Poziția sistematică a ciupercilor. Diferențele față de plante

Toate ciupercile sunt unite în regnul Myco1a, care este împărțit în două diviziuni: ciuperci mucoase (Mukhomycota) și ciuperci propriu-zise, ​​sau ciuperci adevărate (Eumicota).

ciuperci slime, sau mixomicete,– un grup deosebit de ciuperci care nu au o structură celulară. Corpul lor vegetativ este o masă mucoasă - citoplasmă goală cu un număr mare de nuclei. În timpul ciclului de dezvoltare se observă formarea corpurilor roditoare cu spori. Se dezvoltă pe plante moarte, dar există și forme parazite.

Ciuperci adevărate (eumicete)împărțit în șase clase: 1 – chitridiomicete; al 2-lea – oomicete; al 3-lea – zigomicete; a 4-a – ascomicete; al 5-lea – bazidiomicete și al 6-lea – deuteromicete (ciuperci imperfecte). Ciupercile din primele trei clase sunt considerate forme inferioare, iar restul - ca fiind superioare. Împărțirea ciupercilor în clase se bazează pe un set de caracteristici, ale căror principale sunt structura miceliului, tipuri de reproducere sexuală și asexuată.

Mai jos este o scurtă descriere a principalelor clase de ciuperci; Pentru fiecare dintre ele sunt date exemple de ciuperci care sunt agenți patogeni comuni ai deteriorării alimentelor sau utilizate în producția industrială.

Chitridiomicete(Cutridiomicete). Miceliul lor este slab dezvoltat sau absent, iar corpul este un protoplast gol, fără membrană celulară. Chitridiomicetele se reproduc în principal asexuat prin spori mobili cu un flagel - zoospori, care se dezvoltă în interiorul zoosporangiilor.

Procesul sexual este variat; la unele, ca urmare a procesului sexual, se formează un oospor, la altele, un zigospor.

Sinchitrium(Sunсhutrium endobioticum) este agentul cauzal al cancerului de tubercul de cartofi (Fig. 14). Pe tuberculii afectați, în apropierea ochilor se formează excrescențe întunecate, noduloase (tumori) de diferite dimensiuni, asemănătoare cu un burete. Creșterile conțin o masă de zoospori ai ciupercii, care sunt eliberați din țesuturile care se prăbușesc ale tuberculului și infectează alți tuberculi. Acest lucru se poate întâmpla de multe ori în timpul verii. Toamna, în tuberculi se formează chisturi latente, care pot rămâne în sol mulți ani. Primăvara, în condiții favorabile, germinează, formând zoospori care infectează plantele tinere. Pierderile de randament pot fi de până la 40-60%. Principalele măsuri de control sunt dezvoltarea soiurilor rezistente și dezinfecția solului.

Orez. 14. Cancer la cartofi

Oomicete(Oomicete). Miceliul lor este bine dezvoltat, necelular, multinucleat. Reproducerea asexuată are loc cu ajutorul zoosporilor cu doi flageli care se dezvoltă în zoosporangii. În timpul procesului sexual, se formează oospori.

Putină târzie(Phutorhtora infestans), sau card-alb ciupercă, afectează tuberculii și vârfurile de cartofi. Sporangiile ovoide sau în formă de lămâie se dezvoltă pe sporangiofori ramificați scurt. Într-un mediu umed, în ele se formează mai mulți zoospori mobili, care apoi cresc în hife. Într-un mediu uscat, zoosporii nu se formează, sporangiul germinează direct în hifa. Mântura târzie afectează și roșiile și vinetele.

Plaschopara (Plaztoraga wilso1a) este o ciupercă care provoacă o boală a strugurilor numită mucegai sau mucegaiul pufos. Ciuperca atacă frunzele și fructele de pădure. Boabele afectate devin maro, se acoperă cu o acoperire din pânză de păianjen constând din spori fungici, se încrețesc și cad. Dezvoltarea bolii este favorizată de umiditatea ridicată a aerului. Oosporii Plasmopara iernează în sol și pot rămâne viabile câțiva ani.

Zigomicete(Zugmycetes). Miceliul lor este bine dezvoltat și necelular. Reproducerea asexuată are loc cu ajutorul sporangiosporilor imobili; sexuale - zigospori (zigot). Această clasă include ciupercile mucoraceae (Misogaceae), care sunt răspândite în natură. Ciupercile Mucor sunt caracterizate printr-o structură diversă a organelor de reproducere asexuată. Unele (de exemplu, tamnidium, Fig. 15, d) împreună cu sporangi multisporoase mari au și sporangi mici cu un număr mic de spori - sporangioli. Multe ciuperci mucoase sunt agenți cauzali ai alterarii diferitelor produse alimentare. Se dezvoltă pe alimente sub formă de masă pufoasă albă sau gri. Cele mai importante dintre ciupercile mucoase sunt mucorul și rizopii.

Ciuperci un fel de mukor(Mucor) au sporangi mari formate pe sporangiofori solitari, simpli sau ramificati (Fig. 15, a). Speciile din acest gen diferă între ele prin forma și culoarea sporangiosporilor, sub forma chlamydosporilor etc.

Ciuperci genul Rhizopus(Rhizopus) formează sporangiofori neramificati, de culoare maro închis, crescând în ciorchini (tufe). La baza acestuia din urmă se află formațiuni asemănătoare rădăcinilor - rizoizi (Fig. 15, b), cu ajutorul cărora ciuperca se atașează de substrat. Sporangiile sunt mari, cu spori de culoare închisă și arată ca „capete” negre pe sporangiofori, motiv pentru care Rhizopus este numit „mucegai capitat”. Sporii au capace care cad după coacere (Fig. 15, c). Rhizopus se răspândește pe substrat foarte repede cu ajutorul hifelor târâtoare lungi (stoloni), care amintesc de mustața de căpșuni. Atacând fructele, fructele de pădure și legumele, ciuperca provoacă „putregai moale” – distrugerea completă a țesuturilor.

Orez. 15. Sporangiofori ai zigomicetelor:

a – Mucor; b – Rhizopus; c – Spori de Rhizopus: 1 – fără capac; 2 – cu capac (micrografie electronică); d – Thamnidium

Unele ciuperci mucor au, de asemenea, un efect pozitiv datorită capacității lor de a produce acizi organici, enzime și de a fermenta zahărul în alcool etilic. În țările din Est, ele sunt utilizate împreună cu drojdia în producția de băuturi alcoolice și la fabricarea produselor alimentare specifice fermentate din boabe de soia.

Ascomicete(Asociați). Ascomicetele sau ciupercile marsupiale sunt diferite ca structură și proprietăți,

Majoritatea miceliului este bine dezvoltat și celular, dar ascimicetele includ și organisme fără miceliu, reprezentate de celule unice înmugurite. Toate au, totuși, o origine comună și o serie de caracteristici structurale comune. Reproducerea asexuată a ascomicetelor miceliale are loc cu ajutorul conidiilor. Sporularea conidală este variată. Conidioforii se formează pe miceliu individual sau în grupuri, creând coremie, picnidii și un pat. În timpul procesului sexual, ascosporii se formează în pungi (asci). Pungile se dezvoltă în multe ciuperci în corpurile fructifere de diferite forme și structuri, caracteristice reprezentanților individuali ai ascomicetelor. Unele ciuperci marsupiale nu au corpi fructiferi, iar pungile lor se dezvoltă direct pe miceliu. Ciupercile care formează corpuri fructifere se numesc marsupiale de fructe, nu se formează - vocal.

La unele ciuperci marsupiale, sporularea conidală este necunoscută la altele, predomină în ciclul de dezvoltare. În natură (pe produsele alimentare), aceste ciuperci marsupiale se găsesc de obicei în stadiul conidial; au o denumire independentă și sunt considerate în clasa ciupercilor imperfecte.

Multe ciuperci vocale au miceliu real, cum ar fi, de exemplu, Eremothecium Ashby(Eremothrcium ashbyi), utilizat pentru producerea industrială a vitaminei B2 (riboflavină). La alte ciuperci vocale (familia Endomycetaceae), miceliul se dezintegrează parțial în artrospori. Există, de asemenea, ciuperci care sunt celule unice în devenire. Cei mai importanți reprezentanți ai ciupercilor de gimnaziu non-miceliane sunt drojdiile.

Grupul de ciuperci marsupiale fructifere include unele specii de ciuperci larg răspândite din genurile Aspergillus și Penicillium, capabile de sporulare marsupială. Corpurile lor fructifere arată ca niște bile mici formate din hife strâns împletite. În interiorul acestor corpuri sferice se află pungi cu spori (Fig. 16, b, c). Majoritatea speciilor de Aspergillus și Penicillium se găsesc numai în stadiul conidal și aparțin clasei de ciuperci imperfecte.

Orez. 16. Conmdiofite și corpi fructiferi (cleistotemie) Aspergillus:

a – conidiofor; b, c – corpuri roditoare (vedere generală și secțiune)

Ciuperci Roba aspergillus(Aspergillus) au conidiofori unicelulari, neramificati. Apele conidioforelor sunt mai mult sau mai puțin umflate și poartă pe suprafața lor, dispuse pe unul sau două niveluri, sterigme cu un lanț de conidii (Fig. 16, a). Conidii de diferite culori (verzui, galben, maro), adesea rotunde. Conidioforul este asemănător ca aspect cu o păpădie matură.

Ciupercile au rooa penicillium Conidioforii (Penicillium) sunt multicelulari, ramificati. La capetele ramurilor conidioforului sunt sterigmate cu lanțuri de conidii. Conidiile pot fi verzi, albastre, gri-verde sau necolorate. Partea superioară a conidioforului (vezi Fig. 11.6) este sub forma unei perii de diferite grade de complexitate, de unde și numele ciupercii - penicillium (ciuc).

Ciupercile Aspergillus și penicillium sunt agenți patogeni comuni care provoacă alterarea (mucegaiul) produselor alimentare, produselor industriale și materialelor. Unii dintre reprezentanții lor sunt folosiți în industrie. Astfel, Aspergillus niger este folosit la producerea acidului citric; Asp.oruzae și Asp.awyamori - pentru producerea de preparate enzimatice.

Anumite specii de Penicillium sunt utilizate în producerea medicamentului penicilină. Rep.roqueforti joacă un rol important în maturarea brânzei Roquefort, Rep.camemberti joacă un rol important în producerea brânzei Camembert.

Unii aspergilli provoacă boli - aspergiloza (tractul respirator, pielea, mucoasa bucală) la oameni și animale. Există specii care secretă substanțe otrăvitoare pentru animale și oameni - aflatoxine (derivați cumarinici), unul dintre efectele biologice ale cărora este formarea tumorilor.

Sclerotinie(S. sclerotinia) este un agent cauzal comun și periculos al putregaiului alb al fructelor și legumelor în timpul depozitării.

După cum indică și numele, aceste ciuperci sunt caracterizate în ciclul lor de dezvoltare prin formarea de scleroții pe miceliu. Nu există sporulație conidiană.

Ciupercile fructifere includ și ciuperci trufeși morcile, ale căror corpuri fructifere se mănâncă, precum și sfori, care sunt considerate comestibile condiționat, deoarece unele dintre speciile lor sunt otrăvitoare. Trufele formează corpuri fructifere subterane, tuberculoase, de consistență cărnoasă sau cartilaginoasă, de culoare închisă, atingând dimensiunea tuberculilor de cartofi. Corpurile fructifere ale morliilor sunt mari, cărnoase, constau dintr-o tulpină și un capac, cu o suprafață maro pliată, în care pungile cu spori sunt amplasate în straturi.

bazidiomicete(Basidiomysetes). Acestea sunt cele mai dezvoltate ciuperci cu miceliu celular; Unele ciuperci au miceliu peren. Reproducerea asexuată (prin conidii) este rară. Organele de reproducere sexuală sunt bazidii cu bazidiospori. La unele ciuperci, bazidiile sunt unicelulare, la altele sunt pluricelulare (vezi Fig. 13). Bazidiile unicelulare cilindrice sau în formă de maciucă poartă un bazidiospor pe patru procese scurte (sterigmata). Bazidiile multicelulare constau din patru celule, fiecare conținând câte un bazidiospor pe sterigm. Bazidiile cu bazidiospori se pot dezvolta direct pe miceliu, dar multe bazidiomicete au corpi fructiferi.

Ciupercile bazidale cu bazidii unicelulare trăiesc în sol, pe resturi vegetale, iar unele pe copaci. Majoritatea bazidiilor cu bazidiospori sunt localizate într-un strat (himeniu) pe sau în interiorul corpurilor fructifere. Structura, forma și consistența corpurilor fructifere sunt variate și caracteristice diferitelor tipuri de ciuperci. Acest grup de bazidiomicete include ciuperci de cap și tinder.

Ciupercile cu șapcă au un corp fructifer anual cărnos, format dintr-un capac și o tulpină. Suprafața inferioară a capacului este formată din plăci divergente radial (de exemplu, în russula, ciupercă de miere) sau din numeroase tuburi (în ciupercă porcini, hribi etc.). Pe suprafețele laterale ale plăcilor și pe pereții interiori ai tuburilor sunt bazidii cu spori. Multe ciuperci sunt comestibile. Ceea ce se numesc de obicei ciuperci și sunt consumate ca hrană sunt corpurile roditoare; miceliul trăiește în sol. Unele ciuperci sunt otrăvitoare.

La noi și în altele, aceștia sunt angajați în cultivarea industrială a ciupercilor champignon comestibile. În unele țări (China, Japonia) se cultivă și alte ciuperci agaric. În prezent, metoda de creștere a miceliului de ciuperci în enzime devine din ce în ce mai răspândită. Această metodă vă permite să acumulați rapid o cantitate semnificativă de miceliu, care în compoziția chimică și gust diferă puțin de corpurile fructifere ale ciupercii corespunzătoare.

Ciuperci tinder - distrugători de lemn. Miceliul trăiește în lemn, viu (în trunchiuri, rădăcini de copac) sau mort (recoltat, prelucrat în clădiri), distrugându-l. Pe suprafața lemnului afectat se formează corpi fructiferi. În majoritatea ciupercilor, acestea sunt perene și variază ca formă, dimensiune, consistență și culoare. Corpurile de fructe sunt libere, dense, lemnoase, în formă de crustă și în formă de copite.

Multe ciuperci tinder sunt cunoscute ca „brownie”. Acestea afectează părțile din lemn ale clădirilor, depozitelor și se găsesc în pivnițe de pe rafturi de lemn, butoaie și alte obiecte. Cea mai dăunătoare dintre ele este adevărata ciupercă de casă (Serpu1a 1acrumans), care nu se găsește în natură și se găsește numai în clădiri. Pe obiectele afectate se formează o acumulare de miceliu asemănătoare bumbacului cu pelicule gălbui (sau rozalii). Corpul fructului este carnos-membranos. Lemnul se înmoaie și putrezește. Cu umiditate ridicată a aerului, ciuperca se răspândește foarte repede, ceea ce este facilitat de dezvoltarea unor fire de hife topite de până la câțiva metri lungime. Ciupercile de casă provoacă mari pagube economice economiei naționale.

Rugină ciuperci - paraziți răspândiți ai multor plante superioare, inclusiv cerealele. Aceste ciuperci se disting printr-un ciclu complex de dezvoltare - o varietate de forme de sporulare, alternând într-o anumită secvență. Unele ciuperci sunt supuse întregului ciclu de dezvoltare pe o singură plantă (de exemplu, rugina floarea-soarelui), altele - pe două plante (rugina pâinii). Ciupercile ruginii își iau numele de la apariția unor pete sau dungi ruginite pe părțile plantelor afectate de acestea. Culoarea petelor se datorează prezenței picăturilor de ulei de culoare portocalie în miceliu și sporilor acestor ciuperci. Infectarea plantelor de cereale cu rugina duce la subdezvoltarea acestora, formarea întârziată a spicelor și, astfel, la moartea culturii.

Ciupercile de ciupercă și rugina provoacă pagube mari agriculturii.

Deuteromycetes sau ciuperci imperfecte(Deuteromicete). Acestea sunt ciuperci cu miceliu celular, în care sporularea sexuală nu există sau nu a fost încă detectată. Majoritate lor se reproduce prin conidii. Conidioforii au înfățișări diferite la diferite specii și sunt localizați individual sau în grupuri. Unele ciuperci formează oidie (artrospori), există forme fără organe de reproducere speciale. Conidiile sunt variate ca formă, structură și culoare; pot fi unicelulare sau pluricelulare.

Mulți reprezentanți ai ciupercilor imperfecte sunt ascomicetele și, eventual, basidiomicetele, care și-au pierdut capacitatea de a sporula sexual, de exemplu, speciile Aspergillus și Penicillium, care nu au un stadiu de dezvoltare marsupial. Unele dintre ciupercile considerate în această clasă sunt stadii conidiale de dezvoltare ale anumitor ascomicete cunoscute. Astfel, tipurile de ciuperci descrise mai jos, Bryus și Monsha, sunt stadii conidiale ale ciupercilor marsupiale din familia Sclerotinia.

Cei mai comuni și periculoși agenți patogeni ai deteriorării alimentelor sunt următorii.

Fusarium(Rizansp) are două tipuri de conidii, macroconidii - multicelulare în formă de seceră, care se dezvoltă pe conidiofore scurte ramificate (Fig. 17, b) și microconidii - mai mici eliptice sau unicelulare rotunjite (sau cu unul sau două septuri). Miceliul acestor ciuperci este alb, alb-roz, gălbui. Fusarium provoacă boli ale diferitelor legume și fructe, cunoscute în mod colectiv sub numele de fusarium. Există specii care produc substanțe otrăvitoare pentru oameni.

Botrytis(BozhyH3) are conidiofore ramificate asemănătoare arborilor, purtând la capetele ramurilor conidii unicelulare, de culoare fumurie, adunate în capete (Fig. 17, a). Aceasta ciuperca ataca merele, perele, multe legume si in special fructele de padure. În același timp, suprafața lor devine acoperită cu un strat pufos de culoare gri, țesuturile devin apoase, devin maro și se înmoaie.

Orez. 17. Conidioforii ciupercilor imperfecte:

a - Vo(;gu<л5; б - Гизагшт; в - АНетапа; г С1ас1о5ропит

Botrytis, împreună cu alte ciuperci, provoacă așa-numita putregaiul negru sfecla de zahar.

Alternaria(Akerpapa) se caracterizează prin prezența conidiilor multicelulare de culoare închisă, de formă alungită în formă de maciucă, așezate în lanțuri sau individual pe conidiofori slab dezvoltați (Fig. 17, c). Diverse specii de Auermena sunt larg distribuite în sol și reziduuri vegetale. Ciuperca provoacă o boală a multor plante agricole numită Alternică. Dezvoltându-se pe produsele alimentare, altenaria formează pe ele pete negre deprimate.

Oidiu(01o.buc) formează un miceliu alb ramificat, ale cărui hife se dezintegrează cu ușurință în oidie - artrospori (vezi Fig. 11, a). Una dintre speciile acestui gen - SMsht 1ac11z (Oeo1;pspit sapsIo.it) - mucegaiul laptelui, se dezvoltă adesea sub forma unui film catifelat pe suprafața legumelor murate și a produselor lactate fermentate în timpul depozitării. Ciuperca folosește acidul lactic găsit în aceste produse, ceea ce duce la alterarea acestora. În produsele lactate, oidiul descompune proteinele și grăsimile. Acest mucegai se găsește și pe drojdia comprimată, unt, brânză și alte produse.

Monilia(MoshIa) este o ciupercă care nu are conidiofori adevărați. Conidiile, legate în lanțuri simple sau ramificate, sunt localizate pe procese scurte ale miceliului. Aceste ciuperci sunt agenți cauzali activi ai alterarii fructelor.

Clabosporiuzh (SChaDozropit) are conidiofore slab ramificate, purtând lanțuri de conidii la capete (vezi Fig. 17, d). Conidiile au diverse forme (rotunde, ovale, cilindrice etc.) și dimensiuni, adesea bicelulare. Miceliul, conidioforii și conidiile sunt de culoare verde măsliniu. Aceste ciuperci se caracterizează prin faptul că eliberează un pigment întunecat în mediu. Cladosporium se găsește adesea în timpul depozitării la frigider pe diverse produse alimentare sub formă de pete catifelate de măsline închise (până la negre).

Drojdie Caracteristici generale

Drojdiile sunt microorganisme unicelulare, nemotile, larg distribuite în natură; se gasesc in sol, pe frunzele, tulpinile si fructele plantelor, intr-o varietate de substraturi alimentare de origine vegetala si animala.

Utilizarea pe scară largă a drojdiei în industrie se bazează pe capacitatea sa de a provoca fermentația alcoolică.

Forma si structura celula de drojdie. Forma celulelor de drojdie este adesea rotundă, oval-ovoidală sau eliptică, mai rar cilindrică și în formă de lămâie (Fig. 18). Există drojdii de forme speciale - în formă de seceră, în formă de ac, în formă de săgeată, triunghiulară. Dimensiunea celulelor de drojdie nu depășește de obicei 10-15 microni.

forma și dimensiunea drojdiei pot varia semnificativ în funcție de condițiile de dezvoltare, precum și de vârsta celulelor.

Orez. 18. Drojdie

Structura unei celule de drojdie este similară cu structura unei celule fungice (vezi Fig. 9). Drojdia are toate structurile de bază caracteristice unui tip de celule eucariote (nucleu delimitat de citoplasmă, reticul endoplasmatic, aparat Golgi, lizozomi, mitocondrii, ribozomi, vacuole). Picăturile de grăsime, granulele de glicogen și volutina se găsesc în celule ca nutrienți de rezervă.

Peretele celular (cochilia) drojdiei este stratificat în majoritatea drojdiilor, constă în principal (până la 60-70% masa uscata) hemiceluloza; în cantități mici - proteine, lipide, chitină. La unele drojdii, coaja poate deveni mucus într-un grad sau altul, drept urmare celulele se lipesc împreună și, atunci când se dezvoltă în medii lichide, formează fulgi care se așează pe fundul vasului. O astfel de drojdie se numește fulgioasa, spre deosebire de prăfuit, ai căror pereți celulari nu formează mucus; drojdia prăfuită este suspendată în lichid.

Înmulțirea drojdiei. Cea mai caracteristică și răspândită metodă vegetativă de reproducere în drojdie este înmugurirea doar câteva drojdii se reproduc prin diviziune.

La drojdie se cunosc următoarele tipuri de înmugurire: multilaterală, biopolară, unipolară și uniformă.

Procesul de înmugurire constă în apariția unui tubercul pe celulă (uneori sunt mai mulți dintre ei), care crește treptat în dimensiune. Acest tubercul se numește rinichi. Înmugurirea este precedată de divizarea nucleului în două părți, iar una, împreună cu o parte din citoplasmă și alte elemente celulare, trece în celula tânără în curs de dezvoltare. Pe măsură ce mugurele crește, la joncțiunea acestuia cu celula mamă se formează o constricție, delimitând celula fiică tânără, care apoi fie se desprinde (se separă) de celula mamă, fie rămâne cu aceasta. O cicatrice rămâne în locul unde celula fiică se separă. În condiții favorabile, acest proces durează aproximativ 2 ore.

Celulele în devenire formează de obicei nu unul, ci mai mulți muguri. În același timp, poate începe înmugurirea celulelor tinere. Astfel, se formează treptat grupuri de multe celule interconectate, numite muguri înmugurite.

În unele cazuri, în special pe suprafața mediilor lichide, astfel de creșteri înmugurite formează o peliculă subțire care este ușor distrusă atunci când lichidul este agitat. Există drojdii care formează pelicule șifonate mai mult sau mai puțin groase care se țin ferm când sunt agitate. Astfel de drojdii peliculoase provoacă adesea alterarea legumelor sărate și murate, a vinului și a berii.

Pe lângă înmugurire, multe drojdii se reproduc folosind spori. Sporii de drojdie pot fi formați asexual și sexual. În primul caz, nucleul celular este împărțit în atâtea părți câte spori se formează într-un anumit tip de drojdie, după care se formează treptat ascosporii în celulă (ca într-o pungă) (vezi Fig. 18 dreapta jos). Formarea sporilor prin actul sexual este precedată de fuziunea celulară (copulație). La unele drojdii, sporii germinați copulează. Numărul de spori din celula diferitelor tipuri de drojdie este diferit. Pot fi doi, patru și uneori opt sau chiar doisprezece.

Sporii majorității drojdiilor sunt rotunzi sau ovali, dar unii sunt în formă de ac sau în formă de pălărie. Pe suprafața multor spori există diverse formațiuni, cum ar fi excrescențe, negi și margini.

Sporii de drojdie sunt mai rezistenți la efectele adverse decât celulele vegetative, dar mai puțin rezistenți decât sporii bacterieni.

În condiții favorabile, sporii germinează în celule.

Mulți așa-ziși drojdie culturală, adică, cultivat de oameni în scopuri de producție și economice, capacitatea de a forma spori este semnificativ slăbită și uneori complet pierdută.

Bazele taxonomiei drojdiei

Drojdia, așa cum am menționat mai sus, aparține clasei de ciuperci marsupiale (Azsomyceus), o subclasă a gimnaziilor care nu formează miceliu. Împărțirea ciupercilor vocale în ordine, familii și genuri se bazează pe caracteristicile reproducerii lor, pe caracteristicile morfologice, fiziologice și biochimice.

De cel mai mare interes este genul Saccharomyces(Zasspagotusez), care combină atât speciile naturale, cât și cele culturale utilizate în industrie. Tipurile lor individuale diferă prin capacitatea lor de a fermenta anumite zaharuri, intensitatea fermentației, cantitatea de alcool produsă, temperaturile optime pentru înmugurire și formarea sporilor etc.

Drojdia cea mai utilizată în industrie este Saccharomyces Cerevisia. În prezent, peste 2 miliarde de tone dintre ele sunt produse în diferite țări ale lumii. Drojdia nutritivă este folosită ca aditiv alimentar și nu ca catalizator biologic.

Saccharomyces cerevisia(Zassl. cereous1ae) - drojdie de formă rotundă sau ovală. Sunt utilizate în producția de alcool etilic, fabricarea berii, kvas și panificație. Fiecare producție folosește propriile rase (soiuri) specifice de acest tip de drojdie.

Saccharomyces Wiki(Zass. upi) - drojdie de formă eliptică. Sunt folosite în principal în vinificație. Acest tip de drojdie este reprezentat și de multe rase.

Acestea și alte specii din genul Cassagothys, atunci când se dezvoltă spontan în produse alimentare care conțin zahăr, provoacă alterarea lor - fermentație, acrire.

Pe lângă drojdiile care formează spori, există drojdii care nu formează spori - asporogen. Ele sunt adesea numite organisme asemănătoare drojdiei sau imperfecte și clasificate ca ciuperci imperfecte.

Dintre drojdiile asporogene, cele mai importante sunt genurile Candida (Capolya) și Torulopsis (Thorulopsis). Numeroși reprezentanți lor distribuite pe scară largă în natură, majoritatea nu sunt capabile de fermentație alcoolică, multe provoacă alterarea alimentelor.

Torulopsis au celule de formă rotundă sau ovală. Multe dintre ele sunt capabile să provoace doar o fermentație alcoolică slabă. Unele specii sunt folosite în producția de kumys și chefir.

Candida - drojdia, ale cărei celule au o formă alungită, sunt capabile să formeze miceliu primitiv (pseudomycelium). Multe dintre ele nu sunt capabile de fermentație alcoolică. Unele specii (de exemplu, S. mycobacterium), care oxidează zahărul și alcoolul etilic în acizi organici sau în dioxid de carbon și apă, sunt dăunători în producția de vin, bere și drojdie de brutărie. Această drojdie provoacă alterarea legumelor murate, a băuturilor răcoritoare și a multor alte alimente.

Există specii care provoacă boli - candidoza la oameni, la care sunt afectate membranele mucoase ale gurii și alte organe.

Printre drojdiile asporogene, există cele colorate în galben, roz și roșu, care se datorează prezenței pigmenților în celule - carotenoizi. În prezent, unele dintre aceste drojdii (specii din genul Rhodotorula - K11oc1o1;ogi1a) sunt folosite pentru a produce preparate proteine-carotenoide furajere, care reprezintă o sursă de vitamina A pentru animale.

Recent, drojdia a fost utilizată pe scară largă pentru a produce proteine, aminoacizi, vitamine și enzime. De exemplu, Captilioa uchia sintetizează proteine ​​atunci când este cultivată pe deșeuri din industria hârtiei, iar Calcium-cortis urolitsa - pe alcani de petrol; Casspagotus cereus lae este folosit pentru a produce enzima invertaza.

În MINKh ei. G.V Plekhanov A.A. Kudryashova și un grup de angajați au obținut un preparat din drojdia „Alexandrina”, destinată utilizării în scopuri terapeutice și profilactice. Este un amestec complet solubil în apă de aminoacizi, vitamine și elemente minerale. În industria alimentară, poate fi folosit ca un aditiv alimentar natural foarte eficient și multifuncțional, care nu afectează negativ proprietățile organoleptice ale produselor alimentare. Adăugarea acestui medicament la produsele alimentare ajută la creșterea valorii lor fiziologice, la apariția de noi semne și proprietăți pozitive sau la îmbunătățirea celor inerente (îmbunătățirea calității, creșterea stabilității spumei băuturilor și a capacității de gelificare a produselor de cofetărie, încetinirea învechirea produselor de panificație, menținerea formei produselor din făină în timpul gătirii, reducerea conținutului de calorii al produselor zaharoase etc.). Deșeurile generate în timpul producerii acestui medicament pot fi folosite atât în ​​industria alimentară, cât și în domeniul zootehniei, al culturilor, în cultivarea microorganismelor de laborator și industriale, a animalelor cu blană, a peștilor, a ciupercilor de șapcă, a florilor etc. .

Noile bioproduse naturale fac posibilă obținerea de produse alimentare sigure din punct de vedere ecologic, hrană eficientă pentru animale și medii nutritive pentru microorganisme, noi medicamente și parfumuri și produse cosmetice cu activitate biologică ridicată.

Permisul pentru producția industrială și vânzarea către populație a fost obținut de la Ministerul Sănătății al Federației Ruse și Standardul de stat.

1. Clasa Chytridiomycetes.
2. Clasa Oomycetes.
3. Clasa Zygomycetes.
4. Clasa Ascomicetelor

Taxonomia ciupercilor - împărțirea în diviziuni, grupuri, clase, ordine, familii - se construiește pe baza unor legături naturale, stabilite evolutiv, între grupuri individuale.

Taxonomia modernă a ciupercilor se bazează pe structura organelor de reproducere, pe caracteristicile morfologice, citologice, biologice, fiziologice și biochimice. Departamentul de ciuperci adevărate (Eumycota) este împărțit în grupuri, clase, subclase, ordine, familii, genuri, specii etc.

Grupul de ciuperci inferioare include trei clase - chitridiomicete, oomicete și zigomicete. Ciupercile superioare sunt, de asemenea, împărțite în trei clase: marsupiale, basidiomicete și imperfecțiuni.

Schema de împărțire a ciupercilor în clase

Ciuperci adevărate

Ciuperci inferioare Ciuperci superioare

clasa I - chitridiomicete Clasa a IV-a - ascomicete

al 2-lea " - oomicete al 5-lea " - basidiomicete

al 3-lea „-zigomicete al 6-lea” -deuteromicete

Clasa Zygomycetes. Reunește peste 500 de specii care nu au stadii mobile în ciclul de dezvoltare. Sporii lor imobili (sporangiospori, conidii) au chitină în coajă. Procesul sexual este zigogamia (două celule imobile, identice ca morfologie, dar diferite genetic, își toarnă conținutul într-o a treia celulă nou formată). Rezultatul procesului sexual este sporii de repaus - zigospori. Corpul vegetativ este un miceliu unicelular. Acestea sunt în principal saprotrofe (ciuperci mucoase și entomophthora) - predecesorii ciupercilor marsupiale. În astfel de ciuperci, când miceliul îmbătrânește, se formează partiții, ceea ce servește ca un exemplu de tranziție lină la ciuperci superioare.

Întrebări de securitate:

1. Reprezentanții tipici ai căror clase sunt agenți patogeni

cancer de cartofi și pulpă neagră de răsaduri de varză.

2. Descrieți clasa Chytridiomycetes.

3. Descrieți claseomicetele.

4. Descrieți classusygomycetes.

5. Descrieți clasa Ascomycetes.

Literatură

1. Fitopatologie: Manual / M.I. Dementieva. - M.: Kolos, 1977. - 366 p. - (Manual și materiale didactice pentru instituțiile de învățământ superior agricole).

2. Yakovleva N.P. Formare programată de fitopatologie, ediția a II-a, suplimentar: Manual pentru studenții instituțiilor de învățământ superior., M.: Kolos, 1992. – 382s.

3. Popkova K.V. Fitopatologie generală - M.: 2005.

Prelegerea nr. 7. Cea mai înaltă clasă de ciuperci.

Clasa bazidiomicete - BASIDIOMYCETES

Clasa ciuperci imperfecte (DEUTEROMYCETES (FUNGI IMPERFECTI)

Departamentul Basidiomycota include ciuperci cu miceliu celular, unind aproximativ 30 de mii de specii. Peretele celular este format din chitină și glucani. Pe lângă miceliul celular tipic, o etapă asemănătoare drojdiei se găsește la unele grupuri de specii.

Basidia poate fi unicelulară - este Holobazidia sau este format din două părți: inferior extins - hipobazidie si de sus - epibazidia. Epibazidia Este o excrescere a hipobazidiumului și constă adesea din două sau patru părți. În acest caz se numește heterobazidie. Dacă bazidiumul este împărțit prin partiții transversale în patru celule, pe părțile cărora se formează bazidiospori, se numește fragmobazidie . Phragmobasidia se formează de obicei din celule de repaus cu pereți groși - teliospori, urediniomicete și ustilaginomicete.

Tabelul 1.

Clase și subclase ale diviziunii Basidiomycota

Clasa BASIDIOMYCETES - BASIDIOMYCETES este împărțită în 2 subclase.

1. Subclasa Homobasidiomycetes - Homobasidiomycetidae combină ciupercile cu o bazidie unicelulară nedivizată în formă de club sau cilindrice - holobazidium, dezvoltându-se direct din celula care o produce și apoi crește.

2. Subclasa Heterobasidiomycetes - Heterobasidiomycetidae reprezentată de ciuperci cu bazidie complexă - heterobazidie, formate din epi- și hipobazidie. În acest caz, celula mamă a bazidiumului de obicei nu crește, ci produce o excrescență în care trec nucleii haploizi; această creștere poate fi apoi împărțită folosind septe.

Subclasa Homobasidiomycetes sau Holobasidiomycetes

(HOMOBASIDIOMYCETIDAE)

Printre reprezentanții subclasei Homobasidiomycetes sunt grupate cele mai comune ciuperci comandă Hymenomycetes. Ele sunt caracterizate prin corpuri fructifere mari care se dezvoltă pe miceliu peren. Bazidiile sunt situate într-un strat himenial dens pe corpurile fructifere.

În funcție de forma și structura corpului fructifer, himenomicetele sunt împărțite în două ordine:

aphyllophorae (Aphyllophorales);

Agaricaceae (Agaricales).

Pentru Aphyllophoraceae caracterizat prin corpi fructiferi de diverse forme și consistențe și un himenofor predominant tubular. Himenofor Agaricaceae sunt în mare parte lamelare, iar corpurile fructifere sunt împărțite într-un capac și o tulpină.

Grup de himenomicete afiloforoide. Corpurile fructifere ale aphyllophoraceae au forme și consistențe diferite. În funcție de trăsăturile structurale ale corpului roditor, se disting ordine, dintre care cele mai importante pentru fitopatologie sunt Telephoraceae, Hornaceae și Polyporaceae sau Polyporeaceae.

Ordine telefonică - Thelephorales. Corpurile fructifere ale ciupercilor din acest ordin au aspectul unor pelicule din pânză de păianjen sau piele, care învăluie adesea substratul. Cele mai dăunătoare specii aparțin genului Stereum.

În coloana corespunzătoare a clasei de ciuperci din tabelul nr. 2, indicați caracteristicile structurale: miceliale, nemiceliale, unicelulare, pluricelulare.

Virușii sunt organisme necelulare care trăiesc în celulele vertebratelor, animalelor nevertebrate, plantelor, bacteriilor, actinomicetelor, ciupercilor. Studiați structura, formele virușilor, dimensiunile acestora, diferența dintre virionii care conțin ADN și ARN, clasificarea acestora. Descrie în fig. nr. 6 forme de virusuri. Rețineți că virușii nu au propriul metabolism; înțelege reproducerea virusurilor, care constă în mai multe etape de adsorbție, penetrare, replicare, asamblare și ieșire din celula gazdă. Înțelegeți semnificația virușilor și fagilor. Rolul descoperirii lui D.I. Ivanovsky în formarea și dezvoltarea virologiei.

Întrebări pentru autotestare și testare

9. Rickettsia sunt microorganisme procariote. Caracteristicile rickettsiei. Semnificația lucrărilor lui G. Ricketts, S. Provacek, P. F. Zdrodovsky.

10 Structura, localizarea și scopul sporilor la microbii procarioți și eucarioți. Dați exemple de forme de microbi care formează spori și asporogene.

11. Principalele grupe de microorganisme procariote, trăsăturile lor caracteristice. Exemple.

12. Microorganisme de organizare necelulară. Dimensiuni, forme, structura, reproducere, metode de cercetare.

13. Micoplasmele sunt microorganisme procariote. Reproducere. Caracteristici distinctive ale formelor L de bacterii.

Capitolul II. Fiziologia microorganismelor

Fiziologia este știința funcțiilor vitale ale organismelor. Pentru a regla în mod specific procesele microbiologice, este necesar să se studieze tiparele de nutriție, respirație (metabolism - metabolism și energie), creștere și reproducere a diferitelor creaturi.

Nutriţie. Pentru creșterea microorganismelor este nevoie de apă și elemente care merg spre construirea structurilor celulare. Compoziția chimică calitativă a microbilor determină nevoia acestora de mediu nutritiv.

Studiați compoziția chimică a microbilor. Fiți atenți la ce monomeri sunt utilizați pentru a construi substanțe organice atât de complexe precum proteinele, lipidele, polizaharidele, acizii nucleici și compoziția lor cantitativă în substanța uscată a celulei.

Pentru a-și biosinteza compușii organici, multe microorganisme folosesc dioxid de carbon. Pentru a realiza acest proces, este nevoie de energie, a cărei sursă poate fi lumina sau energia reacțiilor redox. Înțelegeți care microbi sunt autotrofi (se hrănesc în mod autonom). Care este natura substanțelor oxidabile din fotolitotrofe și chemolitotrofe și ce surse de energie sunt folosite de acestea?

Un număr mare de microbi consumă substanțe organice care conțin carbon: mono-, polizaharide etc.

Amintiți-vă că unele microorganisme necesită substanțe suplimentare care acționează ca factori de creștere. Se numesc auxotrofi. Alții sunt capabili să treacă de la un tip de nutriție la altul - aceștia sunt mixotrofe.

Pentru a asimila mai bine materialul, rafinați cel propus tabelul nr 3, folosind datele plasate sub acesta.

3.1. Ciuperci (ciuperci)

3.1.1. Proprietățile de bază și taxonomia ciupercilor

Ciupercile sunt eucariote care au pierdut clorofila și, prin urmare, sunt aceleași heterotrofe ca și animalele. În același timp, au un perete celular rigid și nu se pot mișca, ca și plantele. Datorită tradițiilor consacrate, ciupercile au fost întotdeauna clasificate ca plante *, dar în sisteme mai moderne, de exemplu, în clasificarea prezentată în Fig. 3.1, ele sunt clasificate într-un regat separat. Taxonomia și principalele caracteristici ale ciupercilor sunt prezentate în Fig. 3.2 și în tabel. 3.2. Cele două grupuri mai mari și mai bine organizate sunt Ascomycota și Basidiomycota.

* (La un moment dat, ciupercile au primit statutul de clasă și, împreună cu clasa de alge, au constituit un phylum. Thallophyta regnul vegetal. LA Thallophyta includeau plante al căror corp ar putea fi numit talus. Talus- acesta este un talus, cel mai adesea turtit, nediferențiat în adevărate rădăcini, tulpini și frunze și fără un sistem conducător real.)

3.1. Faceți un tabel cu diferențele dintre ciuperci și celulele vegetale care conțin clorofilă; folosind informațiile despre regnul ciupercilor care sunt date în tabel. 3.2.

Structura

Structura corpului ciupercilor este unică. Este format dintr-o masă de filamente tubulare subțiri ramificate numite hife(singular - hifa), și toată această masă de hife se numește miceliu. Fiecare hifa este înconjurată de un perete subțire, rigid, a cărui componentă principală este chitina, o polizaharidă care conține azot. Chitina este, de asemenea, o componentă structurală a exoscheletului artropodelor (Secțiunea 5.2.4). În unele cazuri, peretele celular conține celuloză. Hifele nu au o structură celulară. Protoplasma hifelor fie nu este deloc divizată, fie este separată de partiții transversale, care se numesc septe. Astfel de sept împart conținutul hifelor în compartimente separate care arată ca celule. Spre deosebire de pereții celulari normali, formarea septurilor nu este asociată cu diviziunile nucleare. În centrul septului, de regulă, rămâne o mică gaură (por), prin care protoplasma poate curge dintr-un compartiment în altul. Fiecare compartiment poate conține unul, doi sau mai mulți nuclei, care sunt localizați de-a lungul hifei la distanțe mai mult sau mai puțin egale unul de celălalt. Hifele care nu au septuri se numesc nearticulat (neseptat, aseptat) sau cenocitară. Ultimul termen se aplică oricărei mase de protoplasmă în care există mulți nuclei, dar care nu este împărțită în celule individuale. Hifele care au septuri se numesc articulat sau septat. Citoplasma hifelor conține mitocondrii, aparatul Golgi, reticulul endoplasmatic, ribozomi, vacuole și alte organite comune eucariotelor. În zonele mai vechi ale miceliului, vacuolele sunt mai mari, iar citoplasma ocupă doar un spațiu mic la periferie. Din când în când, hifele se agregează pentru a forma structuri mai dense, cum ar fi corpurile fructifere ale Basidiomycota.

Nutriţie

Saprofite. Ciupercile saprofite produc o mare varietate de enzime. Dacă ciuperca este capabilă să secrete enzime digestive din trei clase principale, și anume carbohidraze, lipaze și proteaze, poate folosi o mare varietate de substraturi și poate fi numită cu adevărat omniprezentă, de exemplu, oricare dintre speciile Penicillium, care formează verde. sau mucegai albastru pe astfel de substraturi, cum ar fi pământul, pielea crudă, pâinea sau fructele putrezite.

Hifele ciupercilor saprofite sunt de obicei caracterizate de chemotropism, adică cresc în direcția în care se află substanțele care difuzează de pe substrat (secțiunea 15.1.1).

Ciupercile saprofite produc de obicei un număr mare de spori ușori, rezistenți. Acest lucru le permite să fie extinse cu ușurință la alte produse. Exemple de astfel de ciuperci sunt Misor, Penicillium sau Agaricus.

Ciupercile și bacteriile saprofite formează împreună un grup de așa-numite descompunetori, fără de care ciclurile elementelor din natură sunt de neconceput. Deosebit de importante sunt puținele ciuperci care secretă celulază, o enzimă care descompune celuloza. Celuloza este o componentă structurală esențială a pereților celulelor vegetale. Putrerea lemnului și a altor resturi vegetale se realizează parțial prin activitatea descompozitorilor care secretă celulază.

Unele ciuperci saprofite sunt de importanță economică; Aceste ciuperci includ, de exemplu, drojdiile Saccharomyces sau Penicillium (Secțiunea 3.1.6).

Dacă gazda este o plantă, hifele fungice pătrund prin stomată, sau direct prin cuticulă și epidermă, sau prin răni. Odată în interiorul plantei, hifele se ramifică de obicei, răspândindu-se între celule; uneori ele secretă pectinaze, care digeră țesutul vegetal și, astfel, își fac drum prin placa de mijloc. Boala poate fi sistemică, adică afectează toate țesuturile gazdei sau poate fi limitată la o mică parte a plantei.

Simbioză. Ciupercile sunt implicate în crearea a două tipuri foarte importante de uniuni simbiotice și anume lichenii și micorizele. Lichen este o asociație simbiotică de ciuperci și alge. Ciuperca în acest caz este de obicei fie marsupială, fie bazidiană, iar algele sunt fie verde, fie albastru-verde. Lichenii trăiesc de obicei pe roci expuse sau pe trunchiuri de copaci; în pădurile umede atârnă și de copaci. Se crede că algele furnizează ciupercii produse organice ale fotosintezei, iar ciuperca absoarbe apă și săruri minerale. În plus, ciuperca stochează apă, ceea ce permite unor licheni să crească în condiții uscate, unde nicio altă plantă nu poate supraviețui.

Corpul lichenului este mic și nu seamănă cu niciunul dintre parteneri, această unire a mers atât de departe. Lichenii cresc foarte lent și sunt foarte sensibili la poluarea mediului, în special la dioxidul de sulf, un astfel de deșeu industrial obișnuit. Prin urmare, lichenii sunt un mijloc ideal pentru controlul poluării mediului, deoarece numărul lor și diversitatea speciilor cresc brusc odată cu creșterea distanței de la sursa de poluare.

Micorize este o asociere simbiotică a unei ciuperci cu rădăcinile plantelor. Probabil că majoritatea plantelor terestre sunt capabile să intre în acest tip de relație cu ciupercile din sol. Ciuperca formează o teacă în jurul părții centrale a rădăcinii ( micorize ectotrofice) sau pătrunde în țesuturile plantei gazdă ( micoriză endotrofică). Micorizele de primul tip se găsesc în principal în arborii pădurii, cum ar fi conifere, fagul și stejarul, și se formează cu participarea ciupercilor aparținând departamentului Basidiomycota. „Corpurile lor fructifere” (ceea ce numim ciuperci) pot fi văzute de obicei lângă copaci. Ciuperca primește carbohidrați și vitamine din copac și, la rândul său, descompune proteinele humusului din sol în aminoacizi; Unii dintre aminoacizi sunt absorbiți și utilizați de copac. În plus, ciuperca oferă copacului o suprafață de absorbție mai mare, ceea ce este deosebit de important atunci când copacul crește în sol sărac, lipsit de azot.

Micoriza endotrofică apare într-o mare varietate de plante, dar se cunosc foarte puține lucruri despre rolul său în simbioză.

3.1.2. Divizia Oomycota

Semne evidente de putrezire pe frunze apar de obicei în august, deși, de regulă, infecția are loc primăvara, când ciuperca pătrunde în frunzele plantelor crescute din tuberculi în care miceliul a iernat.

Miceliul, format din hife ramificate nesegmentate, se ramifică în spațiul intercelular din interiorul frunzelor, formând haustoria ramificată, care pătrund în celulele mezofile și aspiră nutrienți din ele (Fig. 3.3 și 3.4). Cu exces de umiditate și căldură, pe miceliu apar structuri lungi și subțiri, care sunt numite sporangiofori. Sporangioforii, care pătrund prin stomatele sau răni, atârnă de suprafața inferioară a frunzelor. Se ramifică și dau naștere sporangii(Fig. 3.4). Pe vreme caldă, sporangiile se comportă ca niște spori, adică sunt purtate de vânt sau împreună cu stropii din picăturile de ploaie către alte plante, răspândind astfel infecția. Apoi, din sporangiu crește o hifa, care pătrunde prin stomate, linte sau deteriorare în țesutul plantei. În condiții de frig, conținutul sporangiului se împarte pentru a forma zoospori mobili (această caracteristică este caracteristică organismelor primitive), care sunt eliberați din sporangiu și plutesc într-un strat subțire de lichid adsorbit pe suprafața frunzei. Zoosporii se pot enchista și aștepta în această stare până când condițiile devin mai favorabile pentru creșterea hifelor; atunci începe o nouă infecție a plantelor.

La plantele bolnave, pe frunzele individuale sunt vizibile mici zone maro moarte („putrezite”). Dacă te uiți cu atenție, poți vedea o margine de sporangiofori albi pe suprafața subterană a frunzelor infectate în jurul zonei moarte. Pe vreme caldă și umedă, zonele de necroză se răspândesc rapid pe întreaga suprafață a frunzei și se răspândesc la tulpină. Unele sporangii cad pe pământ și infectează tuberculii de cartofi, iar infecția se răspândește foarte repede și provoacă un fel de putregai uscat, în care țesutul tuberculului devine maro ruginiu la culoare, răspândindu-se neuniform de la periferie spre centrul tuberculului.

Phytophthora iernează de obicei ca miceliu latent în interiorul tuberculilor de cartofi ușor infectați. Se crede că, spre deosebire de Peronospora, această ciupercă se reproduce rar sexual, cu excepția cazului în care, bineînțeles, vorbim despre acele locuri (Mexic, America Centrală și de Sud) de unde au provenit cartofii. Reproducerea sexuală a ciupercii poate fi indusă în laborator. La fel ca Peronospora, Phytophthora produce spori stabili, de repaus. Un oospor cu pereți groși se formează ca urmare a fuziunii unui anteridiu și oogoniei. Poate ierna în sol și poate provoca o nouă infecție în anul următor.

În trecut, epidemiile* cauzate de Phytophthora au dus la consecințe foarte grave. Se crede că această boală a fost adusă accidental în Europa din America la sfârșitul anilor 1930. Drept urmare, un întreg război de epifitoții a cuprins Europa, care în 1845 și anii următori a distrus complet culturile de cartofi din Irlanda. A urmat foametea, care a dus la moartea multor oameni, victime nu numai ale bolii cartofului în sine, ci și ale factorilor politici și economici complexi. Ca urmare, multe familii irlandeze au fost forțate să emigreze în America de Nord.

* (Bolile plantelor în masă se numesc epifitotii. - Aprox. traducere)

Această ciupercă este, de asemenea, interesantă pentru noi, deoarece în 1845 Berkeley a fost primul care a arătat în mod clar natura microbiană a miltei târzii. Berkeley a demonstrat că ciuperca asociată cu boala cartofului a cauzat boala în sine, mai degrabă decât să fie un produs secundar al descompunerii.

Elucidarea ciclului de viață al agentului cauzal al putregaiului cartofului a condus la dezvoltarea unor metode de combatere a acestei boli. Aceste metode sunt enumerate mai jos.

1. Trebuie avut grijă să nu fie plantat niciun tubercul infectat.

2. Deoarece ciuperca poate persista în sol aproape un an întreg, nu trebuie să plantați cartofi acolo unde a fost descoperită această boală anul trecut. În acest caz, rotația corectă a culturilor ajută.

3. Toate părțile bolnave ale plantelor infectate trebuie distruse înainte de a dezgropa tuberculii, de exemplu prin arderea lor sau pulverizarea cu o soluție caustică, cum ar fi acidul sulfuric. Acest lucru trebuie făcut deoarece vârfurile putrezite (adică tulpinile) și părțile supraterane pot infecta și tuberculii.

4. Deoarece această ciupercă poate ierna în tuberculi nesăpați, trebuie să vă asigurați cu atenție că toți tuberculii din câmpurile infectate sunt săpați.

5. Ciuperca poate fi tratată cu fungicide care conțin cupru, cum ar fi amestecul Bordeaux. Pulverizarea trebuie efectuată la un moment strict definit pentru a avea timp pentru a preveni boala, deoarece nimic nu poate salva plantele afectate. Plantele sunt de obicei pulverizate la fiecare două săptămâni, din momentul în care cresc câțiva centimetri până când tuberculii sunt complet copți. Cartofii „de sămânță” selectați pot fi sterilizați extern prin scufundarea tuberculilor într-o soluție diluată de clorură de mercur(II).

6. Monitorizarea constantă a condițiilor meteorologice și avertizarea timpurie a fermierilor pot ajuta la determinarea momentului de pulverizare a culturilor.

7. La un moment dat, s-a efectuat selecția pentru rezistența cartofului la putregai. După cum se știe, cartoful sălbatic Solanum demissum este foarte rezistent la blenă târzie, așa că a fost folosit în experimente de ameliorare. Cel mai mare obstacol în calea obținerii imunității necesare este că există multe tulpini de ciupercă, așa că până acum nu a fost posibilă dezvoltarea unui singur soi de cartofi care să fie rezistent la toate aceste tulpini. Pe măsură ce noi soiuri de cartofi sunt introduse în cultură, apar noi tulpini de ciuperci. Această problemă este de mult familiară patologilor de plante; ne amintește încă o dată de necesitatea păstrării fondului genetic al strămoșilor sălbatici ai culturilor noastre moderne ca sursă de gene pentru rezistența la diferite boli.

3.1.3. Divizia Zygomycota

Caracterele principale ale Zygomycota sunt prezentate în tabel. 3.2. La fel ca Oomycota, acesta este un grup mic de ciuperci, care este, în general, considerat a fi mai puțin organizat decât cele două diviziuni principale Ascomycota și Basidiomycota.

Să luăm Rhizopus ca exemplu. Acesta este un saprofit obișnuit, asemănător ca aspect și structură cu Mișor, dar mult mai răspândit. Atât Rhizopus, cât și Misor sunt numite mucegaiuri capitate dintr-un motiv despre care veți afla mai târziu (vezi caracteristicile reproducerii asexuate). Una dintre cele mai comune specii de Rhizopus stolonifer este mucegaiul comun al pâinii. De asemenea, crește pe mere și alte fructe, provocând putregai moale la depozitare.

Structura

Structura miceliului și a hifelor individuale este prezentată în Fig. 3.5. Miceliul se ramifică abundent și nu are septuri. Spre deosebire de Miso, un astfel de miceliu formează stoloni aerieni, care se îndoaie într-un arc peste suprafața mediului, îl ating din nou și formează hife, care se numesc rizoizi. Sporangioforii se dezvoltă în aceste puncte.

Orez. 3.5. A. Microfotografie a unei părți din miceliul Mucor hiemalis, obținută cu ajutorul unui microscop electronic cu scanare. Sporangiile sunt clar vizibile, × 85

Ciclu de viață

Ciclul de viață al Rhizopus stolonifer este prezentat schematic în Fig. 3.6.

Reproducere asexuată

După două până la trei zile de cultivare, Rhizopus formează hife cu creștere verticală numite sporangiofori. Au geotropism negativ. Vârful fiecărui sporangiofor se umflă și se transformă în sporangiu. Sporangiul este separat (Fig. 3.7) de sporangiofor printr-un sept transversal convex, care se numește coloană. Protoplasma sporangiului este împărțită în părți, apoi în jurul fiecărei părți apare propriul său perete celular și se formează un spor care conține mai mulți nuclei. În aparență, sporangioforii și sporangiile seamănă cu un tampon împânzit cu ace. Prin urmare, Rhizopus și alte ciuperci din apropiere, de exemplu Mișor, sunt numite mucegaiuri capitate sau mucegai negru. Pe măsură ce sporangiul se maturizează, devine negru și se usucă; în cele din urmă, peretele sporangiului explodează și se revarsă o masă de spori uscati, mici, asemănător cu praful. Coloana este aplatizată, așa cum se poate observa în fig. 3.7 și veți obține o platformă largă de lansare din care sporii pot fi cu ușurință îndepărtați și împrăștiați. Pe vreme ploioasă, sporangiile nu se usucă și nu se crăpă, ceea ce împiedică eliberarea sporilor în condiții nefavorabile. Odată pe un substrat adecvat, sporii haploizi germinează și se formează un nou miceliu.

3.2. Pentru ce sunt necesari sporangioforii?

Reproducerea sexuală

Multe ciuperci există ca două tulpini care diferă în comportamentul lor în timpul reproducerii sexuale. Reproducerea sexuală este posibilă numai între diferite tulpini, chiar dacă ambele tulpini produc atât organe reproducătoare masculine, cât și feminine. Astfel de ciuperci autosterile se numesc heterotalică, iar astfel de tulpini sunt de obicei desemnate ca tulpini (+) - și (-) - (în niciun caz nu ar trebui să fie numite masculin și feminin). Tulpinile nu diferă între ele în structură, există doar mici diferențe fiziologice. Se numesc ciuperci care au o singură astfel de tulpină și, prin urmare, sunt autofertile homotalic. Avantajul heterotalismului este fertilizarea încrucișată, care permite o mai mare variabilitate.

Rhizopus stolonifer este o ciupercă heterotalică. Toate etapele reproducerii sexuale sunt descrise schematic în Fig. 3.8. Evenimentele inițiale sunt cauzate de difuzia hormonilor de la tulpină la tulpină. Astfel de hormoni stimulează creșterea hifelor lungi care conectează coloniile individuale. Aceste hife aparent secretă un fel de substanțe chimice volatile care servesc drept semnal pentru a atrage o tulpină de „sex” opus, adică se observă un fel de chemotropism.

Gameții tipici nu se formează, iar fertilizarea este redusă la fuziunea perechi a nucleelor, așa cum se arată în Fig. 3.8. Deoarece gametangia nu diferă între ele în mărime, acest proces de reproducere sexuală se numește izogamie.

După fuziunea nucleelor, se formează un zigospor, care conține mulți nuclei diploizi. Se crede că toate aceste nuclee, cu excepția unuia, degenerează. Nucleul rămas este supus diviziunii meiotice pentru a forma patru nuclei haploizi, dintre care doar unul este reținut din nou. Dacă va fi o tulpină (+) - sau (-) - este o chestiune de întâmplare.

Spre deosebire de sporii produși prin reproducere asexuată, zigosporul nu este destinat dispersării, ci unui fel de „hibernare”; Pentru aceasta, are atât un aport de nutrienți, cât și un zid de protecție gros. Dispersarea are loc imediat după germinarea zigosporului, când, așa cum se arată în Fig. 3.8, se formează sporangi și începe reproducerea asexuată. În timpul germinării, nucleul haploid rămas se divide mitotic; ca urmare a diviziunilor repetate repetate, se formează un număr mare de nuclei haploizi, fiecare dintre ei dând naștere unuia dintre sporii din sporangiu. Prin urmare, toți acești spori aparțin aceleiași tulpini. Toate etapele reproducerii sexuale sunt prezentate schematic în Fig. 3.6.

3.1.4. Divizia Ascomycota

Personajele principale ale Ascomycota sunt prezentate în tabel. 3.2. Acesta este cel mai numeros și relativ bine organizat grup de ciuperci, care se distinge printr-o complexitate structurală mai mare decât cea a Zygomycota, în special în structura organelor de reproducere. Ascomycota include drojdii, o serie de mucegaiuri comune, ciuperci făinoase adevărate, ciuperci din fructe, moruni și trufe.

Penicillium este un saprofit larg răspândit; formează mucegai albastru, verde și uneori galben pe o mare varietate de substraturi. Reproducerea asexuată a penicilliumului se realizează folosind conidium. Conidiile sunt spori care se formează la capătul unor hife speciale numite conidiofori. Conidiile nu sunt închise în sporangi; dimpotrivă, sunt goale și se împrăștie liber pe măsură ce se maturizează. Structura lui Penicillium este prezentată în Fig. 3.9, A. Miceliul acestei ciuperci formează mici colonii rotunde, iar sporii dau coloniilor o culoare specifică, prin urmare cea mai tânără margine exterioară a coloniei este de obicei albă, iar partea centrală mai matură a miceliului, unde se formează sporii, este colorat. Vom discuta despre importanța economică a diferitelor specii de Penicillium în secțiune. 3.1.6.

Aspergillus crește de obicei pe aceleași substraturi ca și Penicillium și este foarte asemănător cu acesta. Această ciupercă produce mucegaiuri negre, maro, galbene și verzi. Pentru comparație cu Penicillium din Fig. 3.9, B arată miceliul care se reproduce asexuat.

Orez. 3.9. Reproducerea asexuată la doi reprezentanți tipici ai Ascomycota. A. Penicillium; Conidioforul are aspectul unei perii microscopice. B. Aspergillus (conidioforul, umflat sferic la vârf, poartă lanțuri de conidii divergente radial). B. Micrografie electronică cu scanare a conidioforului Aspergillus niger. × 1372

* (Termenii englezi „ciuperci” și „ciuperci” sunt de fapt sinonimi, deși uneori ciupercile comestibile sunt numite ciuperci, iar cele otrăvitoare sunt numite ciuperci.)

Agaricus (Psalliota) aparține grupului de ciuperci necomestibile. Ceea ce numim „ciupercă” sau „ciupercă” este de fapt un „corp fructifer” de scurtă durată. Miceliul ciupercii capac crește saprofit pe materialul organic din sol și poate trăi acolo mulți ani. Formează fire groase numite rizomorfi. Hifele din aceste fire sunt adunate foarte strâns, astfel încât se formează un fel de țesut. În condiții nefavorabile, rizomorfii intră într-o stare latentă și rămân în această stare până când se întoarce vremea bună. Ele cresc datorită alungirii apexului și asigură creșterea vegetativă a miceliului. Aspectul caracteristic al lui Agaricus este prezentat în Fig. 3.10, care arată și structura plăcilor.

În latitudinile temperate, „corpurile roditoare”, sau sporofori, apar toamna; sunt formate în întregime din hife, care sunt dispuse foarte strâns, formând un fel de țesut. Marginile plăcilor constau din basidie, din care se formează sporii ( bazidiospori). Plăcile au geotropism pozitiv și, prin urmare, atârnă în jos strict vertical. Sporii, din care se produc o mulțime (într-o ciupercă mare, aproximativ jumătate de milion de spori pe minut), sunt ejectați cu forță din bazidii, cad vertical în jos între plăci și sunt duși de curenții de aer.

3.1.6. Importanța economică a ciupercilor

Ciuperci sănătoase

Ciupercile și fertilitatea solului. Ciupercile saprofite joacă un rol important în ciclurile nutrienților. Împreună cu bacteriile saprofite formează un grup descompunetori, material organic în descompunere (Fig. 9.31 și Secțiunea 2.3.1).

Tratarea apelor uzate(vezi și secțiunea 2.3.2). Ciupercile saprofite, împreună cu protozoarele și bacteriile saprofite, fac parte din pelicula de ființe vii asemănătoare cu jeleu care acoperă pietrele de „încărcare a filtrului” din stațiile de tratare a apelor uzate.

Producția prin fermentație(vezi și secțiunea 2.3.4). Cea mai veche industrie de fermentație este fabricarea berii. Berea este făcută din orz, care este mai întâi germinat ușor pentru a transforma amidonul stocat în semințe în zahăr maltoză. Pentru a accelera acest proces și a-l controla strict, se folosesc gibereline (secțiunea 15.2.6). Fermentarea ulterioară se efectuează în cuve mari, unde „lucrează” ciupercile unicelulare - drojdie din genul Saccharomyces (de exemplu, S. cerevisiae sau S. carlsbergensis). În această etapă, zahărul este transformat în dioxid de carbon și alcool, a cărui concentrație finală ajunge la 4-8%. Într-un stadiu incipient al fermentației, se adaugă hamei, care dă aroma berii și suprimă dezvoltarea altor microorganisme.

Vinificația se bazează pe fermentarea sucului de struguri cu drojdie sălbatică găsită pe coaja fructelor de pădure. Concentrația finală de alcool ajunge la 8-15%, iar acest lucru este suficient pentru a ucide drojdia. După aceasta, vinul este învechit (deși nu întotdeauna) câțiva ani pentru a se maturiza. Aceasta lasă niște zahăr nefolosit.

Alte băuturi fermentate comune includ cidrul, făcut din suc de mere și sake japonez, făcut din orez.

Alcoolul industrial poate fi obținut din subproduse de fermentație, cum ar fi melasa, care conține mult zahăr.

O altă ramură importantă a producției de fermentație, unde se folosește și drojdia, este coacerea. Brutăriile folosesc tulpini speciale de drojdie care produc mult dioxid de carbon, ceea ce ajută aluatul să crească. În același timp se formează și alcoolul, dar se evaporă în timpul coacerii pâinii. Un alt produs care se obține încă din ciuperci este acidul citric (2-hidroxipropan - acid 1,2,3-tricarboxilic), utilizat pe scară largă în industria alimentară și farmaceutică. Este format din ciuperca Aspergillus niger.

Atât bacteriile, cât și ciupercile sunt utilizate simultan în fabricarea brânzeturilor (Secțiunea 2.3.4). Unele soiuri celebre de brânză sunt coapte datorită „muncii” diferitelor specii de Penicillium: acestea sunt Roquefort (P. roqueforti), Camembert (P. camemberti), brânza albastră daneză și Gorgonzola italiană.

Antibiotice(vezi și secțiunea 2.3.5). Primul antibiotic care a fost folosit în practica clinică a fost penicilină. Este format din unele specii de Penicillium, în special P. notatum și P. chrysogepit. Mai mult decât atât, această din urmă specie servește în continuare ca sursă pentru producția industrială a acestui antibiotic. Când penicilina a început să fie utilizată la începutul anilor 40, se părea că posibilitățile sale erau nelimitate, deoarece acest antibiotic era activ împotriva tuturor infecțiilor stafilococice și a unei game largi de bacterii gram-pozitive; În plus, s-a dovedit a fi practic netoxic pentru oameni. Până în prezent, penicilina rămâne cel mai important antibiotic, iar în practica medicală se introduc constant din ce în ce mai mulți derivați sintetici noi, mai eficienți, materie primă de plecare pentru care este încă penicilina naturală, obținută în cantități mari din cultura industrială a acestei ciuperci. . Am discutat deja cum funcționează penicilina în secțiune. 2.2.2.

Griseofulvin este un alt antibiotic care se obține din Penicillium (în special P. griseofulvum). Are proprietăți antifungice și este deosebit de eficientă (când este administrată pe cale orală) împotriva infecțiilor fungice ale picioarelor și a pecinginei. Fumagilină este un tip special de antibiotic care se obține din Aspergillus fumigatus. Este adesea folosit pentru dizenteria amibiană.

Genetica. Unele ciuperci s-au dovedit extrem de utile pentru cercetarea genetică; aceasta este în primul rând Neurospora (secțiunea 22.5.1). În viitor, drojdia poate fi folosită și pentru inginerie genetică.

Surse noi de hrană. În Sect. 2.3.6 am spus deja că proteina organismelor unicelulare este folosită pentru hrană. Un astfel de exemplu este cultura continuă a drojdiei Candida pe hidrocarburi petroliere, care a fost începută în 1971 de British Petroleum la Grangemouth în Scoția. Până la mijlocul anilor '70, această cultură producea 4.000 de tone de concentrat proteic pe an, care era folosit ca hrană pentru animale.

Ciuperci dăunătoare oamenilor

Alterarea alimentelor și a materialelor. Ciupercile saprofite joacă un rol foarte important în biosferă, dar provoacă destul de multe probleme oamenilor, distrugând multe materiale organice. Prin urmare, atunci când depozitați cereale, fructe și alte produse, este necesar să aplicați o varietate de măsuri de protecție. Alterarea alimentelor este o problemă constantă cu care se confruntă omenirea. Țesăturile naturale, pielea și alte bunuri de larg consum realizate din materii prime naturale sunt, de asemenea, distruse de ciuperci. De exemplu, ciupercile care trăiesc pe celuloză provoacă putrezirea diferitelor produse din lemn și țesături. Se cheltuiesc mulți bani pentru conservarea tuturor acestor materiale.

1) (Scleroții (singular - sclerotium) sunt corpuri stabile, de odihnă, cu un perete dur, care se formează la unele ciuperci, adesea ca o adaptare pentru iernare.)

Ciupercile infectează o varietate de organe ale plantelor: cancerul de cartofi - părți subterane; rugină, mucegai adevărat și pufos și pată neagră - frunze; smut și ergot - flori; putregai moale și mucegai - fructe coapte.

3.1.7. Exerciții practice

Când lucrați cu ciuperci, în multe cazuri sunt utilizate aceleași tehnici ca și pentru lucrul cu bacterii, adică tehnici microbiologice standard. Multe ciuperci saprofite, cum ar fi bacteriile, pot fi cultivate pe agar nutritiv și, dacă este necesară o cultură pură de ciuperci, ar trebui să utilizați tehnicile de lucru în condiții sterile descrise în secțiune. 2.7.2. Mucor, Rhizopus, Penicillium și Aspergillus sunt destul de potrivite pentru cultura obișnuită, iar agarul de malț 2% turnat în vase Petri este cel mai potrivit pentru medii. Ciuperca pe care o alegeți poate fi izolată dintr-o cultură mixtă care a crescut singură pe pâine, fructe sau alte alimente suculente. Sporii sunt transferați în mediul de cultură cu o seringă sterilă. Cultura este privită cel mai bine la un microscop stereoscopic la mărire mică.