Задания
1. Рассмотреть общий вид плесени, образованной несовершенными стадиями грибов Реnicillium и Aspergillus. Для ознакомления со строением конидиеносцев и конидий приготовить препарат: микробиологической иглой провести легкий штрих по поверхности субстрата из центра колоний грибов к периферии, чтобы подцепить на иглу небольшое количество конидиеносцев. Препаровальной иглой взятый материал осторожно снимают в каплю ледяной уксусной кислоты на предметном стекле, накрывают покровным стеклом и рассматривают сначала при малом, потом при большом увеличении микроскопа. Для того, чтобы масса конидий не мешала рассмотрению строения конидиеносцев, рекомендуется удалить их путем пропускания под покровное стекло тока ледяной уксусной кислоты. Кислоту добавляют пипеткой по каплям под стекло и одновременно оттягивают избыток с противоположной стороны стекла кусочком фильтровальной бумаги. Такого же результата можно достичь путем наклона предметного стекла.
2. Зарисовать внешний вид конидиеносцев и конидий Реnicillium и Aspergillus. На рисунке обозначить септированный мицелий, конидиеносцы, фиалиды, конидии.
3. Рассмотреть на субстрате (лучше в культуре) плодовые тела Aspergillus. Приготовить препарат. Перенести препаровальной иглой несколько клейстотециев в каплю 5—10%-ного раствора КОН и рассмотреть сначала при малом, затем при большом увеличении микроскопа. При осторожном надавливании на покровное стекло клейстотеции разрушаются и освобождают сумки со спорами. Зарисовать клейстотеции, сумки, аскоспоры.
ПИРЕНОМИЦЕТЫ
К пиреномицетам относятся грибы, у которых плодовые тела в виде перитециев, реже клейстотециев. Сумки унитуникатные, располагаются пучком или слоем. Рассеивание аскоспор всегда активное. Перитеции развиваются на мицелии одиночно либо погружены в строму. Стромы обеспечивают сумкам лучшее питание и защиту от неблагоприятных условий. Для пиреномицетов характерны разнообразные по морфологии конидиальные спороношения.
Пиреномицеты включают несколько порядков, важнейшими из которых являются мучнисторосяные, или эризифальные, микроаскальные, сордариальные, ксиляриальные, гипокреальные и клавиципитальные.
Порядок Настоящие мучнисторосяные, или Эризифальные (Erysiphales). Мучнисторосяные грибы – высокоспециализированные облигатные паразиты высших растений, вызывающие болезнь, называемую мучнистой росой.
Мицелий белый или серый, позднее часто темнеющий, многоклеточный, с одним или несколькими ядрами, поверхностный, прикрепляющийся к субстрату с помощью аппрессорий, от которых отрастают гифы, проникающие с помощью гаусторий в ткани растения. У грибов из рода филлактиния (Phyllactinia) мицелий полуэндофитный. Основная его масса развивается на поверхности субстрата и одновременно отдельные ветви проникают через устьица в ткани листа. У грибов из рода левейллула (Leveillula) вначале образуется исключительно эндофитный мицелий, глубоко проникающий внутрь тканей питающего растения и распространяющийся по межклетникам. Впоследствии такой эндофитный мицелий выходит через устьица на поверхность субстрата, где развивается обильное конидиальное спороношение.
В конце вегетации на тех же растениях у мучнисторосяных в результате полового процесса развиваются шаровидные, белые, потом коричневые клейстотеции с различными наружными выростами или придатками. Придатки удерживают на мицелии незрелые плодовые тела, а после созревания способствуют их соединению в рыхлые комки, легко переносимые ветром. По форме придатков, а также по числу сумок в клейстотециях классифицируются мучнисторосяные грибы. Сумки бывают по одной или в виде пучков, шаро- или эллипсовидные, без выводного отверстия и парафиз, с 2—8 аскоспорами. За счет повышения осмотического давления клейстотеции разрывается и сумки выбрасываются из него на некоторое расстояние. Таким образом, в жизненном цикле этих грибов имеются две стадии – конидиальная (бесполая, или анаморфная) и половая (сумчатая, или телеоморфная).
Мучнисторосяные грибы распространены повсеместно. Они зарегистрированы на более чем 10 000 видах растений-хозяев.
Род сферотека (Sphaerotheca) включает грибы, у которых клейстотеции с простыми, извилистыми придатками содержат одну шаровидную, коричневую, 2–8-споровую сумку. Мицелий экзофитный, паутинистый или плотный, от светло-серого до бурого цвета.
Сферотека крыжовника (Sph. morsuvae) — возбудитель мучнистой росы крыжовника. Болезнь встречается на его листьях, ягодах и молодых побегах; иногда поражаются красная и черная смородина. Сферотека пятнистая (Sph. macularis) поражает растения из рода хмель (Humulus), сферотека бурая (Sph. fuliginea) — из рода Veronica, сферотека плотновойлочная (Sph. pannosa) паразитирует на розах.
Род микросфера (Microsphaerа) включает грибы, у которых клейстотеции имеют разветвленные на концах, бесцветные придатки, отходящие от клейстотеция по экватору и не переплетающиеся ни с мицелием, ни между собой. Многочисленные сумки содержат по 2–8-яйцевидных или эллипсовидных аскоспор. Они паразитируют преимущественно на деревьях и кустарниках: микросфера дубовая (М. alphitoides) – на дубе, микросфера изящная (М. ornata) — на березе.
Род унцинула (Uncinula) характерен тем, что его клейстотеции образуют многочисленные, жесткие, прямые или извилистые, на концах простые и крючкообразно или спиралевидно загнутые придатки. Они опоясывают плодовое тело или расположены на его вершине. Сумки многочисленные, яйцевидные, с 2—8-эллипсовидными спорами.
Встречаются виды унцинулы только на древесных и кустарниковых породах, особенно часто на листьях ив и тополей. Наиболее распространены унцинула виноградная (U. necator), унцинула крючковатая (U. dunca) и др.
Род филлактиния (Phyllactinia) включает виды, у которых клейстотеции на верхушке имеют короткие, мягкие, покрытые слизью придатки и опоясаны длинными, заостренными на концах и вздутыми у основания твердыми придатками. Сумки многочисленные, 2–4-споровые. Род включает более 20 видов. Наиболее распространен вид филлактиния крапчатая (Ph. guttata) поражающий ольху, березу, лещину и шелковицу.
Порядок Сордариальные (Sordariales). Для порядка Cордариальные характерны мелкие, диаметром до 2 мм перитеции, с хорошо развитым многослойным темным перидием, часто покрытым волосками или щетинками. Перитеции округлые или грушевидные, с полостью внутри и отверстием на вершине, располагаются на поверхности или слегка погружены в субстрат или строму. В перитециях плотным слоем на дне полости располагаются цилиндрические или булавовидные сумки. Аскоспоры одно- и многоклеточные, с поперечными и продольными перегородками, различной окраски, иногда с придатками или покрыты слизистой оболочкой. В цикле развития некоторых сордариальных отмечена конидиальная стадия спороношения.
Большинство сордариальных грибов являются сапротрофами. Некоторые паразитируют на высших растениях, вызывая такие болезни, как корневая гниль виноградной лозы, плодовых деревьев, белой гнили шелковицы и др.
Род сордария (Sordaria) включает грибы, у которых перитеции имеют кувшиновидную форму с отверстием на вершине, с тонким пленчатым перидием бурого или почти черного цвета. Сумки цилиндрические, 4–8-споровые, располагаются в перитеции веерообразно. Аскоспоры одноклеточные, эллипсовидные, темноокрашенные, часто со слизистой оберткой.
Известно около 10 видов, из которых наиболее распространенным является сордария навозная (S. fimicola). Сапротроф на почве, экскрементах животных и растительных остатках. Сордария представляет очень удобный объект для генетических исследований в лабораторных условиях.
Порядок Спорыньевые, или Клавиципитальные (Clavicipitales).
Спорыньевые грибы имеют хорошо развитые массивные стромы, в образовании которых принимают участие только гифы гриба. Разнообразные по форме, окраске и размерам (от 1—2 мм до 10 и даже 30 см) стромы развиваются обычно непосредственно на субстрате из мицелия, склероциев или из мумифицированных, пронизанных гифами гриба тканей хозяина. Лишь у немногих представителей этого порядка строма развита слабо или вообще отсутствует.
Перитеции спорыньевых с тонким мягким или мясистым перидием, белые, реже темноокрашенные. Они погружены в ткань стромы и выступают на поверхности только верхней частью. Сумки длинные, цилиндрические, с утолщенной на вершине оболочкой. Аскоспоры нитевидные, с многочисленными поперечными перегородками, после освобождения из сумки могут распадаться на отдельные клетки, способные к прорастанию. Споры располагаются в сумке параллельным лучком и по мере их созревания выбрасываются поочередно через пору. У многих спорыньевых отмечена конидиалъная стадия спороношения.
Большинство видов — паразиты цветковых растений, грибов и членистоногих; немногие обитают как сапротрофы на почве или древесине. Наибольший интерес представляют роды спорынья и эпихлое. Род спорынья, или клавицепс (Claviceps), образует мясистую головчатую пурпурно-фиолетовую строму на ножке, вырастающую из склероция после его перезимовки. Род содержит около 30 видов, паразитирующих на многочисленных злаках.
Наиболее распространенный вид спорынья пурпурная (С. purpurea), паразитирующий на сотнях видах культурных и дикорастущих злаков, но преимущественно на ржи. Заражение спорыньей происходит во время цветения злаков. Аскоспоры, попадая на рыльце пестика, прорастают, и их мицелий внедряется в завязь. Вскоре здесь развивается конидиальное спороношение. Образование конидий связано с выделением сахаристой жидкости — медвяной росы, привлекающей насекомых, которые переносят конидии на другие растения и заражают их. К моменту созревания зерна в колосе на листе пораженной завязи мицелий уплотняется и превращается в склероции, которые зимуют в почве или в зернохранилище, а весной прорастают головчатыми стромами. По периферии головок стром образуются перитеции с сумками и аскоспорами (рис. 6). Разбрасывание аскоспор активное.
Рис. 6. Строение и жизненный цикл спорыньи: А – бесполое размножение; Б – половое размножение; М – мейоз: 1 – членистый мицелий; 2 – пораженный колос ржи медвяной росой; 3 – конидиеносец с конидиями; 4 – прорастание конидий в склероции; 5 – колос ржи со склероциями; 6 – проросший склероций с головчатыми стромами на ножках; 7 – половой процесс; 8 – строма с перитециями в продольном разрезе; 9 – перитеции с асками; 10 – аск.
Практическое значение спорыньи определяется токсическим действием алкалоидов, содержащихся в склероциях. Склероции, попавшие после размола в муку, могут вызвать тяжелые отравления (токсикозы) у людей, проявлявшиеся в виде конвульсий («злые корчи») или в гангренозной форме («антонов огонь»). В настоящее время случаи отравления людей крайне редки. Алкалоиды спорыньи широко применяют в медицине для лечения сердечно-сосудистых и нервных заболеваний, в акушерстве и гинекологии.
Род эпихлое (Epichloe). Типичным представителем рода является эпихлое рогозовидная (Е. typhina) — возбудитель чехловидной болезни злаков. Мицелий его распространяется диффузно по межклетникам стебля, образуя на его поверхности сначала белую, а затем желто-оранжевую или бурую строму, которая наподобие чехла охватывает верхнее междоузлие злака вместе с прилегающим к нему листовым влагалищем. Отсюда и название заболевания. На поверхности стромы образуются мелкие одноклеточные конидии. Позже на них развиваются многочисленные перитеции, погруженные в строму. Этот гриб особенно часто встречается на еже сборной, полевице, овсянице, мятликах и других многолетних злаках.