В микологии ткань или признак считаются амилоидными , если они дают положительную амилоидную реакцию при грубом химическом тесте с использованием йода в качестве ингредиента либо реагента Мельцера , либо раствора Люголя , давая окрашивание от синего до сине-черного цвета. Термин «амилоид» происходит от латинского amyloideus ( «крахмалподобный»). [1] Он относится к тому факту, что крахмал дает похожую реакцию, также называемую амилоидной реакцией. Тест может проводиться на микроскопических признаках, таких как стенки спор или стенки гиф , или апикальный аппарат или вся стенка аска аска , или быть макроскопической реакцией на ткани, куда нанесена капля реагента. Отрицательные реакции, называемые неамилоидными или неамилоидными , предназначены для структур, которые остаются бледно-желто-коричневыми или прозрачными. Реакция, приводящая к появлению окрашивания от глубокого красноватого до красновато-коричневого цвета, называется декстриноидной реакцией ( синоним — псевдоамилоид ) или гемиамилоидной реакцией.
Метод Мельцера заключается в воздействии реагента на грибковую ткань или клетки, как правило, на предметном стекле микроскопа , и наблюдении за любой из трех цветных реакций:
Среди амилоидных реакций можно выделить два типа:
Реакция Мельцера обычно наступает практически немедленно, хотя в некоторых случаях развитие реакции может занять до 20 минут. [2]
Химические вещества, входящие в состав реагента Мельцера, выполняют несколько функций. Хлоральгидрат является осветляющим агентом , отбеливающим и улучшающим прозрачность различных темноокрашенных микроскопических материалов. Йодид калия используется для улучшения растворимости йода , который в противном случае только полурастворим в воде. Йод считается основным активным красителем в реагенте Мельцера; считается, что он реагирует с крахмалоподобными полисахаридами в клеточных стенках амилоидного материала, однако механизм его действия не полностью изучен. Было замечено, что полуамилоидный материал реагирует по-разному при воздействии реагента Мельцера, чем при воздействии других растворов IKI, таких как раствор Люголя, и что в некоторых случаях амилоидная реакция проявляется в материале, который ранее подвергался воздействию КОН, но неамилоидная реакция без такой предварительной обработки. [3] [4]
Эксперимент, в котором споры 35 видов базидиомицетов были протестированы на реакцию как на Мельцер, так и на Люголь, показал, что споры в большом проценте протестированных видов демонстрируют очень разные реакции между двумя реагентами. Они варьировались от слабо или нереактивно в Люголе, до йод-положительных реакций в Люголе, но не в Мельцере, и даже до декстриноидных реакций в Люголе, но амилоидных реакций в Мельцере. [5]
Melzer's распадается на мутный осадок при смешивании со щелочными растворами, [2] поэтому его нельзя использовать в сочетании или в прямой серии с такими распространенными микологическими реагентами, как растворы гидроксида калия или гидроксида аммония . Когда гидроксид калия используется в качестве предварительной обработки, щелочность должна быть сначала нейтрализована перед добавлением Melzer's.
Гемиамилоидность в микологии относится к особому случаю амилоидности клеточной стенки, при котором синее окрашивание йодом происходит только тогда, когда ткань была предварительно обработана раствором гидроксида калия (KOH) или другими сильными основаниями, тогда как прямое нанесение йода вызывает красную реакцию при использовании раствора Люголя , но не вызывает никакой реакции при использовании реагента Мельцера . [6] [7] Гемиамилоидность до сих пор известна только у Ascomycota , но здесь широко распространена и является важным таксономическим критерием различия. [6] [8] Если клеточные стенки окрашиваются в синий цвет йодными реагентами без предварительной обработки KOH, это называется эуамилоидом. Термин амилоид охватывает оба варианта.
Гемиамилоидный элемент клеточной стенки не окрашивается напрямую в синий цвет йодными реагентами, добавленными к водному препарату, а только тогда, когда он был предварительно обработан раствором гидроксида калия (KOH). Без предварительной обработки KOH результат во многом зависит от типа йодного реагента: с раствором Люголя (IKI) гемиамилоидные структуры реагируют от красного до красновато-коричневого цвета, тогда как при использовании реагента Мельцера (MLZ) любая реакция подавляется. Этот маскирующий эффект (ложная неамилоидность) обусловлен высокой концентрацией хлоралгидрата в MLZ. Альтернатива гемиамилоиду называется эуамилоид. Эуамилоид и предварительно обработанные KOH гемиамилоидные структуры реагируют синим цветом независимо от типа йодного реагента. Гемиамилоидные и эуамилоидные реакции могут происходить одновременно, либо в пространственно разделенных участках клеточной стенки (например, эуамилоид апикального кольца аска, гемиамилоид боковой стенки), либо как промежуточный тип той же области стенки. В последнем случае наложение синего и красного можно наблюдать в растворе Люголя без предварительной обработки КОН: изменение цвета с синего на грязный красновато-коричневый происходит, когда йодный реагент медленно диффундирует в водный препарат, поскольку эуамилоидная реакция проявляется при более низких концентрациях йода, чем гемиамилоидная реакция. Аски с полностью реактивными стенками этого типа гемиамилоидности показывают радужные цвета при применении низкоконцентрированного IKI.
Реакция гемиамилоида (красная) в IKI до KOH, в сравнении с эуамилоидом (синим) и инамилоидом (отрицательным). Только реакция гемиамилоида сильно зависит от примененного йодного реагента (IKI, MLZ) и предварительной обработки KOH, будучи отрицательной в MLZ и синей при предварительной обработке KOH (в IKI или MLZ). Прямое нанесение IKI на водный мунт (без KOH, выделено) является самым простым способом распознавания гемиамилоидности.
Йодная реакция апикальных колец полуамилоидных асков Hysteropezizella (Helotiales) в зависимости от йодного реагента (IKI, MLZ) и предварительной обработки KOH.
Гемиамилоидность встречается во многих группах аскомицетов . У большинства представителей Lecanorales и Ostropales, как лихенизированных, так и нет, весь наружный слой стенки аска реагирует на гемиамилоид. Примерно 20% Helotiales имеют гемиамилоидные апикальные кольца аска по сравнению с предполагаемыми 50% с эуамилоидными апикальными кольцами. У Pezizomycetes и различных классов пиреномицетов гемиамилоидные реакции встречаются редко. Хотя гемиамилоидность является очень ценным таксономическим маркером, позволяющим различать виды или роды, этот тип реакции, в частности красная реакция в IKI, часто упускается из виду. Это упущение произошло с тех пор, как микологи перешли на реагент Мельцера, который был представлен в 1924 году и почти полностью вытеснил ранее используемый раствор Люголя. Гемиамилоидность была впервые зарегистрирована при применении реагента Мельцера, который дал отрицательный результат без KOH, но синюю реакцию при предварительной обработке KOH. [9] Из-за частоты гемиамилоидности в лишайниках лихенологи в целом не присоединились к этому изменению, а продолжили использовать раствор Люголя. Широко распространенное использование набухающих гербаризированных грибов в КОН перед исследованием еще больше способствует частому игнорированию гемиамилоидности.
Химическая подоплека гемиамилоидности не ясна. Гипотеза утверждает, что короткие спиральные участки углеводной цепи чередуются с более короткими или длинными линейными участками. Короткие спиральные участки, подобные декстриноидности гликогена , могут вызывать красную реакцию за счет включения атомов йода в спираль, а линейные участки могут скручиваться под воздействием КОН, что приводит к образованию длинных спиральных цепей, которые вызывают синее окрашивание при включении йода. Гипотетическая спиральная структура этих макромолекул, по-видимому, связана с растяжимостью стенки аска, что является предпосылкой для активного, взрывного выброса аскоспор из аска, когда высвобождается его высокий клеточный тургор. Высокая растяжимость клеточной стенки особенно необходима в области апикального пороподобного отверстия (апикального кольца), через которое аскоспоры продавливаются , когда асск лопается.