Allomyces macrogynus es una especie de hongo de la familia Blastocladiaceae . Fue descrito porprimera vez por el micólogo Ralph Emerson en 1941 como una variedad de Allomyces javanicus , [2] y más tarde se le otorgó un estatus de especie distinta en 1954. [3] Su genoma ha sido secuenciado por el Broad Institute . [4]
Allomyces macrogynus | |
---|---|
clasificación cientifica | |
Reino: | |
División: | |
Clase: | |
Pedido: | |
Familia: | |
Género: | |
Especies: | A. macrogynus |
Nombre binomial | |
Allomyces macrogynus ( R.Emers. ) R.Emers. Y CMWilson (1954) | |
Sinónimos [1] | |
|
Estudios del genoma
El genoma de Allomyces macrogynus ha sido secuenciado [2] y esto hace que sea deseable revisar un organismo de estructura interesante y que responda a los cambios ambientales de formas fácilmente observables. En Seattle 1969, en una reunión informal de Emerson, Machlis, Olson, Seale y Youatt, Youatt acordó estudiar los aspectos químicos del hongo para que cuando se conociera el genoma, la actividad genética pudiera estar relacionada con lo que gobernaban los genes .
Crecimiento normal
Las características de Allomyces macrogynus definidas por Emerson [3] y Emerson y Wilson [1] fueron de interés inmediato para la investigación y la enseñanza porque el organismo tenía estructuras tan claras e interesantes. El crecimiento vegetativo mostró la formación de rizoides , hifas y ramificaciones y luego en los cultivos diploides dos tipos de cuerpos fructíferos , zoosporangios ZS que reproducían los organismos diploides y esporangios RS en reposo o resistentes que conducían al organismo haploide. Luego, en las hifas haploides, se produjeron gametangia con gametangia macho terminal pequeño que contenía caroteno y gametangia hembra más grande debajo.
Olson revisó estudios hasta 1984 que incluían quimiotaxis de gametos masculinos a gametos femeninos, la identificación de la hormona sirenina, estudios de la química de las paredes y tapones de descarga y métodos para demostraciones en el aula. Su monografía completa también compara Allomyces con otros hongos en detalle. [5]
El organismo que vive en las acequias tropicales tiene una serie de mecanismos de supervivencia que pueden estudiarse en el laboratorio. Estos incluyen la quimiotaxis de zoosporas a aminoácidos, especialmente leucina y lisina [6] y algunos péptidos y oxígeno, [7] y un miniciclo donde una espora germinada, privada de nutrientes, puede producir otra zoospora para pasar a mejores condiciones. [8] Allomyces macrogynus también muestra quimiotropismo en los organismos hifales en crecimiento por los cuales los rizoides pueden crecer hacia fuentes de aminoácidos [9] y las hifas para un mejor suministro de oxígeno. [10] Los organismos diploides pueden producir zoosporangios ZS cuando las condiciones son buenas y los esporangios resistentes o en reposo RS cuando son desfavorables. [11] El RS puede sobrevivir a la desecación durante años.
Metodología
El estudio requiere cultivo sincrónico en medios definidos. [11] Allomyces macrogynus se cultiva comúnmente en medios con hidrolizado de caseína y extractos de levadura como fuente de nitrógeno y factores de crecimiento, pero se puede cultivar en una variedad de medios químicamente definidos. El más simple de ellos tenía sal de amonio como única fuente de nitrógeno. [11] Los medios definidos permiten la selección de ZS o RS en plantas diploides y gametangia masculina o femenina en plantas haploides, siendo el factor principal la relación entre aminoácidos y glucosa.
La interpretación de los resultados siempre es más fácil si los organismos se cultivan en medios químicamente definidos y los medios podrían ser muy simples, como se esperaría para un organismo saprofito aislado por primera vez del agua de una acequia. [11] En este contexto, vale la pena señalar que, aunque la metionina se suministra en todos los medios de cultivo, los organismos pueden sintetizar metionina y en su entorno natural probablemente utilizan sulfuro disponible en baja concentración. [12] Se requiere metionina para la ramificación y, si se agrega justo antes de la ramificación de un cultivo en crecimiento, se pueden usar sulfuro de hidrógeno , cisteína y homocisteína . [13]
Los métodos basados en la mezcla de vórtices y el choque osmótico provocan la muerte de muchas esporas. También se puede utilizar hidrolizado de caseína CH o mezclas de leucina y lisina . [6] Los péptidos pequeños en CH hidrolizado también fueron efectivos. [7]
El hidrolizado de caseína CH fue bueno para producir una germinación sincrónica. Las zoosporas se enquistaron y adhirieron al recipiente de vidrio sin agitar y el CH se pudo eliminar y reemplazar con medio definido. A medida que comenzó el desarrollo de la pared, los organismos se desprendieron del vidrio y, con la agitación adecuada, crecieron como suspensiones de organismos individuales, ideales para la observación. [14] Con nuevas formas de producir RS, ahora se podrían cultivar cultivos sincrónicos de organismos haploides de la misma manera a partir de RS maduros producidos selectivamente. [15] Para la inducción químicamente definida de la germinación, las mezclas de leucina y lisina o fenilpiruvato fueron los mejores de muchos compuestos probados.
Crecimiento y ciclos celulares
Las hifas de crecimiento sincrónico mostraron desarrollo en la punta de la hifa en G1 del ciclo de crecimiento y ensanchamiento en la base en G2. [16] Este estudio utilizó fotografías de lapso de tiempo porque el patrón alterno parecía inusual. Sin embargo, desde las primeras descripciones de la germinación de esporas se observó el mismo patrón. [3] Después de que emergieron los rizoides , los quistes se desarrollaron primero en un ángulo de 180 ° con respecto a los rizoides, pero luego se ensancharon en la base para dar las típicas hifas tubulares.
Oxígeno
Las variaciones en el ángulo de emergencia de las hifas se relacionaron con los gradientes de oxígeno. Se observó una desviación adicional del crecimiento apical si los organismos hifales, que crecían en la superficie de los medios sólidos, se cubrían con un portaobjetos de microscopio para crear un gradiente de oxígeno. La respuesta de hifas involucró el crecimiento hacia el oxígeno de hifas delgadas no ramificadas que, cuando alcanzaron un acceso abierto al aire, se ensancharon hacia la base de las hifas para dar hifas de diámetro normal. [17]
Corrientes de iones y crecimiento de hifas
La germinación sincrónica y el quimiotropismo del oxígeno se utilizaron para orientar los organismos en crecimiento de manera adecuada para las mediciones con un electrodo de sonda vibrante delicado para medir las corrientes a lo largo de las hifas durante el crecimiento hacia atrás y hacia adelante [18] y también para identificar los iones involucrados. [9] El último estudio también mostró efectos de crecimiento en voltajes aplicados y quimiotropismo de los rizoides al hidrolizado de caseína. Los iones que salían de la punta de las hifas eran protones, lo que confirmó las observaciones de Turian sobre la acidificación de las puntas de las hifas. [19]
Calcio
En los experimentos con oxígeno y desarrollo de hifas no hubo necesidad de calcio ni inhibición por EGTA. [18] En el momento de estos estudios, muchos micólogos pensaban que el calcio desempeñaba un papel en la morfología de los hongos y no estaban dispuestos a creer que el etiquetado de agentes como el quelante EGTA y el ionóforo A23187 podría haberse dicho incorrectamente como específico del calcio en muchos estudios. De hecho, todavía no está claro cómo ocurrió el error porque las constantes de estabilidad para EGTA quelado con Fe, Zn y Mn se habían publicado [20] antes de cualquier afirmación de especificidad para Ca. Los cálculos de la disponibilidad de iones libres de cationes divalentes esenciales como Fe y Zn mostraron que los experimentos con EGTA se explicaron mejor por haber causado deficiencias en estos iones esenciales. [21] La demostración clásica de los requisitos para los metales traza requiere una limpieza cuidadosa de todo el material de vidrio o platos de plástico y el uso de agua destilada muy pura y productos químicos de grado AR. Mediante este método, se demostró que las especies de A. macrogynus y Achlya requieren Fe y Zn pero no Ca. [22] El suministro tradicional de sales de calcio a los cultivos de hongos puede haber satisfecho la necesidad de oligoelementos, ya que incluso las sales de calcio AR siempre contienen otros cationes divalentes.
Referencias
- ^ a b "Sinonimia de especies GSD: Allomyces macrogynus (R. Emers.) R. Emers. & CM Wilson" . Especie Fungorum. CAB International . Consultado el 28 de marzo de 2014 .
- ^ a b Emerson R. (1941). "Un estudio experimental de los ciclos de vida y taxonomía de Allomyces ". Lloydia . 4 : 77-144 (vea la pág. 135).
- ^ a b c Emerson R, Wilson CM. (1954). "Híbridos interespecíficos y la citogenética y citotaxonomía de Euallomyces" . Micología . 46 (4): 393–434.
- ^ "Orígenes de la multicelularidad" .
- ^ Olson LW 1984 Allomyces un hongo diferente Opera Botanica 73, 1-96
- ^ a b Machlis L. 1969 Quimiotaxis de zoopsore en el molde de agua Allomyces Physiologia Plantarum 22126139
- ^ a b Youatt J. 1991 Inducción de la germinación de esporas de Allomyces macrogynus por pequeños péptidos. Investigación micológica 95, 1261-1263y
- ^ Youatt, J. 1976 Formación de esporangios en Allomyces durante todo el ciclo de crecimiento. Trans. Br. Mycol. Soc. 67159-161
- ^ a b > De Silva, Lionel R .; Youatt, Jean; Buen día, Graham W .; Gow, Neil AR (1992). "Las corrientes iónicas dirigidas hacia el interior de Allomyces macrogynus y otros moldes de agua indican sitios de transporte de nutrientes impulsado por protones, pero son incidentales al crecimiento de la punta". Investigación Micológica . 96 (11): 925–931. doi : 10.1016 / S0953-7562 (09) 80591-1 .
- ^ Youatt J 1986 Oxígeno y cambios morfológicos en Allomyces macrogynus Aust. J. Biol. Carolina del Sur. 39 233 - 240
- ^ a b c d Youatt, J. 1982 Desarrollo selectivo de esporangios resistentes en cultivos en crecimiento de Allomyces macrogynus y A. arbuscula. Aust. J. Biol. Carolina del Sur. 35 3-342
- ^ Youatt, J. 1986 Evidencia de biosíntesis de metionina en Allomyces macrogynus. Trans. Br. Mycol. Soc. 86, 653 - 655.
- ^ Síntesis de ADN de Youatt J 1985 en relación con la ramificación de hifas y la composición de la pared en Allomyces macrogynus Aust. J. Biol. Carolina del Sur. 38 67-72.
- ^ Youatt J. 1988 Ciclos de duplicación en un hongo no septado, Allomyces macrogynus. Aust. J. Bot. 36 315-319
- ^ Youatt J 1991 Maduración de la meiosporangia de Allomyces macrogynus. Mycol. Res. 95 495-498
- ^ Cleary A, Youatt J y O'Brien TP. 1986 Emergencia de hifas y excrecencia de Allomyces macrogynus en cultivos aireados. Aust. J. Biol. Carolina del Sur. 39 241 - 254.
- ^ Youatt J. 1986 Oxígeno y cambio morfológico en Allomyces macrogynus. Aust. J. Biol. Carolina del Sur. 39 233 - 240
- ^ a b Youatt, J .; Gow, NAR ; Gooday, GW (1988). "Aspectos bioeléctricos y biosintéticos de la polaridad celular en Allomyces macrogynus". Protoplasma . 146 (2-3): 118-126. doi : 10.1007 / BF01405920 .
- ^ Turian G, Geissler, CL y Ton-That, TC 1985 Exclusión ribosomal de la zona de punta más ácida de hifas fúngicas Microbios Letters 30 19-22
- ^ Holloway, JH y Reilly, CN 1960 Constantes de estabilidad de quelatos metálicos de ligandos de amino policarboxilato Anal. Chem. 32, 249.
- ^ Youatt J y McKinnon I 1991 Manganeso (Mn2) revierte la inhibición del crecimiento de hongos por EGTA. Microbios 74 77-92
- ^ Youatt J 1994 La toxicidad de los complejos de quelatos metálicos de EGTA excluye el uso de medios tamponados con EGTA para los hongos Allomyces y Achlya. Microbios 79171-185
enlaces externos
- Allomyces macrogynus en Index Fungorum