cv.1.jpg • Mikroskopické houby Laichmanová Monika MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV EXPERIMENTÁLNÍ BIOLOGIE ČESKÁ SBÍRKA MIKROORGANISMŮ http://www.sci.muni.cz/ccm • autor: MUDr. Petr Ondrovčík Mikroskopické houby - přednášky * Definice mikroskopických hub, vymezení pojmů * Charakteristika mikroskopických hub * Klasifikace hub a houbových organizmů • •Hibbett & al. (2007) Kingdom Mikroskopické houby - přednášky * Houbové organizmy - morfologické znaky, vývojové cykly, rozmnožování, výskyt •Říše Chromista Říše Protozoa • http://www.pythium.eu/images/photo/154.jpg • • •http://www.pythium.eu/cs/pythium-oligandrum-pri-praci-2/ • http://farm5.staticflickr.com/4104/5025467378_b751606b4e_z.jpg •http://www.flickr.com/photos/naturesam/galleries/72157624210002766/ •Arcyria cinerea • Mikroskopické houby - přednášky * Říše Fungi - morfologické znaky, vývojové cykly, rozmnožování, výskyt • • • •- Chytridiomycota • •- Zygomycota • •- Ascomycota • •- Basidiomycota • Fig. 4. •Synchytrium endobioticum •http://www.mycologia.org/content/96/2/407.full J:\CCM\foto sbírkové kmeny\CCM 8022 40x.jpg •CCM 8022 Zygorhynchus moelleri J:\CCM\foto sbírkové kmeny\CCM 8277 40x.JPG •CCM 8277 Sordaria fimicola J:\CCM\foto sbírkové kmeny\CCM F-795 100xvyrez.jpg •CCM F-795 Schizophyllum commune • • • • - Microsporidia • Mikroskopické houby - přednášky * Výživa a růst houbových organizmů * Faktory prostředí * Ekologické skupiny hub * Nomenklatura * Metody identifikace hub * Funkce sbírek mikroorganizmů, způsoby uchovávání mikroskopických hub • • • • Mikroskopické houby - cvičení •Metody izolace mikroskopických hub a kvasinek z různých substrátů. žStanovení celkového počtu směsné populace plísní v ovzduší vnitřního prostředí sedimentační metodou žIzolace mikroskopických hub – metoda přímého výsevu (koření, bylinné čaje) žIzolace mikroskopických hub stěrem z prostředí žIzolace mikroskopických hub z osiva (seed born fungi) ž Mikroskopování Mikroskopické houby - cvičení •Metody identifikace: 1.rodu Penicillium 2.rodu Aspergillus 3.rodu Fusarium 4.zástupců řádu Mucorales 5.ostatní hyfomycety Mikroskopování C:\DATA\Foto\foto mobil\27052015384.jpg Mikroskopické houby - cvičení •Výtvarná dílna • ž C:\DATA\Monika\výuka\obrazky\vánoce.jpg Fungal Christmas tree. Top: Talaromyces stipitatus; Tree: Aspergillus nidulans; Ornaments: Penicillium marneffei; Trunk: Aspergillus terreus. http://blogs.jcvi.org/2010/12/holiday-art/fungal-christmas-tree/ Mycologia, 2003 C:\DATA\Monika\výuka\vyuka\mikroskopické houby\foto cvičení\EM_snehulak.JPG C:\DATA\Monika\výuka\vyuka\mikroskopické houby\foto cvičení\MD_kocka.JPG Jak studovat mikroskopické houby * získání axenické (čisté) kultury * zběžné pozorování pod binokulární lupou * detailní studie mikroskopických struktur hub (nativní preparát, mikrokultura) * zhotovení přesného popisu struktur s nákresem http://old.lf3.cuni.cz/mikrobiologie/bak/zdrav/P1z/mikroskopie_vz_soubory/slide0014_image033.png http://nd01.jxs.cz/817/687/edd8275f3a_6357240_o2.jpg J:\CCM\foto sbírkové kmeny\CCM 8174.JPG J:\CCM\Monika\výuka\obrazky\Penicilluim AJ.jpg Jak studovat mikroskopické houby * získání DNA sekvence (ITS - Internal Transcribed Spacer region) pro počáteční porovnání s on-line databází jako je GenBank, databáze CBS, Fungal Barcoding Database * srovnání výsledků s literaturou pro identifikaci * v mnoha případech je nezbytné pro správnou identifikaci srovnání se správně identifikovanou sbírkovou kulturou * Literatura •Systém a vývoj hub a houbových organismů •Jiří Váňa, Karolinum (1998) • •Dictionary of the Fungi •10th Edition •Paul M. Kirk, Paul F. Cannon, J. A. Stalpers • http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTCTG4mVuLcSTP94l20LNuEzroTRE64h8zogoAZsfLVkzHXYIMixQ http://generaofhyphomycetes.org/images/stories/cover.jpg •The Genera of Hyphomycetes •Seifert et al. (2011) Literatura •CBS Laboratory Manual Series 1 • Fungal Biodiversity • Editor(s): P.W. Crous, G.J.M. Verkley, J.Z. Groenewald & R.A. Samson (2009) •Tato kniha je první v nové sérii "CBS laboratorní příručky ", a zaměřuje se na techniku izolace, kultivace, molekulární a morfologické studie hub a kvasinek. • http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS0GHINO347cVwL-eh1OilJb-H4UYVWTnylO7CNfQhexna6zEc9GQSpQtVj Xw Užitečné internetové odkazy •Index fugorum •http://www.indexfungorum.org/Names/Names.asp •MycoBank •http://www.mycobank.org/ •CBS Fungal diversity Centre •http://www.cbs.knaw.nl/ •International Nucleotide Sequence Database Colaboration (INSDC) •http://www.insdc.org •GenBank •http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/ •Česká vědecká společnost pro mykologii •http://web.natur.cuni.cz/cvsm/ • Zápočet a kolokvium: 12.12. •Protokoly k identifikacím: 1.rodu Penicillium 2.rodu Aspergillus 3.rodu Fusarium 4.zástupců řádu Mucorales 5.závěry výsledků izolací * • • * Definice mikroskopických hub, vymezení pojmů * „plísně“ – mikroskopické houby * (vidíme mycelium) * * * • * „houby“ – plodnice makromycetů * (vidíme pouze plodnice) • http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ9Gdz2oE77vJUDTO-uur5Eyy3I6mOld99w1RnPii1wMJjsVKNxkA •http://clanky.vareni.cz/plisne-v-kuchyni/ Popis obrázku chybí •http://en.wikipedia.org/wiki/Boletus_edulis plísně vs. houby •„plísně“ •Plíseň bramborová •(Phytophthora infestans ) • * • •„houby“ •říše Fungi v užší slova smyslu •říše Chromista, Protozoa – v širším pojetí •http://bioweb.uwlax.edu/bio203/s2007/benrud_jaco/ http://uconnladybug.files.wordpress.com/2010/06/late_blight_hort-cornell-edu1.jpg?w=300&h=255 http://bioweb.uwlax.edu/bio203/s2007/benrud_jaco/index_files/image4901.jpg •http://uconnladybug.wordpress.com/ •tag/early-blight/ • http://media.wiley.com/mrw_images/els/articles/a0002320/image_n/nfgz001.gif • • • •Dictionary of Fungi, 2001 •„mikromycety“ -tvoří mikroskopické vegetativní či rozmnožovací struktury pozorovatelné pod mikroskopem. Porosty a některé jejich struktury mohou být viditelné i pouhým okem. -zástupci oddělení Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota a částečně i Basidiomycota - J:\CCM\Monika\zakázky-protokoly\Chaetomium OA up.jpg J:\CCM\Monika\zakázky-protokoly\Ch. globosum 1perithecium.jpg •Hibbett & al. (2007) •Chaetomium globosum J:\CCM\Monika\zakázky-protokoly\Penicillium crustosum MEA.JPG J:\CCM\Monika\zakázky-protokoly\Penicillium crustosum 40x.JPG •Penicillium crustosum •„makromycety“ -tvoří makroskopické pouhým okem viditelné plodnice nebo jiné útvary, ale rovněž mikroskopické struktury (např. spory a mycelium) • •http://www.mediamatic.net/240332/en/schizophyllum-commune-fungal-spores •http://botany.cz/cs/schizophyllum-commune/ •Klanolístka obecná •(Schizophyllum commune) http://fast.mediamatic.nl/f/sjnh/image/371/240332-625-418.jpg http://botany.cz/foto/klanolherb2.jpg •Charakteristika hub a houbových organizmů -heterogenní, polyfyletická skupina eukaryotických jednobuněčných a mnohobuněčných organizmů -mají blíže k živočichům (říše Animalia) než k rostlinám (říše Plantae), se kterými byly v minulosti tradičně spojovány -nepřítomnost plastidů -produktem metabolismu je polysacharid glykogen -lyzosomy v buňkách hub -buněčná stěna nejčastěji z chitinu (N-acetylglukosamin), celulózy, ß-polyglukanu (význam v diagnostice mikromycet v klinickém materiálu) nebo jejich kombinací -výživa absorpční, vypouští do okolí extracelulární enzymy •Charakteristika mikroskopických hub -základní stavební jednotkou převážné většiny hub je hyfa tvořící mycelium -apikální růst hyfy -mycelium vegetativní – ukotvující houbu v substrátu -mycelium generativní – nesoucí rozmnožovací struktury (pohlavní - teleomorfa, nepohlavní - anamorfa) - J:\CCM\foto sbírkové kmeny\CCM F-795.JPG J:\CCM\Antarctida\1c 40x d.jpg •Charakteristika mikroskopických hub • •pohlavní stádium – teleomorfa nepohlavní stádium – anamorfa • • wpe3B.jpg (39715 bytes) •Sordaria fimicola •http://www.uoguelph.ca/~gbarron/MISCE2002/sordaria.htm J:\CCM\foto sbírkové kmeny\CCM F-553 konikdie.JPG •CCM F-553 Fusarium culmorum Charakteristika mikroskopických hub * v životním cyklu se střídá anamorfa (nepohlavní stádium) s teleomorfou (pohlavní stádium) * obě stádia jsou morfologicky, časově a prostorově oddálené * holomorfa = anamorfa + teleomorfa (houba v celém životním cyklu) * synanamorfa – více forem nepohlavních stádií * u některých zástupců není teleomorfa/anamorfa známa (vzácná, nenalezená, nebo se vůbec netvoří) * některé teleomorfní rody jsou spojeny s několika typy anamorfy (anamorfní rody s odlišnými typy konidiogeneze) * C:\DATA\Monika\výuka\obrazky\holomorfaFusarium1.jpg Fusarium Gibberella http://www.camtacgroup.com/wp-content/uploads/2012/07/Asci-and-ascospores-of-Gibberella-fujikuroi.j pg http://www.camtacgroup.com/wp-content/uploads/2012/07/Asci-and-ascospores-of-Gibberella-fujikuroi.j pg http://www.camtacgroup.com/?page_id=50 Morfologie mikroskopických hub •Anamorfa: Aspergillus nidulans Teleomorfa: Emericela nidulans https://botany.natur.cuni.cz/sites/default/files/atlas-mikroskop-saprofytnich-hub/3.01_eurotiales-t eleomorfy.pdf Foto.: A. Kubátová Morfologie mikroskopických hub •Anamorfa: Scedosporium boydii Teleomorfa: Pseudallescheria boydii Synanamorfa: Graphium http://3.bp.blogspot.com/_od5PmBTqqUM/TTUi131EbaI/AAAAAAAAGXY/t8vp9jXC6CQ/s400/Annelloconidia.jpg http://1.bp.blogspot.com/_od5PmBTqqUM/TTUk0Q3gK_I/AAAAAAAAGXo/5CeGmEVc26Q/s400/Immature%2BCleistiot hecia%2BP-boydii.jpg http://www.snipview.com/q/Graphium_%28fungi%29 http://www.mycology.adelaide.edu.au/Fungal_Descriptions/Hyphomycetes_%28hyaline%29/Scedosporium/api ospermum.html Charakteristika mikroskopických hub •Vegetativní stélka: * přehrádkované mycelium * coenocytické mycelium * pseudomycelium – pučící elipsoidní buňky * jednobuněčná nemyceliální stélka • candida albicans 300x183 Candida Albicans pseudomycelium http://nursingcrib.com/microbiology/candida-albicans/ http://www.atsu.edu/faculty/chamberlain/Website/Lects/fungi1.jpg http://www.atsu.edu/faculty/chamberlain/Website/Lects/Fungi.htm#bl blastokonidie pseudomycelium coenocytické mycelium („Zygomycota“) přehrádkované mycelium (Ascomycota) přehrádkované mycelium s přezkami (Basdiomycota) • •Ekologické skupiny hub •dle způsobu získávání živin •Paraziti - (obligátní, fakultativní) - získávají živiny z živých buněk rostlin, živočichů či jiných hub •Predátoři – "dravé houby" •Saprofyté - získávají živiny z odumřelých těl rostlin či živočichů •Symbionti - rovněž absorbují živiny z buněk živého organismu, ale za to hostiteli prokazují službu (mutualistická symbióza); rostlinám například pomáhají absorbovat z půdy minerální látky (mykorhiza) • • •Charakteristika mikroskopických hub Klasifikace • Klasifikací organismů se zabývá vědní obor taxonomie (z řeckého taxis –uspořádání, nomos – zákon) • * organizuje všechny známé biologické skupiny (taxony) podle určitých pravidel do jednotlivých hierarchicky uspořádaných kategorií * studuje jejich vývoj a příbuzenské vztahy • • Taxonomii je nadřazen vědní obor systematika, která studuje nejen klasifikaci, ale i obecné principy variability (diverzity) jednotlivých druhů nebo vyšších taxonů a zabývá se i příčinami a důsledky této variability • • • • Klasifikace * základní jednotkou systému je druh • • • •Taxonomická kategorie Koncovka Příklad •Doména (Domain) Eukaryota • Říše (Kingdom) Fungi • Oddělení (Phylum/Division) - mycota Ascomycota • Pododdělení (Subphylum/Subdivision) - mycotina Pezizomycotina • Třída (Class) - mycetes Sordariomycetes • Podtřída (Subclass) - mycetidae Sordariomycetidae • Řád (Order) - ales Sordariales • Čeleď (Family) - aceae Sordariaceae • Rod (Genus) Sordaria • Druh (Species) Sordaria fimicola Počty známých druhů hub * * známo 100 000 druhů (Hawksworth 2001) • * celkový počet druhů se odhaduje od • 1 500 000 druhů do 15 milionů (!) • * novější odhady založené na vysoké výkonnosti metod sekvencování hovoří o existenci až 5 100000 druhů hub (M. Blackwell, 2011) • Fig. 1. •Meredith Blackwell, 2011 Klasifikace – pohled do historie http://www.ibg.uu.se/digitalAssets/58/58054_Linne-banner.jpg • * * 18. století - dvě říše podle fyzických charakteristik * 19. století – ustanoveny nové říše pro velkou skupinu primitivních organizmů * PROTOCTISTA (Hogg,1861) pro jedno i vícebuněčné organizmy, které nelze zařadit ani mezi rostliny,ani mezi živočichy. * PROTISTA (Haeckel, 1866) pro jednobuněčné organizmy, stojící mezi rostlinami a živočichy • • Protozoa - Goldfuss (1818) pro nejjednodušší „prvotni“ živočichy (prvoci) Protoctista - J. Hogg (1861) pro jedno- i vícebuněčné organizmy, které nelze zařadit ani mezi rostliny, ani mezi živočichy. Protista - E. H. Haeckel (1866) pro jednobuněčné organizmy, stojící mezi rostlinami a živočichy (hlenky) Klasifikace – pohled do historie * * 1969 systém dle Whittakera * 5 říší, z toho Fungi se stávají samostatnou říší * je kladen důraz na způsob výživy * • http://www.mindfiesta.com/images/article/colo_3.jpg •http://www.mindfiesta.com/classification-living-organisms • http://media.wiley.com/mrw_images/els/articles/a0002320/image_n/nfgz001.gif Klasifikace * V tradičním (konzervativním) pohledu vědní obor mykologie studuje organizmy z říší Fungi, heterotrofní zástupce říše Chromista a houbám podobné organizmy z říše Protozoa (hlenky s.l.). Prášil 2008 * * •Dictionary of Fungi, 2001 • • • • • • • •Systém říší eukaryot – změny podle Simpsona a Rogera (2004) • • • • • • •= Chromista •http://myweb.dal.ca/asimpso2/tree.htm •Systém říší eukaryot •- •změny podle •podle Simpsona a Rogera •(2004) •: •Protozoa (Acrasiomycota) •→ •Excavata •Prot •ozoa (Myxomycota) •→ •Amoebozoa •Protozoa (Plasmodiophoromycota) •→ •Rhizaria •Protozoa (Chlorarachniophyta) •→ •Rhizaria •Protozoa (Euglenophyta) •→ •Excavata •Protozoa (Dinophyta) •→ •Chromalveolata •Chromista •→ •Chromalveolata •Fungi •→ •Opis •tokonta •Systém říší eukaryot •- •změny podle •podle Simpsona a Rogera •(2004) •: •Protozoa (Acrasiomycota) •→ •Excavata •Prot •ozoa (Myxomycota) •→ •Amoebozoa •Protozoa (Plasmodiophoromycota) •→ •Rhizaria •Protozoa (Chlorarachniophyta) •→ •Rhizaria •Protozoa (Euglenophyta) •→ •Excavata •Protozoa (Dinophyta) •→ •Chromalveolata •Chromista •→ •Chromalveolata •Fungi •→ •Opis •tokonta •Systém říší eukaryot •- •změny podle •podle Simpsona a Rogera •(2004) •: •Protozoa (Acrasiomycota) •→ •Excavata •Prot •ozoa (Myxomycota) •→ •Amoebozoa •Protozoa (Plasmodiophoromycota) •→ •Rhizaria •Protozoa (Chlorarachniophyta) •→ •Rhizaria •Protozoa (Euglenophyta) •→ •Excavata •Protozoa (Dinophyta) •→ •Chromalveolata •Chromista •→ •Chromalveolata •Fungi •→ •Opis •tokonta •Protozoa (Acrasiomycota) → Excavata •Protozoa (Myxomycota) → Amoebozoa •Protozoa (Plasmodiophoromycota) → Rhizaria •Chromista → Chromalveolata •Fungi → Opisthokonta Poslední podoba systému eukaryot • • • • • • • •Protozoa •Chromista • •Protozoa (Acrasiomycota) → Excavata •Protozoa (Myxomycota) → Amoebozoa •Protozoa (Plasmodiophoromycota) → Rhizaria → SAR •Chromista → Chromalveolata → SAR •Fungi → Opisthokonta