วงจรชีวิตของซอร์ดาเรีย ฟิมิโคลา

เชื้อรา Sordaria fimicolamic เป็นเชื้อราที่ผลิตได้ง่ายด้วยรูปแบบการสืบพันธุ์ที่เป็นเอกลักษณ์ เป็นเชื้อราในถุงหลายชนิด เชื้อรานี้เป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบสำหรับการศึกษาพันธุศาสตร์ เอส fimicola เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการสอนนักเรียนเกี่ยวกับ ไมโอซิส.

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

วงจรชีวิตของเชื้อรามูล the Sordaria fimicolamic เป็นแบบอย่างในอุดมคติสำหรับการศึกษาพันธุศาสตร์และไมโอซิส

ที่มาของ Sordaria fimicolamic ไม่มีเสน่ห์ ในความเป็นจริง มันมักจะเติบโตในอินทรียวัตถุที่เน่าเปื่อย และที่สะดุดตาที่สุดคือมูลสัตว์กินพืช เอส fimicola จึงเรียกอีกอย่างว่ามูล เชื้อรา.

จัดเป็นเชื้อรา ascomycete ชื่อไฟลัมของเชื้อราประเภทนี้คือ Ascomycota.

เชื้อราที่อยู่ใน Ascomycota เรียกว่า ascomycetes. จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาเชื้อราได้ค้นพบแอสโคมัยซีตอย่างน้อย 30,000 สปีชีส์

ascomycetes เหล่านี้จำนวนมากเรียกว่า เชื้อราถุง เพราะพวกเขา asci รูปร่างและลักษณะ asci เหล่านี้ถือแปด เดี่ยว สปอร์หรือ ascospores. เชื้อรา Ascomycete เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามีการฉายสปอร์ของพวกมัน บางครั้งอยู่ในระยะที่มีนัยสำคัญ

Ascomycetes ได้รับการพิจารณา dikaryon เชื้อราเนื่องจากเฟสของนิวเคลียสเป็นไดคารีออน หรือมีนิวเคลียสเดี่ยวสองนิวเคลียส

Ascomycetes มีความแตกต่างกันอย่างมาก บางชนิดถือเป็นเชื้อโรคและสามารถทำให้เกิดโรคในสัตว์และพืชได้ อื่น ๆ เป็นประโยชน์ ยีสต์สามัญเป็น ascomycete ที่ใช้ในการหมักสำหรับเครื่องดื่มแอลกอฮอล์เช่นเบียร์

ส่วน Sordaria fimicolamicถือว่าเป็น ascomycete ทั่วไปในวงจรชีวิตและวิธีการสืบพันธุ์

เชื้อรา เอส fimicola เริ่มวงจรชีวิตเป็น an as แอสคอสปอร์. ascospor นี้ถูกเก็บไว้ใน an ascus จนกระทั่งมีแรงดันเพียงพอที่จะขับสปอร์ออกสู่อากาศ ascospore นี้มีอยู่ในรูปเดี่ยว จากนั้นจะงอกและก่อตัวเป็นเส้นใยเซลล์เดี่ยวที่เรียกว่า hyphae.

สิ่งเหล่านี้เติบโตในสภาพแวดล้อมของพวกเขา เช่น มูลหรือพืชที่เน่าเปื่อย การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศในเชื้อราเหล่านี้เรียกว่าของพวกเขา อนามอร์ฟ วงจรชีวิต.

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะไม่เกิดขึ้นเว้นแต่จะพบเส้นใยเดี่ยวๆ เหล่านี้ ในที่สุด hyphae เดี่ยวเหล่านี้บางตัวมาบรรจบกันและรวมกันเป็นเซลล์เดียวที่มีสองนิวเคลียส มันผ่าน ไมโทซิสแบ่งเป็นเซลล์ใหม่อย่างต่อเนื่อง เซลล์ใหม่นี้ a dikaryonไม่ใช่เซลล์ดิพลอยด์ที่แท้จริง แม้ว่าจะมีการรวมเซลล์เดี่ยวสองเซลล์เข้าด้วยกันก็ตาม นิวเคลียสทั้งสองยังคงแยกจากกันและไม่หลอมรวม

ไดคาริโอต hyphae ยังคงเติบโตภายในมวลของเซลล์เดี่ยว ก่อตัวเป็นร่างกายที่ออกผลหรือ ascoma. ในที่สุด หลังจากที่เซลล์ผ่านไมโทซิสไปสองสามรอบแล้ว เซลล์ไดคารีออนบางเซลล์สามารถหลอมรวมและสร้างไซโกตด้วยนิวเคลียสไดโพลอยด์เดี่ยวได้ ส่วนนี้ของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของ Sordaria วงจรชีวิตเรียกว่า life เทโลมอร์ฟ วงจรชีวิต.

ผ่านกระบวนการไมโอซิส การรวมตัวของจีโนมจาก “ข้าม” ไซโกตดิพลอยด์เหล่านั้นพัฒนานิวเคลียสเดี่ยวสี่ตัว ไมโอซิสทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมมากขึ้นสำหรับเชื้อรา

นิวเคลียสเหล่านี้จะได้รับไมโทซิสของพวกมันเอง นิวเคลียสเดี่ยวแปดอันเป็นผลมาจากสิ่งนี้ เมื่อถึงจุดนั้น เซลล์จะก่อตัวขึ้นรอบๆ นิวเคลียส เซลล์ใหม่เหล่านี้เป็น ascospores

แอสคอสปอร์ทั้งแปดอยู่ในถุงที่เรียกว่าแอสคัส Asci จัดขึ้นใน เยื่อบุช่องท้องหรือร่างกายที่ออกผล (บางครั้งเรียกว่า ascoma) นี่คือถุงที่แตกออกตามธรรมชาติและส่งแอสคอสปอร์ขึ้นไปในอากาศ เพื่อให้กระบวนการสามารถเริ่มต้นใหม่ได้

ใช้ การดีดออก จากร่างกายที่ออกผลจำเป็นต้องแจกจ่าย ascospores เนื่องจากไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ เชื้อราขึ้นอยู่กับ พลังงานจลน์ เพื่อให้งานสำเร็จลุล่วง การระเบิดของสปอร์ที่ระเบิดเป็นผลมาจากแรงดันที่สร้างขึ้นที่ปลายแอสคัส

เพื่อให้แน่ใจว่า ascospores กระจายไปในอากาศ ascus จะต้องช่วยให้พวกมันพุ่งขึ้นสู่ท้องฟ้า กลีเซอรอลและส่วนประกอบอื่นๆ ทำให้เกิดแรงดันสะสม บางครั้งความกดดันอาจถึงสาม บรรยากาศ.

เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้การปรากฏตัวของเชื้อรามูลเพื่ออนุมานพฤติกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินพืชเป็นอาหารในสมัยโบราณ เพราะ เอส fimicola ascospores ระเบิดออกมาจากมูลสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าวงจรชีวิตของเชื้อรามูลขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของมูล อย่างไรก็ตาม การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่าไม่มีความสัมพันธ์ดังกล่าว

มันเป็นความจริงที่การดีดออกของ เอส fimicola ascospores จากมูลช่วยให้ยึดติดกับพื้นผิวของพืช สัตว์กินพืชจะกินพืชที่มีเชื้อราอยู่ และเริ่มวงจรของการนำสปอร์กลับเข้าไปในทางเดินอาหารของสัตว์

ในความเป็นจริง, เอส fimicola ทำ ไม่ ต้องการมูลสัตว์กินพืชเลี้ยงลูกด้วยนมเพื่อดำรงชีวิต นักวิทยาศาสตร์พบว่าเชื้อราสามารถเติบโตบนเนื้อเยื่อพืชได้เช่นกัน เชื้อรายังสามารถส่งผลกระทบต่อพืชต่าง ๆ ได้หลายวิธี สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของข้าวโพดได้ เป็นต้น แต่พืชชนิดอื่นได้รับประโยชน์จากเชื้อรา

ดังนั้น แม้จะมีความชุกของเชื้อรามูลในมูลสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สปีชีส์นี้ไม่จำเป็นต้องมีมูลเป็นส่วนประกอบในการสืบพันธุ์ จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อเปรียบเทียบความชุกของ Sordaria fimicolamic บนมูลสัตว์กับเศษซากพืช

เชื้อราชนิดนี้น่าสนใจสำหรับครูเนื่องจากความง่ายในการเพาะเลี้ยงและวิธีการสืบพันธุ์ที่สวยงามและน่าสนใจ การทดลองตรงไปตรงมากับ เอส fimicola สามารถทำได้ในห้องปฏิบัติการโดยไม่ต้องใช้ความพยายามมาก

Sordaria สามารถผลิตเนื้อผลได้ภายในเวลาหนึ่งสัปดาห์ ทำให้นักเรียนสามารถเป็นพยานและบันทึกกระบวนการทางพันธุกรรมได้

เอส fimicola จัดให้มีการจัดเตรียมอย่างเป็นระเบียบสำหรับนักเรียนเพื่อดูการแบ่งไมโอซิสที่หนึ่งและสอง นักเรียนสามารถได้รับความรู้เชิงปฏิบัติเกี่ยวกับ "การข้ามผ่าน" หรือการแลกเปลี่ยนโครโมโซมได้ภายในระยะเวลาอันสั้น

คุณลักษณะที่เป็นประโยชน์อย่างหนึ่งของ Sordaria เป็นสีแอสคอสปอร์ สีแสดงถึงฟีโนไทป์ในความหลากหลายทางพันธุกรรมของเชื้อรา ตัวอย่างเช่น ascospores สีดำเป็นสีไวด์ นอกจากนี้ยังมีสีอื่นๆ เช่น แดง ชมพู แทนและเทาที่แสดงถึงความแตกต่างในอัลลีล โดยแยกสีออกจากอัลลีล

นักเรียนสามารถมีวัฒนธรรมชุบของ เอส fimicola เพื่อสังเกต asci และสี ascospor ของพวกเขา การผสมสีเผยให้เห็นการผสมพันธุ์ระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ

เชื้อราในถุงมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันหลายประการ หนึ่งคือการเปลี่ยนแปลงของ asci มี asci หลายประเภทที่สามารถเกิดขึ้นได้ บางส่วนของพวกเขาคือ unitunicate-operculate asci. asci ชนิดนี้มีฝาที่เปิดออกเพื่อขับสปอร์ เท่านั้น แอสโคมาตา ใช้ asci ประเภทนี้

asci อีกประเภทหนึ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้คือ unitunicate-inoperculate asci. สิ่งเหล่านี้ไม่มีฝาปิด แต่มีกลไกคล้ายยางยืดเล็กน้อยที่ส่วนปลายซึ่งยืดออกและปล่อยสปอร์ออกมาได้ asci ประเภทนี้สามารถพบได้ใน แอสโคมาตาส่วนปลาย.

ต้นแบบ asci ทำงานผ่านสปอร์ที่หลั่งออกมา แทนที่จะขับมันออกมา Prototunicate asci มีรูปร่างโค้งมนและผนังของพวกมันจะละลายเมื่อครบกำหนด

asci อีกประเภทหนึ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้คือ asci bitunicate เหล่านี้เป็น asci ที่มีผนังสองชั้น ผนังด้านนอกจะแตกออกเมื่อครบกำหนดและผนังด้านในจะขยายตัวพร้อมกับแอสคอสปอร์ที่อยู่ภายใน โครงสร้างนี้ยืดออกและปล่อยสปอร์

เป็นที่ชัดเจนว่าสมาชิกของไฟลัม Ascomycota มีวิธีที่ไม่ซ้ำกันและน่าสนใจในการสืบพันธุ์และการแพร่กระจายสปอร์ในธรรมชาติ วัฏจักรชีวิตของ Sordaria fimicolamic ให้แบบจำลองในอุดมคติเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับเชื้อราชนิดนี้ วิธีการสืบพันธุ์ และวิธีที่สามารถใช้เป็นแบบจำลองเพื่อให้ความรู้แก่นักเรียนเกี่ยวกับพันธุศาสตร์และไมโอซิส