RHIZOPUS STOLONIFER: KARAKTERISTIKA, MORFOLOGI OG LIVSCYKLUS - BIOLOGI - 2025

Rhizopus stolonifer er en kosmopolitisk fytopatogen svamp, der hører til familien Mucoraceae, der er i stand til at vokse og udvikle sig i en lang række miljøer. Det er en hurtigt voksende art, der favoriserer kolonisering og nedbrydning af oplagret mad eller landbrugsprodukter.

Denne art udgør en af ​​de mest almindelige svampe, der distribueres globalt, selvom den er hyppigere i tropiske og subtropiske områder. Faktisk er det en saprofytisk organisme, der griber ind i koloniseringen af ​​jordunderlaget og fungerer som en parasit, der invaderer dekomponerende plantevæv.

Rhizopus stolonifer. Kilde: WDKeeper

Almindeligt kendt som "sort brødskimmel" er det kendetegnet ved et tæt forgrenet mycel, der består af tre typer hyfer: stoloner, sporangiophores og rhizoider. Sporangierne genererer adskillige multinucleated sporer, der er involveret i aseksuel reproduktion, i modsætning til seksuel reproduktion, der kræver kompatible, men fysiologisk forskellige mycelier.

På industrielt niveau anvendes svampe af slægten Rhizopus, inklusive R. stolonifer, til fremstilling af fermentering af ethylalkoholprodukt. Derudover anvendes denne art kommercielt til opnåelse af mælkesyre med høj renhed og fumarsyre anvendt i den kemiske industri, fødevare- og farmaceutiske industrier.

Generelle karakteristika

Distribution og habitat

Zygomycota-svampen Rhizopus stolonifer er en af ​​de mest almindelige slimhinder, da den er bredt fordelt over hele planeten. Det er faktisk en af ​​de første svampe, der optrådte på uaktuelt brød, rådnende grøntsager og frugter, idet den er en omhyggelig organisme i letfordærvelige fødevarer.

Rhizopus stolonifer er en af ​​de første svampe, der findes i brød. Kilde: Matt Wharton

Det trives effektivt i et temperaturområde mellem 12 og 32 ºC, idet den optimale væksttemperatur er 25 ºC. Faktisk er dens sporer sjældne i miljøer med frisk luft, men de er rigelige i fugtige miljøer og omkring nedbrydning af biologiske produkter.

De er normalt placeret på fugtig jord, i kompost eller gødning, på adskilt plantemateriale eller i akkumuleret støv. Ligeledes på træmasse, fuglerede, honningkager eller på forskellige frø og frugter.

Denne art er faktisk i stand til at kolonisere en lang række naturlige underlag, da den tilpasser sig forskellige koncentrationer af essentielle næringsstoffer. Faktisk kan du bruge nitrogen og kulstof ganske enkelt eller i kombination med forskellige næringsstoffer.

På laboratorieniveau vokser Rhizopus stolonifer på forskellige kulturmedier, herunder dem, der indeholder aminoforbindelser og ammoniumsalte. Den vokser dog ikke på medier med et højt nitratindhold, såsom Czapek Dox Agar, som har nitrat som den eneste nitrogenkilde.

I in vitro-kultur spirer zygosporerne af Rhizopus stolonifer efter 8-20 dage ved en gennemsnitstemperatur på 21 ° C. Faktisk kræver spores af denne svamp en hvileperiode før spiringsprocessen og mycelieudviklingen.

Patologier i grøntsager og mad

Rhizopus stolonifer er det kausale middel til sygdommen kendt som «blød frugtrød», hovedsageligt i jordbær, ferskner og meloner. Disse frugter med et højt sukker- og vandindhold er inficeret af denne svamp fra fysiske skader eller kvæstelser forårsaget under håndtering efter høst.

Under opbevaring blødgør væv fra inficerede frugter og frigiver en væske med en stærk sur lugt. Faktisk favoriserer forholdene ved høj temperatur og fugtighed udviklingen af ​​mycelium, der hurtigt dækker overfladen af ​​frugterne.

Rhizopus stolonifer på en jordbær, der viser sort sporangia. Kilde: Eric McKenzie

Sporangia og sporer udvikler sig fra myceliet, som ved spiring genererer forskellige esterase- og cutinase-enzymer, der desintegrerer cellevæggen hos tilstødende væv. På denne måde spreder sygdommen sig til nærliggende sunde frugter ved hjælp af insekter eller vinden.

Laboratorietest har gjort det muligt at bestemme, at den patogene virkning af Rhizopus stolonifer skyldes vævsmasering af oplagrede produkter. At være de enzymatiske komplekser af polygalacturonase (PG) og pectinmethylesterase (PME), der er ansvarlige for nævnte maceration i nedbrydning af frugter, grøntsager eller knolde.

På denne måde får de berørte fødevarer en mørkebrun nuance på grund af den omfattende ophobning af mørk sporangia på myceliet. Ved mange lejligheder forveksles dette symptom ofte med det angreb, der er induceret af Monilia fructicola, det kausale middel til "brun råte."

Patologier hos mennesker

For mennesker forårsager den høje miljøkoncentration af Rhizopus-sporer en type allergi i luftvejene. Denne sygdom er kendt som hypersensitiv pneumonitis eller ekstrinsisk allergisk alveolitis; På lignende måde kan nogle mennesker opleve hudreaktioner.

Taksonomi

Rhizopus stolonifer-arten er en kosmopolitisk svamp, der er taxonomisk placeret som:

- Svampe rige

- Phylum: Zygomycota

- Opdeling: Mycota

- Underinddeling: Mycotina

- Klasse: Zygomyceter

- Orden: Mucorales

- Familie: Mucoraceae

- Slægt: Rhizopus

- arter: Rhizopus stolonifer Vuillemin (1902)

Synonymer

- Rhizopus artocarpi

- Rhizopus nigricans Ehrenberg (1820)

- Mucor stolonifer Ehrenberg (1818)

- Rhizopus artocarpi var. luxurians Schroet (1886)

- Mucor niger Geodoelst (1902)

- Rhizopus niger Ciaglinski & Hewelke (1893)

Morfologi

Rhizopus stolonifer er en trådformet svamp, der præsenterer uforgrenede sporangiophores, 2 mm lange med 20 μm tykke. Denne antennehyfe, peduncle eller sporangiophore kommer fra veludviklede rhizoider og er mørkebrun i farve.

Sporangierne er sfæriske i form og skinnende sort i farve, måler 250-280 μm i diameter og har en struktur kaldet columella. De sporangiosporer eller aseksuelle sporer, der er typiske for svampe i slægten Rhizopus, er sort i farve og måler 15-18 μm.

Rhizopus stolonifer er en svampeart i familien Mucoraceae. Kilde: Trakunsukharat, P., Beasley, DR, Shivas, RG (2011)

Denne art har en meget bred rhizoid og rigelige zygosporer eller seksuel del af svampen. Faktisk er zygosporer sfæriske strukturer, tykke og glatte cellevægge, cirka 200 μm i diameter.

Kolonierne af Rhizopus stolonifer viser en hurtig vækst, dens kultur i laboratoriet dækker Petri-skålen fuldstændigt på kun tre dage ved 25 ° C. Koloniens struktur er fast i udseende med tæt og bomuldsigt luftmycelium, oprindeligt hvidt og derefter senere. nuancer af grå, rødlig eller brun.

Faktisk favoriseres dens dynamiske udvikling af tilstedeværelsen af ​​stoloner, der tilvejebringer en arealstruktur, der understøtter væksten af ​​myceliet. På denne måde indtager svampen hurtigt store områder, enten i en vandret eller lodret position.

Rhizopus stolonifer er en fakultativ aerob organisme, der vokser vidt på sukkulente væv med en rigelig koncentration af sukker. På denne måde akkumuleres svampen en reserve i øjeblikket med at udvikle frugtbare hyfer med ekstern aerob sporangia.

Livscyklus

Rhizopus stolonifer formerer sig seksuelt eller aseksuelt. Faktisk er det en heterothal organisme, der for dens seksuelle reproduktion kræver parring af to thalli af forskellige ladninger for at skabe en kønnet spore.

Seksuel reproduktion

Seksuel reproduktion forekommer under ugunstige forhold med parring af forenelige stammer, hvilket i sidste ende resulterer i zygosporen. Faktisk har sporangioforer parringsstammer af den positive "+" eller negative "-" type, hvilket letter deres forening.

I Rhizopus stolonifer begynder seksuel reproduktion, når progametangia eller specialiserede hyfer for to stammer af forskellige tegnsikringer. Denne tiltrækning mellem forskellige progametangia forekommer ved indgriben af ​​diffuse hormoner i form af gasser.

Dernæst opstår to gametangia eller apikale celler, der hver indeholder rigelige "+" kerner, og den anden indeholder "-" kerner. Gametangia-sikringen forårsager forening af adskillige par kerner par "+" og "-" og danner diploide kerner.

På denne måde produceres zygosporangium, et produkt af multinucleated celler med en fast, pigmenteret og ru cellevæg, der indeholder en enkelt zygospore. Under gunstige miljøforhold gennemgår diploide kerner meiose-processen lige før spiring finder sted.

Under spiring bryder zygosporangiumvæggen, hvorved zygosporen frigøres, hvilket giver anledning til sporangioforen. I slutningen af ​​sporangioforen er der et sporangium, der vil give anledning til sporerne, som en gang spirer til at danne et "+" eller "-" mycel.

Rhizopus stolonifer-svampen opfører sig som en haploid organisme i det meste af den seksuelle reproduktionscyklus. Derudover består myceliet af adskillige forgrenede hyfer, der opfylder funktionen af ​​støtte og ernæring af svampen.

Seksuelle og aseksuelle cykler af Rhizopus stolonifer. Kilde: Pancrat

Asexual reproduktion

Den aseksuelle cyklus forekommer under gunstige betingelser, når produktionen af ​​sporangiophores begynder fra sporangia, der indeholder seksuelt forligelige sporer. Sporenes spredningsform favoriseres af vinden, når sporangiane modnes, hvor deres tynde væg går i opløsning og frigiver sporerne.

Lufthyfe genereres fra internoderne og vokser til en bestemt højde. Kernerne og cytoplasmaet grupperes derefter mod den apikale ende, hvilket fremmer væksten af ​​spidsen af ​​antennehyfeerne.

Dette område vokser globalt og giver anledning til et afrundet sporangium, dannet af sporoplasma og columella. Kerne i sporoplasmaet gennemgår en hurtig opdeling, indtil de omdannes til spongiosporer.

Efterhånden som disse strukturer modnes, sønderdeles columella og frigiver store mængder sporangiosporer i atmosfæren. I et passende underlag og under gunstige temperatur- og fugtighedsbetingelser spirer disse sporer.

På denne måde dannes et nyt kompleks af hyfer, der vil udvide sig til at fortsætte cyklussen. Under ugunstige forhold produceres septa i intercalary mycelium, hvilket giver anledning til en buttet spore kaldet chlamydiospora.

Referencer

1. González, C. (2005) Svampe i livscyklus. Gendannes på: botanica.cnba.uba.ar
2. Karki, G. (2018) Rhizopus stolonifer: morfologi og reproduktion af sort brødskimmel. Gendannes på: onlinebiologynotes.com
3. Petruzzello, M. (2016) Rhizopus. Encyclopædia Britannica, inc. Gendannes på: britannica.com
4. Pontón, J., Moragues, MD, Gené, J., Guarro, J., & Quindós, G. (2002). Allergene svampe og actinomyceter. Bilbao: Ibero-American Journal of Mycology.
5. Rhizopus. (2019). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Gendannes på: es.wikipedia.org
6. Rhizopus stolonifer (Ehrenberg: Fries) Vuillemin (2002) RevIberoamMicol. S. 38.
7. Wikipedia-bidragydere. (2019). Rhizopus stolonifer. På Wikipedia, The Free Encyclopedia. Gendannes på: en.wikipedia.org