Oomycetes: karakteristik, siklus hidup, nutrisi, reproduksi

Oomycetes: karakteristik, siklus hidup, nutrisi, reproduksi

Oomycetes atau cetakan air (Oomycetes atau Oomycota ) adalah kelompok organisme secara tradisional diklasifikasikan antara jamur. Di antara karakteristik yang dimiliki oleh kedua kelompok organisme (jamur dan oomycetes) adalah jenis pertumbuhan, bentuk nutrisi dan penggunaan spora selama reproduksi. Namun, studi molekuler telah menunjukkan bahwa oomycetes tidak terkait dengan jamur sejati.

Beberapa spesies parasit tanaman , menjadi salah satu patogen tanaman yang paling merusak. Penyakit yang ditimbulkannya antara lain hawar bibit, busuk akar, hawar daun, dan penyakit bulai.

Phytophthora infestans. Perkecambahan langsung sporangium dengan tabung kuman. Foto oleh HD Thurston. Diambil dan diedit dari apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

Kelaparan Besar, atau Kelaparan Kentang Irlandia, disebabkan oleh oomycete bernama Phytophthora infestans . Patogen tersebut memusnahkan tanaman kentang Irlandia pada tahun 1840-an.

Pada saat itu, sekitar setengah dari populasi bergantung secara eksklusif pada tanaman ini untuk kelangsungan hidup mereka. Hilangnya panen menyebabkan hampir satu juta orang mati kelaparan dan jumlah yang sama melarikan diri dari pulau itu untuk mencari kondisi kehidupan yang lebih baik.

Indeks artikel

Karakteristik

Oomycetes adalah sekelompok organisme, terutama akuatik, yang memiliki dinding sel yang terdiri dari -glukan, prolin dan selulosa. Siklus hidupnya didominasi diploid.

hifa yang multinucleate atau coenocytic dan asept. Miselium menghasilkan septa semata-mata untuk memisahkan thallus dari struktur reproduksi.

reproduksi aseksual adalah melalui spora biflagellated (zoospora) diproduksi di zoosporangia. reproduksi seksual adalah heterogama dan diproduksi oleh injeksi langsung inti laki-laki (= sperma) dari anteridio dalam telur isi oogonium.

Ukuran genom khas oomycetes adalah 50 hingga 250 Megabase (Mb), sangat besar dibandingkan dengan jamur, yaitu 10 hingga 40 Mb.

Taksonomi

Secara tradisional oomycetes telah diklasifikasikan dalam kingdom jamur (Fungi). Namun, studi molekuler dan biokimia telah menyebabkan mereka dipindahkan ke Kingdom Protista . Mereka termasuk dalam filum Heterokontophyta, Kelas Oomycota. Kelas berisi hingga saat ini 15 pesanan.

Lingkaran kehidupan

Selama fase epidemi, oomycota disebarkan oleh angin atau air, melalui sporangia aseksual. Sporangia ini dapat berkecambah secara langsung, membentuk hifa invasif.

Perkecambahan sporangium juga bisa tidak langsung, melepaskan zoospora bergerak. Zoospora tertarik ke permukaan inang masa depan. Pada beberapa spesies, perkecambahan langsung atau tidak langsung dari sporangium akan tergantung pada suhu lingkungan.

Saat berkecambah, sporangia dan zoospora membentuk tabung germinal, yang akan mereka infeksi berkat pembentukan appressoria dan struktur penetrasi.

Setelah menembus, hifa akan tumbuh baik secara inter maupun intraseluler di dalam inang. Setelah tumbuh minimal 3 hari, hifa akan dapat membentuk sporangia baru yang akan menyebar untuk menginfeksi organisme baru.

Reproduksi seksual terjadi melalui produksi gametangia: oogonia dan antheridia. Setiap individu umumnya menghasilkan antheridia dan oogonia. Pada beberapa spesies, reproduksi harus disilangkan (heterotalik), pada spesies lain mungkin terjadi pembuahan sendiri (homotal).

Dalam gametangia, pembelahan meiosis terjadi. Satu atau lebih oosfer diproduksi di oogonia. Sperma berflagel tidak ada di oomycota. Di anteridium, inti haploid terbentuk. Anteridium tumbuh menjadi oogonia dan membentuk tabung pembuahan. Tabung pemupukan menembus oosfer mentransfer inti haploid.

Inti ini membuahi oosfer, menghasilkan oospora diploid berdinding tebal. Oospora yang dilepaskan dapat bertahan dalam medium dalam waktu yang lama sebelum berkecambah dan menghasilkan hifa yang dengan cepat akan menghasilkan sporangium.

Nutrisi

Banyak oomycetes adalah saprofit, yang lain parasit. Beberapa spesies menggabungkan kedua gaya hidup. Spesies parasit telah beradaptasi untuk memparasit berbagai kelompok organisme, seperti tumbuhan, nematoda, vertebrata , dan krustasea.

Organisme saprofit melakukan pencernaan eksternal makanan mereka, mensekresi enzim, dan kemudian menyerap molekul terlarut yang dihasilkan dari pencernaan.

Oomycetes parasit dapat bersifat biotrofik, hemibiotrofik, atau nekrotrofik. Spesies biotrofik memperoleh nutrisi dari jaringan hidup melalui hifa khusus yang disebut haustorium.

Hemibiotrof pertama memakan jaringan hidup dan membunuh inangnya pada tahap selanjutnya. Nekrotrof mengeluarkan racun dan enzim yang membunuh sel inang dan kemudian memperoleh nutrisi dari mereka.

Reproduksi

aseksual

Oomycota berkembang biak secara aseksual dengan sporangia. Sporangia membentuk spora biflagellata yang disebut zoospora. Dalam oomycetes bisa ada dua jenis zoospora, primer dan sekunder.

Primer memiliki flagela yang disisipkan di puncak. Zoospora sekunder, dalam penampilan reniform, memiliki flagela yang disisipkan secara lateral. Dalam beberapa kasus, sporangia tidak membentuk spora, tetapi berkecambah secara langsung. Ini dianggap sebagai adaptasi terhadap kehidupan terestrial.

seksual

Reproduksi seksual terjadi melalui oogami. Produksi gamet seks terjadi di gametangia. Gametangium betina, atau oogonium, umumnya berukuran besar dan akan menghasilkan, melalui meiosis, beberapa oosfer. Jantan, atau antheridium, akan menghasilkan inti haploid.

Anteridium akan tumbuh menuju oogonium dan akan memasukkan, melalui tabung pembuahan, inti haploid ke dalam oogonium. Cara anteridium menempel pada oogonium dapat bervariasi.

Dalam beberapa kasus, antheridium bergabung dengan oogonium secara lateral, yang disebut paraginus. Di tempat lain, gamentagium jantan mengelilingi dasar oogonium (amphiginum). Fusi inti haploid jantan dengan inti oosfer untuk menimbulkan oospora diploid terjadi di oogonium.

penyakit

Pada tumbuhan

Beberapa penyakit yang lebih terkenal yang disebabkan oleh oomycetes pada tanaman termasuk penyakit busuk daun kentang, penyakit bulai anggur, kematian mendadak pada pohon ek, dan akar kedelai dan busuk batang.

Selama infeksi, patogen ini menjajah inangnya, memodulasi pertahanan tanaman melalui serangkaian protein efektor penyakit.

Efektor ini diklasifikasikan menjadi dua kelas berdasarkan situs target mereka. Efektor apoplastik disekresikan ke dalam ruang ekstraseluler tanaman. Sitoplasma, di sisi lain, dimasukkan ke dalam sel tumbuhan melalui haustoria dari oomycete.

Genus Phytopthora termasuk patogen tanaman hemibiotrofik (misalnya, P. infestans , P. sojae ) dan nekrotrofik (misalnya, P. cinnamomi ). Spesies dari genus ini memiliki dampak yang parah pada pertanian,

Phytophora infestans , penyebab penyakit busuk daun pada kentang dan bertanggung jawab atas Kelaparan Besar tahun 1940-an, dapat menginfeksi berbagai spesies tanaman selain kentang, seperti tomat dan kedelai. Spesies ini dapat menginfeksi seluruh tanaman, umbi, akar atau daun, yang menyebabkan kematian tanaman.

Phytophthora ramorum , pada bagiannya, menghasilkan infeksi yang disebut kematian pohon ek mendadak, yang mempengaruhi pohon dan semak ini dan lainnya yang menyebabkan kematian cepat.

fitopatogen lainnya

Plasmopara viticola , penyebab penyakit bulai anggur, diperkenalkan dari Amerika Utara ke Eropa pada akhir abad ke-19. Hal ini ditandai dengan menyerang dedaunan dan cluster.

Gejala pada daun adalah lesi kuning dengan tepi kabur, diameter 1 sampai 3 cm. Seiring perkembangan penyakit, ia dapat menghasilkan nekrosis daun dan bahkan defoliasi total tanaman.

Plasmopara vitícola. Penyebab penyakit bulai pada pokok anggur. Diambil dan diedit dari https://www.biolib.cz/en/image/id67152/

Aphanomyces euteiches menyebabkan busuk akar pada banyak legum. Ini dianggap sebagai patogen yang paling membatasi hasil tanaman kacang polong di beberapa bagian dunia. Spesies lain dari genus ini mempengaruhi hewan, baik habitat darat maupun perairan.

Pada hewan

Aphanomyces astaci adalah parasit spesifik udang karang, sangat patogen untuk spesies Eropa. Ini telah menyebabkan hilangnya sebagian besar populasi krustasea Eropa dari keluarga Astacidae.

Zoospora Oomycete tertarik pada sinyal kimia dari krustasea dan berkista pada kutikula kepiting. Kista berkecambah dan menghasilkan miselium yang tumbuh dengan cepat di kutikula, hingga mencapai rongga tubuh bagian dalam. Setelah jaringan internal tercapai, krustasea mati dalam 6-10 hari.

Anggota genus s aprolegnia menyebabkan kelompok penyakit yang disebut saprolegniosis yang menyerang ikan atau telurnya. Di antara mereka, nekrosis dermal ulseratif adalah salah satu penyakit terpenting yang mempengaruhi spesies salmonid. Penyakit ini sangat mempengaruhi populasi salmon di sungai-sungai Inggris pada akhir abad ke-19.

Saprolegniosis dicirikan oleh bintik-bintik putih atau abu-abu dari miselium berserabut pada ikan. Infeksi dimulai di jaringan epidermis dan dapat menyebar ke dalam.

Hal ini juga dapat parasit telur dan sering terlihat sebagai massa putih kapas di permukaan telur atau ikan di akuarium rumah. Baru-baru ini, s aprolegnia ferax terkait dengan penurunan populasi amfibi.

Pythiosis adalah penyakit yang disebabkan oleh oomycete Pythium insidiosum . Penyakit ini ditandai dengan lesi granulomatosa pada kulit, saluran cerna, atau pada berbagai organ.

Zoospora Oomycete berkembang di perairan tergenang di daerah tropis dan subtropis dan masuk ke inang melalui luka kulit. Begitu mereka telah mencapai inang, zoospora mengepung dan menyerang jaringan inang. Ini mempengaruhi kuda, kucing, anjing, dan kadang-kadang manusia.

Referensi

  1. GW Beakes, S. Sekimoto (2009). Filogeni evolusioner oomycetes — wawasan yang diperoleh dari studi parasit holokarpik alga dan invertebrata. Dalam: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Genetika dan genomik Oomycete: keragaman, interaksi, dan alat penelitian. John Wiley & Sons, Inc.
  2. HS Judelson (2009) Reproduksi seksual di oomycetes: biologi, keragaman, dan kontribusi untuk kebugaran. Dalam: K. Lamour, S. Kamoun (Eds.), Oomycetegenetics dan genomik: keragaman, interaksi, dan alat penelitian. John Wiley & Sons, Inc.
  3. S. Kamoun (2003). Genetika molekuler Oomycetes patogen. Sel Eukariotik.
  4. J. Makkonen (2013). Patogen wabah udang karang Aphanomyces astaci. Keanekaragaman genetik dan adaptasi terhadap spesies inang. Publikasi Universitas Finlandia Timur. Disertasi Kehutanan dan Ilmu Pengetahuan Alam No 105
  5. S.-K. Oh, S. Kamoun, D. Choi. (2010). Efektor Oomycetes RXLR berfungsi sebagai penggerak dan penekan kekebalan tanaman. Jurnal Patologi Tumbuhan.
  6. B. Paula, MM Steciow (2004). Saprolegnia multispora , oomycete baru yang diisolasi dari sampel air yang diambil di sungai di wilayah Burgundia, Prancis. Surat Mikrobiologi FEMS.