Глава 3. Морфология и бесполое размножение

При характеристике морфологии дрожжевых грибов обычно различают макро- и микроморфологические признаки, поскольку первые изучают визуально, а вторые - с помощью микроскопа. Макроморфология включает культуральные признаки, характеризующие рост культуры в жидких или на плотных средах.

Макроморфология дрожжей

Макроморфологические признаки очень изменчивы и сильно зависят от состава среды и условий культивирования, поэтому они имеют весьма ограниченное значение в систематике дрожжей. Тем не менее, многие виды дрожжей существенно отличаются по характеру роста на скошенном агареили в видегигантской колонии, что на практике дает возможность их быстрой предварительной идентификации.

Дрожжевые культуры, растущие на плотных средах, по консистенции бывают чаще всего пастообразными, а также слизистыми, иногда полностью стекающими на дно пробирки, вязкими, клейкими, кожистыми или крошащимися. Слизистый рост характерен для многих анаморфных базидиомицетовых дрожжей родов Cryptococcus,Rhodotorula,Sporobolomyces, образующих большое количество внеклеточных полисахаридов, а также для аскомицетовых почвенных дрожжей родаLipomyces. У большинства аскомицетовых дрожжей колонии пастообразные, сухие, культура при росте на скошенном агаре не стекает на дно пробирки. Для дрожжеподобных грибов, образующих как одиночные клетки, так и мицелий, характерны колонии с ворсинчатым краем, который хорошо просматривается при просвечивании.

У большинства дрожжей колонии белые, часто приобретающие при старении кремовый или слегка коричневатый оттенок. У некоторых аскоспоровых дрожжей, например из родов NadsoniaилиLipomyces, старые колонии при обильном спорообразовании темнеют и становятся бурыми или шоколадными. Многие дрожжи образуют пигменты, окрашивающие их колонии в различные цвета. Наличиекаротиноидных пигментов, придающих колониям красную, розовую, оранжевую или желтую окраску, характерно для базидиомицетовых дрожжей родовRhodotorula,Sporobolomyces,Cystofilobasidiumи др. Аскомицетовые дрожжиMetschnikowia pulcherrimaобразуют диффундирующий в среду красно-вишневый пигмент пульхерримин. Так называемые «черные дрожжи», формируют темно бурые или черные колонии за счет накоплениямеланоидных пигментов.

При росте в жидких средахдрожжи вызывают помутнение, образуют осадок, кольцо на стенках пробирки, разного характера пленки. Как правило, рост в виде пленки характеризует способность дрожжей объединяться в мицелиальные структуры  или свидетельствует об окислительном типе энергетического метаболизма.

Микроморфология дрожжей

Микроморфология дрожжей включает признаки, характеризующие отдельные клетки (форма, размеры), а также способы вегетативного и бесполого размножения и образуемые при этом структуры.

Типы вегетативного размножения

Морфогенез дрожжевой клетки тесно связан со способом вегетативного размножения.Различают два принципиально различных способа образования вегетативных клеток у дрожжей -артрический(талломный) ибластический(зародышевый). При артрическом способе мицелий дрожжеподобных грибов одновременно распадается на отдельные одноклеточные элементы -артроспоры. Они образуются за счет расчленения гифы по поперечным септам после разрушения первичной стенки гифы в местах сочленения. Такой способ вегетативного размножения характерен для дрожжеподобных грибовEndomyces,Galactomyces,Arxula,Trichosporon, причем у двух последних родов образование артроспор сопряжено с их последующим почкованием.

Бластический тип вегетативного размножения - это образование почек, что наиболее характерно для дрожжей. Почка представляет собой вырост на материнской клетке, который по мере увеличения в размерах отшнуровывается от нее. На материнской клетке при этом остается шрам почкования, а на отделившейся почке - шрам рождения. Шрамы почкования, или почечные рубцы, сохраняются на материнской клетке весь период ее жизни, а шрамы рождения со временем становятся малозаметными.

По ультраструктурному механизму образования почек различают голобластическоеиэнтеробластическоепочкование. Первый тип характерен для аскомицетовых, второй - для базидиомицетовых дрожжей, то есть признак этот имеет высокую таксономическую ценность. При голобластическом почковании в образовании почки участвует вся клеточная стенка материнской клетки, и почка при этом как бы «выдувается» из нее. Такой рост на начальных этапах образования почки можно сравнить с апикальным вегетативным ростом грибной гифы. При энтеробластическом почковании почка вырастает (как бы «выдвигается») из материнской, разрывая ее. Клеточная стенка почки синтезируется заново, и весь процесс напоминает прорастание споры, то есть он имеет сходство с репродуктивной фазой мицелиальных грибов, например с образованием конидий по типу фиалид.

В зависимости от места образования почек и способа их отделения от материнской клетки различают несколько типов почкования. Этот признак хорошо выявляется при обычной световой микроскопии и служит для дифференциации дрожжей на различных таксономических уровнях. По месту заложения почек различают полярное(биполярное) имногостороннеепочкование. Многостороннее почкование наиболее распространено среди дрожжей. Оно типично для родовSaccharomyces,Pichia,Debaryomyces,Candidaи многих других. У большинства аскомицетовых дрожжей с многосторонним почкованием почки возникают на любом месте клеточной поверхности последовательно одна за другой, однако у некоторых видов закладывается одновременно по несколько почек. В этом случае говорят омножественном почковании. Каждая новая почка после отделения оставляет на материнской клетке новый шрам почкования, по числу которых можно судить о возрасте клетки. Иногда на старых клетках такихшрамов почкованиянасчитывают более двух десятков. У сахаромицетов шрамы почкования на гаплоидных клетках мелкие и расположены близко один к другому, а на диплоидных клетках они более крупные и располагаются равномерно по всей клетке.

При полярном почкованиизакладка почек происходит строго только по полюсам клетки и каждая последующая почка возникает точно на месте предыдущей. При этом шрамы почкования нарастают один на другой и придают клетке характерную форму: грушевидную (у родаSchizoblastosporion) или лимоновидную, апикулятную (у родовSaccharomycodes,Hanseniaspora,Nadsonia). Так как в этих случаях перешеек между материнской клеткой и почкой бывает очень широкий, с ясно видимой в световом микроскопе септой, то такой тип почкования называют почкующимся делением (bud-fission).

Почкование на широком основании часто встречается и у базидиомицетовых дрожжей, но места образования новых почек у них обычно строго не фиксированы. Иногда из одного локуса может вырастать сразу по несколько почек, или же почки возникают последовательно одна рядом с другой (симподиальное почкование у Cryptococcus neoformans). Энтеробластическое почкование в этих случаях приводит к образованию хорошо заметных в световом микроскопе шрамов на клетке после отделения почек. Для родовSterigmatomyces,Kurtzmanomyces,Fellomycesхарактерноформирование почек на выростах, или стеригмах.

Таким образом, форма дрожжевых клетокдовольно разнообразна и этот признак тесно связан со способом почкования. У видов, размножающихсямногосторонним почкованием, клетки имеют сферическую, округлую, овальную или яйцевидную форму. Прибиполярном почкованииклетки приобретают апикулятную (лимоновидную) или грушевидную форму. У делящихся дрожжей клетки более или менее цилиндрические. Специфическую угловатую форму имеют клетки дрожжей родаTrigonopsis, серповидную -Metschnikowia lunata. Клетки дрожжей, образующиепочки на стеригмах, зачастую приобретают форму, делающую их похожими на простекобактерии.