OOMYCETES: ĐẶC ĐIỂM, VÒNG ĐỜI, DINH DƯỠNG, SINH SẢN - SINH HỌC - 2026

Các oomycetes hoặc khuôn dưới nước (Oomycetes hoặc Oomycota) là một nhóm sinh vật truyền thống phân loại trong số các loại nấm. Trong số các đặc điểm chung của cả hai nhóm sinh vật (nấm và oomycetes) là kiểu sinh trưởng, hình thức dinh dưỡng và việc sử dụng bào tử trong quá trình sinh sản. Tuy nhiên, các nghiên cứu phân tử đã chỉ ra rằng oomycetes không liên quan đến nấm thực sự.

Một số loài là ký sinh của thực vật, là một trong những tác nhân gây bệnh tàn phá cây trồng nhiều nhất. Các loại bệnh do chúng gây ra là bệnh cháy lá, thối rễ, cháy lá và sương mai.

Phytophthora infestans. Nảy mầm trực tiếp một bào tử bằng ống mầm. Chụp ảnh bởi HD Thurston. Lấy và chỉnh sửa từ apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

Nạn đói lớn, hay Nạn đói khoai tây Ailen, do một loài oomycete tên là Phytophthora infestans gây ra. Mầm bệnh đã quét sạch các cây khoai tây ở Ireland vào những năm 1840.

Vào thời điểm đó, khoảng một nửa dân số phụ thuộc hoàn toàn vào cây trồng này để sinh tồn. Vụ mùa mất trắng khiến gần một triệu người chết đói và một số tương tự phải chạy trốn khỏi hòn đảo để tìm kiếm điều kiện sống tốt hơn.

nét đặc trưng

Oomycetes là một nhóm sinh vật, chủ yếu là thủy sinh, có thành tế bào bao gồm ß-glucans, proline và cellulose. Vòng đời của nó chủ yếu là thể lưỡng bội.

Các sợi nấm là đa nhân hoặc hệ số và asept. Các sợi nấm tạo ra vách ngăn chỉ để tách rời khỏi các cấu trúc sinh sản.

Sinh sản vô tính là nhờ các bào tử lưỡng sinh (bào tử động vật) được tạo ra trong túi động vật. Sinh sản hữu tính là mang tính đặc biệt và xảy ra bằng cách tiêm trực tiếp nhân đực (= tinh trùng) của antheridium vào trứng chứa trong noãn.

Kích thước bộ gen điển hình của oomycetes là 50 đến 250 Megabases (Mb), rất lớn so với của nấm, là 10 đến 40 Mb.

Phân loại học

Theo truyền thống, oomycetes được phân loại trong vương quốc của nấm (Fungi). Tuy nhiên, các nghiên cứu phân tử và sinh hóa đã khiến chúng được chuyển đến Vương quốc Protista. Chúng thuộc loài Heterokontophyta, Lớp Oomycota. Lớp có 15 đơn đặt hàng cho đến nay.

Vòng đời

Trong giai đoạn dịch bệnh, các tế bào trứng được phát tán nhờ gió hoặc nước, bằng các túi bào tử vô tính. Các túi bào tử này có thể nảy mầm trực tiếp, tạo thành các sợi nấm xâm lấn.

Sự nảy mầm của bào tử cũng có thể gián tiếp, giải phóng các bào tử động vật di động. Động vật bào tử bị thu hút bởi bề mặt của vật chủ tương lai. Ở một số loài, sự nảy mầm trực tiếp hay gián tiếp của túi bào tử sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.

Khi nảy mầm, các túi bào tử và động bào tử tạo thành các ống mầm, các ống mầm này sẽ lây nhiễm thông qua việc hình thành các cơ quan xâm nhập và các cấu trúc xâm nhập.

Sau khi xâm nhập, sợi nấm sẽ phát triển cả nội và ngoại bào trong vật chủ. Sau ít nhất 3 ngày phát triển, các sợi nấm có thể hình thành các túi bào tử mới sẽ lây lan để lây nhiễm các sinh vật mới.

Sinh sản hữu tính xảy ra thông qua việc tạo ra các giao tử: oogonia và antheridia. Mỗi cá nhân nói chung tạo ra cả antheridia và oogonia. Ở một số loài, sinh sản phải qua lai (dị bội), ở một số loài khác có thể có tự thụ tinh (đồng đẳng).

Trong giao tử, sự phân chia meiotic xảy ra. Một hoặc nhiều quả cầu được tạo ra trong oogonia. Tinh trùng mang cờ không có trong tế bào trứng. Trong antheridium, nhân đơn bội được hình thành. Antheridium phát triển thành oogonia và tạo thành các ống thụ tinh. Các ống thụ tinh xuyên qua các noãn cầu, chuyển các nhân đơn bội.

Những hạt nhân này thụ tinh cho các noãn bào, tạo ra một bào tử lưỡng bội có vách dày. Bào tử được giải phóng có thể tồn tại trong môi trường một thời gian dài trước khi nảy mầm và tạo ra một sợi nấm sẽ nhanh chóng tạo ra một túi bào tử.

Dinh dưỡng

Nhiều oomycetes là thực vật hoại sinh, một số khác là ký sinh. Một số loài kết hợp cả hai lối sống. Các loài ký sinh đã thích nghi để ký sinh vào các nhóm sinh vật khác nhau, chẳng hạn như thực vật, tuyến trùng, động vật có xương sống và giáp xác.

Các sinh vật hoại sinh thực hiện quá trình tiêu hóa thức ăn từ bên ngoài, tiết ra các enzym và sau đó hấp thụ các phân tử hòa tan từ quá trình tiêu hóa.

Oomycetes ký sinh có thể là tự dưỡng, dị dưỡng, hoặc hoại sinh. Các loài sinh vật tự dưỡng lấy chất dinh dưỡng từ các mô sống nhờ một sợi nấm chuyên biệt được gọi là ngăn chứa.

Hemibiotrophs đầu tiên ăn mô sống và giết vật chủ của chúng ở giai đoạn sau. Sinh vật dị dưỡng tiết ra chất độc và enzym tiêu diệt tế bào vật chủ và sau đó lấy chất dinh dưỡng từ chúng.

Sinh sản

Vô tính

Oomycetes sinh sản vô tính bằng các túi bào tử. Bào tử tạo thành bào tử lưỡng sinh gọi là bào tử động vật. Trong tế bào trứng có thể có hai loại bào tử là sơ cấp và thứ cấp.

Các cuộc bầu cử sơ bộ có các trùng roi được chèn ở đỉnh. Các bào tử động vật thứ cấp, có hình dạng biến đổi, có các trùng roi cắm vào bên. Trong một số trường hợp, túi bào tử không tạo thành bào tử mà nảy mầm trực tiếp. Đây được coi là sự thích nghi với cuộc sống trên cạn.

Tình dục

Sinh sản hữu tính xảy ra thông qua oogamy. Sự sản sinh giao tử giới tính xảy ra ở thể giao tử. Giao tử cái, hay oogonium, nói chung là lớn và bằng cách meiosis, sẽ tạo ra một số noãn. Con đực, hay antheridium, sẽ tạo ra nhân đơn bội.

Antheridium sẽ phát triển về phía oogonium và sẽ giới thiệu, thông qua các ống thụ tinh, các nhân đơn bội vào oogonium. Cách antheridium gắn vào oogonium có thể khác nhau.

Trong một số trường hợp, antheridium liên kết với oogonium theo bên, được gọi là paragyne. Ở những người khác, gamentagium đực bao quanh phần gốc của oogonium (amphiginum). Sự kết hợp giữa nhân đơn bội đực với nhân của noãn sinh để tạo ra noãn lưỡng bội xảy ra trong oogonium.

Bệnh tật

Trong thực vật

Một số bệnh được biết đến nhiều nhất do oomycetes trên thực vật bao gồm bệnh mốc sương ở khoai tây, bệnh sương mai nho, cây sồi chết đột ngột, bệnh thối rễ và thân cây đậu tương.

Trong quá trình lây nhiễm, những mầm bệnh này đạt được sự xâm chiếm của vật chủ, điều chỉnh khả năng phòng vệ của thực vật thông qua một loạt các protein tác động gây bệnh.

Các hiệu ứng này được phân loại thành hai lớp dựa trên các vị trí mục tiêu của chúng. Các tác nhân gây apoplastic được tiết vào không gian ngoại bào của cây. Mặt khác, tế bào chất được đưa vào tế bào thực vật thông qua khoang chứa của tế bào trứng.

Chi Phytopthora bao gồm thực vật tự dưỡng (ví dụ P. infestans, P. sojae) và thực vật tự dưỡng (ví dụ P. cinnamomi) thực vật tự dưỡng. Các loài thuộc giống này đã có tác động nghiêm trọng đến nông nghiệp,

Phytophora infestans, nguyên nhân gây ra bệnh mốc sương ở khoai tây và gây ra nạn đói lớn những năm 1940, có thể lây nhiễm sang nhiều loài thực vật khác ngoài khoai tây, chẳng hạn như cà chua và đậu nành. Loài này có thể lây nhiễm sang toàn bộ cây, củ, rễ hoặc lá dẫn đến cây chết.

Về phần mình, Phytophthora ramorum tạo ra bệnh nhiễm trùng gọi là cây sồi chết đột ngột, ảnh hưởng đến những cây này và các cây khác và cây bụi gây chết nhanh chóng.

Các phytopathogens khác

Plasmopara viticola, nguyên nhân gây ra bệnh sương mai trên cây nho, đã được du nhập từ Bắc Mỹ đến châu Âu vào cuối thế kỷ 19. Nó được đặc trưng bởi các tán lá và cụm tấn công.

Triệu chứng trên lá là vết bệnh màu vàng có mép mờ, đường kính từ 1 đến 3 cm. Khi bệnh tiến triển, nó có thể gây hoại tử lá và thậm chí làm rụng lá hoàn toàn cây.

Plasmopara vitícola. Gây ra bệnh sương mai trên cây nho. Được lấy và chỉnh sửa từ https://www.biolib.cz/en/image/id67152/

Aphanomyces euteiches gây thối rễ ở nhiều loại cây họ đậu. Nó được coi là mầm bệnh làm hạn chế nhiều nhất năng suất của cây đậu ở một số nơi trên thế giới. Các loài khác của chi này ảnh hưởng đến động vật, cả môi trường sống trên cạn và dưới nước.

Ở động vật

Aphanomyces astaci là một loại ký sinh trùng đặc hiệu của tôm càng xanh, có khả năng gây bệnh cao cho các loài châu Âu. Nó đã gây ra sự biến mất của một phần lớn các quần thể động vật giáp xác thuộc họ Astacidae ở châu Âu.

Các bào tử động vật Oomycete bị thu hút bởi các tín hiệu hóa học từ động vật giáp xác và túi bọc trên lớp biểu bì của cua. Các nang này nảy mầm và tạo ra một sợi nấm phát triển nhanh chóng trong lớp biểu bì, cho đến khi nó đến khoang bên trong cơ thể. Sau khi đạt đến các mô bên trong, giáp xác chết trong vòng 6 đến 10 ngày.

Các thành viên của chi aprolegnia gây ra một nhóm bệnh gọi là saprolegniosis tấn công cá hoặc trứng của chúng. Trong đó, bệnh hoại tử da lở loét là một trong những bệnh quan trọng ảnh hưởng đến các loài salmonid. Căn bệnh này ảnh hưởng lớn đến quần thể cá hồi ở các con sông ở Anh vào cuối thế kỷ 19.

Saprolegnioses được đặc trưng bởi những đốm màu trắng hoặc xám của sợi nấm dạng sợi trên cá. Nhiễm trùng bắt đầu ở mô biểu bì và có thể lan vào trong.

Nó cũng có thể ký sinh trong trứng và thường có thể nhìn thấy dưới dạng một khối trắng bông trên bề mặt trứng hoặc cá trong bể cá cảnh. Gần đây, s aprolegnia ferax có liên quan đến sự suy giảm quần thể lưỡng cư.

Bệnh Pythiosis là một bệnh do trùng roi Pythium insidiosum gây ra. Bệnh này được đặc trưng bởi các tổn thương dạng u hạt trên da, đường tiêu hóa hoặc ở các cơ quan khác nhau.

Động bào tử Oomycete phát triển trong các vùng nước tù đọng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới và xâm nhập vào vật chủ qua vết thương trên da. Khi chúng đã đến được vật chủ, các bào tử động vật sẽ bao bọc và xâm nhập vào mô của vật chủ. Nó ảnh hưởng đến ngựa, mèo, chó và đôi khi cả con người.

Người giới thiệu

1. GW Beakes, S. Sekimoto (2009). Sự phát sinh loài tiến hóa của oomycetes-những hiểu biết thu được từ các nghiên cứu về ký sinh trùng ba chiều của tảo và động vật không xương sống. Trong: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Di truyền học và bộ gen Oomycete: sự đa dạng, tương tác và công cụ nghiên cứu. John Wiley & Sons, Inc.
2. HS Judelson (2009) Sinh sản hữu tính ở động vật thân mềm: đặc điểm sinh học, sự đa dạng và những đóng góp vào khả năng sinh sản. Trong: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycetegenetics và genomics: sự đa dạng, tương tác và các công cụ nghiên cứu. John Wiley & Sons, Inc.
3. S. Kamoun (2003). Di truyền phân tử của Oomycetes gây bệnh. Tế bào nhân chuẩn.
4. J. Makkonen (2013). Tác nhân gây bệnh dịch hạch cho tôm càng Aphanomyces astaci. Sự đa dạng về gen và sự thích nghi với loài vật chủ. Các ấn phẩm của Đại học Đông Phần Lan. Luận án Lâm nghiệp và Khoa học Tự nhiên Số 105
5. S.-K. Oh, S.Kamoun, D. Choi. (2010). Hiệu ứng Oomycetes RXLR có chức năng vừa là chất kích hoạt vừa là chất ức chế miễn dịch thực vật. Tạp chí Bệnh học Thực vật.
6. B. Paula, MM Steciow (2004). Saprolegnia multispora, một loài oomycete mới được phân lập từ các mẫu nước lấy ở một con sông ở vùng Burgundian của Pháp. Các chữ cái về vi sinh của FEMS.