stringtranslate.com

Микопаразитизм

Микопаразит — это организм, способный паразитировать на грибах .

Микопаразиты могут быть биотрофными или некротрофными, в зависимости от типа взаимодействия с хозяином. [1]

Типы микопаразитических организмов

Микогетеротрофия

Различные растения можно считать микопаразитами, поскольку они паразитируют и получают большую часть своего питания от грибов в течение части или всего своего жизненного цикла. К ним относятся многие саженцы орхидей , а также некоторые растения, лишенные хлорофилла, такие как Monotropa uniflora . Растения-микопаразиты точнее описываются как мико-гетеротрофы .

Микопаразитические бактерии

Некоторые бактерии живут на клетках грибов или внутри них как паразиты или симбионты.

Микопаразитические вирусы

Некоторые вирусы , называемые миковирусами, живут на клетках грибов или внутри них как паразиты или симбионты.

Микопаразитические грибы

Многие микопаразиты являются грибами , хотя не все грибковые грибы являются паразитами (некоторые являются комменсалами или сапрофитами . [2] ) Биотрофные микопаразиты получают питательные вещества из живых клеток хозяина. Некротрофные микопаразиты полагаются на мертвые клетки хозяина, которые они могут сначала убить токсинами или ферментами ( сапрофитный рост). [2] [3]

Виды микопаразитарных взаимодействий

Биотрофные и некротрофные микопаразиты

Биотрофные микопаразиты получают питательные вещества из живых клеток хозяина, и рост этих паразитов во многом зависит от метаболизма хозяина. [4] Биотрофные микопаразиты, как правило, демонстрируют высокую специфичность к хозяину и часто образуют специализированные инфекционные структуры. [5] Некротрофные микопаразиты могут быть агрессивно антагонистическими, вторгаясь в гриб хозяина и убивая, а затем переваривая компоненты его клеток. Некротрофные паразиты, как правило, имеют низкую специфичность к хозяину и относительно неспециализированы в своем механизме паразитизма. [5]

Сбалансированные и разрушительные микопаразиты

Сбалансированные микопаразиты оказывают незначительное или не оказывают никакого разрушительного воздействия на хозяина, тогда как деструктивные микопаразиты оказывают противоположный эффект. [6] Биотрофные микопаразиты обычно считаются сбалансированными микопаразитами; некротрофные микопаразиты используют токсины или ферменты для уничтожения клеток хозяина, поэтому некротрофные микопаразиты обычно считаются деструктивными микопаразитами. Однако в некоторых комбинациях паразит может жить на ранних стадиях своего развития как биотроф, затем убивать своего хозяина и действовать больше как деструктивные микопаразиты на поздних стадиях паразитирования. [4] [6]

Механизмы микопаразитизма

Четыре основных этапа микопаразитизма включают определение местоположения цели, распознавание, контакт и проникновение, а также получение питательных веществ. [7]

Местоположение цели

Многие исследования показывают, что направление роста гиф , прорастание спор и удлинение почечной трубки микопаразитических грибов могут проявлять тропизм в ответ на обнаружение потенциального хозяина. [8] Считается, что эта реакция тропического распознавания возникает из-за обнаружения характерных химических веществ хозяина; направление градиента концентрации определяет направление роста паразита. [9] Поскольку микопаразитическое взаимодействие является специфичным для хозяина, а не просто контактной реакцией, вполне вероятно, что сигналы от гриба-хозяина распознаются микопаразитами, такими как Trichoderma , и вызывают транскрипцию генов, связанных с микопаразитизмом. [10] [11]

Признание

Когда микопаразиты контактируют со своим грибковым хозяином, они узнают друг друга. Это распознавание между микопаразитами и их грибами-хозяевами может быть связано с агглютинином на поверхности клеток микохозяина. Углеводные остатки на клеточной стенке микопаразитов могут связываться с лектинами на поверхности грибов-хозяев для достижения взаимного распознавания. [12]

Контакт и проникновение

После того, как микопаразитический гриб и его хозяин распознают друг друга, оба могут проявлять изменения во внешней форме и внутренней структуре. [13] [14] Различные микопаразитические грибы образуют различные структуры при взаимодействии со своими хозяевами. Например, гифы некоторых микопаразитических грибов образуют специализированные контактные клетки, напоминающие гаустории , на гифах их хозяев; другие могут обвиваться вокруг гиф своего гриба-хозяина или проникать и расти внутри гиф хозяина. [15] Нектрофные микопаразиты могут убивать гифы хозяина токсинами или ферментами, прежде чем вторгнуться в них. [3]

Приложение

Микопаразитические грибы могут быть важными средствами контроля грибковых заболеваний растений в природных системах и в сельском хозяйстве, а также могут играть роль в комплексной борьбе с вредителями (IPM) в качестве биологического контроля [16]

Некоторые виды Trichoderma были разработаны в качестве биоконтроля ряда коммерчески важных заболеваний [7] и применялись в Соединенных Штатах , Индии , Израиле , Новой Зеландии , Швеции и других странах для борьбы с болезнями растений, вызываемыми Rhizoctonia solani , Botrytis cinerea , Sclerotium rolfsii , Sclerotinia sclerotiorum , Pythium spp. и Fusarium spp. в качестве многообещающей альтернативы химическим пестицидам. [17] [18]

Дальнейшее изучение микопаразитизма может привести к открытию большего количества биоактивных соединений, включая биопестициды и биоудобрения . [19]

Ссылки

  1. ^ Boosalis, MG (1964). «Гиперпаразитизм». Annual Review of Phytopathology . 2 (1): 363–376. doi :10.1146/annurev.py.02.090164.002051. ISSN  0066-4286.
  2. ^ ab Хоксворт, DL; Кирк, PM; Саттон, BC; Пеглер, DN (1995). Словарь грибов Эйнсворта и Бисби . Уоллингфорд, Великобритания: CAB International.
  3. ^ ab Barnett, HL (1963). «Природа микопаразитизма грибов». Annu. Rev. Microbiol . 17 : 1–14. doi :10.1146/annurev.mi.17.100163.000245.
  4. ^ ab ДЖЕФФРИС, ПИТЕР (1985). «Микопаразитизм в пределах зигомицетов». Ботанический журнал Линнеевского общества . 91 (1–2): 135–150. doi :10.1111/j.1095-8339.1985.tb01140.x. ISSN  0024-4074.
  5. ^ abc Ашраф, Шаббир; Зухаиб, Мохаммад (2013), «Биоразнообразие грибов: потенциальный инструмент в управлении болезнями растений», Управление микробными ресурсами в окружающей среде , Springer Netherlands, стр. 69–90, doi :10.1007/978-94-007-5931-2_4, ISBN 9789400759305
  6. ^ ab HL, Barnett; FL, Binde (1973). «Взаимоотношения грибкового хозяина и паразита». Annual Review of Phytopathology . 11 (1): 273–292. doi :10.1146/annurev.py.11.090173.001421.
  7. ^ ab Ojha, S.; Chatterjee, NC (2011). «Микопаразитизм Trichoderma spp. в биологическом контроле фузариозного увядания томатов». Архивы фитопатологии и защиты растений . 44 (8): 771–782. doi :10.1080/03235400903187444. ISSN  0323-5408. S2CID  86656967.
  8. ^ Чет, И.; Харман, GE; Бейкер, Р. (1981). «Trichoderma hamatum: его гифальные взаимодействия с Rhizoctonia solani и Pythium spp». Microbial Ecology . 7 (1): 29–38. doi :10.1007/bf02010476. ISSN  0095-3628. PMID  24227317. S2CID  35220790.
  9. ^ Барак, Р.; Элад, Й.; Мирельман, Д.; Чет, И. (1985). «Лектины: возможная основа для специфического распознавания при взаимодействии Trichoderma и Sclerotium rolfsii». Фитопатология . 75 (4): 458–462. doi :10.1094/phyto-75-458.
  10. ^ Дружинина, Ирина С.; Зайдль-Зейбот, Верена; Эррера-Эстрелла, Альфредо; Хорвиц, Бенджамин А.; Кенерли, Чарльз М.; Монте, Энрике; Мукерджи, Прасун К.; Цайлингер, Сюзанна; Григорьев, Игорь В. (16 сентября 2011 г.). «Триходерма: геномика оппортунистического успеха» (PDF) . Обзоры природы Микробиология . 9 (10): 749–759. doi : 10.1038/nrmicro2637. ISSN  1740-1526. PMID  21921934. S2CID  11046734.
  11. ^ Карлссон, Магнус; Дурлинг, Микаэль Брандстрём; Чой, Джейёнг; Косаванг, Чатчай; Лакнер, Джеральд; Целепис, Георгиос Д.; Нигрен, Кристина; Дубей, Мукеш К.; Каму, Натали (2015-01-08). «Взгляд на эволюцию микопаразитизма из генома Clonostachys rosea». Genome Biology and Evolution . 7 (2): 465–480. doi :10.1093/gbe/evu292. ISSN  1759-6653. PMC 4350171. PMID 25575496  .  Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  12. ^ Инбар, Якоб; Менендес, Ана; Чет, Илан (1996). «Взаимодействие гиф между Trichoderma harzianum и Sclerotinia sclerotiorum и его роль в биологическом контроле». Soil Biology and Biochemistry . 28 (6): 757–763. doi :10.1016/0038-0717(96)00010-7. ISSN  0038-0717.
  13. ^ Zeilinger, Susanne; Brunner, Kurt; Peterbauer, Clemens K.; Mach, Robert L.; Kubicek, Christian P.; Lorito, Matteo (2003-07-01). "Nag1 N-ацетилглюкозаминидаза Trichoderma atroviride необходима для индукции хитиназы хитином и имеет большое значение для биологического контроля". Current Genetics . 43 (4): 289–295. doi :10.1007/s00294-003-0399-y. ISSN  0172-8083. PMID  12748812. S2CID  22135834.
  14. ^ Троян, Рожерио Фрага; Штейндорф, Андрей Стекка; Рамада, Марсело Энрике Соллер; Арруда, Валькирия; Ульхоа, Сирано Хосе (26 июня 2014 г.). «Исследования микопаразитизма Trichoderma harzianum против Sclerotinia sclerotiorum: оценка антагонизма и экспрессии генов ферментов, разрушающих клеточную стенку». Письма о биотехнологиях . 36 (10): 2095–2101. дои : 10.1007/s10529-014-1583-5. ISSN  0141-5492. PMID  24966041. S2CID  254278907.
  15. ^ Го, Йит Кхенг; Вуянович, Владимир (2010). «Биотрофные микопаразитарные взаимодействия между Sphaerodes mycoparasitica и фитопатогенными видами Fusarium». Biocontrol Science and Technology . 20 (9): 891–902. doi :10.1080/09583157.2010.489147. ISSN  0958-3157. S2CID  85250682.
  16. ^ Карлссон, Магнус; Дурлинг, Микаэль Брандстрём; Чой, Джейёнг; Косаванг, Чатчай; Лакнер, Джеральд; Целепис, Георгиос Д.; Нигрен, Кристина; Дубей, Мукеш К.; Каму, Натали (2015-01-08). «Взгляд на эволюцию микопаразитизма из генома Clonostachys rosea». Genome Biology and Evolution . 7 (2): 465–480. doi :10.1093/gbe/evu292. ISSN  1759-6653. PMC 4350171. PMID 25575496  . 
  17. ^ Малик, Абдул; Громанн, Элизабет; Алвес, Мадалена, ред. (2013). Управление микробными ресурсами в окружающей среде . doi :10.1007/978-94-007-5931-2. ISBN 978-94-007-5930-5. S2CID  7596550.
  18. ^ Howell, CR (2003). «Механизмы, используемые видами Trichoderma в биологическом контроле заболеваний растений: история и эволюция современных концепций». Plant Disease . 87 (1): 4–10. doi :10.1094/pdis.2003.87.1.4. ISSN  0191-2917. PMID  30812698. S2CID  44803233.
  19. ^ Винале, Франческо; Сиваситхампарам, Кришнапиллай; Гисалберти, Эмилио Л.; Марра, Роберта; Ву, Шеридан Л.; Лорито, Маттео (2008). «Взаимодействие триходермы, растения и патогена». Биология и биохимия почвы . 40 (1): 1–10. doi :10.1016/j.soilbio.2007.07.002. ISSN  0038-0717.