Повна версія

Головна arrow Географія arrow ВЕТЕРИНАРНА МІКОЛОГІЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ЗАГАЛЬНА МІКОЛОГІЇ

МОРФОЛОГІЯ ГРИБІВ

Гриби - це організми, позбавлені хлорофілу. Вегетативне тіло їх (них металів) у деяких (нижчих) форм складається з однієї клітини, а у більшості грибів - з тонких розгалужених гриф, що утворюють міцелій.

Відповідно до сучасних уявлень, гриби - це відокремлений царство органічного світу. За типом харчування і обміну речовин вони характеризуються наявністю загальних ознак з рослинами (апікальний ріст, клітинна полярність, наявність клітинної оболонки) і тваринами (гетеротрофних тип обміну по вуглецю, наявність глікогену, хітину в клітинних оболонках і ін.).

Гриби за чисельністю видів посідають третє місце після тварин і рослин і представляють велику і гетерогенну групу організмів, відрізняємося по морфології, способу життя, місцеперебуванням, способам харчування, механізмами адаптації до умов середовища і іншими ознаками.

Клітка гриба. Клітка гриба складається з оболонки, цитоплазми з цитоплазматичної мембраною, ендоплазматичної мережею, мітохондріями, рибосомами, включеннями, вакуолями, і ядра (або ядер) (рис. 1).

Ядро грибів чітко відокремлений і оточене оболонкою. За будовою ядерного апарату гриби відносяться до еукаріотів.

Клітинна оболонка. Клітинна оболонка відіграє роль у багатьох функціях грибів, особливо тих, які пов'язані з контактом грибний клітини з зовнішнім середовищем

Мал. 1

Схема будови грибної клітини

I - апарат Гольджі (діктіосоми); 2 - рибосоми; 3 - ломасоми;

  • 4 - ендоплазматична сітка: 5 - мітохондрії: 6 - цитоплазма;
  • 7 - клітинна стінка; 8 - ядро; 9 - ядерна оболонка; 10 - цитоплазматична мембрана.

вегетативного росту, освоєння субстрату, розмноження, поширення і виживання грибів, взаємозв'язку з рослинними і тваринними організмами, паразитними грибами, таксономії грибів та ін. Склад клітинної оболонки змінюється при переході з однієї фази зростання до іншої і в залежності від типів зростання (дрожжеподобний, гіфальний і т.д.).

Електронно-мікроскопічне вивчення показало, що ригидная клітинна оболонка грибів складається з декількох шарів - зовнішнього, зазвичай аморфного або з нещільної укладанням молекул, і внутрішніх шарів. Останні представляють більш-менш однотипний матрикс з укладеними в ньому мікрофібрилами полімерних субстратів. Товщина клітинної стінки близько 0,2 ммк, у різних видів грибів в залежності від віку та умов культивування її розміри неоднакові. Товщина клітинної оболонки, співвідношення її маси до загальної маси клітини має значення в стійкості клітини до впливу несприятливих факторів, її адсорбційної здатності. Вона містить близько 80-90% полісахаридів, пов'язаних з білками і ліпідами, поліфосфати, пігменти, меланіни. Матричні (скелетні) структури складаються з хітину і целюлози. Зовнішній шар складається з глюканов з різними типами зв'язків у різних таксонів грибів.

Склад клітинної оболонки грибів дуже різноманітний. Наприклад, целюлозно-хітиновий комплекс переважає в клітинних оболонках багатьох видів зигомицетов, целюлозно-глкжановий - у оомицетов, хітозан-хітиновий - у деяких видів оомицетов, хітин-глюкановий - у хітрідіальних, сумчастих, базидіальних видів грибів і дейтеромицетов, маннано- глюкановий - у дріжджів.

У складі оболонок грибів виявлено також полімери, що містять глукуроновие кислоти (до 20%), гетерополімери, що містять манозу, галактозу, глюкозу, глукуроновую кислоту.

Основними компонентами клітинної оболонки грибів є хітин, глюкан, білок і жири. Ці полімери складають складний комплекс, в якому молекули хітину покриті шаром молекул глюканов. Хітин і глюкани можуть бути пов'язані містками. У таких випадках хітинази НЕ гідролізують хітину, що міститься в клітинній оболонці грибів.

У Aspergillius niger, наприклад, оболонки складаються з нейтральних вуглеводів - глюкози, галактози, манози, арабінози, які складають до 73-83%, гексозаміна (9-13%), ліпідів (2-7%), білка (0,5 2,0%), фосфору (0,1%). В оболонках гіф Neurospora crassa містяться хітин і глюкан; глюкан під дією Р-1-З-глюканаза перетворюється в глюкозу.

Основними компонентами клітинних оболонок, які складають 18% сухої маси міцелію Aspergilliu3 nidulans, є хітин, р-глюкан, полісахариди, зі які стоять з глюкози, галактози, манози, глукуроноьой кислоти, глюкозаміну, N-ацетилглюкозамін, галакто- Заміні; р-глюкан гідролізується на 60% екзо- РЛ) -1,3-глю- Каназей з Streptomyces sp. Крім цього, в клітинних оболонках виявлені амінокислоти (0,6%), білок (10%), вільні і пов'язані ліпіди (2,3-2,8 і 6,2-7,2%) і меланін (16-18% ). Меланін виявлений у всіх фракціях, але головним чином у фракції хітину, він повністю розчиняється в гарячому розчині 0,5 н. NaOH. Склад меланіну в клітинних оболонках змінюється в залежності від умов культивування, особливо при додаванні в середу о-однооксіфенолов.

У клітинних оболонках Pythium і Phytophthora міститься целюлоза. При впливі на оболонки гіф Fusariuni літичних ферментів в лізата виявлені глюкоза (14%), N-ацетілгексозамін (47%), нерозчинний залишок, який утворює після гідролізу галактозу, манозу, уроно- ву кислоту.

РНС. 2

Будова оболонки Fusariuni culmorum

а - конидия; б - зріла гифа; п - ростовая трубка; / Центральний, по мнкофібріллярнмй шар; 2 - оболонка конідії; 3 - район скупчення мікрофнбрілл; 4 - внутрішній мик- рофібріллірний шар; .5 - слизоподібною шар; 6 - зовнішній мікро- фібрилярний шар; 7 - перегородка (по Marchnnt, 1966).

Хітин - азотовмісна, що не розчинна у міцних розчинах лугів речовина, він становить у деяких грибів до 60% сухої маси оболонки. Ця речовина є також основним компонентом оболонки зовнішніх покривів комах і деяких ракоподібних і оболонки клітин деяких синьо-зелених водоростей. Хітин - лінійний полімер, молекула якого складається з р-1,4-пов'язаних одиниць N-ацетил-глюкозаміну і агрегованих в оболонці грибів в кристалітів. Хітин синтезується, мабуть, в дві ста дии - спочатку утворюється полімерний ланцюг, потім вона укладається в фібрили, які включаються в матриці нехітінових матеріалів оболонки.

Існують різні методи визначення хітину. Одним з найбільш часто вживаних є визна ня хітозаном, утворених в результаті діацетілірованія при частковому гідролізі хітину. Однак в останні роки знайдено більш точний метод - використання дифракції Х-променів, що дозволяє визначати в досліджуваному порошкоподібному препараті також целюлозу.

Часто (особливо у деяких видів мукоральних грибів) хітозан знаходиться в оболонці грибів в якості

одного з головних компонентів. В оболонці грибів виявлено також інші гексозаміни, які часто зустрічаються в комплексі з Маннанов, білком, глюканом, деякими моноцукрами.

При електронно-мікроскопічному вивченні будови оболонки конідій F. culmorum показано, що вона складається з трьох-чотирьох шарів різної щільності і укладання фібрил. Перегородки утворюються шляхом випинання внутрішніх шарів, вони відокремлюють окремі клітини конідій або гіф, а зовнішня оболонка укладає всю гіфу або конідії (рис. 2).

Склад клітинної оболонки у одного виду гриба залежить від типів зростання культур, він неоднаковий в оболонках міцелію, спорангіепосцев, суперечка (табл. 1). Так, в клітинній оболонці Penicillium chrysogenum містяться рам- іоза, ксилоза. У клітинній оболонці грибів виявлено уроновие кислоти, лігніноподобние речовини, ліпіди, меланіноподобний речовини, похідні нуклеїнових кислот і ін.

Табліір /

Хімічний склад клітинної оболонки різних клітин Mucor rouxii,% до сухої маси оболонок

компоненти

Клітин t) / южжгпо • Ообпо.'о типу / Юста

Клітин еш / юлию.'о типу / Юста

Сноранене- носи, їв

суперечка

хітин

8,4

9,4

18,0

2,1

Xптозам

27,9

32,7

20,6

9,5

манноза

8,9

1.6

0,9

4.8

галактоза

1,1

1,6

0,8

0,0

Глукуромовая кислота

12,2

11,8

25,0

1,9

I лю коза

0.0

0,0

0,1

42,6

протея

10,3

6,3

9,2

16,1

жири

5,7

І

4.8

9,8

фосфати

22,1

23,3 j 0,8

2,6

меланін

0,0

0,0 | 0,0

10,3

Полісахариди, головним чином містять d-глюкозу, N-ацетілглкжозамін і d-манозу, складають 80- 90%. Іншу частину складають білки, ліпіди, пігменти (хінони, меланіни і ін.), Фосфати, різні іони і солі. Мікрофібрили хітину і целюлози в більшості грибів утворюють скелет, в який монтуються багато інших компонентів клітинної оболонки. Вважають, що білок, полісахариди пов'язують мікрофібрили хітину, целюлози.

Клітинна оболонка надає форму клітинам гіф і органів розмноження. Її поверхня є місцем локалізації деяких ферментів. Проникність клітини і здатність пов'язувати певні речовини відіграють роль в харчуванні грибів, їхнє ставлення до фунгіцидів, антибіотиків. У зв'язку з особливостями росту гіфи (апікальний) структура і властивості клітинної оболонки грибів мають важливе значення.

Клітинна оболонка у багатьох видів грибів багатошарова, складається з фибриллярного речовини і шару молекул, що знаходяться в аморфному шарі матриці. Наприклад, у Phycomyces blackesleanus первинна оболонка ростовой зони спорангия складається з двох шарів микрофибрилл, що відрізняються орієнтацією (різної укладанням в матриці). У місцях потенційного зниженого зростання (нижче 2 мм від кінця спорангієносцями) тонкий шар вторинної оболонки приєднується до зовнішніх верствам фібрил двошарової оболонки, у гіф Allomyces macrogynus фібрили тонкого шару орієнтовані паралельно до головної осі гіфи. Поперечні перегородки вивчені на препаратах ультратонких зрізів за допомогою електронної мікроскопії (рис. 3).

Клітинна оболонка грибів в результаті лізису може руйнуватися двома шляхами: впливом ферментів, що виділяються іншими клітинами або організмами, і впливом ферментів, що утворюються в клітині самого гриба. Найбільш важливими ферментами, що каталізує розкладання окремих компонентів клітинної оболонки грибів, є а- і Р-глюканаза, протеази і пептідази, целюлази, ліпази, хітинази, гексозамінідази, глуку- ропідази, глюкозамінідази, целлобіази. Таким чином,

Мал. 3

Схема освіти перегородок

У Конідій Altemalia brassicicola (Л): а - молода спору, що має тільки первинну оболонку; б - перша розділова перегородка; в - подальше утворення поперечних перегородок; г - зріла спора з поздовжньою перегородкою. Зріз середній частині конідії (Б): а - інвазійних шар нижче двох шарів поперечної плаемолсмми перегородки; б - інвагінація досягає центру; в - вторинна оболонка: / - первинна оболонка; 2 - вторинна оболонка; 3 - поперечні перегородки; 4 - плазмолемма (по Campbell, 1969).

руйнування клітинної оболонки грибів каталізується комплексом різних ферментів. Цей комплекс залежить від особливостей складу компонентів клітинної оболонки різних видів грибів. Міколітіческіе бактерії (Bacillus subtilis, В. megaterium, В. cereus) здатні лизировать клітинну оболонку міцелію Fusarium oxysporum, F. culmorum і VerticiIlium spp. Препарати клітинних оболонок Aspergillius oryzae розчиняються літичними ферментами Вас. circulans і хітинази Streptomyces spp.

Багато видів ґрунтових бактерій і актиноміцетів здатні лизировать оболонки цілого ряду грибів, в тому числі фітопатогенних. При випробуванні дії деяких літичних культур зони просвітління були не зовсім прозорі, при комбінованій дії кількох культур відзначені чіткі зони просвітління. Очевидно, одні мікроорганізми здатні руйнувати клітинну оболонку грибів частково, інші більш повно. Окремі види грибів утворюють литические ферменти, здатні лизировать клітинні оболонки, наприклад, таких грибів: Verticillium hemileiae, Sclerotinia libertiana.

Здатність до лізису клітинних оболонок різних видів грибів, а також в межах виду оболонок гіф і конідій, хламідоспор неоднакова, наприклад, політично препарат стрептозім не руйнує оболонки гіф, але руйнує оболонки конідій деяких видів фузарі- їв, проте після впливу ліпази на оболонки гіф вони руйнуються. Особливості будови оболонок гіф і конідій окремих видів залежать від віку культури, умов культивування. В результаті різних впливів в певній мірі змінюється не тільки співвідношення окремих компонентів клітинної оболонки, але і характер зв'язків між їх молекулами і субодиницями, що впливає на чутливість клітинної оболонки до дії літичних ферментів.

У природних умовах на багато клітинні оболонки гіф, конідій, особливо проростають, можуть впливати литические агенти ферментативної, антибиотической і має іншу природу.

Використовуючи високоочищені специфічні ферменти, що гідролізують окремі компоненти клітинної оболонки грибів окремо або в різній комбінації і послідовності, можна встановити деякі особливості «архітектурної * композиції клітинної оболонки грибів. Наприклад, під впливом Р-1,3-глю- конази і хітинази повністю руйнується клітинна оболонка Fusarium solani, a Neurospora crassa руйнується тільки на 40%. Ферменти, що руйнують окремі компоненти клітинної оболонки грибів, можуть перебувати в клітці і при певних умовах сприяють руйнуванню або зміни складу клітинної оболонки гіф, конідій та інших морфологічних структур гриба.

На поверхні клітинної оболонки і мембрани цитоплазми локалізовані ферменти, здатні перетворювати не засвоюється клітиною (нерозчинні у воді) полімери в мономери.

Ломасоми - шар електронно-прозорих структур. Вони виявлені майже у всіх грибів між клітинною оболонкою і цитоплазматичної мембраною. У них є везикули електронно-щільних структур.

Протопласти грибів. Протопласти - це сферичні освіти клітини, позбавлені клітинної оболонки, чутливі до осмотичного шоку. Для них властиві метаболічні процеси і здатність до регенерації.

Протопласти виділені і вивчені у ряду видів дріжджів і міцеліальних грибів Candida utilis, Polystictus versicolor, Neurospora crassa, Fusarium culmorum і ін. Протопласти з клітин грибів отримують шляхом автолиза клітинних стінок. Цей автолиз може бути викликаний ферментами або мікроорганізмами, лізуючого оболонки, впливом речовин, що порушують синтез клітинної стінки. Наприклад, антибіотик гризеофульвін пригнічує синтез клітинної оболонки у хітин-містять грибів. Поліеновий антибіотик ністатин пов'язує сте- роли цитоплазматичної мембрани і клітинної оболонки.

Іноді при механічному руйнуванні клітин або при плазмоітізе (приміщення клітин в гіпотонічний розчин) клітини оболонок гіфи або суперечки розриваються. При цьому звільняються протопластоподобние сферичні тільця цитоплазми, що містять ядро і здатні до розмноження.

Протопласти зазвичай легше виділити з молодих клітин, ніж зі старих. Литические ферменти лизируют також оболонки гіф на зростаючому кінці або в місцях активного її зростання. Суспензію протопластов Fusarium culmorum можна виділити фільтрацією суспензії культури через стерильний скляний фільтр або центрифугуванням в надосадової рідини при 500 1000 g, а також впливом ферментів Streptomyces spp. Виділено протопластів з Mucor sphaerosporus, Clado- sporium spp., Gliocladium roseum, Diplocladium spp., Trichothecium roseum, Penicillium italicum, Aspergillius nidulans, Alternaria spp., Vetricillium spp. і багатьох інших видів грибів.

Як стабілізатори протопластів використовують різної молярности розчини (0,2-1,0 М) цукрів або мінеральних солей. Протопласти швидко лізуються в дистильованої воді. Дія літичних ферментів в певній мірі залежить від використовуваних в розчинах стабілізаторів. Протопласти з гіф Fusarium culmorum під впливом ферментів Streptomyces sp. виділяються швидше в розчинах фруктози, сахарози, сорбози, рамнози, маннита, ніж в розчинах ксилози, мальтози. Після виділення протопластів порожні оболонки стійкі до дії літичних ферментів. При впливі літичних ферментів в гифах Neurospora crassa утворюється одна або кілька пір збоку або на кінцях клітин, через які виходять протопластів. Методами електронної мікроскопії і безпосереднього спостереження живих препаратів і для інших видів грибів встановлено, що протопласти виділяються через верхівкові клітини гіф і пори в гифах і конідій. При цьому виділяються через пори протопластів невеликих розмірів можуть з'єднуватися, утворюючи більші сферичні освіти, здатні до регенерації. Місця лізису оболонки, спосіб звільнення протопластів, їх розміри і кількість у різних грибів неоднакові.

Протопласти грибів чутливі до впливу багатьох фізико-хімічних факторів: звуковий вібрації, ультрафіолетового опромінення, струшуванні. При руйнуванні протопластів і подальшому диференціальному центрифугуванні з них виділяються окремі клітинні органели: мітохондрії, ядра та ін.

Протопласти ростуть і регенерують при перенесенні їх з розчину стабілізатора в експериментально підібрану для кожного виду гриба середовище для росту. Наприклад, в мінерально-сольовий середовищі, що містить 10% сорбози, 2% сахарози, протопластів Fusarium culmorum через 4 ч збільшуються в обсязі, в них утворюються вакуолі і нирки (вирости), які проростають, утворюючи спочатку ростовую трубку, а потім міцелій з перегородками . Отримані з гомогенізоване (зруйнованого) міцелію Phytopthora fragaria протопластів мають мінімальний розмір, здатний до регенерації в гіфальние нитки 100 мм. Клітини, одержані з протопластів, стійкі до осмотичного лізису, що свідчить про наявність у них синтезованої в процесі регенерації ригидной клітинної стінки (рис. 4).

5

Мал. 4

протопласти грибів

а - способи освіти протопластів у різних типів грибів: 1,2 - Candida utilis; 3 - Oospora sqaveolcns; 4 - Polystictus versicolor; 5. 6 - міцелії і конідії Fusarium cultorum; б - різні стадії звільнення протопластів з міцелію F. cultorum; я - протопласти міцелію F. cultorum; різні розміри сферичних тіл, + Ф - політично агент (по Vielonueva і ін .. 1966).

Освіта протопластів у грибів як при культивуванні, так і в природі вивчено недостатньо. Очевидно, воно має значення в патогенезі викликаються грибами захворювань і в їх біології.

Цитоплазматична мембрана - тонкий шар протоплазми, невидимий в світловому, але виявляється в електронному мікроскопі, що знаходиться між клітинною оболонкою і цитоплазмою.

Цитоплазматична мембрана містить ліпіди (до 40%) і білки (до 38%). Цитоплазматическую мембрану можна виділити шляхом диференціального центрифугування лизатов або при осмотическом лизисе протопластів.

Основною властивістю цитоплазматичної мембрани є проникність для певних речовин, що входять в клітину і виходять з неї. Це властивість, молекулярний механізм якого різноманітний і складний, пов'язане з її головною функцією - регуляцією надходження розчинів з навколишнього середовища в клітку і навпаки.

Внаслідок цього в клітині підтримується високий рівень внутрішньоклітинного осмотичного тиску, певний рівень Ізоелектрична потенціалів між клітиною і навколишнім середовищем.

Цитоплазматична мембрана являє собою як би дифузний бар'єр між клітинною стінкою і цитоплазмою.

У цитоплазматичної мембрані локалізовані ферменти пермеази (ферменти проникності), фосфатази і деякі інші, тому вона відіграє роль у розщепленні і синтезі ряду метаболітів клітини, в тому числі субстратів для синтезу речовин клітинної оболонки. Речовини через цитоплазматичну мембрану в клітину надходять внаслідок різниці електричних, хімічних та інших потенціалів між розчинами зовнішнього середовища і клітини. Однак в живій клітині з активним обміном речовин, його різноманіттям, синтезом і дегенерацією специфічних метаболітів, які завжди створюють різницю потенціалів, цей процес досить складний.

Надходження розчинів в клітку без змін, тільки внаслідок різниці концентрацій потенціалів, називається пасивним. Надходження складних, необхідних клітині речовин в зміненому вигляді, перероблених ферментами цитоплазматичної мембрани або клітинної оболонки, називається активним перенесенням, або транспортом речовин.

Припускають, що під час вступу розчинів в клітку в різних співвідношеннях діють обидва процеси. Їх роль залежить від властивостей організму, фізіологічного його стану, умов культивування.

Жировий шар цитоплазматичної мембрани, який у різних організмів має неоднаковий склад, сприяє проникності через нього різних жиророзчинних речовин.

При «активному» перенесення високими концентраціями розчину насичується або вся цитоплазматическая мембрана, або її окремі ділянки. Це відбувається внаслідок дії специфічних інгібіторів, що перешкоджають поширенню розчину на всю поверхню мембрани цитоплазми, або в результаті зв'язування розчинів, а також шляхом комплексообразо- вання, або парами хімічно подібних речовин і іншими механізмами.

Цитоплазма клітини складається з системи цитоплазматических мембран, представлених у вигляді ниток, тяжів, трубочок, систем бульбашок, що оточують окремі клітинні органели, і цитоплазматичного матриксу.

Мембранна система клітини має велике значення в процесах її метаболізму, вона здійснює процеси переносу речовин в процесі метаболізму клітини у внутрішню поверхню клітини, що приймає в ньому участь, оточує окремі клітинні органели з властивими їм специфічними процесами метаболізму, швидко реагує на зміну умов і створення захисних метаболізм клітини і т. д.

До мембранним системам грибний клітини відноситься апарат Гольджі, який представляє агреговані бульбашки або пластинки (діктіосоми) різних розмірів, часто наявні у ядерної мембрани, у перегородок гіф, конідій. Цитоплазматичний ретикулум становить цю рухливу систему метаболітів клітини, зазвичай знаходиться поблизу цитоплазматичної мембрани і мітохондрії. Утворюється шляхом інвагінації цитоплазми або в результаті поділу. Цитоплазма являє різної в'язкості колоїдальну рідку середу (цитоплазму), що містить клітинні органели, різні білки, амінокислоти, РНК, вуглеводи, ліпіди та інші речовини, включення резервних речовин різної природи.

Вакуолі - добре видимі структури, округлі або неправильної форми. Зазвичай в них концентруються резервні речовини або токсичні проміжні метаболіти клітини і чужорідні речовини.

Вважають, що вакуолі в клітині можуть походити від ЕПР або апарату Гольджі. Відповідно до походженням в них переважно акумулюються або резервні, або токсичні речовини.

Лізосоми - клітинні органели, що знаходяться в цитоплазматичної матриксе, представляють різноманітні за формою тільця, оточені одинарної мембраною, вони отшнуровиваются від бульбашок апарату Гольджі і у вигляді бульбашок розміщуються в цитоплазмі. Вони містять протеази, здатні акумулювати шкідливі для клітини проміжні продукти метаболізму.

Ядро оточене чітко вираженою двуслойной з порами оболонкою, утвореною зовнішньої і внутрішньої ядерно ними мембранами, містить ядерце, хромосоми, містять дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК).

Ядро у більшості грибів малих розмірів, зазвичай кругле, іноді подовжене, розташоване по-різному - в центрі клітини, полярно, у клітинної стінки або перегородки. Клітини гіф грибів містять по одному або кілька ядер (рис. 5).

У фікоміцетів, що мають добре розвинений, зазвичай несептірованний міцелій, міститься велика кількість клітинних ядер, багато хітрідіевие - одноядерний. З сумчастих грибів одноядерні клітини у Erysiphaceae, але зазвичай клітини багатоядерні, в базідіальних грибів - одно- або двоядерні клітини в залежності від зміни фаз, часто в більш старому віці одно- ядерність змінюється на багато- ядерність.

•

Мал. 5

Ядра в Макроконідії (а);

мікроконідії (б); хламідоспори (в) фу.тріса

Розміри клітинних ядер в середньому 2-3 мкм в діаметрі, хоча у деяких первинне копуляціонное ядро досягає 10 мкм, у Synchytrium -

80 мкм. Ядро має оболонку, в яку укладено більш-менш густа хроматіно- вая ланцюг і зазвичай одне ядерце.

Основними функціями ядра є реплікації ДНК і перенесення генетичної інформації в цитоплазму через РНК. Таким чином, ядро є носієм спадкових властивостей організму і контролює цитоплазму через генетичний матеріал - ДНК, РНК, хромосоми (гени - ділянки ланцюга ДНК). Цитоплазма впливає на активність окремих фаз ядра, наприклад, при певних умовах зростання в результаті метаболічних процесів в цитоплазмі деякі гени активуються, інші - не активуються. Метаболічні процеси в цитоплазмі впливають на морфологію ядра - його розміри і форму в різних клітинах одного грибного організму і при різному їх фізіологічному стані. Ядра вегетативних клітин відрізняються від ядер в аскогенних гифах у сумчастих грибів.

У багатоядерних клітинах гіф і конідій грибів ядра якісно неоднорідні - одні ядра безперервно діляться, інші знаходяться в стані спокою. При мітотичного ділення у багатьох грибів зберігається ядерна оболонка, яка зникає при подальшому мейозе.

До особливостей ядерного апарату грибів відносяться також наявність дикаріон, спарених ядер в клітині після злиття їх цитоплазми. У несептірованних гіф ядра розташовані по всій протоплазмі, а у септірован- них в окремих клітках різних видів зустрічаються від 1-3 до декількох десятків, наприклад, до 100 ядер в клітинах Neurospora crassa. Число ядер в суперечках і конідій також коливається в значних межах. Воно залежить від генетичних особливостей виду, фізіологічного стану, умов культивування та інших факторів. Нерідко у грибів з одноядерними конидиями або клітинами гіф міцелію при проростанні відзначається багатоядерність; наприклад, в молодих і зрілих конідій Colletotrichum falcatum міститься по одному ядру, розташованому в центрі; багатоядерність з'являється тільки перед проростанням конідій.

Число ядер в суперечках багатьох, наприклад, сумчастих грибів є діагностичною ознакою.

На морфологію ядер диплоїдних штамів п-фтор-фенілаланін впливає специфічно: у Aspergillius niger в процесі росту на середовищі з про-фторфенілаланіном зменшуються розміри диплоїдних ядер і число ядер в клітині, збільшується число ядерних фрагментів. Вважають, що n-фторфенілаланін діє на процеси мітозу, викликає втрату хромосом, тому в клітинах утворюються гаплоїдні ядра.

При русі цитоплазми в гифах грибів ядра мігрують з фиалид в новостворену Конідій, перед утворенням нової клітини з проростає конідії в предделящуюся частина ростової трубки. Ядра можуть мігрувати з головною гіфи в її бічні відгалуження, з конидиеносцев в конідії. У несептірованних гифах ядра можуть мігрувати до зростаючого або протилежного кінця, в септірованного гифах - з однієї клітини в іншу. При анастомозах гіф і конідій ядра також можуть мігрувати з однієї клітини в іншу. При цьому деякі ядра можуть мігрувати до поділу, інші - після поділу. Однак не всі ядра цих же клітин мігрують, вони можуть розташовуватися у клітинних стінок або перегородок (рис. 6).

При міграції ядер з однієї клітини грибів у іншу створюються неоднакові умови для їх взаємозв'язків

Мал. 6

Схема виникнення фіалоконідій

Перша конидия утворюється МРІ участю обох шарів стінки (голобластіческому); базальні залишки зовнішньої стінки часто утворюють «келишок» або комірець (1). Наступні, зітеробластіческіе фіалоконідіі теж іноді залишають після себе сліди своїх зовнішніх стінок (2); А. Конидии легко відокремлюються одна від одної; у Phialophora вони збираються в слизові крапельки біля гирла фіолід. Б. Конидии залишаються (через особливості септ) пов'язаними в ланцюжки (по Cole, Samson, 1979).

з цитоплазмою, для процесів метаболізму. Це, в свою чергу, є однією з причин прояви їх раз-нокачественності і як наслідок цього значною мінливості грибів.

Мітохондрії. Генераторами енергії в клітині є мітохондрії. Це зазвичай елліпсоідоподобние структури клітини, які постійно пересуваються в цитоплазмі клітини і контактують з іншими її структурами. Утворюються в клітці шляхом інвагінації цитоплазми або в результаті їх поділу. Вони покриті одно- або двошарової оболонкою і містять внутрішні випинання - Крісті.

Залежно від умов культивування і фізіологічного стану клітини форма мітохондрій і їх кількість в клітині змінюються: при несприятливих умовах зростання мітохондрії набувають ниткоподібну форму, вони можуть бути також дрібними, округлими на зростаючому кінці гіфи. Наприклад, при культивуванні в аеробних умовах на живильному середовищі з додаванням 5% глюкози в клітинах Saccharomyces cerevisiae було від 3 до 8 мітохондрій, при додаванні 1% глюкози - від 10 до 20 мітохондрій, при культивуванні в анаеробних умовах мітохондрії були відсутні.

В мітохондріях зосереджені ферменти: піру- ватоксідаза, сукціндегідрогеназа, цитохромоксидаза, пероксидаза, ди- і три- піридиннуклеотидів цітохромре- дуктази, лужна і кисла фосфатази і ін. Ферменти із зруйнованих клітин грибів можна виділити шляхом диференціального центрифугування у фракції субклітинних структур. Локалізацію окислювально-відновних ферментних систем в мітохондріях можна виявити цитологічних, фарбуванням тетразолием. Тетразолієм у відновленій формі - це забарвлене в червоний колір речовина - формазану, який легко виявити в клітці при мікроспорії. Мітохондрії дають позитивну реакцію з фарбою Янус, з реактивом НАДІ для цитохромоксидазу.

Мембрани мітохондрій містять фосфоліпіди, ферменти дихального ланцюга перенесення електронів складають до 25% білка мітохондрій, в них відбувається біосинтез нуклеїнових кислот, білків, вуглеводів, ліпідів і інших речовин. Мітохондрії містять ДНК, локалізовану в зонах, які називаються «мітохондріальними нуклеотидами», вони є самовоспроізводящімі- ся органеллами клітини.

Рибосоми. РНК, що утворилася в ядрі, переходячи в цитоплазму, локалізується в спеціальних структурах клітини - рибосомах. Це численні дрібні тільця, зазвичай кулясті. Рибосоми беруть участь в синтезі білка. Однак цей складний і видоспецифічний процес відбувається за участю ДНК ядра і трьох інших видів РНК - транспортної, рібосомаль- ної, інформаційної. Радіографічним методом, шляхом «згодовування» клітинам Neurospora crassa мічених амінокислот було встановлено, що новостворений білок міститься в рибосомах. Однак зв'язок новоутвореного білка з рибосомами вельми короткочасна - всього кілька секунд, а через хвилину вже все білкові фракції цитоплазми стають радіоактивними. Рибосоми можна виділити безпосередньо з гомогенізованих клітин грибів шляхом диференціального центрифугування при великому числі оборотів. При центрифугуванні живих клітин Neurospora crassa ядро і багаті РНК рибосоми осідають нижче мітохондрій.

Рибосоми можна виділити диференціальним центрифугуванням неклітинних фракцій, наступним хроматографирования і елюювання в різних градієнтах розчинів NaCl або цукрів. Функціональну активність рибосом визначають по здатності включення мічених амінокислот в білок. Число рибосом залежить від виду гриба, фази і умов зростання, воно змінюється при голодуванні, вплив температури, отрут, старінні культури та інших факторах. Рибосоми різних видів відрізняються коефіцієнтом седиментації, в'язкості та ін.

Включення. Роль основного запасного компонента грибний клітини виконує глікоген, який у грибів, ймовірно, є субстратом високого рівня ендогенного дихання. Глікоген зазвичай в клітинах розподілений рівномірно у вигляді дрібних гранул по всій цитоплазмі. Зростаючі верхівки гіф позбавлені глікогену.

Поліфосфати (метахроматін) знаходяться в колоїдному стані в вакуолях. При вітальному фарбуванні їх частки випадають у вигляді темно-синіх гранул. Гранули метахроматіна (волютина) складають великі запаси в клітці (до 22% від загального вмісту мінеральних речовин в грибний клітці), і їх зміст залежить від умов харчування, віку культури, властивості види та інших факторів.

Ліпіди і жирові речовини містяться в клітці у вигляді крапельок, званих липосомами (сферосомамі, мікросомами). Включення жиру частіше містяться в клітинах грибів при зростанні на середовищах, багатих на вуглеводи, в старіших клітинах гіф і конідій, в хламідо- суперечках, в покояться структурах (склероції, зимуючих формах). Склад ліпідів і ліпопротеїдів у тій чи іншій мірі специфічний для окремих груп і видів грибів.

У клітинах гіф і міцелію грибів можуть накопичуватися і інші метаболіти, іноді в значній кількості. Наприклад, рибофлавін у вигляді кристалів, що заповнюють всю клітку, накопичується у Eremothecium eschbyi. Багато пігменти, каротиноїди, особливо в старіших клітинах, містяться в розчиненому вигляді або у вигляді включень в клітинах гіф, конідій, суперечка або їх оболонках. Включення і інші компоненти в клітинах трибов не виділяються в середу внаслідок непроникності для них клітинної мембрани і оболонки або внаслідок зв'язування із структурними компонентами клітини або виділяються в середу внаслідок зміни властивостей цитоплазматичної мембрани під впливом продуктів метаболізму грибів. Окремі компоненти клітини відіграють роль запасних речовин.

Джгутики - характерна структура рухомих клітин грибів-зооспор і гамет. Їх будова в основному аналогічна будові джгутиків еукаріотів. Джгутики грибів бувають двох типів: бічевідние гладкі і перисті.

Гіфа - найбільш характерна морфологічна структура грибів, являє собою циліндричну трубку, що має зазвичай 5-10 мкм в поперечнику. У деяких грибів біля основи діаметр гіфи може досягати 160-170 мкм (наприклад, Achlya conspicua). В оболонці гіфи укладена многоядерная протоплазма, яка безперервно утворює нові клітини на кінці. Гіфи можуть не мати поперечних перегородок, тоді вони називаються неклітинні , або асептірованнимі. Якщо протоплазма розділена поперечними перегородками, вони називаються септірованного. Зростаючі в довжину гіфи розгалужуються нижче кінця, і протоплазма безперервно рухається до молодого, активно поширювався ділянці гіфи. Більш старі відрізки гіф в колонії мо гут відділятися перегородкою, що виникає в результаті вростання оболонки гіфи. При цьому утворюються так звані «гіфальние тіла». Відрізки гіф дають початок нової колонії грибів.

Іноді в несептірованних гифах виникають поперечні перегородки, пов'язані з утворенням фрагментів гіф з декількох клітин або відокремлюють органи розмноження від міцелію.

Септірованние гіфи характерні для більшості сумчастих, базидіальних і дейтеромицетов (недосконалих грибів). Довжина клітин гіф, тобто відстань між двома поперечними перегородками, різна у різних грибів і залежить від віку і умов культивування. Як правило, перегородка утворюється на певній відстані від кінця гіфи. Розгалужені гіфи відокремлюються від головної поперечною перегородкою. Поперечні перегородки гіф мають отвори - пори, через які цитоплазма проходить до зростаючого її кінця.

Поперечні перегородки у одних грибів є простий диск з порами, у інших (головним чином базидиомицетов) - щорічно товщає перегородку навколо краю пори, яка називається частки поровой перегородкою.

Розподіл клітин і утворення перегородок в гифах відбувається випинанням периферичного шару цитоплазматичної мембрани або внутрішнього шару клітинної стінки. Потім точки випинання починають центро- петальние рости і впроваджуватися в цитоплазму. Матеріал клітинної оболонки синтезується на зовнішній поверхні двох шарів випнутими цитоплазматичної мембрани. Випинання ростуть до моменту відділення перегородки від нижележащей клітини. При цьому з двох шарів випинання утворюються клітинні стінки.

У грибів розрізняють повне і неповне поділ. При повному розподілі нові клітинні стінки утворюються на всій поверхні зростаючого випинання. При цьому клітини відокремлюються одна від одної. При неповному розподілі перегородка гіф у більшості сумчастих, базіді- альних і дейтеромицетов має пори, клітини зазвичай не відокремлюються один від одного і укладені в клітинну оболонку гіфи. При екзогенному освіту конідій відбувається повне розподіл, клітини відокремлюються шляхом сегментації (поділу на протязі всієї гіфи), фрагментації - (відділення на окремих ділянках гіф) або відділення від спеціалізованих клітин - коні- діеносцев.

При старінні, коли відбувається вакуолизация і потім окремі клітини гіф і конідій звільняються від вмісту, пори перегородок можуть закриватися і клітини відокремлюються від інших або один від одного. Цитоплазма клітин молодої частини гіфи щільна, гомогенна, з ядрами і мітохондріями, а в клітинах більш старій частині - вакуолізірована. Молоді частини гіфи характеризуються активністю біохімічних процесів, в тому числі пов'язаних з синтезом клітинної стінки зростаючого кінця гіфи.

До молодої, зростаючої частини гіфи через пори в поперечної перегородки безперервно надходить цитоплазма з предделящейся клітини, а до неї - з більш старих.

У дріжджів і дріжджоподібних грибів відсутні справжні гіфи. Вегетативне тіло їх складається з одноядерних простих клітин, які розмножуються поділом або брунькуванням. У брунькуються дріжджів (Sac- charomyces) на материнській клітині утворюється маленький горбок, який подовжується в процесі росту, досягаючи розміру вихідної клітини. Потім ділиться ядро і нова клітина відділяється в місці утворення нирки. На одній клітці і навіть в одному місці може виникати одна або кілька нирки клітин.

Як правило, тіло грибів має гіфальное будова. Однак у деяких більш просто організованих грибів міцелій відсутня (наприклад, у деяких нижчих грибів). Вегетативне тіло їх є грудочку протоплазми без оболонки або клітку з оболонкою і ги фообразнимі відростками. При дозріванні вся клітина перетворюється в один або кілька рухомих репродуктивних органів - зооспор. Цей тип вегетативного тіла називається голокарпіческім на противагу еукар- пическое у характеризується вираженою диференціацією вегетативного та репродуктивного міцелію. У деяких грибів зрілий таллом представлений тонкими коренеподібні розгалуженнями у вигляді тяжів з гіф, званих ризоидами або різоміцеліем. Ризоїди можуть утворюватися на одній ділянці гіфи (моноцентрі- етичні) або на декількох ділянках (полицентрические). Іноді таллом має деревоподібну форму, тоді він різо- іднимі тяжами прикріплюється до субстрату (рис. 7).

У миксомицетов вегетативне тіло представлено плазмодієм, який складається з многоядерной протоплазми, позбавленої клітинної стінки. Плазмодій здатний пересуватися по субстрату на значні відстані.

У більш складно організованих грибів сплетіння гіф міцелію створює освіту більш-менш диференційованої тканини, званої помилкової тканиною , в отли-

Мал. 7

Столони і Ризоїди у роду Hhizorus

А - Ph. nigricans; Б - Rh. oryzae: 1 - столони; 2 - Ризоїди; 3 - субстрат; 4 - спорамгісносци; 5 - молоді спорангії; 6 - зрілі спорангії (приблизно ХБО no Zycha).

чие від справжньої тканини, утвореної у вищих рослин в результаті поділу клітин. Наприклад, покривна тканина і м'якоть, механічна і проводить тканини у вищих шапинкових грибів, тканини склероциев, тяжів і т. Д. Хибна тканину плодових тіл, склероциев грибів утворюється шляхом більш-менш щільного сплетіння гіф, вона буває псевдопаренхімного або плектенхімного будови. Плектенхіма, що складається з подовжених клітин гіф, називається прозоплектенхімой , а з неудліненних (довжина не більше ніж в два рази перевищує діаметр) - параплектенхімой.

Диморфізм - здатність міцеліальних грибів в залежності від умов культивування розвиватися у вигляді дріжджоподібних клітин і, навпаки, дріжджів утворювати міцелій. Основною причиною такої трансформації, мабуть, є різниця в умовах, необхідних для росту і розмноження (поділу ядра). Наприклад, на концентрованих розчинах цукрів відзначається дрожжеподобний зростання у багатьох Endomycetales. При пересіву цих дріжджоподібних клітин на звичайні середовища знову спостерігається міцеліальних тип зростання. Ця здатність властива багатьом видам патогенних грибів - сажкових, Фузар, тафріновим і ін. Mucor rouxii в атмосфері вуглекислоти утворює дріжджоподібні почкующиеся клітини, які відрізняються цитологічних і фізіологічно від клітин міцелію цього гриба.

Тонке будова гіф вивчено у багатьох видів (Neuro- spora crassa, Rhizopus homothallicus, Rh. Rhizopodiformis і ін.). Наприклад, у Rhizopus rhizopodiformis оболонка клітини являє собою одноманітну електронноплотного структуру фибриллярного будови, з безладно розташованими порами, дуже тонкою цитоплазматичної мембраною і пов'язаними з нею бульбашками. Мітохондрії мають подвійну оболонку і внутрішні Крісті, розташовані паралельно. Ендоплазматичнийретикулум, звільнений від РНК, шорсткого профілю, представляє собою різноманітну систему тяжів і трубок. Включення жиру і глікогену в цитоплазмі містяться у вигляді бульбашок різної щільності або гранул. Клітини гіф багатоядерні, ядра мають подвійну оболонку і різну електронну щільність.

У Helminthosporium victoriae, збудника захворювання вівса, гіфи мають подовжену нитчатую структуру, клітинні оболонки складаються із зовнішнього тонкого, одноманітного електронно-щільного шару і слабо фибриллярной, електронно-прозорою розпростертої внутрішньої оболонки. Цитоплазматична мембрана тонка, електронно-щільна, чітко відмежована від внутрішнього шару клітинної оболонки. Відзначено включення глікогену, жиру. Клітини гіф зазвичай багатоядерних, ядра мають пору.

Міцелій являє собою складну систему сплетення гіф з більш-менш вираженою їх диференціацією, що проявляється в різному ступені у різних видів грибів. У природних умовах зростання, а також при культивуванні міцелій, утворений часто з однієї або декількох пророслих конідій або гіф, утворює колонію. Морфологічно і фізіологічно колонія також представляє в певній мірі диференційовану систему міцелію, що відрізняється по окремих її елементів у різних видів грибів і навіть в межах одного виду (рис. 8).

У апикальном районі гіф Rhizopus виявлені окремі зони, що містять численні мітохондрії, які беруть участь в біохімічних процесах, перетворень поживних речовин і синтезі оболонки

апекса гіфи. У той же час в предрастущей зоні цитоплазма містить ядро і мало мітохондрій.

Швидкість зростання гіф у різних видів різна, до швидкозростаючим в культурі відносяться багато видів муко- рових грибів, Триходерма і інші, до повільно зростаючим - окремі види пе- ніціллов, багато видів паразитних грибів. Очевидно, швидкість росту в значній мірі визначається особливостями окремих видів до швидкого синтезу матеріалів оболонки знов утворюється верхівкової клітини гіфи і іншими біохімічними процесами.

Колонія - це форма верхівкового росту головною гіфи грибів та її численних відгалужень з материнської клітини. Гіфи в субстраті можуть поширюватися від центру материнської (вихідної, посівний) клітини, утворюючи субстратної міцелій, і в повітрі, утворюючи повітряний міцелій.

У колонії розрізняють характер розгалуження гіф, швидкість їх росту, розміри клітин, орієнтацію до головної гіфі, поділ на повітряні і субстратні гіфи, ступінь розгалуження і співвідношення між числом розгалуження

Мал. 8

міцелій грибів

А - система моноподіального розгалуження міцелію краю колоній: 1 - первинне розгалуження у Absidia so .;

  • 2 - перегородки у Sordaria fimicolu;
  • 3 - пряжки у Corpinus desiminatus; б - будова гіф і їх клітин у гіме- номіцетов: 1 - циліндрична гифа Pleuteus servinus; 2 - слабоутолщенние клітини гіф; 3 - залозиста гифа Cantharellus floccosue; 4 - циліндрична гифа з перетяжками; .5 - сфе- роцісти з зрізу Cystoderma; 6 - гифа з подкожііи Cystoderma; 7 - звивиста гифа Polyporus glomerate; 8 - контексна гифа Gimnopilus specta- bilis; 9 - інкрустована гифа Pho- liota librica; 10 - сфероцісти і сплетіння гіфи Russula aeruginea; / / - гіфи з оболонкою стержнеподобних виростів Mycena lodiolens; 12 - ба- тііоподобние гриби Mycena vulgaris; 13 - гіфи Panus strigosus з різною товщиною оболонок клітин; 14 - мікосклеріди Polyporus glomeratus; 15 - клітини гіф Leccinum з різних ділянок (по Smith та ін .. 1966).

б

а

Мал. 9

Зовнішній вигляд колонії грибів

а - мозговідное, вигнута, складчаста з широким аспорогенних краєм у Aspergillus niger; б - моз- говідноскладчастая з широкою чорною спорообразу- ющсй зоною; в - сильно пухнаста у Kusarium оху- sporum; г - чітко видно зони спороношепія у колонії Dendrodochium toxicum.

першого, другого, третього і т. д. порядків, їх розмірами (діаметром і довжиною клітин).

Відмінності в характері морфології колонії різних видів грибів зазвичай чітко відзначаються при культивуванні на спеціальних, частіше щільних середовищах, рідше при ураженні природних субстратів. Колонії ростуть радіально від центру посіву вихідної культури шляхом подовження і розгалуження гіф (рис. 9).

Розрізняють такі фази росту колонії:

  • 1. Початкова фаза - від проростання спори до утворення гладкого рівного краю радіально поширюються гіф. Початок розгалуження настає під час експоненціального зростання гіфи. Якщо проростає спору (конидия) дає кілька ростових трубок, вони все, в свою чергу, утворюють бічні гіфи.
  • 2. Фаза лінійного росту характеризується постійною швидкістю зростання.
  • 3. Фаза старіння колонії характеризується зменшенням швидкості або припиненням зростання колонії. Фази росту колонії відрізняються не тільки швидкістю зростання, але також будовою клітин гіф. Зазвичай в молодому віці клітини гіф мають гомогенну структуру, в другій і особливо третьої фазах в клітинах краю колонії і частіше центру її утворюються вакуолі, різні включення, пігменти і часто порожнисті клітини, додаткові перегородки, потовщується оболонка клітин гіф, закупорюються пори, спостерігаються анастомози.

З елементів морфології колонії розрізняють - край, характер поверхні (гладкі, мозговідное зморщені, радіальні та ін.) І зворотного боку (reversum), колір міцелію, середовища та органів спороношення, їх розташування в колонії. У більшості видів грибів диференціація решт гіф, пов'язана з утворенням споронос- ців, конидиеносцев, столонов, Корем, склероциев, тяжів, відбувається в повітряному міцелії. Ризоїди і різоморфи у деяких видів фікоміцетів утворюються в субстратном міцелії. За розвитком колонії на щільному середовищі в чашці Петрі або пробірці спостерігають візуально, при невеликому збільшенні (зазвичай в бинокулярной лупі), а також мікроскопічно при спостереженні зрізів (поперечних) ділянок колонії з субстратом. Повітряні гіфи зазвичай тонше, клітини їх довше, ніж у субстратні. Розгалуження гіф міцелію в колонії у різних видів грибів може бути дихотомічне, сімподі- ально, моноподіальне (частіше), під різним кутом по відношенню до головної гіфі і поверхні субстрату. Швидкість росту міцелію краю колонії, початок розгалуження і його характер, протяжність гілочок залежать від виду гриба і мінливих обставин харчування в процесі росту, освіти інгібіторів або стимуляторів цих процесів. Швидкість зростання і розгалуження гіф краю колонії і віддалених від нього ділянок різні. Щільність гіф краю колонії визначається відношенням їх загальної довжини до одиниці поверхні. Щільності повітряного і субстратного міцелію у різних видів грибів неоднакові в залежності від складу живильного середовища, фази росту колонії: зазвичай з віком щільність гіф збільшується.

Колонії при зануреному періодичному зростанні візуально значно відрізняються від колоній на щільних поживних середовищах. При зануреному культивуванні гриби ростуть у вигляді кульок, що брунькуються дріжджоподібних клітин, ниткоподібним міцелієм. Кульки - це своєрідні сферичні колонії з більш старим міцелієм в центральній частині і молодим в периферичної. На характер міцеліальні зростання при зануреному культивуванні впливає вихідна густота посівного матеріалу (інокулюму). При великій щільності інокулю- ма розвиваються короткі, рідко розгалужені гіфи, при малій щільності посіву - сферичні колонії, форма і розміри яких залежать також від складу середовища та інших умов культивування - температури, pH, аерації і т. Д. В залежності від інтенсивності росту гіф і розгалуження сферичні колонії формуються з певною морфологією краю, центральній частині та ступенем морфологічної і фізіологічної диференціації клітин гіф. У деяких грибів утворюються густо розгалужені радіально зростаючі краю кульки, вони щільно прилягають один до одного, у інших гіфи краю рідко розгалужуються.

Клітини розгалужених гіф при поверхневому зростанні мають гомогенну цитоплазму з рясним змістом гранул. Більш віддалені від краю клітини гіфи центральній частині кульки містять багато вакуоль. Найбільш старі ділянки гіф є автолізірованнимі сегментами гіф. Окремі види грибів при зануреному культивуванні не утворюють органів розмноження, але багато видів пеніциллів, аспергиллов, фузарі- їв, тріходерми при певних умовах рясно спо роносят. Наприклад, при зануреному культивуванні деяких штамів Fusarium sporotrichiella мікроконідії складають до 80% всієї біомаси гриба. У окремих видів утворюються більш спрощені конідієносци, без типових пензликів або головок, наприклад, у пеніциллів або аспергиллов змінюється їх морфологія. При зануреному культивуванні Claviceps purpurea утворюються клітини міцелію, морфологічно подібні до клітинами склероциев.

Характер росту міцелію в колонії залежить від освіти в процесі метаболізму Морфогенія речовин, що обумовлюють проростання суперечка, спорообразование, характер росту, диференціацію і лізис гіф.

Видозміни міцеліальні зростання. У грибів відомі такі видозміни міцеліальні зростання, як хламідоспори, тяжі, різоморфи, склероции, аіпрессо- рії, гаустории, кільця.

Хламідоспори - клітини різної хімічної природи гіф з потовщеною оболонкою, зазвичай виконаних включеннями жиру і глікогену, з великим діаметром клітини, ніж діаметр гіфи. Хламідоспори утворюються як фрагменти гіф (інтеркаллярние) або на кінцях їх (термінальні), в Конідій. Біологічне значення їх і умови освіти не зовсім ясні. Для деяких видів наявність хламідоспор служить діагностичним ознакою. У процесі росту у одних грибів хламідоспори утворюються при старінні культури після типового спорообразованія. У інших - одночасно або навіть передують утворенню типових органів розмноження (рис. 10).

ю

Мал. ю

Міцеліальні терми нальні (а), інтеркал лярні (б) і конідій альні (в) хламідоспори у фузаріїв

Мал. 11

Дсітероміцет Histoplasma capsulatum А - характерні хламідо- суперечки правильної форми (I). що виникають на прохламі- доспорілісь (2): Б - мікроконідії (Х800. no Emmons et al .. 1977).

У грибів з несептірованним і септірованного міцелієм можуть утворюватися фрагменти гіф з збільшеними клітинами хламідоспорного типу, мають потовщену оболонку. У багатьох видів, наприклад у Fusarium, в Конідій або при їх проростанні утворюються хламідоспори. У фітопатогенних грибів нерідко хламідоспори представляють одну з найбільш стійких форм в циклі розвитку гриба до впливу несприятливих факторів, що забезпечують їх виживання в грунті (рис. 11).

Склероції - своєрідна агрегація септірованного гіф грибів у вигляді особливих тел. Клітини гіф і їх оболонки потовщуються, часто

Склероції

Мал. 12 Склероції

Л - бнзідіоміцет Typhula intermedia (Aphylloplmrnlcs); Б - бплндіомі- ЦСТ Corpinus storcorarius (Agnricnles); І - Typhula gyrnus; Г - - дойтеромм * немає Botrytis rinerea (Monilialcs; статева стадії: аскомпцст Sclerotinia на Leotinles) (А. Б. Г: радіальні зрізи короною зони, х200: Б: вид зверху х170; Л: по Butler, Б: по Townsend, Willetts ).

меланізіруются і набувають темне забарвлення. Потовщені клітини гіф розташовуються на зовнішньому шарі склероция навколо більш тонкостінних, зазвичай не пофарбованих клітин внутрішніх шарів. Структура клітин скле- роціев і спосіб їх утворення різноманітні, але у всіх випадках їх утворення пов'язане зі збільшенням розгалуження і числа перегородок в гифах. Розміри склероциев коливаються від декількох міліметрів до декількох десятків сантиметрів у різних видів грибів (рис. 12). Склероції зазвичай сферичні, нерідко неправильної форми. У деяких видів, наприклад у Claviceps purpurea, складаються з гіф, що перемежовуються з клітинами тканини рослини-господаря.

Склероції стійкі до впливу несприятливих факторів. У фітопатогенних грибів склероции утворюються в уражених тканинах рослин і сприяють тривалому виживанню паразита в грунті, навіть після розкладання рослинних залишків і звільнення їх з тканин рослини. Наприклад, завдяки освіті мікросклероції у Verticillium albo-atrum, V. dahlea - збудників в'янення бавовнику та інших рослин, поширюється захворювання. Описано два типи освіти склероциев: 1. термінальний - на кінцях гіф; 2. інтеркалярний - в окремих фрагментах головних гіф.

У деяких грибів, наприклад Rhizoctonia solani, гіфи склероциев диференційовані нечітко, склероции утворюються вільно з міцелію, що не має утолщепной оболонки клітин і шару поверхневої капсули. Мікросклероції - структури з ще менш вираженою диференціацією клітин гіф міцелію. Вони утворюються у окремих видів грибів, наприклад у Verticillium alboatrum і ін. У грибів Botrytis cinerea, В. alii, Scle- rotium cepivorum склероции утворюються на кінцях гіф шляхом вторинного дихотомічного розгалуження їх, освіти перегородок і трьох різних шарів клітин гіф: шкірки, корковою паренхіми і всередині розташованих сплетінь гіф; у Sclerotium rolfsii, Sclerotiuni gladioli склероции утворюються шляхом декількох бічних розгалужень однієї або декількох головних гіф, їх закручування і освіти шарів з різними клітинами міцелію - покровного, паренхіми і різного сплетення гіф.

Розмір склероциев збільшується в результаті посиленого зростання, освіти перегородок у кінців гіф і подальшої диференціації їх клітин в окремих шарах склероцій. Зрілі склероции містять менше вологи в порівнянні з міцелієм, багато запасних речовин - ліпідів, глікогену. Клітини зовнішнього шару містять меланіни або інші пігменти. При проростанні склероции утворюють вегетативні або репродуктивні органи гриба, наприклад у Claviseps purpurea, Sclerotina sp. та ін.

Міцеліальні тяжі і різоморфм. Видозміни міцеліальні типу зростання проявляються у вигляді різноманітних многогіфальних структур. З цих многогіфаль- них вегетативних структур найбільш важливу фізіологічну функцію в життєвому циклі окремих видів грибів виконують тяжі і різоморфи.

На відміну від склероциев вони представляють лінійно агреговані гіфи, від декількох гіф до тяжів діаметром в декілька сантиметрів. Вони виникають з вегетативного міцелію частіше в природних умовах, рідше при культивуванні. Міцеліальні тяжі і різоморфи можуть практично необмежено однонаправленно поширюватися в довжину. Властиві особливо для базидіальних грибів, що утворюють великі плодові тіла. У деяких видів недосконалих грибів також відзначається характерний зростання вегетативного міцелію у вигляді тяжів, наприклад у Penicillium funiculosum, видів Phaecilomyces. Ці поступово агреговані навколо існуючої центральної основи тяжі називаються міцеліальними , більш складно агреговане поширення решт (до кількох сотень) гіф називається різоморфамі. У цій множинної агрегації гіф спостерігаються певні відмінності в рівні зростання головною гіфи, ступеня і протяжності бічних розгалужень, числа і розмірів решт гіф в міцеліальні тяже або різоморфе, ступеня морфологічної і фізіологічної диференціації клітин гіф поверхні і внутрішньої їх частини та інших ознаках. Міцеліальні тяжі і різоморфи забезпечують поширення гриба в субстраті, пересування по гіфам поживних речовин до місця утворення плодових тіл, виживаність при несприятливих умовах. Клітини гіф містять запасні речовини, які служать для збереження виду при несприятливих умовах. До видозмінам міцелію відносяться також спеціальні розгалуження міцелію на зростаючому їх кінці - ап компресорів і гаусторій. Аппрессорій представляє розрослися клітини ростовой трубки гіф або верхівки міцелію. Буває зазвичай у фітопатогенних грибів в ранній стадії інфекційного процесу (рис. 13). За допомогою аппрессорій гриб прикріплюється до поражаемой тканини рослини. Гаусторій - розгалуження гіф, за допомогою яких гриб проникає в живі клітини ураженого грибом організму, служить для поглинання поживних речовин, направляє їх в інші області грибного таллома і там частіше дає спороношение.

аськоміцетов Venturia inaequalis (Dothideales). Заселення листа яблуні

Мал. 13 аськоміцетов Venturia inaequalis (Dothideales). Заселення листа яблуні

Аскоспори з проростковой гифой (I). з роздутого кінця якої (апрессорія) починає розвиватися суб кутнкулярнаястрома (вид зверху, * 600; по Nusbaum, Kcilt, 1938).

Дуже часто від апрессорія (або гіфоподія) або утворює його гіфи відростає інфекційна гифа.

Гіфоподіі. Постійні за формою, регулярно закладаються аіпрессоріі називаються гіфоподіямі (рис. 14 і 15).

Мал. 14

Аськоміцетов Meliola melanochaeta (Meliolates)

Гіфи (1) на поверхні господаря з одноклітинними (2) і двуклеточний (3) гіфоподіямі (х500).

аськоміцетов Xenostomella tovarensis (Dothiadeales)

Мал. 15 аськоміцетов Xenostomella tovarensis (Dothiadeales)

екстраматріколишя гифа (1) з гіфо- піднято (2Л інфекційними гіфами (3) і гаусториями (4) в клітинах господаря (поперечний зріз листа, х220; по Hansford).

Мал. 16

Оомицетов Zoophagus tentaclum (Peronosporales)

  • 1 - ловча гифа з клейким секретом,
  • 2 - спіймана коловратка Monostyla solidus (х500, по Karling).

Вони зустрічаються в різних еволюційних лініях і завдяки своєму характерному вигляду часто використовуються для розрізнення сімейств, родів або видів.

Ловчі гіфи - це петлі, утворені особливими гіфами деяких грибів (Zoopagales, Arthrobotrys і деякі інші Fungi im- perfecti - так звані хижі гриби), покриті клейким виділенням і миттєво скорочуються у відповідь на дотик. Жертвами цих грунтових грибів стають переважно нематоди і найпростіші. Їх заселення здійснюють бічні гіфи ловчих органів, впроваджуються в тіло видобутку і поширюються всередині нього (рис. 16).

Інші органи прикріплення. Перфорується органи дерматофитов (рис. 17) в протилежність аппрес- соріям і гіфоподіям завжди багатоклітинні; вони виконують відразу кілька функцій: прикріплення до субстрату, впровадження в нього (в шкіру, волосся, нігті і т. д.) і поглинання поживних

Мал. 17

Перфораційні органи деітероміцета Тrichophyton mentagrophytes (Monilialcs): зараження волоса in vitro

А. Молодий орган пріщепляется до поверхні колоса як багатоклітинний комплекс (1 від якого йде 11орфо | до | ционная ТФА ( 2 ), НрОбОДК10ЩЛН КОркОКИЙ ШАРИ (• {) ІОЛО-

са і «витравлюють * в ньому пе |> форлцн- онную яо | юнку (4). Б. Засоление серцевинного шару (5) волоса (інші позначення їм. / 1.) І. Перфораційна гифа не змогла Ніедри п вільний: (Х650. Але Mary Р. Ivngtish: Sabourmidia 2 [1963] 115-130).

речовин. Деякі паразити рослин використовують подібні за будовою органи.

Інфекційні і перфораційні гіфи. При впровадженні в клітини епідермісу і проростанні через внутрішні клітинні стінки господаря паразитичні гриби, як правило, утворюють специфічні, найчастіше дуже тонкі, інфекційні та перфораційні гіфи. Рослини-господарі реагують на поразку грибом по-різному. Часто при впровадженні перфорационной гіфи в клітку на стінці останньої виникають своєрідні потовщення - лігнітубери (рис. 18). Вони, хоча і вимагають присутності гриба, формуються самим господарем. тіло

Мал. 18

Лігнітубер при зараженні пшениці (Triticum vulgarc) ас кому і цет му Сі їй гп а п піт у res graminis (Diuporthales)

I -? стінка раніше інфікованої грибом сусідньої клітки; 2 - стінка заражаємо клітини 3 - перфораційна гифа гриба; 4 ~~ лігнітубер, прободспний грибом; б - лігнітубер, що не Прохворівши ний перфорационной гифой (* 3000. по Fellows).

гриба також, як правило, видозмінюється: перед впровадженням в клітку його гіфи утворюють випинання або придатки типу аппрессоріев, в лігнітуберах сильно тоншають, а всередині інфікованої клітини розгалужуються подібно гаустории або згортаються в клубок.

Столони. Запас поживних речовин з зачатка або перша ж поглинена з середовища їжа використовуються деякими грибами (перш за все з порядку Mucorales, Zegomycctes) для формування гіф, що піднімаються над субстратом і на певній відстані знову стикаються з ним - так званих столонов. На місці нового контакту з субстратом утворюються коренеподібні Ризоїди. У грибів з роду Rhizopus (сімейство Mucoraceae) від місць відходження в сторону субстрату ризоидов відростають вгору кілька спорангієносцями і нові столони (рис. 7). Багато гриби заселяють субстрат саме таким чином: спершу окремі гіфи поширюються над поверхнею на значні відстані.

Сіннеми. Деякі гриби ростуть не окремими нитками, радіально поширюються від центру (зачатка), а їх тонкими (по 2-5 гіф) або більш товстими округлими в перетині пучками, в яких вони йдуть паралельно один одному. Такі тяжі називають сіннемамі.

 
<<   ЗМІСТ   >>