Neocallimastigomycota: karakteristik, taksonomi, nutrisi

Neocallimastigomycota: karakteristik, taksonomi, nutrisi

Neocallimastigomycotas adalah divisi dari jamur endosimbiotik obligat di saluran pencernaan mamalia herbivora ruminansia dan non-ruminansia, serta reptil herbivora. Mereka bisa uniseluler atau multiseluler dan memiliki spora flagellata (zoospora).

Sampai saat ini mereka dianggap sebagai ordo dalam filum Chytridiomicota, tetapi pada tahun 2007 kelompok tersebut diangkat ke dalam kategori filum. Saat ini dibagi menjadi 8 genera dan sekitar 20 spesies telah dideskripsikan.

Bagian histologis dari papila rumen domba. 1) Sel kornea tipe C. 2) Sel granular. 3) Sel parabasal. 4) Sel basal. 5) Lembar sendiri. 6) Badan papiler. 7) Arteri sentral Oleh Pengguna: Uwe Gille [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa / 3.0 /) atau CC BY 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)], dari Wikimedia Commons

Spesies Neocallimastigomycotas berkembang dalam kondisi anaerobik di mana mereka memiliki organel khusus yang disebut hidrogensom. Organel ini memenuhi fungsi yang mirip dengan mitokondria pada organisme yang hidup dalam kondisi aerobik.

Selama siklus hidup mereka, mereka membentuk zoospora yang menempel pada bahan tanaman. Ini kemudian encyst dan berkecambah. Saat mereka berkembang, mereka membentuk sporangia yang akan memunculkan zoospora baru.

Kelompok jamur ini memainkan peran penting dalam ekologi kompleks sistem pencernaan herbivora. Selain itu, mereka menghasilkan enzim yang berpotensi berguna dalam bioteknologi yang telah digunakan sebagai pencernaan dalam formula makanan untuk hewan.

Indeks artikel

Karakteristik umum

Neocallimastigomycotas adalah organisme endosimbiotik obligat, yaitu, mereka tidak ditemukan dalam kehidupan bebas, tetapi selalu terkait dengan saluran pencernaan hewan herbivora. Mereka adalah uni untuk jamur multiseluler, dengan dinding sel.

Mereka menghasilkan thalli vegetatif yang mengembangkan sporangia, dari mana zoospora dengan satu atau lebih flagela berasal. Zoospora ini terletak di rumen herbivora pada awalnya diklasifikasikan sebagai protozoa.

Zoospora dianggap unflagellata ketika 90% spora memiliki satu flagela, dan 10% sisanya memiliki dua hingga empat flagela. Kelompok multiflagellata menyajikan zoospora dengan lebih dari empat flagela, dan pada beberapa spesies hingga 17 flagela telah diamati.

Predator Neocallimastigomycotas yang dikenal, seperti protozoa, menyerang zoospora dan menghasilkan enzim yang mendegradasi dinding sel jamur.

Metabolisme dan dampak biologis

Beberapa adaptasi menarik yang dihadirkan jamur ini adalah bahwa mereka berkembang dalam lingkungan anaerobik. Mereka tidak menyajikan mitokondria, sitokrom dan beberapa karakteristik biokimia khas dari siklus fosforilasi oksidatif.

Sebaliknya, mereka memiliki organel khusus yang mirip dengan mitokondria yang disebut hidrogensom, yang menghasilkan energi seluler dari metabolisme glukosa tanpa membutuhkan oksigen.

Hidrogenase yang terkandung dalam hidrogensom menghasilkan hidrogen, CO2, format dan asetat, sebagai sisa metabolisme. Senyawa ini, bersama dengan laktat dan etanol, adalah produk akhir utama dari fermentasi .

Mereka dihasilkan dari degradasi dan fermentasi jamur anaerobik dari polisakarida dinding sel tanaman.

Kegunaan bioteknologi

Kemampuan Neocallimastigomycota untuk mendegradasi serat tanaman memberikan mereka peran biologis yang relevan dalam nutrisi banyak herbivora, terutama ruminansia.

Dalam hal ini, menambahkan suplemen jamur anaerob ke dalam makanan telah dicoba, dengan hasil yang sangat baik.

Untuk herbivora non-ruminansia, seperti ayam, pasokan jamur tidak efektif. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh ketidakmampuannya untuk bertahan hidup di saluran pencernaan hewan jenis ini.

Namun, telah berhasil secara langsung menambahkan enzim yang dihasilkan oleh Neocallimastigomycotas dalam suplemen makanan mereka.

Kemampuan biokimia Neocallimastigomycotas juga membuatnya berpotensi berguna dalam bioteknologi untuk konversi lignoselulosa menjadi produk bioenergi.

Filogeni dan taksonomi

Neocallimastigomycotas awalnya diklasifikasikan sebagai Chytridiomicotas. Selanjutnya, dengan mempertimbangkan karakter morfologi, ekologi dan ultrastruktur, mereka diberi peringkat tepi.

Sekitar 8 genera dan 20 spesies Neocallimastigomycotas diketahui, meskipun banyak isolat belum diklasifikasikan.

jenis kelamin

Anaeromyces , Neocallimastix , Orpinomyces dan Piromyces , memiliki thallus rhizoidal bercabang bercabang dengan sporangia. Dalam Anaeromyces thallus adalah polisentris (banyak sporangia) dengan zoospora uniflagellata.

Neocallimastix adalah monosentris (sporangium tunggal) dengan zoospora multiflagellata. Orpinomyces memiliki thallus polisentris dan zoospora multiflagelata. Piromyces memiliki thallus monosentris dengan zoospora uniflagellata.

Dua genera hadir thalli terdiri dari sel-sel memegang vegetatif bulat (bulbous miselium) dan sporangia: Caecomyces dan Cyllamyces .

Mereka berbeda karena Caecomyces memiliki satu atau sangat sedikit zoosporangia, tumbuh langsung pada sel bulat atau di ujung sporangiofor sederhana. Cyllamyces menghasilkan banyak sporangia pada sporangiofor bercabang.

Dua genera baru diusulkan ( Oontomyces dan Buwchfawromyces ) berdasarkan informasi molekuler.

Nutrisi

Jamur ini mendegradasi selulosa dan hemiselulosa yang ada di dalam sel tumbuhan pemakan herbivora yang menjadi inangnya.

Mereka memainkan peran penting dalam proses pencernaan spesies ini karena produksi enzim selulolitik, hemiselulolitik, glikolitik dan proteolitik, yang memecah jaringan tanaman.

Habitat

Neocallimastigomycota tidak hidup bebas. Mereka berada di lingkungan anaerobik rumen, hindgut dan feses herbivora ruminansia atau non-ruminansia.

Spesies inang

Mereka dapat ditemukan terutama pada mamalia ruminansia baik yang dijinakkan (domba, kambing, sapi dan kuda) dan liar (yak, zebra, jerapah, kijang, monyet, gajah, badak, kuda nil, banteng, llama, kanguru antara lain). Mereka juga menghuni reptil herbivora, seperti iguana hijau.

Reproduksi

Kolonisasi bahan tanaman

Bahan tanaman yang masuk ke rumen dijajah oleh zoospora berflagel yang dilepaskan dari sporangia.

Zoospora mengikat bahan tanaman yang berorientasi kemotaktik (mengikuti sinyal kimia gula yang dilepaskan oleh sisa-sisa tanaman). Kemudian mereka melepaskan flagela dan encystnya.

Perkecambahan dan penetrasi jaringan

Perkecambahan terjadi melalui emisi tabung kuman dari ujung yang berlawanan ke tempat flagel itu.

Perkembangan kista berbeda pada spesies monosentris dan polisentris. Pada spesies monosentris, nukleus tetap berada di dalam kista dan rhizoid berinti (tanpa nukleus) dihasilkan. Kista tumbuh dan membentuk sporangium tunggal (perkembangan endogen).

Pada spesies polisentris , rizoid berinti diproduksi yang menghasilkan beberapa sporangia (perkembangan eksogen).

Kista menghasilkan rhizomycelia yang tumbuh, dan menembus jauh ke dalam jaringan tanaman. Ini mengeluarkan enzim yang mencerna jaringan tanaman dan memperoleh nutrisi yang dibutuhkan untuk menghasilkan sporangia.

Ketika sporangium matang, ia melepaskan satu hingga 80 zoospora. Jamur terutama menjajah jaringan vaskular tanaman dan semakin banyak makanan berserat, semakin besar populasi jamur.

Neocallimastigomycotas dianggap menginfeksi hewan inang melalui udara, melalui struktur resistensi.

Referensi

  1. Bauchop T. (1981). Jamur anaerobik dalam pencernaan serat rumen. Pertanian dan Lingkungan 6 (2-3): 339–348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt dan G Beakes. (2010). Jamur anaerob: Neocallimastigomycota. IMA Jamur 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, dan MS Elshahed. (2014) Jamur anaerob (filum Neocallimastigomycota): maju dalam memahami taksonomi, siklus hidup, ekologi, peran, dan potensi bioteknologinya. FEMS Microbiol Ecol 90: 1–17.
  4. Liggenstoffer AS, NH Youssef, MB Couger, dan MS Elshahed. (2010). Keragaman filogenetik dan struktur komunitas jamur usus anaerob (filum Neocallimastigomycota) pada herbivora ruminansia dan non-ruminansia. Jurnal ISME 1–11.
  5. Powell MJ dan PM Letcher. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota, dan Neocallimastigomycota. Bab 6: 141-175. Dalam : DJ McLaughlin and JW Spatafora (Eds . ) Systematics and Evolution, 2 nd Edition Mycota VII Part A. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.429 p.
  6. Wang X, X Liu, dan JZ Groenewald. (2016). Filogeni jamur anaerob (filum Neocallimastigomycota), dengan kontribusi dari yak di Cina. Antonie van Leeuwenhoek 110 (1): 87-103.