Inligting

Hoe reageer swamme wanneer hulle in 'n weefselkultuur gekweek word?

Hoe reageer swamme wanneer hulle in 'n weefselkultuur gekweek word?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek weet hoe plantselle en dierselle reageer om op hierdie manier gekweek en gekweek te word, maar wat van sampioene? Sou hulle soos plante reageer en embrio's uit die massa groei? Of groei die massa net onbepaald soos by diere? Het iemand dit gedoen? Hoe reageer hulle wanneer hulle op hierdie manier gegroei het?


Oor die algemeen word swamme op agar gekweek met 'n voedselbron soos moutekstrak. Een manier om dit te doen is om 'n sampioen uit die vrugte van 'n sampioen of uit 'n gekoloniseerde substraat (byvoorbeeld rottend hout) te kloon. 'N Ander benadering is om spore te ontkiem.

Die swam sal groei as vegetatiewe miselium totdat dit opraak van kos. Op daardie tydstip sal sommige spesies klein vrugtebolle groei of sporuleer voordat hulle in 'n meer rustende fase gaan en uitsterf. Tensy dit in die yskas afgekoel word, dehidreer standaard agarplate. Swamme kan ook verskillende teksture aanneem: skerp, stamperig, wortelagtig (risomorf), leeragtig, poeieragtig en kan donkerder word of van kleur verander namate hulle ouer word.

Sommige kulture begin om hul metabolisme by die media aan te pas na 'n groot aantal oordragte (gebaseer op waarneming en bespreek in Stamets se "The Mushroom Cultivator") op hierdie stadium, kan kulture ook stadiger begin groei.

Die mycelia kan van een plaat na 'n ander of na 'n ander medium (substraat) oorgedra word, soos 'n stomp, 'versterkte saagsels' (saagsels met ~ 30% w/w koringsemels), of gepasteuriseerde kompos. Met die toepaslike voeding en omgewingsprikkels (CO2-vlakke, temperatuur, vog, lig, ens.), sal die miselia vrugte gee en sampioene skep - gewoonlik nadat die substraat volledig gekoloniseer is.

Hier is 'n figuur van 35 agarplate met 16 verskillende swamkulture wat ek uit die natuur geïsoleer het (grond, hout, sampioene, soos beskryf in Allison et al., 2009; LeBauer, 2010), en oorgedra het van 'n volwasse kultuur (ongeveer 'n 2 maande oud) na 'n nuwe bord, wat ongeveer twee weke oud is op hierdie foto. Ouerkulture is in die eerste en derde ry, met kinders onder (dit is genetiese klone; in plaas daarvan om generasies te tel, tel ek die aantal oordragte.

Jy kan ook kulture van swamme (Gis) in ongefiltreerde bier vind.

Ek het baie tegnieke gebruik om swamme te isoleer en te kweek (Isikhuemhen en LeBauer, 2004; LeBauer, 2010), maar ek sal die boeke "The Mushroom Cultivator" en "Growing Gourmet and Medicinal Mushrooms" deur Paul Stamets aanbeveel vir meer inligting oor steriele kultuurtegnieke gebruik in sampioenverbouing.


6.3: Isolasie, Kultuur en Identifikasie van Virusse

  • Bygedra deur OpenStax
  • Algemene biologie by OpenStax CNX
  • Bespreek waarom virusse oorspronklik as filtreerbare middels beskryf is
  • Beskryf die kweek van virusse en monsterversameling en hantering
  • Vergelyk in vivo en in vitro tegnieke wat gebruik word om virusse te kweek

Aan die begin van hierdie hoofstuk het ons beskryf hoe porselein Chamberland -filters met porieë wat klein genoeg is om virusse deur te laat, gebruik is om TMV te ontdek. Vandag is porseleinfilters vervang met membraanfilters en ander toestelle wat gebruik word om virusse te isoleer en te identifiseer.


PROSEDURE (moet individueel gedoen word)

A. GEMEENSKAPPE VORME

1. Gebruik 'n dissekteermikroskoop en neem die SDA-plaatkulture van Penicillium, Aspergillus, en Risopus. Let op die voorkoms en kleur van die kolonie en die tipe en vorm van die aseksuele spore.

2. Gebruik jou mikroskoop om 'n voorbereide skyfies van Penicillium. Fokus eers deur die geel-gestreepte 10X-objektief (100X-vergroting) te gebruik en draai dan na die 40X-objektief (400X-vergroting). Let op die tipe ongeslagtelike spore wat geproduseer word en waarop hulle gedra word. Fokusinstruksies by die gebruik van die 10X -doelwit kan gevind word in Lab 1.

3 . Gebruik jou mikroskoop en met behulp van die geel-gestreepte 10X-objektief (100X vergroting), let op 'n voorbereide skyfies van Aspergillus. Let op die tipe ongeslagtelike spore wat geproduseer word en waarop hulle gedra word.

4. Gebruik jou mikroskoop en gebruik die geel gestreepte 10X-objektief (100X vergroting), let op 'n voorbereide skyfies van Risopus. Let op die tipe aseksuele spore wat geproduseer word en wat hulle dra.

5 . Let op die voorbereide skyfie wat die sigospoor van Risopus geproduseer tydens seksuele voortplanting.

B. DERMATOFIETE

1. Neem die dermatofiet waar Microsporum groei op DTM. Let op die rooi kleur van die produksie van alkaliese eindprodukte, wat aandui dat dit die keratien in die agar afbreek. Dit dui aan dat die organisme 'n dermatofiet is.

2. Neem mikroskopies die SDA-kultuur van waar Microsporum. Let op die makrokonidia en mikrokonidia.

3. Let op die foto's van dermatofitiese infeksies.

C. DIMORFIESE SWAMME

1. Let op die voorbereide skyfie van Coccidioides immitis artrospore.

2. Let op die foto's van Coccidioides immitis toon die vormvorm met artrospore wat in die grond gesien word, sowel as die endosporulerende bolvorm wat in die longe voorkom.

3. Let op die foto's van Histoplasma capsulatum toon die vormvorm met tuberkulêre makrokonidia wat in die grond gesien word, asook gisvorm wat in die longe voorkom.

4. Let op die foto's van sistemiese swaminfeksies.


Hoe reageer swamme op groei in 'n weefselkultuur? - Biologie

I. TIPES SELLE GEGROEI IN KULTUUR

Weefselkultuur is dikwels 'n generiese term wat verwys na beide orgaankultuur en selkultuur en die terme word dikwels uitruilbaar gebruik. Selkulture word afgelei van óf primêre weefseluitplantings óf selsuspensies. Primêre selkulture het gewoonlik 'n beperkte lewensduur in kultuur, terwyl aaneenlopende sellyne is per definisie abnormaal en is dikwels getransformeerde sellyne.

II. WERKSAREA EN TOERUSTING

A. Laminêre vloeikappe. Daar is twee soorte laminaatvloeikappies, vertikaal en horisontaal. Die vertikale kap, ook bekend as 'n biologiese veiligheidskas, is die beste om met gevaarlike organismes te werk, aangesien die aërosols wat in die enjinkap gegenereer word, gefiltreer word voordat dit in die omliggende omgewing vrygelaat word. Horisontale kappies is so ontwerp dat die lug direk na die operateur vloei, daarom is dit nie nuttig om met gevaarlike organismes te werk nie, maar is dit die beste beskerming vir u kulture. Beide soorte kappies het 'n deurlopende verplasing van lug wat deur 'n HEPA (hoë doeltreffendheid deeltjie) filter gaan wat deeltjies uit die lug verwyder. In 'n vertikale kappie blaas die gefiltreerde lug van die bokant van die kas af in 'n horisontale kappie, die gefiltreerde lug waai horisontaal uit na die operateur. LET WEL: dit is nie so nie rookkappe en moet nie vir vlugtige of plofbare chemikalieë gebruik word nie. Hulle moet ook moet nooit vir bakteriële of swamwerk gebruik word nie. Die kappies is toegerus met 'n kortgolf UV-lig wat vir 'n paar minute aangeskakel kan word om die oppervlaktes van die kap te steriliseer, maar wees bewus daarvan dat slegs blootgestelde oppervlaktes vir die UV-lig toeganklik sal wees. Moenie u hande of gesig naby die enjinkap sit as die UV -lig brand nie, aangesien die kortgolflig vel- en oogskade kan veroorsaak. Die kappies moet ongeveer 10-20 minute aangeskakel word voordat dit gebruik word. Vee alle oppervlaktes met etanol af voor en na elke gebruik. Hou die kap so vry van rommel as moontlik, want dit sal inmeng met die laminêre vloei lugpatroon.

B. CO2Broeikaste. Die selle word gegroei in 'n atmosfeer van 5-10% CO2 omdat die gebruikte medium gebuffer is met natriumbikarbonaat/koolsuur en die pH streng gehou moet word. Kultuurkolwe moet losgemaakte kappies hê om voldoende gaswisseling moontlik te maak. Selle moet so min as moontlik uit die broeikas gelaat word en die broeikasdeure moet nie baie lank oopgemaak word nie. Die humiditeit moet ook gehandhaaf word vir die selle wat in weefselkultuurgeregte groei, sodat 'n pan water te alle tye gevul word.

C. Mikroskope. Omgekeerde fase-kontrasmikroskope word gebruik om die selle te visualiseer. Mikroskope moet bedek gehou word en die ligte afgeskakel word wanneer dit nie gebruik word nie. Voordat u die mikroskoop gebruik of wanneer 'n doelwit verander word, moet u seker maak dat die faseringe in lyn is.

D. Bewaring. Selle word in vloeibare stikstof gestoor (sien Afdeling III- Bewaring en berging).

E. Vaartuie. Ankerafhanklike selle benodig 'n nie-toksiese, biologies inerte en opties deursigtige oppervlak wat selle sal toelaat om te heg en beweging vir groei moontlik te maak. Die gerieflikste houers is spesiaal behandelde polistireenplastiek wat steriel en weggooibaar is. Dit sluit in petri-skottels, multi-put plate, mikrotiter plate, roller bottels, en skroefdop flesse - T-25, T-75, T-150 (cm 2 van oppervlak). Suspensieselle word óf geskud, geroer óf gekweek in vate wat identies is aan dié wat vir ankerafhanklike selle gebruik word.

III. BEWARING EN BERGING. Vloeistof N.2 word gebruik om weefselkweekselle te bewaar, hetsy in die vloeibare fase (-196 & degC) of in die dampfase (-156 & degC). Bevriesing kan selle dodelik wees as gevolg van die gevolge van skade deur yskristalle, veranderinge in die konsentrasie van elektroliete, dehidrasie en pH -veranderinge. Om die effekte van bevriesing te verminder, word verskeie voorsorgmaatreëls getref. Eerstens word 'n kriobeskermingsmiddel bygevoeg wat die vriespunt verlaag, soos gliserol of DMSO. 'n Tipiese vriesmedium is 90% serum, 10% DMSO. Boonop is dit die beste om gesonde selle wat in die logfase groei, te gebruik en die medium 24 uur voor vries te vervang. Die selle word ook stadig afgekoel van kamertemperatuur tot -80°C om die water uit die selle te laat beweeg voordat dit vries. Die optimale verkoelingstempo is 1°-3°C per minuut. Sommige laboratoriums het fantastiese vrieskamers om die vriesing teen die optimale tempo te reguleer deur periodiek vloeibare stikstof in te pols. Ons gebruik 'n lae -tegnologie -toestel genaamd Mr. Frosty (C#1562 -Nalgene, verkrygbaar by Sigma). Die Mr. Frosty word gevul met 200 ml isopropanol by kamertemperatuur en die vrieskolle wat die selle bevat, word in die houer geplaas en die houer in die vrieskas van -80 ° C. Die effek van die isopropanol is dat die buise stadig tot ongeveer 1 ° C per minuut by die temperatuur van die vrieskas kom. Sodra die houer -80 & degC (ongeveer 4 uur of, meer gerieflik, oornag) bereik het, word die flessies uit die Mr. Frosty verwyder en onmiddellik in die opgaartenk van vloeibare stikstof geplaas. Selle word by vloeibare stikstof temperature gestoor omdat die groei van yskristalle vertraag word tot onder -130°C. Om die herstel van die selle by ontdooiing te maksimeer, word die selle baie vinnig verhit deur die buis direk uit die vloeibare stikstofhouer in 'n 37 & degC waterbad te plaas met matige skud. Sodra die laaste yskristal gesmelt is, word die selle onmiddellik verdun tot voorverhitte medium.

Kulture moet daagliks ondersoek word, met inagneming van die morfologie, die kleur van die medium en die digtheid van die selle. 'n Weefselkultuurlogboek moet bygehou word wat apart van jou gewone laboratorium notaboek is. Die logboek moet bevat: die naam van die sellyn, die mediumkomponente en enige veranderinge aan die standaardmedium, die datums waarop die selle gesplit en/of gevoer is, 'n berekening van die verdubbelingstyd van die kultuur (dit moet gedoen word ten minste een keer gedurende die semester), en enige waarnemings met betrekking tot die morfologie, ens.

A. Groeipatroon. Selle gaan aanvanklik deur 'n rustige of vertraagde fase wat afhang van die seltipe, die saaidigtheid, die mediakomponente en vorige hantering. Die selle gaan dan in eksponensiële groei, waar hulle die hoogste metaboliese aktiwiteit het. Die selle sal dan in 'n stilstaande fase ingaan waar die aantal selle konstant is, dit is kenmerkend van 'n samevloeiende populasie (waar alle groeioppervlaktes bedek is).

B. Oes. Selle word geoes wanneer die selle 'n bevolkingsdigtheid bereik het wat groei onderdruk. Ideaal gesproke word selle geoes wanneer hulle in 'n semi-samevloeiende toestand is en steeds in logfase is. Selle wat nie verby is nie en toegelaat word om tot 'n samelopende toestand te groei, kan soms 'n lang tyd vertraag, en sommige kan nooit herstel nie. Dit is ook noodsaaklik om u selle so gelukkig moontlik te hou om die doeltreffendheid van transformasie te maksimeer. Die meeste selle word drie keer per week deurgegee (of ten minste gevoer).

1. Opskortingskultuur. Suspensiekulture word gevoer deur verdunning in vars medium.

2. Aanhangende kulture. Aanhangende kulture wat nie verdeel hoef te word nie, kan eenvoudig gevoer word deur die ou medium te verwyder en dit deur vars medium te vervang.

As die selle halfkonfluent raak, word verskeie metodes gebruik om die selle van die groeiende oppervlak te verwyder sodat dit verdun kan word:

  • Meganies - 'n Rubberspatel kan gebruik word om die selle fisies van die groeivlak te verwyder. Hierdie metode is vinnig en maklik, maar is ook ontwrigtend vir die selle en kan aansienlike seldood tot gevolg hê. Hierdie metode is die beste by die oes van baie verskillende selmonsters om ekstrakte voor te berei, dit wil sê as lewensvatbaarheid nie belangrik is nie.
  • Proteolitiese ensieme - Trypsien, kollagenase of pronase, gewoonlik in kombinasie met EDTA, veroorsaak dat selle loskom van die groeivlak. Hierdie metode is vinnig en betroubaar, maar kan die seloppervlak beskadig deur blootgestelde seloppervlakproteïene te verteer. Die proteolise -reaksie kan vinnig beëindig word deur die toevoeging van 'n volledige medium wat serum bevat
  • EDTA - EDTA alleen kan ook gebruik word om selle los te maak en blyk sagter op die selle te wees as tripsien. Die standaardprosedure vir die losmaak van kleefselle is soos volg:

C. Media- en groeivereistes

1. Fisiologiese parameters

A. temperatuur - 37C vir selle van homeother

B. pH - 7,2-7,5 en osmolaliteit van medium moet gehandhaaf word

D. gasfase - bikarbonaat kons. en CO2 spanning in ewewig

E. sigbare lig - kan 'n nadelige uitwerking op selle hê deur lig veroorsaak produksie van giftige verbindings in sommige mediaselle wat in die donker gekweek moet word en so min as moontlik aan kamerlig blootgestel moet word.

2. Medium vereistes: (dikwels empiries)

A. Grootmaat -ione - Na, K, Ca, Mg, Cl, P, Bicarb of CO2
B. Spoorelemente - yster, sink, selenium
C. suikers - glukose is die algemeenste
D. aminosure - 13 noodsaaklik
E. vitamiene - B, ens.
F. cholien, inositol
G. serum - bevat 'n groot aantal groeibevorderende aktiwiteite soos buffering van giftige voedingstowwe deur dit te bind, neutraliseer trypsien en ander proteases, het 'n ongedefinieerde uitwerking op die interaksie tussen selle en substraat en bevat peptiedhormone of hormoonagtige groeifaktore wat bevorder gesonde groei.
H. antibiotika - hoewel dit nie nodig is vir selgroei nie, word antibiotika dikwels gebruik om die groei van bakteriële en swambesmettings te beheer.

4. Meting van groei en lewensvatbaarheid. Die lewensvatbaarheid van selle kan visueel waargeneem word met behulp van 'n omgekeerde fase kontrasmikroskoop. Lewende selle is fase -helder suspensieselle is gewoonlik afgerond en ietwat simmetriese kleefselle sal uitsteeksels vorm wanneer dit aan die groeivlak geheg word. Lewensvatbaarheid kan ook beoordeel word met behulp van die vitale kleurstof, trypanblou, wat deur lewende selle uitgesluit word, maar in dooie selle ophoop. Selgetalle word met 'n hemositometer bepaal.

V. VEILIGHEIDSOORWEGINGS

R. Ian Freshney, Kultuur van diereselle: 'n Handleiding van basiese tegnieke, Wiley-Liss, 1987.

VI. WEEFSELKULTUURPROSEDURES

Elkeen student moet sy eie selle in die loop van die eksperiment behou. Hierdie selle moet daagliks gemonitor word vir morfologie en groei-eienskappe, elke 2 tot 3 dae gevoer word, en gesubkweek word wanneer nodig. 'N Minimum van twee 25 cm 2 flesse moet vir elke sellyn gedra word. Hierdie selle moet uitgebrei word soos nodig vir die transfeksie -eksperimente. Elke keer as die selle onderkweek word, moet 'n lewensvatbare seltelling gedoen word, moet die subkultuurverdunnings opgemerk word, en na 'n paar gedeeltes 'n verdubbelingstyd bepaal word. Soos binnekort as as u genoeg selle het, moet verskeie flessies weggevries en in vloeistof N gestoor word2. Een fles van elke vries moet 1-2 weke na bevriesing ontdooi word om seker te maak of dit lewensvatbaar is. Hierdie bevrore voorrade sal noodsaaklik wees as enige van u kulture besmet raak.

Prosedures:1. Mediavoorbereiding. Elkeen student sal verantwoordelik wees vir die instandhouding van sy eie voorraad selkultuurmedia die spesifieke tipe media, die sera tipe en konsentrasie, en ander aanvullings sal afhang van die sellyn. Doen nie deel media met jy vennoot (of enigiemand anders) want as a kultuur of a bottel van media kry besmet, jy het geen ondersteuning. Die meeste van die mediakomponente sal voorbereid en steriel aangekoop word. Oor die algemeen is alles wat u hoef te doen steriel kombineer verskeie steriel oplossings. Om te toets vir steriliteit na byvoeging almal komponente, pipet 'n paar ml uit elke mediabottel in 'n klein steriele petriskottel of kultuurbuis en inkubeer vir 37 dae by 37 EC. Gebruik slegs media wat met steriliteit getoets is. Om hierdie rede moet jy vooraf jou kultuurbehoeftes voorsien sodat jy die nodige reagense kan voorberei. Maar probeer asseblief om nie media te mors nie. Verwag u behoeftes, maar moenie meer maak as wat u nodig het nie. Weefselkweekreagense is baie duur, byvoorbeeld die koste van fetale kalfserum by beeste

$200/500 ml. Sommige selkultuurbymiddels sal in 'n poeiervorm voorsien word. Dit moet gerekonstitueer word tot die toepaslike konsentrasie met dubbelgedistilleerde water (of medium, soos toepaslik) en gefiltreer word (in 'n steriele kap) deur 'n 0-22 μm filter.

Alle mediavoorbereiding en ander selkultuurwerk moet in 'n laminêre vloeikap uitgevoer word. Voordat u met u werk begin, skakel die blaser 'n paar minute aan, vee alle oppervlaktes af met 70% etanol en was u skoon hande met etanol. Gebruik slegs steriele pipette, weggooibare proefbuise en outoklaafde pipetpunte vir selkweek. Alle kultuurvate, proefbuise, bokse met pipetpunte, voorraad steriele eppendorfs, ens., Moet slegs in die laminaire vloerkap oopgemaak word. As iets per ongeluk elders in die laboratorium oopgemaak word, kan jy waarskynlik aanvaar dat dit besmet is. As iets besmet raak, gooi die besmette materiaal onmiddellik weg in die biohazard -houer en stel die instrukteur daarvan in kennis.

2. Groei en morfologie. Inspekteer selle gereeld. Selkultuur is soms meer 'n kuns as 'n wetenskap. Leer weet wat jou selle gelukkig maak. Gereelde voeding is belangrik vir die handhawing van die pH-balans van die medium en om afvalprodukte uit te skakel. Selle hou gewoonlik nie daarvan om te saamvloeiend te wees nie, dus moet hulle onderkweek word as hulle in 'n semi-samelopende toestand is. Oor die algemeen moet soogdierselle versigtig hanteer word. Hulle moet nie meer as 1500 g gedraai word, met sterk pipette of sentrifugeer nie.

3. Selvoer. Gebruik voorverhitte media en hou selle so min as moontlik uit die broeikas.Gebruik 10-15 ml vir T-25's, 25-35 ml vir T-75's en 50-60 ml vir T-150's. a. Opskortingskulture. Voeding en subkweek van suspensiekulture word gelyktydig gedoen. Verdun die selle ongeveer elke 2-3 dae in vars media. Die verdunning wat u gebruik, hang af van die digtheid van die selle en hoe vinnig hulle verdeel, wat slegs u kan bepaal. Gewoonlik is 1: 4 tot 1:20 verdunnings geskik vir die meeste sellyne. b. Aanhangende selle. Gooi ou media ongeveer elke 2-3 dae uit kultuurflesse en vervang met vars media. Subkultuurselle soos hieronder beskryf voordat samevloeiing bereik word.

4. Subkweek van aanhangerselle. As aanhangerselle halfkonfluent raak, gebruik subkultuur 2 mM EDTA of trypsien/EDTA.

7. Lewensvatbare seltellings. DIE GEBRUIK VAN 'N HEMOSITOMETER OM TOTALE SELTELLINGE EN LEVENSBARE SELGETALLE TE BEPAAL (Verwysing: Sigma -katalogus) Trypanblou is een van verskeie vlekke wat aanbeveel word vir gebruik in kleuruitsluitingsprosedures vir lewensvatbare seltelling. Hierdie metode is gebaseer op die beginsel dat lewende selle nie sekere kleurstowwe opneem nie, terwyl dooie selle dit wel neem.

1. Berei 'n selsuspensie voor, hetsy direk uit 'n selkweek of uit 'n gekonsentreerde of verdunde suspensie (afhangende van die seldigtheid) en kombineer 20 μl selle met 20 μl trypanblou suspensie (0,4%). Meng deeglik en laat staan ​​vir 5-15 minute.

2. Plaas 'n klein hoeveelheid trypanblou-sel-suspensie met die omslagstrook in albei kamers van die hemositometer deur die rand van die omslagstrokie met die pipetpunt versigtig aan te raak en elke kamer te laat vul deur kapillêre werking. Moenie die kamers te vol maak of ondervul nie. Begin met 1 kamer van die hemositometer, tel al die selle in die 1 mm middelvierkant en vier 1 mm hoekvierkant. Hou 'n aparte telling van lewensvatbare en nie-lewensvatbare selle. As daar te veel of te min selle is om te tel, herhaal die prosedure of konsentreer of verdun die oorspronklike suspensie soos toepaslik. Die sirkel dui die benaderde oppervlakte aan wat met 100X mikroskoop vergroting bedek is (10X okulêr en 10X objektief). Sluit die boonste en linkerkantste middellyn in. Moenie tel selle wat die middellyn onder en regs raak nie. Tel 4 hoekvierkante en middelste vierkant in albei kamers en bereken die gemiddelde. Elke groot vierkant van die hemositometer, met dekstrokie in plek, verteenwoordig 'n totale volume van 0,1 mm 3 of 10 -4 cm 3. Aangesien 1 cm 3 gelykstaande is aan ongeveer 1 ml, sal die totale aantal selle per ml met behulp van die volgende berekeninge bepaal word: Selle/ml = gemiddelde seltelling per vierkant x verdunningsfaktor x 10 4

Totale selle = selle/ml x die oorspronklike volume vloeistof waaruit die selmonster verwyder is % Selleefbaarheid = totale lewensvatbare selle (onbevlek)/totale selle x 100.

Hierdie webblad word onderhou deur Julie B. Wolf, UMBC
Laas opgedateer op 3/2/2010

is ontwerp vir studente wat belangstel in loopbane in industriële en biomediese wetenskappe.


TEGNIEKE WAT GEBRUIK WORD VIR IDENTIFIKASIE IN HISTOPATOLOGIESE MATERIAAL

Histochemiese kleuring

Metodes.

Histopatologiese ondersoek van weefsels om swamme op te spoor is en sal 'n belangrike hulpmiddel bly om die diagnostiese betekenis van positiewe kultuurisolate te definieer, insluitend swam indringing van weefsels en vate sowel as die gasheer reaksie op die swam. Histopatologie kan ook 'n vinnige vermoedelike diagnose van die swam bied terwyl daar op die swamkultuurresultate gewag word, of dit kan die enigste beskikbare materiaal wees as daar geen kultuurgroei voorkom of kulture nie bestel word nie. Histopatologiese ondersoek van biopsie -monsters, monsters van chirurgiese reseksies en lykskouingsmateriaal moet altyd begin met H ɮ -kleuring van die weefsel. GMS- en PAS-kleuring moet uitgevoer word as 'n swam vermoed word na hersiening van weefselafdelings as gevolg van die teenwoordigheid van 'n inflammatoriese weefselreaksie of wanneer daar 'n hoë kliniese vermoede is, selfs al is die Hɮ-vlek ononthullend. Boonop kan mucin (mucicarmine) of melanien (Fontana-Masson) vlekke uiters nuttig wees vir die identifisering van Kriptokokke (mucin en melanien) en dematiese swamme wat dalk nie volop pigment (melanien) produseer nie. Tabel 5 bied die verskillende vlekke en alternatiewe metodes vir swamme aan wat in weefselafdelings gebruik kan word. Dit is belangrik om te onthou dat sommige swaminfeksies, veral tydens die akute fases, aanleiding gee tot neutrofiele of suppuratiewe inflammasie, dus kan epidemiologiese omstandighede en kliniese geskiedenis ook die behoefte aanleiding gee om hierdie spesiale vlekke te gebruik. By immuunonderdrukte pasiënte mag daar geen inflammasie wees nie, maar nekrose kan teenwoordig wees as gevolg van swam indringing van bloedvate en gepaardgaande trombose. Swamindringing van bloedvate verswak die wand en kan bloeding veroorsaak. Kommunikasie tussen dokters en patoloë is van onskatbare waarde om die gevalle te definieer waarin GMS-, PAS-, Fontana-Masson- of mucicarmine-vlekke nuttig kan wees om swamme uit te lig. Aangesien die gebruik van minder indringende prosedures meer algemeen in medisyne geword het, het sitologiese monsters algemene monsters geword. Bronchoalveolêre spoelvloeistof is 'n gereelde monster wat gebruik word om longinfeksies te diagnoseer (81). Ander sitologiese monsters sluit in sputum, serebrospinale vloeistof en fynnaald aspirate van letsels. Die meeste swamme kan gevisualiseer word met die roetine -vlekke wat gebruik word vir sitologiese preparate, insluitend Papanicolaou- en Giemsa -vlekke, maar die wand van die swamme word nie met enige vlek gemerk nie. Om die swamwand te vlek, kan GMS- en PAS -vlekke in sitologiese monsters gebruik word. Calcofluor wit, 'n alternatiewe vlek wat die swamelemente beklemtoon, kan saam met vars sitologiese monsters gebruik word as 'n fluoressensie-mikroskoop ook beskikbaar is, kaliumhidroksied nat preparate kan bestudeer word met behulp van helderveld- of fase-kontrasmikroskopie. Bronchoalveolêre spoel- en serebrospinale vloeistofmonsters kan ook gebruik word vir die opsporing van swamantigene.

Tabel 5.

Vlekke en alternatiewe metodes wat met weefselafdelings gebruik kan word

Vlek(e)Aansoek(e)Kleur en swamme gevlek
Hematoksielien en eosien (H ɮ)Hierdie vlek word gereeld in patologie gebruik om weefselmorfologie te demonstreer in die geval van swaminfeksies, en help om die inflammatoriese gasheerreaksie te identifiseer, soos meerkerige selle, nekrotiese materiaal, bloeding en die Splendore-H ཮ppli-verskynsel wat die meeste swamme kan waarneem vlek, veral die kerne van gisagtige selle of as die swam natuurlik gepigmenteer is (die swamelemente kan egter moeilik van die agtergrond onderskei word)Alle swamme toon pienk sitoplasma, blou kerne, geen kleur vir die muur nie
Swamvlekke (Grocott en Gomori methenamine silwer [GMS])Hulle lig die wand van die swam uit en is dus nuttig om die weefselmonster te toets, en kan met H ɮ gekombineer word sodat die swam en die gasheerreaksie duidelik waargeneem kan wordDie swam selwand lyk swart of donkerbruin vir alle swamme, die omliggende weefsel is gewoonlik groen, die Mucorales kan baie bleek vlek
Periodieke suur-Schiff (PAS)Ontdek glikogeen in weefsels, swamwande bevat groot hoeveelhede glikogeen en PAS kan dus gebruik word vir die toets van swamorganismesDie swam selwand lyk pienk tot rooi pers, afhangende van die teenkleur wat gebruik word, die kerne kan blou wees
Gridley -swamVlek die mure van die meeste swammeDie swamselwand lyk persrooi, die agtergrond is gewoonlik geel
Slymvlekke (Mayer's of Southgate mucicarmine, Alcian blou)Vlekke mukopolisakkariede, insluitend die kapsules van 'n verskeidenheid organismes, vlek ook slym, wat in 'n verskeidenheid menslike selle voorkomHandig om die kapsules van kriptokokke uit te lig, wat rooi of blou lyk, afhangende van die vlek wat gebruik word
Melanienvlekke (Fontana-Masson)Melanien wat in sommige swamme voorkom, vlek ook melanien in menslike weefsels, soos in die velhuidCryptococcus en die dematieagtige swamme sal 'n swart tot donkerbruin kleur hê
Bakteriese vlekke (weefsel Gram-vlekke of suurvaste vlekke)Baie swamme neem ook bakteriese vlekke op, sommige filamentagtige bakterieë (aktinomisete en Nocardia) moet van swamme onderskei wordCandida spp. vlek pers/blou (Gram -positief) met die Gram -vlek Blastomyces en Histoplasma kan suurvinnige vlekke wees (neem 'n rooi kleur aan)
Immunohistochemie (IHC)Gebruik teenliggaampies teen die verskillende swamme, teenliggaampies kan monoklonaal of poliklonaal wees, toetse is nie deur die FDA goedgekeur nie en vereis validering deur elke laboratoriumBepalings vir Blastomyces, Cryptococcus, Histoplasma, Coccidioides, Pneumosistis, Sporothrix, Paracoccidioides, Penicillium, Candida, Aspergillus, en Mucorales in die literatuur gepubliseer is, afhangende van die kolorimetriese ontwikkelaar, kan die swamme donkerbruin of rooi vlek; die teenvlek is gewoonlik die kruisreaktiwiteit van die teenliggaampies
In situ hibridisasie (ISH)Gebruik molekulêre probes vir verskillende swamme, probes is oor die algemeen ribosomaal aangesien daar veelvuldige kopieë van ribosomale gene in elke swamsel is, toetse is nie FDA goedgekeur nie en vereis validering deur elke laboratoriumSondes wat in die literatuur gepubliseer is, sluit in die vir Blastomyces, Kriptokokke, Histoplasma, Coccidioides, Pneumosistis, Sporothrix, Candida, Aspergillus, Mucorales, Fusarium, en Pseudallescheria afhangende van die kolorimetriese ontwikkelaar, kan die swamme donkerbruin of rooi sensitief raak en die spesifisiteit van die probes kan wissel

Retrospektiewe studies wat kultuurresultate met histopatologie en sitologie korreleer, het getoon dat die algehele akkuraatheid vir mikroskopiese morfologiese tegnieke van 20 tot 80% kan wissel (140, 143, 158). Die laagste korrelasie is aangemeld vir indringende septaatvorme (158). Alhoewel GMS- en PAS -vlekke meer gereeld gebruik is in gevalle waar dit korrek gediagnoseer is as dié wat verkeerd geklassifiseer is, het spesiale vlekke die diagnostiese vermoëns van patoloë nie beduidend verbeter nie (140). Misklassifikasie van gevalle vind plaas wanneer die patoloog 'n vals gevoel het van sy of haar vermoë om swamorganismes volgens geslag te kategoriseer, gebaseer op mikroskopiese morfologie alleen, wanneer onvanpaste terminologie gebruik word sodat ander moontlike vorms binne 'n spesifieke kategorie nie by die differensiële diagnose ingesluit word nie, of as daar 'n gebrek aan kennis is van morfologiese nabootsing van giste en koppelteken. Die verkeerde klassifikasies met 'n groter potensiaal vir nadelige gevolge het plaasgevind toe daar min, gevoude, gefragmenteerde en/of nekrotiese swamelemente in die monster was, en die strukture nie voldoende as kategorie as septaat versus pauciseptaat -hyalienvorms gekategoriseer kon word nie. Daarom moet dokters daarvan bewus wees dat foutklassifikasies in histopatologiese ondersoek in ten minste 20% van die gevalle voorkom, en patoloë moet soveel moontlik inligting verstrek sonder om hul diagnostiese vermoëns te veel uit te brei (140, 143).

Om misklassifikasies te voorkom, moet patoloë die swamelemente beskryf wat in die monster waargeneem word, en moet hulle nie probeer om 'n spesifieke diagnose te stel nie. Patoloë moet onthou dat daar baie min gevalle is waar morfologiese eienskappe spesifiek is. Sommige groepe het voorgestel dat sjablone of sinoptiese verslagdoening vir die diagnose van swaminfeksies gebruik word. In Fig. 1, ​,2, 2, en ​ and3 3 het ons sjablone voorgestel vir verslagdoening oor histopatologiese monsters volgens die morfologiese kenmerke wat gevind is. Dit is belangrik om te erken dat die diagnose hoofsaaklik beskrywend van die swam is en moet insluit of daar inval van die weefsels en vate is, die hoeveelheid swamelemente wat waargeneem word, en die gasheerreaksie op die infeksie (inflammasie, nekrose of bloeding) ). Die kommentaargedeelte van die verslag moet die swamme wat die meeste met die morfologie verband hou, duidelik bevat, asook ander moontlike organismes (swamme en parasiete) wat in ag geneem moet word by die differensiële diagnose. Alle patologieverslae moet ook 'n verklaring in die kommentaarafdeling bevat oor die belangrikheid van die korrelasie van klinies-epidemiologiese kenmerke en resultate van kulture en ander laboratoriumtoetse.

Voordele.

Histopatologie is in sommige gevalle onontbeerlik om te definieer of 'n organisme wat in kultuur herwin is, kontaminasie, kolonisasie of ware infeksie verteenwoordig. Weefsel en vaskulêre inval en nekrose is belangrike histopatologiese kenmerke wat kan help om die onderskeid te tref.

Swamkulture groei nie altyd so nie; histopatologiese vermoedelike diagnose kan die enigste bewys wees van 'n swaminfeksie. Byvoorbeeld, Mucorales genera is vorms wat gewoonlik binne 24 tot 48 uur groei, maar as die oorspronklike monster te aggressief gemaal word, kan die koppelteken vernietig word en die kultuur nie groei nie (132). In immunokompetente individue met 'n chroniese eensame nodule wat deur 'n endemiese mikose veroorsaak word, kan giste in weefselafdelings waargeneem word, maar die kultuur mag dalk nie groei nie omdat die giste nie lewensvatbaar is nie (166). Swak herstel van Aspergillus spp. en ander septaathialienskimmels in kulture is toegeskryf aan vorige behandeling, gebruik van profilaktiese antifungale medisyne, of moontlike verskille in die fisiologiese toestande van die vorm in vivo versus in vitro (158). 'N Ander situasie wat kan lei tot 'n verlies aan vermoë om 'n organisme in die kultuur te herstel, selfs al was daar aanvanklik 'n lewensvatbare organisme in die kliniese materiaal, is wanneer 'n klein hoeveelheid biopsiemateriaal na die mikrobiologielaboratorium gestuur word met 'n versoek vir veelvuldige kulture, soos vir aërobiese bakterieë, anaërobiese bakterieë, suur-vinnige basille (AFB) en swamme, wat almal inenting van veelvuldige media en skyfievoorbereidings vereis. Soms moet hierdie klein hoeveelheid materiaal nog verder verdeel word tussen mikrobiologie en histopatologie. Laastens, sekere swamme, soos Pneumocystis, groei nie met behulp van huidige mikrobiologiese praktyke nie en vereis opsporing met behulp van histopatologiese of sitologiese tegnieke (140).

In sommige gevalle kan swamkulture weke neem om voltooi te word, en dus kan 'n voorlopige histopatologiese diagnose van 'n swaminfeksie gereed wees voor die kultuur en voldoende inligting verskaf sodat dokters met die behandeling kan begin. Byvoorbeeld, Scedosporium, Sporothrix, Blastomyces, en Coccidioides kan tot 3 tot 4 dae neem om te groei en Histoplasma en Paracoccidioides Dit kan meer as 2 weke neem, dus kan die histopatologiese diagnose vroeër beskikbaar wees as die resultate van die kultuur (140).

Nadele.

In die vorige afdelings het ons die slaggate vir elke swam bespreek in die vergelyking van sy morfologie met dié van ander swamme of parasiete. Benewens hierdie slaggate, moet patoloë moontlike swamstrukture van gekleurde normale menslike weefselstrukture onderskei. Veral by die gebruik van GMS-vlekke sluit normale weefselstrukture wat met giste verwar kan word, neurosekretoriese korrels en melanien in, terwyl hyfe differensiasie vereis van kollageenvesels, keldermembrane en ander silwer-vlekke filamentagtige strukture. Figuur 4 toon neurosekretoriese korrels, wat in vergelyking met enige van die giste geneig is om onreëlmatig, kleiner te wees en binne neurosekretoriese selle geleë is, terwyl basaalmembrane en kollageenvesels geneig is om laer kleuringsintensiteit en minder skerpte as hifes te toon. Om te help met die herkenning van hierdie verskillende weefselstrukture en swamme, is dit belangrik om die GMS-gekleurde strukture in weefselseksies (gewoonlik vanaf 'n opeenvolgende vlak) gekleur met Hɮ of PAS vlek te kolokaliseer. Die kombinasie van GMS wat met H ɮ gekleur word, in plaas van liggroen, is 'n manier om die kolokalisasie in een skyfie te bereik. Daarbenewens moet patoloë die teenwoordigheid of afwesigheid van interne strukture wat in swamme (kerne en sitoplasma) waargeneem kan word, bepaal wat met H ɮ vlek, maar nie met GMS nie.

Diagnostiese slaggate. As u GMS -vlekke gebruik, kan normale weefselstrukture soos giste of hyfe verskyn. (A) Neurosekretoriese korrels (pyl). (B) Kollageenvesels, met een wat selfs 'n “pseudoseptum” wys (pyl). (C) By monsters met min organismes kan hyfe wat dwars gesny is, verskyn as giste wat “pseudobudding ” (pyle) kan hê.

'N Ander nadelige gebeurtenis wat tydens die interpretasie van spesiale vlekke kan plaasvind, is wanneer die monster 'n paar dwarsgesnyde hifes toon, wat dan verskyn as giste wat selfs bot kan lyk (Fig. 4). In hierdie gevalle is dit belangrik om dieper in die blok in te gaan om te sien of daar meer swamelemente wat in die lengte gesny is, in die monster voorkom.

Histopatologie kan gewoonlik nie die genus en spesies van swamme verskaf nie, wat baie belangrik is vir die behandeling. Byvoorbeeld, 'n geval met hialiene septaathifes sluit in die differensiaal Aspergillus spp., Fusarium, Scedosporium, en ander. Behandeling moet dus gedoen word met voriconazol, wat effektief is vir al hierdie swamme, maar behandeling met of byvoeging van amfoterisien B moet slegs gedoen word vir A. fumigatus en F. solani. Itrakonasool of echinokandiene kan gebruik word vir A. fumigatus maar sou nie effektief wees vir F. solani of Scedosporium (140). Opsporing van giste met pseudohyphae stel voor Candida spp. met 'n differensiële diagnose wat septaathialienvorms insluit, kan flukonasool dus gebruik word om die meeste Candida spp. maar daar is geen aktiwiteit teen nie C. krusei, C. glabrata, of die ander gesnyde hyalienvorme.

Infeksies met meer as een swam is aangemeld by pasiënte met brandwonde en immuunonderdrukking (70, 143). Selfs al kan verwag word dat histopatologie 'n voldoende metode is om hierdie dubbele infeksies te identifiseer, kan die morfologiese diversiteit subtiel wees en nie waardeer word nie. Dus moet ander toetse gebruik word om vas te stel of meer as een organisme teenwoordig is.

By immuunonderdrukte pasiënte kan isolasie van verskillende swamme gedurende kort tydperke die vraag laat ontstaan ​​of daar óf verskillende swaminfeksies op verskillende plekke is, daaropvolgende infeksies deur verskillende swamme, óf 'n infeksie met twee verskillende swamme waarin een van die organismes intrinsiek was. weerstand teen die behandeling wat gegee word. In Fig. 5 bied ons 'n voorbeeld van 'n neutropeniese pasiënt met chroniese limfositiese leukemie wat eerste gediagnoseer is met 'n indringende vorm (deur kultuur A. fumigatus) in die long en dan 3 dae later met indringende swam rhinosinusitis (volgens kultuur Fusarium spp.) en het 22 dae later gesterf met verspreide swaminfeksie (vermoedelike mukormikose deur immunohistochemie). Die opeenvolging van foto's wat met GMS gekleur is, toon die gewone moeilikheid by die onderskeiding van hyalien -geskeide vorms van dié wat verswak word deur histopatologie te gebruik, veral in die tweede en derde monsters, waar morfologiese eienskappe verander kon word as gevolg van die vorige behandeling van hierdie pasiënt met amfoterisien B en vorikonasool.

Opeenvolgende monsters gekleur met GMS (vergroting, 󗄠) wat vorminfeksies toon in 'n neutropeniese pasiënt met chroniese limfositiese leukemie. (A en B) Hyalien -geskeide hifes in die long. Die kultuur was positief vir Aspergillus fumigatus. (C) Hyphae (volgens kultuur a Fusarium sp.) in 'n nasale debridementmonster wat drie dae na die longbiopsie by dieselfde pasiënt verkry is. Die morfologie van swamelemente kan met mukormikose verwar word, aangesien daar min skeidings is en die draaiboeke draai. (D) Hyalien verswak hyfe in 'n longmonster wat tydens lykskouing 22 dae na die nasale debridement verkry is. Die monster het positief gekleur met behulp van immunohistochemie vir mucormykose. Die morfologie van die hifes is verwronge, waarskynlik as gevolg van vorige antifungale behandeling.

Immunhistochemie

Metodes.

Immunhistochemie verwys na die gebruik van teenliggaampies om teikens (swamantigene) in weefselafdelings op te spoor sodat die morfologie van die teiken sowel as die omliggende weefsels gesien kan word. Vir hierdie toetse is dit nodig om 'n baie dun gedeelte van die weefsel te sny (soortgelyk aan dié wat vir histopatologie gebruik word) en dit op 'n glasplaat te plaas. Die weefsel kan vars gevries word of paraffien ingebed word. Weefsel wat ingebed is, is gewoonlik formalien gefikseerd, wat vervorming van antigene kan veroorsaak, veral as fiksasie lank was. Oor die algemeen verkies patoloë om formalien-gefixeerde, paraffien-ingebedde (FFPE) weefsels te gebruik, aangesien dit die roetine-histopatologiese prosedure is wat die materiaal nie-aansteeklik maak en maklik by kamertemperatuur gestoor word. Om die toets uit te voer, moet paraffien uit die weefsel verwyder word, wat gewoonlik gedoen word met reagense wat die weefsel dehidreer. Die weefsel moet gerehidreer word en óf met ensieme behandel word óf aan ander antigeenherwinningstegnieke onderwerp word wat swam-antigene vir die teenliggaampies beskikbaar sal stel, en dan word die antifungale teenliggaampies toegedien. In sommige metodes is die primêre teenliggaam ensiem- of fluoressensie-gemerk, terwyl ander prosedures 'n sekondêre gemerkte teenliggaam vereis waarvan die teiken gewoonlik die Fc-gedeelte van die primêre teenliggaam is. Sodra die gemerkte teenliggaampies vir 'n gepaste tyd geïnkubeer is, word die weefselafdelings gewas om ongebonde teenliggaampies te verwyder. As fluoresserende etikette gebruik word, kan die weefselgedeelte met 'n fluorescentiemikroskoop gevisualiseer word. Alhoewel fluoresserende teenliggaampies vir swamme in gespesialiseerde sentrums gebruik is, laat hierdie etiketteringmetode nie visualisering van omliggende weefsels toe nie en is die voorbereidings nie permanent nie. In die geval van ensiemetikette soos peroksidase, moet die kleur ontwikkel word met die toepaslike substrate en die weefsel word dan teenvlek, wat die swam en die omliggende weefsels kan visualiseer.

Die keuse van die primêre teenliggaam is baie belangrik om die beste doelwitte te bepaal. Teenliggaampies wat in ander metodes gebruik word, soos immunodiffusie of komplementfiksering, is getoets in immunohistochemiese toetse, aangesien daar min kommersiële beskikbare teenliggaampies is wat spesifiek gevalideer is vir immunohistochemie in FFPE -weefsels (128). Immunhistochemiese reagense wat opspoor Aspergillus spp. en mucormycetes in weefsel is in die handel beskikbaar (AbD Serotec). Dit is baie belangrik om hierdie toetse te bekragtig, te begin met 'n uitgebreide beoordeling van kruisreaktiwiteite van die primêre teenliggaampies met kulture en weefsels wat op 'n soortgelyke manier behandel is as dié van die onbekende monsters wat getoets sal word (73). Die wydverspreide teenwoordigheid van algemene antigene in swamme het tot baie min klinies bruikbare spesifieke primêre teenliggaampies gelei. Byvoorbeeld, verskeie studies oor 'n verskeidenheid monoklonale en poliklonale anti-Aspergillus teenliggaampies het 'n wye verskeidenheid kruisreaktiwiteite getoon met ander vorme met hyalien-geskei, mucormycetes en sommige giste (122, 128, 146).

Studies van immunohistochemiese toetse vir swamme het eenvormig verspreide kleuring van die swam-organisme gerapporteer (128), hoewel ons opgemerk het dat nie-lewensvatbare hifes moontlik nie kleuring toon wanneer hierdie toetse gebruik word nie, veral in weefsels met mukormikose. Boonop is antigeenvlekke buite die swamorganismes opgemerk, soortgelyk aan wat goed gedokumenteer is in immunohistochemiese toetse vir bakteriële infeksies (149). Om immunohistochemiese toetse voldoende te kan interpreteer, is dit noodsaaklik om toepaslike teenliggaamkontroles ('n irrelevante teenliggaam van dieselfde tipe [monoklonaal versus poliklonaal]) in 'n opeenvolgende pasiëntweefselglybaan te gebruik om die hoeveelheid nie -spesifieke kleuring in elke geval te bepaal (46).

Voordele.

In teorie het immunhistochemie vir swamme baie voordele, insluitend die kombinasie van morfologie (die swamelement self, die lokalisering daarvan in die weefsel en die inflammatoriese reaksie) met spesifieke opsporing van die organisme met behulp van monsters wat gereeld in patologie -laboratoriums verwerk word om dit te lewer nie-aansteeklik. Verskeie outomatiseringsplatforms is kommersieel beskikbaar vir immunohistochemiese toetse, wat die koste en omkeertyd verminder. Laastens lei ensiem-gemerkte teenliggaampies tot 'n permanente rekord van die reaksie. Aangesien nuwe nie-kruisreaktiewe teenliggaampies ontwikkel en getoets word met behulp van hierdie tegniek, kan immunohistochemie 'n goedkoop en vinnige alternatief bied vir duurder toetse wat nie morfologie kombineer met die opsporing van die spesifieke swam nie. Daarbenewens sal dubbel-vlek immunohistochemiese toetse die gelyktydige opsporing van meer as een swam in weefselafdelings moontlik maak (70, 73, 143).

Nadele.

Op hierdie tydstip kruisreageer baie van die beskikbare teenliggaampies met veelvuldige swamme en kan nie vir die opsporing van spesifieke organismes gebruik word nie. Evaluering, verifikasie en validering van die teenliggaampies en immunohistochemiese toetse moet in die laboratorium uitgevoer word voordat resultate vir pasiëntsorgdoeleindes gebruik kan word. Aangesien teenliggaampe analitiespesifieke reagense (ASR) is, moet verifikasie en validering in die Verenigde State federale regulasies volg (25).

In Situ Hibridisering

Metodes.

In situ hibridisering verwys na die gebruik van probes om die teenwoordigheid van spesifieke swamnukleïensure op te spoor terwyl die weefselmorfologie behou word sodat die morfologie van die swam en die weefselreaksie op die organisme gevisualiseer kan word. Vir hierdie toetse word 'n dun weefselseksie op 'n skyfie geplaas en die hibridisasie word direk op die skyfie uitgevoer. Soortgelyk aan immunohistochemie, kan die weefsel óf gevries óf FFPE wees. Indien die weefsel paraffien ingebed is, sluit voorbereiding van die weefselseksies voor hibridisasie deparaffienisering en rehidrasie in. Na rehidrasie moet proteïene wat aan nukleïensure gebind is, met behulp van ensieme (pepsien of proteïenase K) verteer word. Weefsels word dan vooraf gehybridiseer met 'n oplossing wat formamied, salmsperma -DNA en gis -RNA bevat om die hoeveelheid nie -spesifieke binding van die sonde aan DNA en RNA in die weefsels te verminder. Die weefsel-DNA word dan gedenatureer en gehibridiseer met die sonde van keuse. Na die hibridisering word oortollige of ongebonde sonde gewas met verskillende konsentrasies standaard soutsitraat. Die sonde word dan op verskillende maniere opgespoor, afhangende van hoe die sonde gemerk is. Laastens word die sneesdoekies teengekleur.

Die meeste sondes word gebruik om swamme op te spoor in situ hibridisasie-toetse was unieke, organisme-spesifieke rRNA (18S, 28S of 5.8S) doelwitte vir verskillende vorms en giste (67 �, 82, 103). rRNA word in groot hoeveelhede deur die organisme versprei, wat ruim geleentheid bied vir hibridisering. rRNA-probes het sterk seine getoon wanneer hulle met hul homoloë teiken gehibridiseer is. Vir Aspergillus, 'n ander teiken wat ook gebruik is, is alkaliese proteïenase (108). Die grootte van die sonde is belangrik vir penetrasie van weefsels en kan 'n beduidende impak op seinintensiteit hê (61). Sondes van tussen 400 en 750 bp het die beste penetrasie. Sondes is meestal gemerk met digoksigenien, en 'n immunohistochemiese toets met antidigoksigenien word gebruik vir opsporing. Sondes met meer as 200 bp het meer digoksigenienetikette, en hul sein is dus sterker. Probes is ook ontwerp met geslote nukleïensure, wat gemodifiseerde nukleotiede is wat deur 'n metileen-eenheid gekoppel is, of peptied-nukleïensuur-gemerkte probes wat ongelaaide, neutrale ruggrate verskaf, is gebruik (103, 110). Beide die geslote en peptied nukleïensuur probes verbeter hibridisering en help om die tyd van opsporing, maak in situ hibridisasie-toetse is baie vinniger om te voltooi (3- tot 4-uur toetse). Verskeie stelsels, soos gekataliseerde gerapporteerde afsetting, is gebruik om opsporing te verbeter (68, 69).

Die probes wat gebruik is, is meestal 'n genusspesifieke. Sondes vir Blastomyces, Coccidioides, Kriptokokke, Sporothrix, Pneumocystis, Candida, Fusarium, en Pseudallescheria sterk seine met goeie analitiese spesifisiteit getoon het (67�, 82). Aan die ander kant, ondersoeke vir Histoplasma het baie lae sensitiwiteit getoon wanneer die organisme in 'n area van nekrose gedemonstreer is (69). Ook 'n paar Aspergillus probes het veral kruisreaktiwiteit met ander septiese hyalienvorme getoon Fusarium (67). In sommige toetse, ondersoeke vir Mucorales geslagte was moeilik om te interpreteer as gevolg van hoë agtergrond en lae seinintensiteit, benewens die ongelyke verspreiding van die sein in die koppelteken (68).

In die meeste gepubliseerde verslae, in situ hibridisasie word uitgevoer in gevalle waar swamelemente eers gedemonstreer kan word met roetine histopatologiese vlekke, aangesien GMS- en PAS -vlekke 'n beter sensitiwiteit getoon het as hibridasie -toetse as 'n siftingsmetode vir die opsporing van swamelemente (67 �). In situ hibridisasie word gebruik om die spesifieke organisme teenwoordig in die weefsel te bevestig en te identifiseer. Elke geval vereis dus gewoonlik in situ hybridisering met 'n verskeidenheid probes wat ontwerp is om die swamme in die differensiële diagnose te identifiseer. Hibridisasie kan egter oneweredig wees, en nie -vlekke koppelteken kan óf infeksie deur 'n ander swam verteenwoordig waarvoor daar geen sonde of nie -lewensvatbare dele van die organisme is. Die gebruik van veelvoudige sondes in een geval kan moontlik die teenwoordigheid van dubbele infeksies aantoon.

Voordele.

In situ hibridisasie bied die hoogste graad van spesifisiteit in vergelyking met histochemiese vlekke en immunohistochemie (die ander morfologie-gebaseerde tegnieke). Soos met histochemie en immunohistochemie, in situ Hibridisasie -toetse wat met FFPE -weefsels uitgevoer word, het die voordeel dat hulle nie -aansteeklike monsters gebruik wat gereeld in patologiese laboratoriums verwerk word. Outomatiese platforms vir in situ hibridisering bestaan ​​egter reeds, die koste is hoër en die omkeertyd is gewoonlik langer as vir immunohistochemiese toetse. Op hierdie tydstip, differensiasie van Fusarium van ander septate hialienvorms is baie belangrik klinies en is gedemonstreer met behulp van in situ hibridisasie (67, 103). Alhoewel probes vir alle swamme nog nie in die handel beskikbaar is nie, is probes wat in ander instellings gebruik word, soos fluoresserende in situ verbastering vir Kriptokokke en Candida spp. in bloedkulture en CSF, kan moontlik gevalideer word vir in situ hybridiseringsplatforms vir FFPE -weefsel (91, 95).

Nadele.

In situ hibridisering is nie 'n siftingsmetode nie, aangesien GMS- en PAS -vlekke meer sensitief is vir die opsporing van swamme (67 �). Sodra 'n gis of vorm in weefsel met behulp van histochemie opgespoor is, moet 'n paneel probes gebruik word om die teenwoordige genus te definieer. Die panele moet gemaak word op grond van die swamme in die differensiële diagnose vir die weefsel en die pasiëntpopulasie. Alhoewel duurder, sal die gebruik van panele die opsporing van enkel- en dubbele infeksies moontlik maak. Op hierdie tydstip, ondersoeke vir in situ hibridisasiebepalings in weefsels is nie in die handel beskikbaar nie. Toetse wat deur laboratorium ontwikkel is, moet in die laboratorium geëvalueer, geverifieer en gevalideer word voordat resultate vir kliniese diagnose en pasiëntsorg gebruik word, soos aangedui deur federale regulasies (25).

PCR-gebaseerde metodes

Metodes.

Die PCR is gebruik om swam -DNA in FFPE -weefsels op te spoor. FFPE-weefsel is nie die monster van keuse nie. Vars nie-ingebedde weefsels het 'n sensitiwiteit getoon vir PCR-opsporing van swamme van 97%, terwyl die sensitiwiteit van paraffien ingebedde materiaal slegs 68% is (84). Die swam -DNA wat uit FFPE -monsters onttrek word, kan afgebreek word en in 'n lae konsentrasie wees, en dit bevat dikwels stowwe wat proteïenvertering of DNA -versterking belemmer. Wanneer swamelemente egter in FFPE-weefselafdelings opgespoor word en swamkultuur nie beskikbaar is nie, kan PCR in sommige gevalle die organisme bepaal wat die infeksie veroorsaak. Afhangende van die DNS-ekstraksiemetode, kan die nukleïensuurkwaliteit, bepaal as die persentasie monsters waarin 'n menslike huishouding geenbeheer herwin word, wissel van 60 tot 90%, en gevolglik is die PKR-doeltreffendheid tussen 57 en 93% (106) . Elke weefselmonster moet met 'n menslike kontrole -DNA getoets word om die kwaliteit van die onttrekbare nukleïensuur te bepaal.

Beide van die twee benaderings kan gebruik word vir die ontleding van onttrekte DNA -preparate: die een is om rye wat spesifiek is vir 'n spesifieke organisme te teiken, die tweede is om 'n geen wat in alle swamme voorkom (dws panfungaal) te versterk en dan die swam -DNA te volg. Genus-spesifieke PCR-probes wat met FFPE-monsters gebruik is, sluit dié vir Aspergillus, Risopus, B. dermatitidis, Coccidioides, H. capsulatum, en P. brasiliensis (14�, 18, 19, 23). Die meerderheid van die gepubliseerde toetse is gerig op spesifieke rRNA -gene (18S, 28S en 5.8S), die tussenliggende interne getranskribeerde afstandhouer (ITS1 en ITS2), of spesifieke gedeeltes van die swamgenoom en gebruik geneste of semineste PCR -metodes. Die tweede benadering om 'n panfungale geen te versterk en dan die produk te volg, is baie aantreklik omdat hierdie metode 'n groot verskeidenheid swamme kan opspoor wat mense kan besmet (84, 133). Vir hierdie benadering moet primers rye bevat wat in veelvoudige kopieë binne die swamgenoom voorkom, maar bevat baie veranderlike streke wat spesies identifiseer. Primers vir die ITS1 en ITS 2 streke is gebruik vir die amplifikasie reaksie (106). Die PCR-produk(te) wat verkry word, word dan gevisualiseer, gesuiwer en in volgorde gerangskik. Die identifikasie word gemaak deur die volgorde te vergelyk met dié in 'n volgorde databasis soos GenBank (37).

Daar is geen vergelyking van kultuur met PCR van FFPE-weefsels langs mekaar nie. 'N Voornemende studie waarin kultuur met PCR van vars bevrore weefsel vergelyk is, het getoon dat kulture in 63% van die gevalle positief was, terwyl PCR in 96% positief was (134). Resultate van retrospektiewe studies het egter getoon dat sodra weefsels formalien gefikseer is, PCR-positiwiteit so laag as 60% kan wees (106). Studies wat alle opsporingsmetodes vir swamme vergelyk, insluitend histopatologie, PCR, in situ hibridisasie, en immunohistochemie uitgevoer met FFPE weefsels, is nie beskikbaar nie. Histopatologie blyk steeds die beste siftingsinstrument te wees om die teenwoordigheid van swamelemente te definieer en te verifieer dat die swam siekte in die weefsel veroorsaak (19), maar om die spesifieke swam of swamme teenwoordig te definieer, nukleïensuuropsporing (PCR of in situ hibridisering) is tans meer spesifiek as immunohistochemie.

Voordele.

Alhoewel morfologie nie behoue ​​bly nie, is die groot voordeel van PCR in FFPE -weefselmonsters die bepaling van die spesifieke middel wat deur histopatologie waargeneem is. Met die gebruik van PCR het dit duidelik geword dat infeksies met veelvuldige middels meer gereeld voorkom as wat voorheen vermoed is (70, 84, 106, 133). Om dubbele infeksies op te spoor, is dit nodig om panele primers vir meer as een organisme te gebruik.

Nadele.

Nukleïensure wat uit FFPE-materiaal verkry word, word gereeld beskadig (verknoop) of bevat PCR-remmers en kan dus nie 'n voldoende PCR-produk genereer nie, mag nie homologie vertoon met die primer wat gebruik word nie, of dit kan 'n produk genereer wat nie in volgorde kan volg nie ( 84). Die keuse van die DNA -ekstraksiemetode is van kardinale belang om die beste opbrengs uit hierdie materiaal te verkry (106). As swamelemente in weefsels skaars is, is die hoeveelheid DNA wat verkry is, onvoldoende om 'n PCR -toets uit te voer.

Die keuse van PCR-primer is belangrik. Daar is onvoldoende variasie in die ITS1 -streek om sekere spesies te onderskei, insluitend C. neoformans, sommige Candida spp., en Fusarium spp. dus moet ontleding van ander streke oorweeg word (37, 84). Boonop vals positiewe resultate met spesifieke H. capsulatum primers en probleme met die identifisering Coccidioides in formalien-vaste weefsels is aangemeld (15, 17). 'n Mayo Clinic-studie van 147 FFPE-monsters het getoon dat histologie meer gevalle van koksidioidomikose as PCR gevind het (19). Laastens word beraam dat 10 tot 20% van die reekse in GenBank verkeerd geïdentifiseer is (106).

PCR-toetse is steeds arbeidsintensief en duur. Die omkeertyd vir paraffienmateriaal is nog steeds ongeveer 4 tot 5 dae (vir deparaffinisering, DNA -ekstraksie, PCR en volgorde). Op die oomblik is PCR-toetse vir weefsels nie in die handel beskikbaar nie, dus moet laboratoriumontwikkelde toetse deur die laboratorium geëvalueer, geverifieer en gevalideer word voordat resultate vir kliniese diagnose en pasiëntsorg gebruik word, soos aangedui deur federale regulasies (25).

Laser mikrodisseksie

Metodes.

Lasermikrodisseksie kombineer mikroskopie met lasertegnologie om die studie van spesifieke seltipes moontlik te maak. Sodra die interessanthede geïsoleer is, kan 'n verskeidenheid studies/toetse met behulp van hierdie selle uitgevoer word, en die resultate word nie gemasker of verdun deur omliggende selle of weefselbestanddele in die weefselmonster nie. Twee mikro -disseksietegnologieë is beskikbaar: laseropname -mikro -disseksie en lasersnit (107).

Weefselafdelings (gewoonlik dikker as dié wat vir histopatologie gebruik word) word in spesiale skyfies geplaas wat dit maklik maak om van die res van die monster te skei. Die weefsel kan vars gevries of FFPE wees en kan met H ɮ gekleur word of deur ander metodes wat die gewenste selle in 'n helderveldmikroskoop kan visualiseer. 'n Smalstraallaser word gebruik om te fokus op (vir laservaslegging) of om die selle van belang te sny (vir lasersny). Capture microdissection gebruik 'n infrarooi laser, terwyl sny microdissection 'n UV laser gebruik. Die selle wat geteiken of uitgesny is, word in 'n plastiekdop of buis versamel.

'N Belangrike aspek van mikrodisseksie is dat die weefselvoorbereiding voordat die weefsel op die skyfies geplaas word, aangepas moet word vir die sekondêre toets. Voorbereiding sluit fiksering (of gebrek daaraan) en kleuring in. Die blootstelling van die weefsels aan die kleinste hoeveelhede chemikalieë verseker die minste veranderinge aan die monster vir daaropvolgende toetse.Moontlike sekondêre toetse sluit in PCR vir nukleïensure, elektronmikroskopie vir sellulêre organelle, en massaspektrometrie of tweedimensionele poliakrielamiedgelelektroforese vir proteïene (115, 159). As dit korrek voorberei is, kan die mikrodissekteerde selle selfs gekweek word.

Tot dusver is lasermikrodisseksie hoofsaaklik gebruik vir die diagnose en navorsing oor neoplastiese siektes, maar verskeie navorsers het gerapporteer dat hulle hierdie tegniek gebruik het om aansteeklike siektes te bestudeer (74, 169). Die gebruik van hierdie hulpmiddel in die ekologie van dubbele swaminfeksies sal ons in staat stel om die patofisiologie in hierdie gevalle beter te verstaan. Lasermikro -disseksie is gebruik vir die identifisering van 'n enkele hyfa van A. fumigatus uit vars bevrore voëlweefsels (115). Alhoewel DNS-volgordes van 60% van die diere verkry is, is 'n PKR-produk nie van die res verkry nie, wat daarop dui dat die hoeveelheid DNS sal afhang van die aantal hifes en die aantal ongeskonde kerne wat geselekteer is.

Voordele.

Die grootste voordeel van laser mikrodisseksie is dat die elemente wat getoets moet word spesifiek gekies kan word. Dubbele infeksies en die plaaslike omgewing waarin dit voorkom, kan dus in detail bestudeer word. 'N Ander voordeel is dat die materiaal wat verkry word nie besmet sal wees met nie -swamweefsels.

Nadele.

Laseropname -mikro -disseksie -instrumente is duur, en baie laboratoriums het moontlik nie een nie of kan dit nie bekostig nie. Vanuit die tegniese perspektief bestaan ​​die moontlikheid dat sekere komponente nie behoue ​​bly nie omdat die hitte in die laser die elemente wat vir sekondêre toetsing gekies is, kan vernietig (107). Besmetting kan voorkom as 'n mikrodisseksiestelsel spesifieke toestelle moet gebruik om die selle te selekteer, in vergelyking met die plaas van die selle in die buis waar die tweede toets sal plaasvind. Die nadele wat vir die sekondêre toetsing voorkom, sal dieselfde wees as dié wat in hierdie toetse waargeneem word, met die bykomende nadeel om moontlik baie klein hoeveelhede materiaal te verkry. 'N Ander nadeel wat aangemeld is, is dat ongeskonde swamkerne verkry moet word vir DNA -ekstraksie. Veral met mukormiset-organismes wat pausiseptaat is, kan hifemateriaal suksesvol versamel word, maar mag nie kerne bevat nie.


Die swamme in jou toekoms

'N Nuwe onderneming begin swamme weer as 'n veelvlakkige,' programmeerbare 'materiaal.

MycoWorks se sampioenleer. Krediet: Wetenskap Vrydag

Soos dit nou staan, is die sampioen 'n mooi veeldoelige organisme: Afgesien van sy ekologiese funksies, kan dit as voeding geëet word, as tee gebrou word, as 'n natuuropatiese middel geneem word en in kleurstowwe gebruik word. Maar 'n San Francisco-onderneming met die naam MycoWorks het selfs meer planne vir sampioene, wat begin met 'n leeragtige materiaal wat van die swamme gemaak is.

Meer spesifiek, MycoWorks se belangrikste bestanddeel is mycelium, die mikroskopiese, wortelagtige drade van 'n sampioen wat op verskillende substraatjies vasklou en koloniseer. As 'n natuurlike vesel is mycelium besonder aantreklik omdat dit gegroei en gemanipuleer kan word in talle teksture en vorms, volgens Phil Ross, die tegniese hoof van MycoWorks.

Swamme is baie sensitief, hulle sal hul groei verander in verhouding tot hoe hulle geprik word en sulke dinge,” sê Ross. "As jy dit in 'n beker sit, sal dit die vorm aanneem."

Ross het 'n self beskryfde "baie vreemde reis" gehad om die hoofinnoveerder by die jong maatskappy te word. Ross, 'n kunstenaar en kok, het aan die einde van die tagtigerjare sampioene begin versamel vir die verskillende kombuise waarin hy gewerk het, en later geïnspireer deur die boeke van die sampioenkenner Paul Stamets om sy eie laboratorium en skoon kamer op te rig om swamme te kweek.

Dit is toe dat Ross met mycelium begin eksperimenteer het. Hy het gevind dat, met genoeg prikkeling, hy dit kon lok om in verskillende formasies te groei, en dat deur organiese chemikalieë in verskillende stadiums van die groeiproses by te voeg, hy die voorkoms en gevoel van die resulterende materiaal kon verander. Om met miselium te werk is 'soos om 'n kooktegniek te leer', sê hy.

As 'n kunsprojek het Ross verskillende argitektoniese modelle van ikoniese metropolitaanse geboue uit miselium gebou. Maatskappye wat sy pogings laat waai het, het hom toe begin nader, so Ross het besluit om MycoWorks in 2013 saam met sy vriende Sophia Wang en Eddie Pavlu te begin om na die moontlikhede van mycel te kyk.

Hul eerste groot projek was om bakstene van gemanipuleerde "hout" gemaak van sampioene te skep, maar die span het dit moeilik gevind om by die konstruksiemark in te breek. Nadat verskillende kleremakers belangstelling in hul werk getoon het, het Ross se span egter 'n manier gevind om hul materiaal te herformateer in 'n vel wat soos leer lyk.

MycoWorks se leer is gemaak van suiwer miselium. Die onderneming groei hoofsaaklik Ganoderma lucidum, ook bekend as die reishi-sampioen, 'n gewilde swamme in Asië wat algemeen in natuurlike middels en tee gebruik word. Hulle het hierdie spesie gekies "deels omdat dit 'n enorme geskrewe geskiedenis daaroor het - oor sy bioveiligheid [dit wil sê hoe dit met die menslike vel omgaan], oor die biochemie daarvan, oor die toepassing daarvan vir menslike gebruik," sê Ross.

“Omdat ons hierdie splinternuwe, nuwe soort materiaal in die wêreld skep, is daar ’n groot las op MycoWorks as ’n maatskappy om die veiligheid hiervan te bewys. Ons gaan dus met wat ons weet as die veiligste en alomteenwoordige swam op die planeet, ”sê hy.

Reishi-sampioene is ook relatief maklik om te kweek. In die natuur groei hulle hoofsaaklik op dooie of verrottende hout, en breek lignien af ​​om toegang tot voedingstowwe in die sellulose te verkry, sê John Taylor, 'n plant- en mikrobiese biologieprofessor aan die Universiteit van Kalifornië, Berkeley. Daardie verbindings is ook maklik bereikbaar in afval van biobrandstof en landbouvullis, soos saagsels, mielies en hennephekkies - alles wat MycoWorks gebruik het om sy sampioene te vervaardig.

Om die mycelium te omskep in MycoWorks se leeragtige materiaal, gebruik Ross se span 'n proses wat hulle mettertyd verfyn het, wat hulle kan aanpas, afhangende van die spesifikasies van 'n kliënt. Hulle kan byvoorbeeld die voeding van die sampioen in verskillende fases van sy lewensiklus verander. Hulle kan ook temperatuur, lig, humiditeit en gasvlakke in die sampioen se omgewing aanpas, of essensiële olies of ander organiese metodes toepas om die ontwikkeling van die weefsel te verander.

Hul manipulasietegnieke is gebaseer op "'n begrip van hoe die sampioen groei en om dit in baie uiteenlopende omgewingstoestande te sien groei," insluitend in die natuur en onder laboratoriumtoestande, sê Ross. "Baie van wat ons doen is, ons ondersoek hoe die sampioen op verskillende spannings reageer, en ons pas dit dan toe."

Daar is nog vrae om te beantwoord. MycoWorks is eerstens besig om te toets hoe lank die materiaal kan hou, en om dit te doen, ondersoek sy die bewaring van olies en ander middels wat gebruik word in tradisionele leerverwerking.

Verder eksperimenteer die onderneming met hoe om die produksie te vergroot. Ross sê dat hulle op die oomblik 'n plak miselium kan produseer wat 27 vierkante voet is - vergelykbaar met 'n volgrootte beesvel - binne twee weke. Hulle hoop om die proses tot ongeveer 'n week te verminder, en uiteindelik die produksie te verhoog sodat hulle jaarliks ​​miljoene vierkante meter doeltreffend kan produseer en selfs fasiliteite in ander Amerikaanse stede kan bou.

MycoWorks werk reeds saam met ontwerpers om die mycelium volgens hul behoeftes te vorm. Ross sê graag dat sy materiaal 'programmeerbaar' is, omdat dit gemanipuleer kan word vir talle gebruike, insluitend - maar nie beperk nie tot - klere, bykomstighede, meubels en moontlik selfs elektronika.

MycoWorks ’ sampioenleer in verskillende kleure en teksture. Krediet: MycoWorks

Taylor, wat nie aan die maatskappy geaffilieer is nie, maar wat een keer met Ross ontmoet het, sê dat 'n bekommernis oor 'n produk wat van swamme gemaak word, is dat dit ongewenste "aandag" kan trek.

"Soos enige biologiese produk, kan dit dan 'n substraat wees vir ander biologie, vir ander lewe," sê Taylor. “So dinge kon dit eet. Ander swamme kan dit byvoorbeeld eet. ” (Ross sê hulle behandel die sampioenleer ná die groeiproses om dit te voorkom.) As daar iets is, verbeel Taylor 'n verbruiker sal dalk net meer aandagtig moet sorg vir haar swamproduk as byvoorbeeld haar pleather-produkte.

Ross sê dat hulle tot dusver oorweldigende positiewe terugvoer ontvang het. Taylor, byvoorbeeld, het gedink dat die produk oortuigend was toe hy dit gevoel het. 'Dit voel soos leer,' sê hy. “Dit voel nogal sterk.”

Sommige mense reageer amper primitief wanneer hulle aan die materiaal raak, sê Ross.

"Die eerste ding wat mense doen, is dat hulle dit ruik en dit op hul vel sit," en verwag dat dit 'n stank of vreemde geur sal hê, sê hy. 'Dit is die vlak van intimiteit. Nadat hulle dit met hul hande aangeraak het, wil hulle regtig sien hoe sag dit is, en hulle sal dit net langs hul wangbeen vryf. Dit is hierdie baie dierlike tipe ding wat ons net weer en weer opgemerk het. Dit is soos hierdie ongeloof dat dit werklik bestaan. ”


Die swamme is die groot ontbinders

Tensy jy 'n sampioenliefhebber, 'n tuinier of iemand is wat veral geneig is tot velinfeksies, stel swamme waarskynlik nie veel belangstelling vir jou nie. Die rede het waarskynlik iets met die swam temperament te doen: hulle is skaam, hulle hou hulself in die algemeen verborge, en as hulle opdaag, is dit dikwels onwelkom. U kry 'n verkleurde en misvormde toonnael, die struik in u tuin het bruin kolle op sy blare, daar is 'n laag slym op u ou oorblyfsels en die paddas van die wêreld begin doodgaan.

"Ongelukkig is baie wat die algemene publiek van swamme weet sleg", sê Marin Brewer, medeprofessor in mikologie - dit is die studie van swamme - in die Departement Plantpatologie aan die Universiteit van Georgia. Ons fokus op diegene wat plant- of menslike siektes veroorsaak. Maar oor die algemeen is die groot, groot meerderheid swamme kuier net, breek organiese materiaal af, maak niks dood nie."

Swamme is eintlik in hul eie taksonomiese koninkryk, wat beteken dat hulle iets aan die gang het wat baie verskil van elke ander soort organisme op Aarde. Die onmiddellike voorwerp wat swamme van almal onderskei, is dat hulle voortplant uitsluitlik via spore, klein stukkies DNA wat in die lug dryf of op 'n ander manier ry, en dan in die grond nestel of 'n ou toebroodjie of iets en net winkel opstel en 'n nuwe swam skep.

En alhoewel hulle baie uiteenlopend is, het alle swamme filamentagtige groeistrukture wat hyfe genoem word (een filament is 'n hyfa, 'n paar van hulle is hyfe, en as daar 'n groot massa hyfe is, noem ons dit mycelium). Alle swamme is eukariote - dit beteken dat hul selle meer ooreenstem met dié van plante en diere as bakterieë en argee (wat prokariote is). Hul selle het membraangebonde organelle en 'n kern waar hul DNA gestoor word. En terwyl plantselwande van sellulose gemaak is en bakterieë se selwande uit glikane bestaan, het alle swamme selwande gemaak van 'n taai, buigbare polimeer genaamd chitien - dit is ook die hoofbestanddeel in die skubbe van visse en die eksoskelette van geleedpotiges. Uiteindelik word hul selmembrane ongeskonde en gesond gehou met ergosterol, wat basies die analoog van cholesterol in diereselle is.

So ver as wat swamme doen met hulself elke dag lyk hulle baie meer soos plante as diere. Hulle kan nie rondbeweeg nie, maar omdat hulle nie fotosinteer nie - hul eie kos maak - is swamme eintlik meer soos diere: hulle moet daar uitkom en hul volgende maaltyd vind. Omdat hulle redelik onbeweeglik is, het hulle egter 'n behoorlike oplossing gevind: eet dinge wat hou baie steeds.

Fungi hou van dooie goed

Dit is om hierdie rede dat swamme 'n voorliefde vir dooie dinge ontwikkel het: afhangende van die tipe swam, kan dit dooie hout of die hare, vel en tande van 'n dier wees - noem maar op, daar is waarskynlik 'n swam wat 'n ensiem wat dit kan afbreek. Op die oomblik kan miljarde voordelige swamme buite jou venster in die grond gevind word, wat organiese materiaal ontbind. Dit is vir hulle 'n bestaan ​​en dit is ook wonderlik vir ons, want wat hulle doen, is uiters belangrik vir die gesondheid van die ekosisteem. Hulle is nie net verantwoordelik daarvoor om organiese materiaal - ou plante en dierweefsel - weer in grond te verander nie, maar die oorgrote meerderheid van die wêreld se plantfamilies het 'n simbiotiese verhouding met swamme, waarin die swamme water en voedingstowwe na die wortels van die plante en die plante maak suikers vir die swamme om te eet.

Swamme eet deur ensieme uit die punte van hul hifes af te skei. In plaas daarvan om voedsel soos 'n amoeba te verswelg of dit soos 'n dier op te neem en te verteer, stort hulle ensieme op die voedsel self en nadat dit in kleiner molekules afgebreek het, suig hulle dit weer deur hul hifes op.

"Watter ensieme die spesifieke swam het, bepaal wat dit kan eet," sê Brewer, "Nie alle swamme het dieselfde ensieme nie. Die wat sellulose kan afbreek, is dié wat op plante groei of plantmateriaal die wat keratien afbreek groei goed op vel of hare of hoewe."

Vanweë hul eetstyl is swamme die Groot Ontbinders, ongeag of dit 'n sampioen op die grond, 'n hakie aan 'n boom, 'n pofbal, 'n plantpatogeen of 'n filmvorm op die muur van die vergete jogurtbottel is. agter in jou yskas. Daar is verskillende swamme, maar die meeste wat ons ken, pas in een van twee van hulle: Basiodiomycota en Ascomycota.

Sampioene (Basiodiomycota) is swamme

Die filum wat die meeste swamme waaraan ons dink as "sampioene" huisves, is die basiodiomycota - hulle is in die kruidenierswinkel en maak "ringe" in u tuin, rakke op bome en veroorsaak soms plantsiektes. Die meeste hiervan het vrugte -liggame wat uit die mycelium in 'n dooie hout of onder die grond opkom - eintlik is die mycelium die plek waar die meeste sampioene sake doen, en baie van die organisme self is altyd buite sig. Waaraan ons as die "sampioen" dink, is net die voortplantingstruktuur wat die swam opstuur om spore vry te stel. Sodra 'n spoor beland het, begin die hyfe in alle rigtings groei vanaf die plek waar die spoor beland het, daarom groei sampioene dikwels in 'n ringvorming.

En vorms (Ascomycota) is ook swamme

Die ander groep swamme wat jy sal herken, is die ascomycota. Die meeste vorms is byvoorbeeld in hierdie filum: hulle produseer gewoonlik nie 'n groot sampioen nie - hulle groei in sirkels soos alle swamme, so as jy jou koffie vir 'n paar dae weglaat, sal jy sien dat die vorm radiaal groei uit 'n enkele punt. Giste, morel sampioene, truffels en koppieswamme is in hierdie groep. Maar na die Ascomycota word swamme minder onmiddellik herkenbaar.

'Hulle begin vreemd raak,' sê Brewer. Daar is baie diereparasiete, soos akwatiese swamme wat gemerk word sodat hulle in water kan rondbeweeg - insluitend die chytrid -swamme wat al die paddas van die planeet doodmaak. Nuwe filums word heeltyd uitgepluis, so dit is opwindend."


Voeding

Swamme kry hul voeding deur organiese verbindings uit die omgewing op te neem. Swamme isheterotrofies: hulle vertrou slegs op koolstof wat uit ander organismes verkry word vir hul metabolisme en voeding. Swamme het op 'n manier ontwikkel wat baie van hulle in staat stel om 'n groot verskeidenheid organiese substrate vir groei te gebruik, insluitend eenvoudige verbindings soos nitraat, ammoniak, asetaat of etanol. Hul voedingswyse bepaal die rol van swamme in hul omgewing.

Swamme verkry voedingstowwe op drie verskillende maniere:

  1. Hulle ontbind dooie organiese materiaal. A saprotroof is 'n organisme wat sy voedingstowwe verkry uit nie-lewende organiese materiaal, gewoonlik dooie en verrottende plant- of dieremateriaal, deur oplosbare organiese verbindings te absorbeer. Saprotrofiese swamme speel 'n baie belangrike rol as herwinnaars in die ekosisteem se energievloei en biogeochemiese siklusse. Saprofitiese swamme, soos shiitake (Lentinula edodes) en oestersampioene (Pleurotus ostreatus), ontbind dooie plant- en dierweefsel deur ensieme van koppelteken vry te stel. Op hierdie manier herwin hulle organiese materiaal terug in die omliggende omgewing. As gevolg van hierdie vermoëns is swamme die primêre ontbinders in woude (sien Figuurhieronder).
  2. Hulle voed op lewende gashere. Soos parasiete, swamme leef in of op ander organismes en kry hul voedingstowwe van hul gasheer. Parasitiese swamme gebruik ensieme om lewende weefsel af te breek, wat siektes by die gasheer kan veroorsaak. Swamme wat siektes veroorsaak, is parasities. Onthou dat parasitisme 'n simbiotiese verhouding is tussen organismes van verskillende spesies waarin die een, die parasiet, baat by 'n noue omgang met die ander, die gasheer, wat benadeel word.
  3. Hulle leef wedersyds met ander organismes. Mutualistiese swamme leef onskadelik saam met ander lewende organismes. Onthou dat mutualisme 'n interaksie is tussen individue van twee verskillende spesies, waarby beide individue baat.

Beide parasitisme en mutualisme word as simbiotiese verhoudings geklassifiseer, maar dit word hier afsonderlik bespreek as gevolg van die verskillende effek op die gasheer.

Bosontbinders. Hierdie bos sampioene kan broos lyk, maar hulle doen 'n kragtige taak. Hulle ontbind dooie hout en ander taai plantmateriaal.

Swamhifes is aangepas vir doeltreffende opname van voedingstowwe uit hul omgewing, omdat hyfe 'n hoë oppervlakte-tot-volume-verhouding het. Hierdie aanpassings word ook aangevul deur die vrystelling van hidrolitiese ensieme wat groot organiese molekules soos polisakkariede, proteïene en lipiede in kleiner molekules afbreek. Hierdie molekules word dan as voedingstowwe in die swamselle opgeneem. Een ensiem wat deur swamme afgeskei word, is sellulase, wat die polisakkaried afbreek sellulose. Sellulose is 'n belangrike komponent van plantsellewande. In sommige gevalle het swamme gespesialiseerde strukture ontwikkel vir die opname van voedingstowwe deur lewende gashere, wat in die gasheerselle dring vir die opname van voedingstowwe deur die swam.

Swammycelie. Swamme absorbeer voedingstowwe uit die omgewing deur middel van mycelia. Die vertakkende mycelia het 'n hoë verhouding oppervlakte-tot-volume wat doeltreffende opname van voedingstowwe moontlik maak. Sommige swamme verteer voedingstowwe deur ensieme in die omgewing vry te stel.

Mikorrisa

A mikorisa (Grieks vir "swamwortels") is 'n simbiotiese verband tussen 'n swam en die wortels van 'n plant. In 'n mikorisale assosiasie kan die swam die wortels van 'n gasheerplant koloniseer deur óf direk in die wortelselle in te groei, óf deur om die wortelselle te groei. Hierdie assosiasie bied die swam relatief konstante en direkte toegang tot glukose, wat die plant deur fotosintese produseer. Die mycelia van die swamme verhoog die oppervlakte van die plant se wortelstelsel. Die groter oppervlak verbeter die opname van water en minerale voedingstowwe uit die grond.


Klassifikasie van Phylum Basidiomycota | Swamme | Biologie

In hierdie artikel bespreek ons ​​die klassifikasie van filum Basidiomycota.

1. Klas Urediniomycetes:

Die klas Urediniomycetes bevat die roeswamme wat roes siektes van plante veroorsaak, en simbiotiese swamme wat insekte parasiteer en plante vorm en ingewikkelde swamstrukture vorm, genaamd ‘ swamtuine ’.

Die twee soorte swamme word in twee ordes, onderskeidelik Uredinales en Septobasidiales, geplaas:

Die orde bevat die roeswamme, wat gekenmerk word deur die vorming van teliospore wat afkomstig is van die terminale selle van die dikariotiese hifes. By ontkieming gee dit aanleiding tot basidiospore wat gevorm word op kort, puntige sterigmata en ontplof word.

Hierdie swamme het nie die dolipore septa en klemverbindings nie, en vorm nie basidioom nie. Die geslagte van die roeswamme word geïdentifiseer deur die struktuur van hul teliospore. Daar is vyf gesinne in die orde. Ons gaan die familie Pucciniaceae bestudeer, wat die genus Puccinia insluit.

Puccinia is 'n verpligte parasiet en is uiters gasheerspesifiek. Pogings om die swam te isoleer en te laat groei in die laboratorium, wat aan die begin van hierdie eeu begin het, na verskeie mislukkings, het in groot mate geslaag. Williams, Scott en Kuhl, die Australiese wetenskaplikes, het in 1966 daarin geslaag om P. graminis tritici op 'n nie-lewende mineraalmedium te kweek.

Maar in hul kultuur gedra die organisme hom konsekwent en wisselvallig. Dit het nooit die verskillende spore gevorm in die volgorde wat hulle op natuurlike gashere gevorm word nie. Dit kan wees as gevolg van die verandering van parasitiese na saprobiese lewenswyse in die kultuurbuis. Die organisme, in die natuur, leef egter slegs as 'n verpligte parasiet.

Die swam veroorsaak 'n siekte van verskeie plante wat belangrik is.

Sommige van die belangrike spesies is soos volg:

1. P. graminis- Dit het 6 subspesies of formae specialis, wat slegs een spesifieke leër van Graminae aanval, maar basidiospore van alle sub- en shyspecies besmet Berberis, die alternatiewe gasheer.

P. graminis tritici besmet koring.

P. graminis avenae besmet hawer.

P. graminis hordei besmet gars.

P. graminis secalis besmet rog.

Selfs hierdie subspesies bestaan ​​uit fisiologiese rasse wat slegs op 'n bepaalde variëteit van die gasheer groei. Die fisiologiese rasse word aangedui deur getalle, bv. P. graminis tritici 138.

2. P. malvaceareum veroorsaak stokroes.

3. P. coronata veroorsaak kroonroes van hawer.

4. P. artirrhini veroorsaak leeubekkieroes.

P. graminis besmet verskeie gashere wat aan die familie Graminae behoort. Die uredospores van P. graminis, wat koring besmet, besmet nie 'n ander gasheer nie, sê hawer of gars. Op dieselfde manier kan uredospore wat deur P. graminis op gars geproduseer word, geen ander gasheer besmet nie. Erikson, (1891) 'n Sweedse plantkundige, het elke isolaat met 'n derde naam (trinomiale nomenklatuur) aangewys en dit sub-spesies of formae specialis genoem.

Die naam P. graminis tritici is dus gegee aan die isolaat wat koring P. graminis hordei besmet vir die isolaat wat gars en P. graminis avenae vir die isolaat wat hawer besmet. Later is deur Stakman en Levine van die V.S.A. (1922) gevind dat by P. graminis tritici die isolaat wat 'n variëteit koring besmet, nie 'n ander variëteit van die gasheer besmet nie.

Dit word fisiologiese rasse genoem. Meer as 200 fisiologiese rasse van P. graminis tritici is bekend. Die fisiologiese rasse word deur getalle aangewys, bv. P. graminis tritici 138. Die werk van identifikasie van die fisiologiese rasse is baie belangrik. Voordat u 'n weerstandbiedende variëteit ontwikkel, is kennis van die opwindende rasse noodsaaklik.

Dit is 'n moeilike taak en word slegs deur spesialiste gedoen. Maar ons kan sien hoe dit gedoen word. Vir die afbakening van die rasse van Puccinia graminis tritici word uredospores wat uit verskillende gebiede verkry word, op differensiële variëteite geënt (dit is 12 in getal vir koringroeswam).

Die infeksies wat veroorsaak word, op grond van die aantal en grootte van die gevormde pustels, word soos volg op 'n standaardkaart ingedeel:

0. Immuun – geen pustels geproduseer, geen teken van infeksie.

1. Baie weerstandbiedende, maar slegs flou chlorotiese kolle word omring deur nekrotiese weefsels.

2. Matig weerstandbiedende – minute verspreide pustules verskyn.

3. Matig vatbare – medium grootte pustules en chlorotiese kolle verskyn.

4. Baie vatbaar – medium tot groot grootte saamvloeiende pustules gevorm.

X. Heterogene grootte van pustules wissel, maar hoofsaaklik mengsel van tipe 1 en 4.

Klein variasies in die grade word aangedui deur een of twee plus- of minustekens, bv. 2 – , 2 — , 2 + , 2 ++ ens. Die identifisering van fisiologiese rasse is 'n moeilike taak die wisselende effek van die omgewingsfaktore dra by tot die kompleksiteit. Dus, sekere rasse produseer die X-reaksie onder sekere toestande maar nie onder ander nie.

Swamme is 'n verraderlike lot. Hulle fisiologiese rasse kan verder tot biotipes afgebaken word deur 'n ander variëteit by die standaardverskille te voeg.

Kennis van al die bestaande fisiologiese rasse is noodsaaklik voordat werk aan teling vir weerstand aangepak word. Mehta het in 1931 begin met die ondersoek na die fisiologiese rasse in Indië, wat hoofsaaklik deur Vasudeva, Prasada, Gokhale en Uppal voortgesit is.

Nuwe rasse kom voort in die natuur- en veldlaboratorium deur die genetiese rekombinasies en mutasies. Sodra hulle aankom, vermeerder hulle ongemerk, aangesien ander rasse ondoeltreffend is op die tot dusver weerstandbiedende gasheer. Die weerstandbiedende gasheer kies dus die nuwe ras en bring, wat gepas genoem word, die mensgeleide evolusie teweeg. Die planttelers moet dus op hul hoede wees.

2. Klas Ustilaginomycetes:

Ustilago veroorsaak smutsiektes van verskeie ekonomies belangrike plante. Sommige van die belangrike spesies en die siektes wat hulle veroorsaak is – U. tritici (los smut van koring), U. nuda (los smut van gars), U. avenae (los smut van hawer), U. maydis (smut van mielies), U. scitaminea (smut van suikerriet) en U. occidentalis (smut van sianodon).

In die natuur leef alle spesies, behalwe U. maydis, slegs as parasiete op hul spesifieke leërskare en is hulle nie in staat om saprobies te bestaan ​​nie. U. maydis groei egter oorvloedig op mishope. Soos later sal blyk, verskil hierdie spesie in baie opsigte van die res van die Ustilago-spesies. Alhoewel Ustilago nie in staat is om saprobies te bestaan ​​nie, is dit nie 'n verpligte parasiet nie, omdat dit in die laboratorium gekweek is.

By alle smutsiektes, behalwe die smuts van mielies, word die hifes sistemies in die gasheerweefsel, maar die sori van teliospore word slegs in sekere dele van die gasheer gevorm, gewoonlik die ovarium of die bloeiwyse. Die sori word deur 'n gasheermembraan bedek. Dit is 'n kenmerkende kenmerk van hierdie genus.

In los koring, gars en hawer word die ore omskep in 'n swart massa spore, wat na die breuk van die gasheer se membraan vry word en deur die wind in sulke groot hoeveelhede waai dat iets soos 'n smutswolk gesien kan word . In die suikerriet word die hele blomas 'n swart, roetagtige sweepagtige struktuur vanweë die omskakeling daarvan in smutsspore. Die besmetting van mielies is anders en smuts sori word op enige deel van die gasheer gevorm.

Behalwe U. maydis, wat saprobies goed groei, groei alle ander spesies slegs parasities binne hul gasheerweefsels.

Die miselium is van twee tipes. Die primêre miselium, wat uit onkernige selle bestaan, word gevorm deur die ontkieming van basidiospore en is van baie kort duur, selfs in sommige gevalle afwesig. Die sekondêre mycelium is dikarioties, dit wil sê, die hifes bestaan ​​uit binukliete selle. Dit strek feitlik deur die hele lewe.

Dit groei intersellulêr en trek voeding uit gasheerselle deur haustoria (behalwe U. maydis). Die miselium groei omvattend en is teenwoordig in elke deel van die gasheer. Uiteindelik, aan die einde van die gasheerseisoen, versamel die hyfe in die deel waar smut sori gevorm moet word. Die binucleate selle rond op om dikwandige teliospore te vorm.

In voedingsoplossings breek die miselium in gisagtige selle wat kenmerkende ‘ontluikende’ toon. Dit staan ​​bekend as die Torula- of gisstadium. Hierdie verskynsel is vroeër in Mucor en Rhizopus gesien.

Ontluiking van basidiospore is die mees algemene metode van ongeslagtelike voortplanting. Fragmentasie, en in sommige spesies, konidia is die ander manier van ongeslagtelike voortplanting.

Geslagsorgane is afwesig. Maar die seksuele voortplanting, voorgestel deur karyogamie gevolg deur meiose, vind wel plaas en bring die genetiese rekombinasie teweeg. Die funksie van geslagsorgane word opgeneem deur somatiese selle wat in teliospore omskep. Plasmogamie, karyogamie en meiose word in ruimte en tyd geskei, dit wil sê, dit kom op verskillende plekke en op verskillende tye voor.

Plasmogamie word veroorsaak deur die samesmelting tussen twee kernlose selle van teenoorgestelde paringstipes, wat die basidiospore of selle van die primêre miselia kan wees. Die meeste van die smutswamme is heterotailies. Die karyogamie word vertraag totdat teliospore ontkiem en 'n promiselium vorm. Die diploïede sigootkern ondergaan meiose om vier haploïede kerne te vorm, twee van elke paringstipe.

Die promiselium word deur horisontale septa in vier selle verdeel. 'N Knop ontstaan ​​uit elke sel waarin 'n kern beweeg. Die knop ontwikkel in 'n basidiospoor en word afgeknyp. By sommige spesies kan die promycelium voortgaan om die basidiospore te vorm. By sommige spesies, bv. U. maydis, vorm die basidiospore self deur bot spruitselle (= dogterbasidiospore of sekondêre sporidia). In U. tritici is daar geen basidiospore nie, die selle van die promycelium vorm infeksiedrade wat saamsmelt om 'n dikariotiese hifa te vorm wat groei en ontwikkel tot die sekondêre mycelium.

3. Klas Basidiomisete:

Bestel Agaricales:

Familie Agaricaceae ( Genus Agaricus):

Agaricus is lank reeds in mikologieklasse onderrig as die tipiese voorbeeld van 'n sampioen en kieuswamme. A. campestris is die belangrikste spesie wat op groot skaal onder die industriële naam A. bisporus verbou word. In die kultuur toon die fisiologiese en morfologiese karakters duidelike verskille om die naamverandering te regverdig.

Die swam groei die hele jaar in grasperke, velde en woude. Die uitgebreide mycelium bly in die grond weggesteek, slegs die vrugte is sigbaar.

Die miselium, wat ondergronds bly en saprobies groei, is die dikariotiese, sekondêre mycelium. Dit word gevorm deur somatogamie tussen monokariotiese primêre miseliums van verskillende paringstipes wat gevorm word deur ontkieming van die basidiospore. Die primêre miselium is van korte duur. Die vrugliggaam, wat die manjifieke sambreel bo die grond vorm, bestaan ​​uit dikariotiese hifes wat tersiêre miselium genoem word. Die vrugte liggaam is kortstondig en leef slegs 'n paar dae.

Die sekondêre miselium is egter meerjarig en bly vir etlike jare groei en vorm jaar na jaar vrugliggame. Die vrugliggaam, of die basidioma, het 'n steel (stipe) en 'n sirkelvormige doppie (pileus). 'n Rompagtige ring van weefsel, genaamd annulus, omring die steel 'n entjie onder die pileus.

Die kieue (= lamelle) kan duidelik gesien word as die steel verwyder word en die pileus omgekeer word. Die pileus op die onderoppervlak dra talle, vertikaal hangende kieue, wat van periferie na die steel saamloop. Die kieue is van verskillende lengtes en dra basidia oor die hele oppervlak. Die basidia produseer basidiospore in astronomiese getalle.

Die vrugliggame van Agaricus campestris vorm sprokiesringe. Die sambreelvormige basidiomata, die swamblomme, wat in sirkels op die grond gevorm word, bied 'n pragtige skouspel wat beskryf kan word as feetjies wat in 'n sirkel dans.

Omdat die vrugliggame kortstondig is, is die aangename gesig van korte duur. Maar die mycelium bly in die grond en groei steeds as 'n sirkelvormige kolonie, net soos 'n sirkelvormige swamkolonie in 'n petriskottel in die laboratorium groei. Soos die buitenste rand van die kolonie groei, sterf ouer dele in die middel en ontaard. Die volgende keer as die vrugliggame gevorm word, is die ring groter in deursnee. Die dooie oorblyfsels van die vrugte liggame maak die grond vrugbaarder en ringe van groener gras word gevorm waar die sambrele vroeër gestaan ​​het.

A. campestris produseer slegs chlamydospores conidia en oidia is nie bekend nie.

Die seksuele voortplanting word verteenwoordig deur karyogomie en meiose, wat in basidia voorkom, wat op die kieue gedra word. Die kerne van teenoorgestelde paringstipes kom bymekaar en vorm dikaryone na die samesmelting van die monokariotiese primêre hifes. Die dikaryone vermeerder deur gekonjugeerde verdelings in die uitgebreide, sekondêre miselium.

Uiteindelik ontwikkel klubvormige basidia uit die terminale selle van hierdie sekondêre hifes. Die binucleate sel vergroot en word breër en klubvormig. Karyogamie en meiose vind plaas wat lei tot die produksie van vier haploïede kerne. Skeiding van seks vind plaas tydens die meiose en die gevormde kerne is van twee of meer paringsoorte, afhangende van die tipe heterotallisme (bipolêr of tetrapolêr).

Die kerne migreer later na die sterigmata en vandaar na die basiese fiospore, wat asimmetries op die punte van die sterigmata sit. Die basidiospore vorm by ontkieming primêre mycelia, wat deur anastomose en plasmogamie die sekondêre mycelium vestig. Die basidiospore, wat asimmetries op sterigmata gedra word, word met geweld deur die waterdruppelmetode afgevoer.

Die basidiospore word in enorme getalle geproduseer. As die aarde nie deur sampioene bedek is nie, is dit omdat die kanse op mislukking van spoorontkieming ook ewe groot is. Spore verminder#8217 teen 'n tempo van 'n halfmiljoen spore per minuut gedurende die twee of drie dae van die bestaan ​​van die sporofoor (vrugliggaam).

As die pileus van die steel losgemaak word en op 'n papier geplaas word, kan 'n spoorafdruk verkry word wat stralende lyne tussen die spoormassas toon wat die spasies tussen die kieue verteenwoordig. Die spoorafdruk is van groot hulp in die identifisering van spesies.

Die basidiospore word gewelddadig ontslaan deur die ‘waterborrelmetode ’. Die baan (pad) van die vrygestelde spore is 'n sporobola. Spore word horisontaal tot in die middel van die spasie tussen die kieue geskiet wat dan vertikaal afval.

Die afstand tussen die kieue oorskry verreweg die afstand waartoe basidiospore geskiet word. Selfs 'n bietjie kanteling van 5 ° van die kieue vanaf die presiese vertikale posisie kan die vrye afwaartse val van die spore belemmer. Maar dit word nie toegelaat om te gebeur nie. Die kieue is positief geotropies en enige afwyking van die vertikale posisie word onmiddellik reggestel deur groeibewegings by die plek van aanhegting van die kieue met die pileus.

Genus Lycoperdon (Die Puff Ball):

Die poffertjies is bolvormig tot pyrivormig, afhangend van die lengte van die steel. Dit word aangetref in weidings op die grond in die bos of op boomstompe. Die basale deel is steriel. As jongmens word dit omring deur brose stekels wat gou afval of afgevryf word.

Die buitenste laag van die peridium verdor en 'n porie word gevorm op die binneste membraan aan die bokant van die vrugliggaam. Hierdie membraan tree op soos 'n blaasbalk, wat spore deur die porie uitblaas as 'n voorwerp die membraan tref. Die vrugbare gedeelte, gleba, is van lakunose tipe, d.w.s. bestaan ​​uit holtes wat elk met 'n himenium uitgevoer is. Al die spesies is eetbaar.

Die bestelling het 3 gesinne. Ons sal die familie Geastraceae bestudeer waaraan die genus Geastrum, die ‘aardster’, behoort. (Die familie, tesame met Lycoperdaceae, is onder orde gestel Lycoperdales, wat nou herken word.)

Die aardsterre verskil van die ‘pofballe deurdat die buitenste peridium radiaal verdeel en soos strale van 'n ster oopmaak. Sulke vrugteliggame wat op die grond lê, het die naam ‘earth star ’ gegee. 'N Porie word gevorm aan die binneste peridium aan die bokant. Die spore word deur hierdie porie vrygestel.

Die bestelling sluit die poliporieë, die hakie en rakswamme in wat erge skade aanrig, veral aan bosbome. Daar is 6 gesinne. Ons sal genus Polyporus van die familie Polyporaceae bestudeer.

Genus Polyporus:

Dit is die grootste genus van Polyporaceae en sy verskeie spesies is belangrike houtverrottende swamme. P. sulphurens veroorsaak houtvrot van eike en ander bome P. squamosus veroorsaak ‘hart-vrot ’ van 'n aantal bosbome P. betulinus veroorsaak ‘hart-vrot ’ van berkbome. Vernietiging van die harthout maak die bome hol wat uiteindelik vrek. Sommige, byvoorbeeld Polyporus schweinitzii, val die onderste deel van die stam en die wortels aan (boudevrot), wat veroorsaak dat die bome in stormwinde kan afslaan.

Die miselium vertak in die substraat. Dit bestaan ​​uit septate dikariotiese hifes wat gewoonlik klemverbindings toon. Die vrugliggaam (die basidioom of sporofoor) ontwikkel as 'n systeelvormige, waaiervormige hakie wat 20 tot 40 cm in deursnee en 2 tot 3 cm dik kan wees. 'N Vertikale gedeelte van die basidioom toon die volgende sones – (a) pileus oppervlak, (b) konteks, (c) buislaag, (d) porie oppervlak en (e) hymenium.

Die pileus-oppervlak kan glad of bedek wees. Die konteks is wit onder, wat die buislaag belyn. Die buislaag bestaan ​​uit vertikaal geplaasde buise wat onder oopmaak aan die onderkant van die vrugliggaam wat die porie-oppervlak genoem word, vandaar die naam Polyporus.

Die buise word intern uitgevoer deur hymenium, wat bestaan ​​uit basidia en steriele strukture, soos parafise, cystidia en setae, wat almal reghoekig op die lengte van die buis geplaas is. Die basidiospore word in die holte van die buise geskiet, wat dan onder deur die porieë val en deur wind versprei word. Spore-uitset is enorm. 'n Enkele vrugliggaam kan 'n miljard spore produseer.

Die spesie kan een- of meerjarig wees. Die jaarvorms produseer elke jaar nuwe basidiomata. Die meerjarige spesies voeg elke jaar 'n nuwe laag buise by.


Mutualistiese verhoudings met swamme en fungivore

Lede van Kingdom Fungi sluit ekologies voordelige mutualistiese verhoudings met cyanobateria, plante en diere.

Leerdoelwitte

Beskryf mutualistiese verhoudings met swamme

Belangrike wegneemetes

Kern punte

  • Mutualistiese verhoudings is diegene waar beide lede van 'n vereniging voordeel trek uit fungi wat hierdie tipe verhoudings met verskillende ander koninkryke van die lewe vorm.
  • Mycorrhiza, wat gevorm word uit 'n verband tussen plantwortels en primitiewe swamme, help om die opname van voedingstowwe in die plant te verhoog, en die plant voorsien fotosintese -produkte aan die swamme vir hul metaboliese gebruik.
  • By korstmosse leef swamme in die omgewing van fotosintetiese cyanobateria, die alge voorsien swamme koolstof en energie terwyl die swamme die alge minerale en beskerming bied.
  • Mutualistiese verhoudings tussen swamme en diere behels talle insekte Geleedpotiges is afhanklik van swamme vir beskerming, terwyl swamme in ruil daarvoor voedingstowwe ontvang en 'n manier verseker om die spore na nuwe omgewings te versprei.

Sleutel terme

  • mikorisa: 'n simbiotiese assosiasie tussen 'n swam en die wortels van 'n vaatplant
  • korsmos: een van die vele simbiotiese organismes, wat assosiasies is tussen swamme en alge wat dikwels as wit of geel kolle op ou mure voorkom, ens.
  • thallus: vegetatiewe liggaam van 'n swam

Mutualistiese verhoudings

Simbiose is die ekologiese interaksie tussen twee organismes wat saam leef. Die definisie beskryf egter nie die kwaliteit van die interaksie nie. As albei lede van die vereniging baat vind, word die simbiotiese verhouding mutualisties genoem. Swamme vorm mutualistiese assosiasies met baie soorte organismes, insluitend sianobakterieë, plante en diere.

Swamme en plantmutualisme

Mycorrhiza, afkomstig van die Griekse woorde “myco ” wat swam beteken en “rhizo & wortel, verwys na die verband tussen vaskulêre plantwortels en hul simbiotiese swamme. Ongeveer 90 persent van alle plantspesies het mikorisale vennote. In 'n mykorrhisale assosiasie gebruik die swammycelia hul uitgebreide netwerk van hifes en 'n groot oppervlak in kontak met die grond om water en minerale uit die grond na die plant te kanaliseer, waardeur die opname van voedingstowwe in die plant verhoog word. In ruil daarvoor verskaf die plant die produkte van fotosintese om die metabolisme van die swam aan te wakker.

Mikorrisae vertoon baie kenmerke van primitiewe swamme: hulle produseer eenvoudige spore, toon min diversifikasie, het nie 'n seksuele voortplantingsiklus nie, en kan nie buite 'n mikorisa-assosiasie leef nie. Daar is 'n aantal tipes mycorrhizae. Ectomycorrhizae (“ buite ” mycorrhiza) is afhanklik van swamme wat die wortels omhul in 'n skede ('n mantel genoem) en 'n Hartig net van hifes wat in die wortels tussen selle strek. Die swamvennoot kan tot die Ascomycota, Basidiomycota of Zygomycota behoort. In 'n tweede tipe vorm die Glomeromycete-swamme vesikulêre-arbuskulêre interaksies met arbuskulêre mikorisa (soms genoem endomikorisae). In hierdie mycorrhiza vorm die swamme arbuscules wat wortelselle binnedring en die plek is van die metaboliese uitruilings tussen die swam en die gasheerplant. Die arbuscules (van die Latyn vir “klein boompies”) het 'n struikagtige voorkoms. Orgideë maak staat op 'n derde tipe mikorisa. Orgideë is epifiete wat sonder veel berging klein sade vorm om ontkieming en groei te handhaaf. Hulle sade sal nie ontkiem sonder 'n mikorisale maat nie (gewoonlik 'n Basidiomycete). Nadat voedingstowwe in die saad uitgeput is, ondersteun swamsimbiote die groei van die orgidee deur die nodige koolhidrate en minerale te verskaf. Sommige orgideë is steeds mikorisaal gedurende hul lewensiklus.

Mikorrisa swamme: (a) Ektomikorrisa en (b) arbuskulêre mikorisa het verskillende meganismes vir interaksie met die wortels van plante.

Lichens

Korsmosse vertoon 'n reeks kleure en teksture. Hulle kan in die mees ongewone en vyandige habitatte oorleef. Hulle bedek rotse, grafstene, boombas en die grond in die toendra waar plantwortels nie kan dring nie. Lichen kan lang periodes van droogte oorleef: hulle word heeltemal uitgedroog en word dan vinnig aktief sodra daar weer water beskikbaar is. Korsmosse vervul baie ekologiese rolle, insluitend om as aanwyserspesies op te tree, wat wetenskaplikes in staat stel om die gesondheid van 'n habitat op te spoor weens hul sensitiwiteit vir lugbesoedeling.

Korsmos: swamme en sianobateria: Korsmosse het baie vorme. Hulle kan (a) korsagtig, (b) haaragtig of (c) blaaragtig wees.

Lichen is nie 'n enkele organisme nie, maar eerder 'n voorbeeld van 'n mutualisme waarin 'n swam (gewoonlik 'n lid van die Ascomycota of Basidiomycota phyla) in noue kontak met 'n fotosintetiese organisme ('n eukariotiese alge of 'n prokaryotiese sianobakterium) leef. Oor die algemeen kan nie die swam of die fotosintetiese organisme alleen oorleef buite die simbiotiese verhouding nie. Die liggaam van 'n korstmos, na verwys as 'n thallus, bestaan ​​uit hyfe wat om die fotosintetiese maat gewikkel is. Die fotosintetiese organisme verskaf koolstof en energie in die vorm van koolhidrate. Sommige sianobakterieë bind stikstof uit die atmosfeer, wat stikstofverbindings tot die assosiasie bydra. In ruil daarvoor bied die swam minerale en beskerming teen droogte en oormatige lig deur die alge in sy miselium te omhul. Die swam heg ook die simbiotiese organisme aan die substraat vas.

Thallus van korstmos: Hierdie deursnit van 'n lichen thallus toon die (a) boonste korteks van swamhifes, wat die (b) algesone waar fotosintese voorkom, die (c) medulla van swamhifes en die (d) onderste korteks, beskerm. wat ook beskerming bied en moontlik (e) rysyne het om die thallus aan die substraat te anker.

Die thallus van korstmos groei baie stadig en vergroot sy deursnee 'n paar millimeter per jaar. Beide die swam en die alge neem deel aan die vorming van verspreidingseenhede vir voortplanting. Korsmosse produseer soredia, trosse algselle omring deur mycelia. Soredia word deur wind en water versprei en vorm nuwe ligene.

Swamme en dieremutualisme

Swamme het mutualismes ontwikkel met talle insekte. Geleedpotiges (gewrigte, beenlose ongewerweldes, soos insekte) is afhanklik van die swam vir beskerming teen roofdiere en patogene, terwyl die swam voedingstowwe verkry en 'n manier om spore na nuwe omgewings te versprei. Die verband tussen spesies Basidiomycota en skaalinsekte is een voorbeeld. Die swammiselium bedek en beskerm die insekkolonies. Die skaalinsekte bevorder 'n vloei van voedingstowwe van die geparasiteerde plant na die swam. In 'n tweede voorbeeld boer blaarsny-miere van Sentraal- en Suid-Amerika letterlik swamme. Hulle sny skywe blare van plante af en stapel dit in tuine op. Swamme word in hierdie skyftuine verbou en verteer die sellulose in die blare wat die miere nie kan afbreek nie. Sodra kleiner suikermolekules deur die swamme geproduseer en verbruik word, word die swamme weer 'n maaltyd vir die miere. Die insekte patrolleer ook hul tuin en vang kompeterende swamme. Beide miere en swamme baat by die vereniging. Die swam kry 'n konstante voorraad blare en vryheid van mededinging, terwyl die miere voed op die swamme wat hulle verbou.


Kyk die video: Koje su Ovo Gljive???? Broj 4 (Oktober 2022).