NEOCALLIMASTIGOMYCOTA: ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI, DINH DƯỠNG - SINH HỌC - 2026

Neocallimastigomycotas là một bộ phận của nấm nội cộng sinh bắt buộc trong đường tiêu hóa của động vật có vú ăn cỏ nhai lại và không nhai lại, cũng như bò sát ăn cỏ. Chúng có thể là đơn bào hoặc đa bào và có bào tử trùng roi (bào tử động vật).

Cho đến gần đây, chúng được coi là một đơn hàng trong ngành Chytridiomicota, nhưng vào năm 2007, nhóm này đã được nâng lên thành phân loại ngành. Hiện nó được chia thành 8 chi và khoảng 20 loài đã được mô tả.

Phần mô học của nhú dạ cỏ cừu. 1) Tế bào giác mạc loại C. 2) Tế bào hạt. 3) Tế bào đáy. 4) Tế bào đáy. 5) Trang tính riêng. 6) Các cơ quan có nhú. 7) Tiểu động mạch trung tâm Người dùng: Uwe Gille, từ Wikimedia Commons

Các loài Neocallimastigomycotas phát triển trong điều kiện yếm khí mà chúng có các bào quan chuyên biệt gọi là hydrogensomes. Các bào quan này thực hiện các chức năng tương tự như ti thể ở các sinh vật sống trong điều kiện hiếu khí.

Trong vòng đời của chúng, chúng tạo thành bào tử động vật bám vào vật liệu thực vật. Sau đó những viên đá này và nảy mầm. Khi chúng phát triển, chúng hình thành các túi bào tử sẽ làm phát sinh các bào tử động vật mới.

Nhóm nấm này đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái phức tạp của hệ tiêu hóa của động vật ăn cỏ. Ngoài ra, chúng còn tạo ra các enzym hữu ích tiềm năng trong công nghệ sinh học đã được sử dụng làm chất tiêu hóa trong công thức thức ăn cho động vật.

Đặc điểm chung

Neocallimastigomycotas là những sinh vật nội cộng sinh bắt buộc, nghĩa là chúng không được tìm thấy trong cuộc sống tự do, nhưng luôn gắn liền với đường tiêu hóa của động vật ăn cỏ. Chúng là nấm đơn bào, có thành tế bào.

Chúng tạo ra các thalli sinh dưỡng phát triển các túi bào tử, từ đó bắt nguồn các bào tử động vật có một hoặc nhiều roi. Những bào tử động vật nằm trong dạ cỏ của động vật ăn cỏ ban đầu được phân loại là động vật nguyên sinh.

Các bào tử động vật được coi là đơn trùng khi 90% số bào tử có một roi và 10% còn lại có từ hai đến bốn roi. Các nhóm đa trùng roi có các bào tử động vật với hơn 4 roi, và ở một số loài đã quan sát thấy có tới 17 roi.

Những kẻ săn mồi đã biết của Neocallimastigomycotas, chẳng hạn như động vật nguyên sinh, tấn công động vật ăn thịt và tạo ra các enzym làm suy giảm thành tế bào của nấm.

Trao đổi chất và tác động sinh học

Một số cách thích nghi thú vị mà những loại nấm này có là chúng phát triển trong môi trường yếm khí. Chúng không có ty thể, tế bào và một số đặc điểm sinh hóa điển hình của chu trình phosphoryl hóa oxy hóa.

Thay vào đó, chúng có các bào quan chuyên biệt tương tự như ty thể được gọi là hydrogensomes, sản xuất năng lượng tế bào từ quá trình chuyển hóa glucose mà không cần oxy.

Hydrogenase chứa trong các hydrogensomes tạo ra hydro, CO2, formate và acetate, là chất thải chuyển hóa. Những hợp chất này, cùng với lactate và ethanol, là sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men.

Chúng được tạo ra từ sự phân hủy và lên men kỵ khí của nấm polysaccharid của thành tế bào thực vật.

Ứng dụng công nghệ sinh học

Khả năng phân hủy sợi thực vật của Neocallimastigomycota chỉ định cho chúng một vai trò sinh học liên quan trong dinh dưỡng của nhiều loài động vật ăn cỏ, chủ yếu là động vật nhai lại.

Theo ý nghĩa này, việc bổ sung các chất bổ sung nấm kỵ khí vào chế độ ăn đã được thử nghiệm và cho kết quả rất tốt.

Đối với động vật ăn cỏ không nhai lại, chẳng hạn như gà, việc cung cấp nấm không hiệu quả. Điều này có thể do không có khả năng tồn tại trong đường tiêu hóa của những loại động vật này.

Tuy nhiên, việc bổ sung các enzym do Neocallimastigomycotas sản xuất trực tiếp vào thực phẩm bổ sung đã thành công.

Khả năng sinh hóa của Neocallimastigomycotas cũng làm cho chúng có khả năng hữu ích trong công nghệ sinh học để chuyển đổi lignocellulose thành các sản phẩm năng lượng sinh học.

Phát sinh loài và phân loại học

Neocallimastigomycotas ban đầu được phân loại là Chytridiomicotas. Sau đó, có tính đến các đặc điểm hình thái, sinh thái và siêu cấu trúc, chúng được xếp hạng cạnh.

Khoảng 8 chi và 20 loài Neocallimastigomycotas đã được biết đến, mặc dù nhiều dòng phân lập vẫn chưa được phân loại.

Giới tính

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces và Piromyces, có dạng thân hình thoi phân nhánh dạng sợi với túi bào tử. Ở Anaeromyces, loài thallus là đa tâm (nhiều túi bào tử) với các bào tử động vật đơn roi.

Neocallimastix là đơn tâm (một túi bào tử đơn) với các bào tử động vật đa phúc. Orpinomyces có bào tử trùng đa tâm và đa trùng roi. Piromyces có thallus đơn trung tâm với các bào tử động vật đơn bào.

Hai chi có thalli bao gồm các tế bào sinh dưỡng củ (sợi củ) và túi bào tử: Caecomyces và Cyllamyces.

Chúng khác nhau vì Caecomyces có một hoặc rất ít túi bào tử, phát triển trực tiếp trên tế bào củ hoặc ở phần cuối của túi bào tử đơn giản. Cyllamyces tạo ra nhiều túi bào tử trên các túi bào tử phân nhánh.

Hai chi mới được đề xuất (Oontomyces và Buwchfawromyces) dựa trên thông tin phân tử.

Dinh dưỡng

Những loại nấm này làm phân hủy cellulose và hemicellulose có trong tế bào thực vật bị tiêu thụ bởi các động vật ăn cỏ ký sinh chúng.

Chúng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa của những loài này do sản xuất ra các enzym phân giải xenlulo, hemicellulolytic, glycolytic và protein phân hủy các mô thực vật.

Môi trường sống

Neocallimastigomycota không sống tự do. Chúng nằm trong môi trường yếm khí của dạ cỏ, chân sau và phân của động vật ăn cỏ nhai lại hoặc không nhai lại.

Các loài ký chủ

Chúng có thể được tìm thấy chủ yếu ở động vật có vú nhai lại, cả thuần hóa (cừu, dê, bò và ngựa) và hoang dã (yak, ngựa vằn, hươu cao cổ, linh dương, khỉ, voi, tê giác, hà mã, bò rừng, lạc đà không bướu, chuột túi trong số những loài khác). Chúng cũng sống ở các loài bò sát ăn cỏ, chẳng hạn như kỳ nhông xanh.

Sinh sản

Thuộc địa hóa nguyên liệu thực vật

Nguyên liệu thực vật đi vào dạ cỏ được thực vật xâm nhập bởi các bào tử trùng roi được thải ra từ túi bào tử.

Các bào tử động vật liên kết với nguyên liệu thực vật được định hướng về mặt hóa học (theo tín hiệu hóa học của đường do mảnh vụn thực vật tiết ra). Sau đó, chúng rụng lông roi và bao lông.

Nảy mầm và thâm nhập mô

Sự nảy mầm xảy ra thông qua việc phát ra một ống mầm từ đầu đối diện đến nơi có trùng roi.

Sự phát triển của nang là khác nhau ở các loài đơn tâm và đa tâm. Ở các loài đơn tâm, nhân vẫn còn trong nang và tạo ra các hạt nhân (không có nhân). U nang phát triển và tạo thành một túi bào tử duy nhất (phát triển nội sinh).

Ở các loài đa tâm, các rhizoid có nhân được tạo ra tạo ra một số túi bào tử (phát triển ngoại sinh).

Các nang sản sinh ra các thân rễ phát triển và xâm nhập sâu vào các mô thực vật. Các enzym này tiết ra để tiêu hóa mô thực vật và thu được các chất dinh dưỡng cần thiết để tạo ra các túi bào tử.

Khi bào tử trưởng thành, nó giải phóng tới 80 bào tử động vật. Nấm chủ yếu cư trú trong các mô mạch của thực vật và chế độ ăn càng nhiều xơ thì quần thể nấm càng lớn.

Người ta coi Neocallimastigomycotas lây nhiễm sang động vật chủ qua đường không khí, qua các cấu trúc kháng thuốc.

Người giới thiệu

1. Bauchop T. (1981). Các loại nấm kỵ khí trong phân hủy chất xơ dạ cỏ. Nông nghiệp và Môi trường 6 (2-3): 339–348.
2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt và G Beakes. (2010). Nấm kỵ khí: Neocallimastigomycota. Nấm IMA 1 (2): 181–185.
3. Gruninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister và MS Elshahed. (2014) Nấm kỵ khí (phylum Neocallimastigomycota): những tiến bộ trong việc tìm hiểu phân loại, vòng đời, sinh thái, vai trò và tiềm năng công nghệ sinh học của chúng. FEMS Microbiol Ecol 90: 1–17.
4. Liggenstoffer AS, NH Youssef, MB Couger và MS Elshahed. (2010). Sự đa dạng phát sinh loài và cấu trúc quần xã của nấm ruột kỵ khí (phylum Neocallimastigomycota) ở động vật ăn cỏ nhai lại và không nhai lại. Tạp chí ISME 1–11.
5. Powell MJ và PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota và Neocallimastigomycota. Chương 6: 141-175. Trong: DJ McLaughlin và JW Spatafora (Eds . ) Systematics and Evolution, Phiên bản ^{thứ 2} The Mycota VII Part A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 p.
6. Wang X, X Liu và JZ Groenewald. (2016). Phát sinh loài của nấm kỵ khí (phylum Neocallimastigomycota), với sự đóng góp của yak ở Trung Quốc. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87–103.