутова С.; Гонзатко А.; Йылдыз С. (2006). «Первое сообщение об Alopecurus arundinaceus, A. myosuroides, Hordeum violaceum и Phleum pratense как хозяевах популяции Claviceps purpurea G2 в Турции». Дж. Плант Патол . 88 : 121.
- ^ Духан Г.В.; Смит М.Э.; Хуйрн, КЛ; Йылдыз С. (2008). «Мультигенный анализ предполагает экологическое видообразование грибкового патогена Claviceps purpurea» . Молекулярная экология . 17 (9): 2276–2286. Бибкод : 2008MolEc..17.2276D . дои : 10.1111/j.1365-294X.2008.03753.x . ПМЦ 2443689 . ПМИД 18373531 .
- ^ Киххофф Х (1929). «Вклад в биологию и физиологию спорыньи». Централблатт. бактериол. Паразит К. Отдел II . 77 : 310–369.
- ^ Jump up to: а б Митчелл Д.Т. (1968). «Некоторые эффекты температуры на прорастание склероций Claviceps purpurea». Пер. Бр. Микол. Соц . 51 (5): 721–729. дои : 10.1016/s0007-1536(68)80092-0 .
- ^ МакКри А (1931). «Реакция Claviceps purpurea на изменения окружающей среды» (PDF) . Являюсь. Дж. Бот . 18 (1): 50–78. дои : 10.2307/2435724 . hdl : 2027.42/141053 . JSTOR 2435724 .
- ^ Туласне, Л.-Р. (1853) Мемуары о глюмацетовой спорынье Энн. наук. Нат. (Пари Ботаник), 20 5–56
- ^ Додарт Д. (1676) Le Journal des savanes, T. IV, стр. 79
- ^ Jump up to: а б Тудзинский П., Коррейя Т., Келлер У. (2001). «Биотехнология и генетика алкалоидов спорыньи». Appl Microbiol Biotechnol . 57 (5–6): 4593–4605. дои : 10.1007/s002530100801 . ПМИД 11778866 . S2CID 847027 .
- ^ Jump up to: а б Иди М.Дж. (2003). «Судороги эрготизма: эпидемии серотонинового синдрома?». Ланцет Нейрол . 2 (7): 429–434. дои : 10.1016/S1474-4422(03)00439-3 . ПМИД 12849122 . S2CID 12158282 .
- ^ Jump up to: а б с Дж. Наследие; Эмлин Глин Вон Эванс; Р. А. Киллингтон (1999). Микробиология в действии . Издательство Кембриджского университета. п. 115 .
- ^ Огонь Святого Антония - Эрготизм
- ^ Jump up to: а б Исследования поведения алкалоидов секале при производстве экстрактов спорыньи. Лабиб Фарид Нуар. Венский университет - 1946 - (Венский университет)
- ^ Коррейя Т., Граммель Н., Ортель И., Келлер У., Тудзинский П. (2001). «Молекулярное клонирование и анализ системы сборки эргопептина у гриба спорыньи Claviceps purpurea» . хим. Биол . 10 (12): 1281–1292. doi : 10.1016/j.chembiol.2003.11.013 . ПМИД 14700635 .
- ^ Мирдита, Вилсон (2006). Генетическая изменчивость устойчивости к спорынье (Claviceps purpurea [Fr.] Tul.) в самонесовместимых и самоплодных популяциях ржи (Диссертация). Архивировано из оригинала 9 сентября 2009 г. Проверено 25 апреля 2009 г.
- ^ Гордон Уоссон, Дорога в Элевсин: раскрытие тайны тайн (Нью-Йорк: Харкорт Брейс Йованович, 1977) ISBN 0151778728
- ^ Капораэль Л.Р. (апрель 1976 г.). «Эготизм: сатана освободился в Салеме?» . Наука . 192 (4234): 21–6. Бибкод : 1976Sci...192...21C . дои : 10.1126/science.769159 . ПМИД 769159 . Архивировано из оригинала 11 мая 2008 г. Проверено 25 апреля 2009 г.
- ^ Спанос Н.П., Готлиб Дж. (декабрь 1976 г.). «Эготизм и суды над ведьмами в Салемской деревне». Наука . 194 (4272): 1390–4. Бибкод : 1976Sci...194.1390S . дои : 10.1126/science.795029 . ПМИД 795029 .
- ^ Вульф А. (2000). «Колдовство или микотоксин? Суд над салемскими ведьмами». J Токсикол Клин Токсикол . 38 (4): 457–460. дои : 10.1081/CLT-100100958 . ПМИД 10930065 . S2CID 10469595 .
- ^ Jump up to: а б Габбай Дж.; Лисбонн Л. и Пуркье Ф. (сентябрь 1951 г.). «Отравление спорыньей на мосту Сен-Эспри» . Бр Мед Дж. 15 (4732): 2276–2286. дои : 10.1136/bmj.2.4732.650 . ПМК 2069953 . ПМИД 14869677 .
- ^ «Доклад: «Проклятый хлеб: запутанная история массового отравления хлебом на юге Франции в 1951 году», Стивен Каплан, Корнелльский университет» . liberarts.utexas.edu . Проверено 30 января 2024 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Claviceps purpurea – алкалоид спорыньи.
- Статья о спорынье из Университета штата Северная Дакота, 2002 г.
- PBS Secrets of the Dead: «Проклятие ведьм» (о Салемском процессе и спорынье). Архивировано 19 апреля 2014 г. в Wayback Machine.
- Медицинский журнал Новой Англии - Агонисты дофамина и риск регургитации сердечного клапана. Архивировано 7 января 2007 г. в Wayback Machine.
- Статья Линнды Капореаль «Сырница: Сатана освободился в Салеме?
- Клавиципитовые
- Пищевая микробиология
- Грибы Европы
- Психоактивные грибы
- Природные источники лизергамидов
- Лекарственные грибы
- Паразитические грибы
- Грибковые возбудители и болезни растений
- Болезни зерновых культур
- Болезни ячменя
- Болезни ржи
- Болезни тритикале
- Болезни пшеницы
- абортивные средства
- Сома (напиток)
- Грибы описаны в 1823 г.
- Таксоны, названные Элиасом Магнусом Фрайсом
- Виды грибов