Tài liệu: Ngành phụ Nấm Nang (Ascomycotina = lớp Ascomycetes)

Tài liệu
Nguyễn Văn Bá

Tóm tắt nội dung

Ngành phụ Nấm Nang chỉ gồm có những nhóm nấm có bào tử là bào tử nang (ascospore), nhóm nấm này là nhóm bậc cao hay nhóm nấm ...
Ngành phụ Nấm Nang (Ascomycotina = lớp Ascomycetes)

Nội dung

Đặc tính tổng quát

  1. Nhóm nấm xuất hiện ở hầu hết các vùng có khí hậu khác nhau và phát triển phổ biến trong đất, trong vùng nuớc mặn hay nước ngọt, hoại sinh trên xác bã động thực vật và ký sinh trên thực vật và động vật.
  2. Khuẩn ty phát triển và phân nhánh, có vách ngăn ngang; mỗi đoạn nấm chứa nhiều nhân. Tuy nhiên, nấm men là sinh vật đơn bào.
  3. Trong mỗi vách ngăn có một lổ nhỏ để ty thể, nhân và những phần tử khác có thể di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác.
  4. Mỗi tế bào chứa chitin trong các vi sợi, ngoài ra còn có mannose, glucose, amino đường và protein cùng với một enzim trong thành phần vỏ tế bào.
  5. Đặc tính quan trọng để phân biệt với các nhóm nấm khác là nang (ascus) chứa các bào tử sinh sản.
  6. Bào tử nang được tạo ra sau giai đoạn hợp nhân (caryogamy) và giảm phân, trong mỗi nang thường chứa 8 bào tử. Tuy nhiên, có một số loài có số lượng thay đổi từ 1 đến hơn 1000 bào tử trong nang.
  7. Bào tử nang được xem là bào tử hoàn chỉnh
  8. Nang hợp thành nhóm gọi là bào nang (ascocarp), thể quả bào tử hay thể quả túi.
  9. Thể quả bào tử có dạng ly (cup) hay dạng bình (flask)
  10. Bào tử không có roi trong tất cả các chu kỳ sinh truởng.
  11. Sinh sản vô tính với bào tử đính (conidia), bào tử đính ở trong một cái bọc gọi là cuống bào tử đính (conidiophore). Trong một số loài, sinh sản vô tính với bào tử phấn (pycniospore), bào tử vách mỏng (oidia) hay bào tử vách dày (chlamydospore)

Tầm quan trọng về kinh tế

Nhiều nhóm nấm trong ngành phụ này có những tác hại như sau:

  1. Nhiều loài AspergillusPenicillium gây ra sự hư hại thực phẩm cũng như vật dụng khác như da, nhiều loài thực vật chứa cellulose bị nấm Chaetonium hủy hoại
  2. Nhiều loài nấm còn tấn công cây trồng gây ra bệnh đóm phấn, thúi trái, hư rễ..
  3. Chúng còn gây bệnh trên gia súc, người như trường hợp bệnh Aspergillosis do nấm Aspergillus fumigatus gây ra, Aspergillus flavusA. luteus tạo aflatoxin và Aspergillus niger gây ra triệu chứng giống như bệnh lao.
  4. Đặc biệt Claviceps purpurea chứa nhiều alkaloid có thể gây chết ở động vật và cả con người nhưng nó cũng được sử dụng làm thuốc.

Tuy nhiên, ngành nấm này cũng có lợi ích quan trọng khác như sau:

  1. Nhiều loài nấm men được biết có khả năng lên men bia và sản xuất men bánh nổi
  2. Penicillium notatum tổng hợp ra kháng sinh penicillin
  3. Nhiều loài nấm sản xuất ra acid hữu c) 7; như acid citric, acid oxalic, acid gluconic, vitamin và glycerol
  4. Aspergillus wentii được dùng để lên men đậu nành ở Nhật bản

Hợp nhân

Đây là một trường hợp đặc biệt ở nhóm Nấm Nang gồm có những trường hợp đặc thù sau:

Hợp giao tử (gametangial copulation)

Hai giao tử tương đồng hợp nhau từ 2 đầu hay 2 tế bào để trở thành tế bào nhị bội và hình thành một nang (hình 4.1: A – F)

Quá trình hợp giao tử (A – F) ; Toàn giao (Hologamy)(G – J); Tiếp xúc giữa 2 giao tử (K– L); Tự giao (autogamy)(M – N)(Sharma, 1998)

Tính toàn giao (Hologamy)

Ở nấm Schizosaccharomyces octosporus, hai tế bào dinh dưỡng trưởng thành sẽ trở thành hai giao tử và quá trình hợp nhân trải qua giai đoạn hợp nhân và hợp tế bào chất (hình 4.1: G – L).

Tiếp xúc giữa hai giao tử (Gametangial contact hay gametancy)

Về mặt hình thái, các giao tử của ngành nấm rất khác nhau có thể do đơn nhân (uninucleate) như giống Sphaerotheca hay đa nhân (multinecleate) như giống Pyronema. Giao tử đực được gọi là hùng khí (antheridium) và giao tử cái hay trứng (noãn) thông qua lổ tiếp xúc giữa 2 giao tử, nhân của hùng khí di chuyển vào trứng, đặc biệt một vài loại nấm chứa một ống chuyên biệt gọi là ống noãn bào (trichogyne) để tiếp nhận nhân của hùng khí (hình 4.1: K – L).

Tự giao (Autogamy)

Ở nấm Penicillium vermicullatum, một đầu của hùng khí tiếp xúc với noãn bào rồi tự động hai nhân bắt cặp gọi là nhân kép (dikaryon)(hình 4.1 : M – N); Như vậy, hùng khí chỉ thụ động chờ sự kết hợp của hai nhân gọi là tự giao, tuy nhiên không phải loài nào trong nấm Ascomycetes thành lập hùng khí.

Hiện tượng hợp giao tử (Spermatization)

Ở nấm Neurospora sitophylla, Mycosphaerella tulipiferae và một số loài nấm khác không tạo thành hùng cơ, tế bào giao tử đực có hình bầu dục, đơn nhân gọi là tinh tử (spermatia); trong một số loài, tinh tử phát triển thành cuống sinh tinh tử (spermatiophares) nhưng trong các loài nấm phát triển hoàn chỉnh, tinh tử di chuyển từ khuẩn ty cha mẹ tới ống noãn bào, hay nhiều khi tinh tử di chuyển nhờ gió, nước hay côn trùng; Sự hợp giao giữa tinh tử và cơ quan noãn bào gọi là hiện tượng hợp giao.

Nhiều khi bào tử đính (conidia) và bào tử vách mỏng (oidia) cũng trở thành tinh tử và chúng tiến vào cơ quan noãn bào để tiến hành sự hợp giao.

Sự giao phối giả hay sự tiếp hợp sinh trưởng (somatogamy)

Trong một nấm tiến hoá hơn, sự hợp nhân xảy ra giữa hai khuẩn ty dinh dưỡng, nhân của khuẩn ty này tiến vào khuẩn ty kia và hợp nhân.

Sự tương hợp (compatibility)

Đây là trường hợp kết hợp hai khuẩn ty có tính dục khác nhau, ngành phụ này chia làm hai nhóm:

  1. Loài đồng tản (homothallic) là những loài nấm có thể tự thành lập nang (asci) mà không cần có sự kết hợp của tính dục của một loài khác, chúng tự kết hợp với nhau để thành thể nhị bội.
  2. Loài dị tản (heterothallic) là những loài nấm kết hợp hai tính dục từ hai khuẩn ty khác nhau để thành nag và dỉ nhiên mỗi khuẩn ty chứa n NST (đơn bội).

Thành lập NANG

Sau khi thụ tinh, nang sẽ thành lập và phát triển bằng cách trực tiếp hay gián tiếp

Sự phát triển gián tiếp

Hai giao tử tiếp xúc với nhau, nhân đực  từ hùng khí thông qua ống dẩn tới túi noãn (ascogium) và kết hợp với nhân cái ở đây nhưng không có sự hoà lẩn nhân  1527;và nhân , sự bắt cặp hai nhân gọi là nhân kép (dikaryons)(hình 4.2A).

Sự phát triển gián tiếp với A: hình thành nhân kép (dikaryon) và noãn phòng (ascogium), B: phát triển của khuẩn nang (ascogenous hyphae), C: bao nang (ascocarp) trong bọc, D - J: các giai đoạn phát triển của của một nang (ascus)(Sharma, 1998)

Đồng thời có nhiều nhân kép trong một túi noãn và vách của túi noãn ngày càng phát triển chiều dài và chiều đứng gọi là khuẩn nang (ascogenous hyphae)(hình 4.2B) và những kép di chuyển vào các khuẩn nang này, các khuẩn nang phát triển dần dần (hình 4.2C) trong đó những tế bào mang 2n NST (một từ hùng khí và một từ noãn bào), phát triển thành cuống, từ đây các nang bắt đầu tạo thành ở đầu cuống với các tế bào mang n NST hình thành từ sự tách đôi của nhân kép (hình 4.2D – J) để tạo ra các bào tử nang (ascospore) chứa trong các nang (ascus).

Sự phát triển trực tiếp

Trong những nấm hạ đẳng, sự kết hợp tế bào chất (plastogamy) xảy ra ngay sau sự kết hợp nhân (karyogamy) và những tế bào nhị bội sẽ phát triển trực tiếp thành các nang, sau đó nhân sẽ giảm phân cho ra 4 hay 8 nhân đơn bội và tạo thành bào tử nang, trường hợp này thường gặp ở Schizosaccharomyces, Saccharomyces, Dipodascus, Eramascus....

Bao nang (Ascocarp)

Ngoại trừ nấm men và một số loài nấm thuộc Endomycetales, bao nang hình thành để chứa các túi noãn, nang, bào tử nang, hùng khí.... liên kết với nhau thành một thể quả hay bao nang.

Có bốn loại bao nang thường gặp trong ngành phụ này là:

Thể quả kín Cleistithecium)

Bao nang hình cầu hoạc gần tròn và mở ra bên ngoài như trường hợp trong bộ Erysiphales, Eurotiales (hình 4.3A và hình 4.3B)

Thể quả mở (Apothecium)

Bao nang có dạng hình tách, ly.... thường gặp ở bộ Helotiales và Periales (hình 4.3C)

Thể quả dạng chai (Perithecium)

Bao nang có dạng như hình tam giác, mở ra ở miệng hay lổ thường gặp ở lớp Pyrenomycetes (hình 4.3D)

Thể quả giả (Pseudothecium)

Bao nang giống như thể quả dạng chai nhưng có bầu chứa nhỏ và miệng lớn (hình 4.3E)

Phân loại

Ainsworth (1973) phân chia ngành phụ Ascomycotina thành 6 lớp: Hemiascomycetes, Loculoascomycetes, Plectomycetes, Laboulbeniomycetes, Pyrenomycetes và Discomycetes

Lớp Hemiascomycetes

Lớp ngành gồm những loài nấm có dạng đơn giản (đơn bào), tiêu biểu là nhóm NẤM MEN

Từ “YEAST” là từ để chỉ dạng dơn bào, phần này nẩy chồi hay phân đôi (fission), cho nên Kreger van Riz (1973) nhiều nấm men thuộc ngành phụ Ascomycotina, có khi thuộc Basidiomycotina hay nấm bất toàn như:

  • Ascomycetous yeasts
  • Basidiomycetous yeasts

- Deuteromycetous yeasts

Các dạng bao nang: Thể quả kín [Cleistothecium](A và B), thể quả mở [Apothecium](C), thể quả dạng chai [Perithecium](D), thể quả giả [Pseodothecium](E) (Sharma, 1998)

Trong phần này, chỉ thảo luận về phần Ascomycetous Yeast.

Bộ Endomycetales

Họ Saccharomycetaceae

Saccharomyces cerevisiae

Giống [Chi] Saccharomyces có khoảng 40 loài (van der Walt, 1970) và các loài trong giống này được biết nhiều do chúng được ứng dụng trong làm nổi bánh, bia, rượu...., chúng hiện diện nhiều trong sản phẩm có đường, đất, trái cây chín, phấn hoa.... Nấm men có hình bầu dục, gần tròn, kích thước khoảng 6 - 8 µm x 5 - 6 µm, vỏ tế bào cấu tạo bởi carbohydrat, lipid, protein dầy khoảng 0,5 µm, màng tế bào chất, tế bào chất và nhân đ ã được trình bày chung ở phần “Tế bào vi sinh vật chân hạch”.

Nhân nấm men (hình 4.4) có phần trên là trung thể (centrosome) và centrochrometin và phần đáy của nhân có thêm không bào (vacuole), bên trong chứa 6 cặp nhiễm sắc thể (NST) và bên ngoài màng nhân có nhiều ti thể bám quanh.

Nhân của nấm men với những thành phần đặc biệt (Sharma, 1998)

Nấm men là nhóm dị dưỡng, nguồn thức ăn chính là đường (sucroz, glucoz, fructoz....) và các nguyên tố khác, nhiều loài đặc biệt có thể sử dụng được tinh bột. Nói chung nấm men tổng hợp một số enzim cần thiết để có thể sử dụng các nguồn carbon trên và cuối cùng là sản phẩm rượu và khí carbonic

Sinh sản vô tính ở nấm men thường gặp nhất là nẩy chồi (hình 4.5), theo Hartwell (1974) khi một chồi hoàn chỉnh sẽ phát triển ngay nơi ở đó chồi sẽ nối liền với tế bào mẹ (bud scar) và khi chồi rời ra tế bào mẹ gọi là điểm sinh sản (birth scar)(hình 4.6).

Nẩy chồi ở nấm men (Sharma, 1998)
Các giai đoạn phát triển chồi và chồi tách ra khỏi tế bào mẹ (Sharma, 1998)

Sự phân đôi (fission) không nhận thấy ở Saccharomyces cerevisiae nhưng thường gặp ở Schizosaccharomyces.

* Sinh sản hữu tính

Nấm men không sinh ra các cơ quan sinh dục mà chúng sinh ra hai tế bào dinh dưỡng mà nhiệm vụ giống như các giao tử; Quá trình hợp tế bào chất (plasmogamy) và hợp nhân (karyogamy) xảy ra và thành lập tế bào nhị bội, nang và cuối cùng là bào tử nang thành lập trong nang (hình 4.7).

Giai đoạn sinh sản hữu tính ở nấm men Saccharomyces cerevisiae (Sharma, 1998)

Số bào tử nang tùy thuộc vào số lần phân chia nhân nhưng thường là 8, bào tử nang được giải phóng, nẩy mầm để hình thành tế bào dinh dưỡng mới từ đây chúng sinh sản vô tính bằng sự nẩy chồi hay phân đôi.

Tuy nhiên, sinh sản hữu tính không phải đơn giản như mô tả ở phần trên; theo Guilliermond (1949), nấm men có 3 loại chu kỳ sinh trưởng hay vòng đời khác nhau được mô tả ở 3 loại nấm men: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ludwigiiSchizosaccharomyces octosporus.

Saccharomyces cerevisiae

Đây là loài dị tản với 4 bào tử nang hình thành trong 1 nang với 2 bào tử nang mang gen α và 2 bào tử nang mang gen a, cả hai loại gen phát triển độc lập. Khi tiến hành tiếp hợp , mỗi loài α hay a sẽ tạo ra một chồi mang tính giao tử rồi hai giao tử tế bào α và a sẽ tiếp hợp thành tiếp hợp tử (zygote), sau đó tế bào tiếp hợp nẩy chồi cho ra một tế bào giống hệt như tế bào tiếp hợp nhưng mang 2n NST, tế bào tiếp hợp phát triển thành nang (tế bào tiếp hợp to hơn tế bào dinh dưỡng và có hình bầu dục) và trong điều kiện môi trường bất lợi, tế bào tiếp hợp giảm phân để hình thành tế bào 4 tế bào đơn bội với 2 tế bào đơn bội mang gen α và 2 tế bào đơn bội mang gen a.

Saccharomyces ludwigii

Nấm men này bắt đầu với 4 bào tử nang A1, A2, A1, và A2 trong một nang mỏng vỏ; 4 bào tử nang này sẽ hoạt động như các giao tử .

Sự tiếp hợp với A1 và A2 và cuối cùng thành lập 2 tế bào tiếp hợp nhị bội (hình 5.8) trong 1 nang, mỗi tế bào tiếp hợp nẩy mầm với một ống mầm (germ tube) thò ra ngoài, ống mầm là một loại tế bào đa nhân và hoạt động như một sợi khuẩn ty nhị bội và cuối cùng phát triển thành 1 tế bào nhị bội và được xem như một nang. Nhân c&# 7911;a tế bào nhị bội với hai là A1 và hai là A2; Như vậy, Saccharomyces ludwigii có vòng đời hoàn toàn là nhị bội và tế bào đơn bội chỉ ở giai đoạn bào tử nang để hình thành một nang và tiếp hợp để tạo tế bào tiếp hợp.

Schizosaccharomyces octosporus

Đây là loài nấm đồng tán, tế bào dinh dưỡng là đơn bội và phân đôi thành 2 tế bào con (hình 4.8), mỗi tế bào đơn bội là tế bào giao tử và sinh sản hữu tính xảy ra với hai tế bào tiến gần lại nhau và mọc ra một chối (producrance) và tiếp xúc với nhau tạo thành một đường hay một ống thông với nhau gọi là ống tiếp hợp (conjugation tube) hay kênh tiếp hợp (conjugation canal), nhân của hai tế bào giao tử di chuyển vào trong ống này và tiến hành tiếp hợp tại đây rồi hình thành nhân nhị bội, tế bào chất của hai giao tử này hợp nhau thành tế bào tiếp hợp sau đó tạo thành một nang. Nhân tế bào hợp tử phân chia lần đầu là giảm phân để thành 4 nhân đơn bội rồi tiếp đến là phân chia thành 8 nhân và 8 nhân này thành 8 bào tử nang và chu kỳ sinh trưởng hoàn tất.

Như vây, nấm men Schizosaccharomyces octosporus có chu kỳ sinh trưởng đối xứng với Saccharomyces ludwigii chủ yếu là giai đoạn đơn bội.

Tầm quan trọng kinh tế của nấm men

Nấm men giử vai trò quan trọng trong đời sống con người và đặc biệt trong những lãnh vực sau:

Chu kỳ sinh trưởng của Saccharomyces ludwigii (A - E), chu kỳ sinh trưởng của Schizosaacharomyces octosporus (F - O) (Sharma, 1998)

Hình 4.8. Chu kỳ sinh trưởng của Saccharomyces ludwigii (A - E), chu kỳ sinh trưởng của Schizosaacharomyces octosporus (F - O) (Sharma, 1998)

  1. Nấm men có khả năng lên men rượu trong điều kiện kỵ khí để tạo thành rượu và khí carbonic nhờ có một hệ thống các enzim. Ngoài ra, chúng còn làm men bánh nổi, rượu nho, bia.
  2. Chúng còn tạo ra những sản phẩm phụ như glycerol, acit béo, acit hữu cơ...
  3. Nấm men trộn với tinh bột để tạo thành bánh men và được sử dụng rộng rãi trên thế giới
  4. Nấm men có thành phần vitamin cao và protein tương đương với thịt
  5. Một số loài nấm men được dùng để sản xuất xirô và những sản phẩm tương tự.
  6. Một số loài nấm men như Ashbya, Nematospora, Spermophthora, Eramothecium ký sinh trên da người, gia súc và những hoa màu khác.

Lớp Plectomycetes

Đặc tính tổng quát

  1. Nấm trong lớp này có khuẩn ty phát triển, phân nhánh và có vách ngăn ngang
  2. Khuẩn ty phát triển cọng bào tử (conidiophore) và tạo đính bào tử (conidia)
  3. Nhiều loài trong lớp này có cơ quan sinh dục phát triển nhất là cơ quan sinh dục Γ
  4. Khuẩn ty tạo nên quả thể hay bào nang
  5. Nang phát triển từ khuẩn ty với 8 bào tử nang
  6. Bào tử nang tạo thành túi hay bọng
  7. Bào nang chủ yếu là Tử nang cầu (thể quả dạng cầu)

Phân loại

Alexopoulos và Mim (1979) chia lớp này thành 4 lớp phụ trong đó lớp phụ Plectomycetidae có 5 bộ trong đó 2 bộ Eurotiales và bộ Erysiphales

Bộ Eurotiales

  1. Chủ yếu gồm các họ sống hoại sinh, nhiều khi ký sinh trên động vật, thực vật và gây ra bệnh trên da, lông, tóc, cây trồng...
  2. Nhiều loài chịu được nhiệt độ cao hay kháng nhiệt
  3. Sinh sản chủ yếu là đồng tán, chỉ có một ít là dị tán
  4. Nang không có lổ (pore) hay cửa miệng
  5. Bào tử nang thường là dạng đơn bào
< div >

Họ Eurotiaceae

Điểm chính trong họ này là Tử nang cầu của bào nang và bào tử đính là một tế bào đặc biệt gọi là thể bình (phialide)

* Giống [Chi] Aspergillus

Chi này có khoảng 200 loài và phát tán khắp mọi nơi trong tự nhiên; giống này có nhiều tạo ra độc tố aflatoxin (Aspergillus flavus), gây bệnh trên da, lông, cây trồng nhưng cũng nhiều loài tổng hợp acit citric, acit gluconic, enzim, kháng sinh....

Khuẩn ty phân nhánh, có vách ngăn ngang hoàn chỉnh (hình 4.9), nhiều khuẩn ty phát triển trên bề mặt cơ chất để hấp thu chất dinh dưỡng; đặc biệt ở vách ngăn ngang có một lổ nhỏ để cho tế bào chất thông thương qua lại giữa hai tế bào; Khuẩn ty đứt thành khúc và mỗi khúc hay đoạn có thể phát triển cho ra một khuẩn ty mới.

Nấm Aspergillus với khuẩn ty, cọng bào tử, túi và thể bình (Sharma, 1998)
Giáo trình môn Nấm học Giáo trình môn Nấm học



Nguồn: voer.edu.vn/m/nganh-phu-nam-nang-ascomycotina-lop-ascomycetes/189761bd


Chưa có phản hồi
Bạn vui lòng Đăng nhập để bình luận