Представители класса базидиомицеты, паразитирующие на злаковых культурах

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное  Учреждение Высшего Профессионального  Образования Московская Государственная  Академия Ветеринарной Медицины и Биотехнологий  имени К.И.Скрябина

Реферат по теме:

«Представители класса базидиомицеты, паразитирующие на злаковых культурах »

 

 

 

 

Выполнила: студентка

Сучевяну Юлия

Проверила:

Доцент кафедры и кормопроизводства

Понаморева С.А.

 

 

Москва

2013-2014 уч. Год

 

 

Оглавление

 

Классификация грибов 3

Общая характеристика грибов 4

Строение грибов 4

Размножение 5

Питание 5

Высшие Грибы  Класс Базидиомицеты - Basidiomycetes 6

Введение 6

Понятие о Базидиальных Грибах 6

Порядок Головневые – Ustilaginales 8

Пузырчатая Головня―Ustilago maydis 10

Пыльная Головня― Ustilago tritici 12

Порядок Ржавчинные – Uredinale 13

Линейная ржавчина-Puccinia graminis 16

Заключение 19

Список литературы 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гриб  — одно из самых интересных

и таинственных явлений природы.

Недаром сначала не знали даже,

куда  его отнести: к растительному

или к животному царству.

В. А. Солоухин

«Однажды в осеннюю грибную пору в вагоне электрички ехали грибники. Они были веселы, общительны как все охотничье племя. На одной из станций в вагон села старушка, увидела грибников, посмотрела на их корзины, проснулись в ней воспоминания былых лет, и она заговорила:

— Теперь что за грибы! Вот  бывало...

И рассказала, какие раньше водились грибы. Не отставала и молодежь. Два поколения вели оживленную беседу о грибах — «про созвездия лисичек» и «млечные пути опят»...Кстати, говорили они не о грибах, а об их плодах. Каждый плод, сорванный ими, вырос на грибном теле, как яблоко на яблоне. Они не знали, что имеются такие существа, которые растут на пластмассах, в нефти, на нашей одежде и относятся... тоже к грибам. Они говорили о шляпочных грибах, о съедобных в первую очередь. Их всего около 200 видов. Это лишь капля в море, если вспомнить, что известно около 80 000 видов грибов. Дрожжи, плесени, ржавчины, головни — казалось бы, все это «негрибное» население — тоже входят в многочисленную семью грибов…»

Классификация грибов

 

Царство Грибы

Отдел Грибы- Mycota, Fungi

Высшие Грибы  
Класс Базидиомицеты - Базидиальные грибы - Basidiomycetes

Подкласс Телиоспоромицеты – Teliosporomycetidae

Порядок Головневые – Ustilaginales

Порядок Ржавчинные - Uredinale

Семейство Мелампсоровые

Семейство Пукциниевые

Общая характеристика грибов

 

Грибы — царство  живых организмов, которые сочетают в себе признаки растений и животных.

С растениями их сближает^-:

1) наличие хорошо выраженной  клеточной стенки;

2) неподвижность в вегетативном  состоянии; 

3) размножение спорами;

4) способность к синтезу  витаминов; 

5) поглощение пищи путем  всасывания (адсорбции).

Общим с животными является:

1) гетеротрофность;

2) наличие в составе  клеточной стенки хитина, характерного  для наружного скелета членистоногих;

3) отсутствие в клетках  хлоропластов и фотосинтезирующих  пигментов; 

4) накопление гликогена  как запасного вещества;

5) образование и выделение  продукта метаболизма — мочевины.

Эти особенности строения и жизнедеятельности грибов позволяют  считать их одной их самых древних  групп эукариотных организмов, не имеющих прямой эволюционной связи с растениями, как считалось ранее. Грибы и растения возникли независимо от разных форм микроорганизмов, обитавших в воде.

Известно более 100 тыс. видов грибов, причем предполагается, что реальное число их значительно  больше — 250—300 тыс. и более. В мире ежегодно описывают более тысячи новых видов. Подавляющее большинство их обитает на суше, причем встречаются они практически повсеместно, где может существовать жизнь. Подсчитано, что в лесной подстилке 78—90% биомассы всех микроорганизмов приходится на долю грибной массы (примерно 5 т/га).

Строение грибов

Вегетативное тело подавляющего большинства видов  грибов — это мицелий, или грибница, состоящая из тонких бесцветных (иногда слегка окрашенных) нитей, или гиф, с неограниченным ростом и боковым ветвлением.

Мицелий обычно дифференцируется на две функционально различные  части: субстратный, служащий для прикрепления к субстрату, поглощения и транспортировки воды и растворенных в ней веществ, и воздушный, поднимающийся над субстратом и образующий органы размножения.

В процессе приспособления к  различным наземным условиям обитания у грибов возникают многочисленные видоизменения мицелия: это склероции, столоны, ризоиды, ризоморфы, ап-прессории, гаустории и др. Например, с помощью столонов — воздушных дугообразных гиф — гриб быстро распространяется по субстрату. Столоны прикрепляются к субстрату ризоидами. Функцию прикрепления выполняют и аппрессории, имеющие вид плоских утолщений на ветках гиф. Гаустории, характерные для грибов-паразитов, представляют собой специальные выросты мицелия, проникающие в клетки хозяина и поглощающие из них питательные вещества.

Размножение

Грибы размножаются бесполым и половым способами. Бесполое размножение происходит частями  мицелия или отдельными клетками, которые дают начало новому мицелию. Дрожжевые грибы размножаются почкованием.

Бесполое размножение  может осуществляться также посредством  эндо- и экзогенных спор. Эндогенные споры образуются внутри специализированных клеток — в спорангиях. Экзогенные споры, или конидии, возникают открыто на концах особых специализированных выростов мицелия, называемых конидиеносцами. Попав в благоприятные условия, спора прорастает, и из нее формируется новый мицелий.

Половое размножение  у грибов особенно многообразно. У  некоторых групп грибов половой  процесс происходит путем слияния  содержимого двух клеток на концах гиф. У сумчатых грибов при этом наблюдается  слияние содержимого антеридия  и женского органа полового размножения (архегония), не дифференцированного  на гаметы, а у базидиальных грибов — слияние содержимого двух вегетативных клеток, при котором между ними часто образуются выросты, или анастомозы.

Питание

 

 По способу питания  различают две основные группы грибов: сапротрофы и симбионты. Для последних характерны паразитизм и мутуализм

 

К сапротрофам относится большинство шляпочных и плесневых грибов, а также дрожжи. Особенностью сапротрофных грибов является то, что отдельный гриб может за сутки образовать мицелий суммарной длиной гиф более километра. (Длина грибных гиф в 1 г сухой почвы лиственного леса составляет около 400 м, а в 1 г гумуса [под подстилкой] 4—8 км.)Такой быстрый рост и нитчатое строение мицелия обусловливает особый тип взаимоотношений грибов с окружающей средой, не характерный для других групп эукариотных организмов. Обширная система ветвящихся гиф позволяет им тесно контактировать с субстратом. Почти все клетки мицелия отделены от субстрата лишь тонкой клеточной стенкой. Пищеварительные ферменты, выделяемые грибами, очень быстро воздействуют на материал субстрата и способствуют его частичному перевариванию вне грибной клетки. Такой полупереваренный материал затем всасывается всей поверхностью клетки.

Высшие Грибы  
Класс Базидиомицеты - Basidiomycetes

Введение

Базидиомицеты – это также большая  группа грибов (около 30 тыс. видов), в  которую объединены почти все  шляпочные грибы. Их вегетативное тело представляет собой разветвленный  мицелий, состоящий из членистых гиф. Специальных органов полового размножения у них не образуется. Из прорастающей гаплоидной базидии появляется первичный неклеточный мицелий, превращающийся затем в членистый мицелий. Каждый членик содержит одно гаплоидное ядро. Однако у базидиальных оно эфемерно. Вскоре происходит слияние члеников гиф, но ядра не сливаются, а образуются дикарионы, в последующем синхронно делящиеся. В результате развивается вторичный дикарионный мицелий. В цикле развития базидиомицет доминирует дикарион - диплоидная фаза, а гаплоидная очень кратковременна. Половой процесс завершается слиянием ядер дикарионов (кариогамия), последующим редукционным делением и образованием четырех базидиоспор. Базидиоспоры образуются на базидии - органе полового размножения, представленном одной клеткой. Базидиоспоры образуются на плодовых телах, форма и размер которых весьма разнообразны (как правило, они располагаются на нижней стороне шляпки). Плодовое тело базидомицет мясистое, дифференцировано на ножку (или пенек) и шляпку. Большая часть шляпочных грибов - сапрофиты, но встречаются и паразиты, например, опенок. Поселяются грибы на почве в лесах, иногда у жилищ и т.д., но некоторые развиваются на древесине, в том числе строительной, и разрушают ее.

Понятие о Базидиальных Грибах

Базидиальные грибы, базидиомицеты (Basidiomycetes) (от греч. basidion — фундамент и mykes — гриб), класс высших грибов, имеющих особые органы размножения — базидии. Типичная зрелая базидия имеет 4 одноклеточные споры (базидиоспоры), расположенные на особых выростах — стеригмах. При прорастании каждая базидио-спора даёт септированный первичный — гаплоидный мицелий, или грибницу. Затем у большинства Базидиальные грибы происходит слияние клеток одной и той же или различных (гетероталлизм) грибниц. На диплоидной грибнице обычно развиваются плодовые тела (у ржавчинных и головнёвых грибов — спороношения). Далее в базидиях (у головнёвых и ржавчинных грибов в спорах) происходит мейоз, заканчивающийся образованием б. ч. 4 ядер, переходящих в развившиеся к этому времени базидиоспоры.

Рис. Базидии у грибов из различных  родов. Одноклеточные базидии: 1 —  Russula; 2 — Sclerodon; 3 — Dacryomyces. многоклетечные базидии: 4 — Ustilago; 5 — Uromyces; 6 — Auricularia; 7 — Tremella.

Класс Базидиальные грибы включает св. 15 тыс. видов; многие из них съедобны (берёзовик, белый гриб, груздь и др.), некоторые ядовиты (мухомор, бледная поганка и др.), имеются виды, вызывающие гниль древесины, а также поражающие многие с.-х. культуры (см. Грибы). Классификация Базидиальные грибы основана на особенностях строения их плодовых тел и спороношений. Обычно Базидиальные грибы делят на два подкласса: холобази-диомицеты (Holobasidiomycetes) с одноклеточной базидией, т. н. холобазидией, и фрагмобазидиомицеты (Phragmobasidiomycetes) либо с 4-клеточной базидией, т. н. фрагмобазидией, либо с одноклеточной — шаровидной, грушевидной или удлинённой дихотомически раздвоенной базидией (рис. 3). Холобазидиомицеты делят на порядки: 1) экзобазидиальные (Exobasidiales) — плодовые тела отсутствуют, базидии развиваются на грибнице под кожицей питающего растения; паразиты; 2) афиллофоровые (Aphyllophorales); 3) агариковые (Agaricales); 4) гастеромицеты (Gasteromycetales, рис. 2). Фрагмобазидиомицеты делят на порядки: 1) головнёвые грибы (Ustilaginales, рис. 4); 2) ржавчинные грибы (Uredinales); 3) аврикуляриевые (Auriculariales); 4) дрожалковые (Tremellales); 5) дакриомицетовые (Dacryomycetales); 6) туласнелловые (Tulasnellales). Плодовые тела грибов последних 4 порядков б. ч. студенистой консистенции. Развивающиеся на них фрагмобазидии либо разделены на 4 клетки, поперечно — у аврикуляриевых или вдоль — у дрожалковых, либо одноклеточные базидии, дихотомически раздвоенные — у дакриомицетовых, шаровидные или грушевидные — у туласнелловых.

 

 

Многие грибы-паразиты, в том числе головня и ржавчина, обладают интересной особенностью: как правило, конкретные виды этих грибов поражают определённые виды растений. Поэтому названия грибам часто дают по их жертвам; головня пшеницы, головня ржи, ржавчина сосны, ржавчина кукурузы. А вот стеблевая ржавчина злаков поселяется на хлебных культурах и при массовом развитии способна погубить весь урожай. Однажды было замечено, что сильнее всего от ржавчины страдают посевы, рядом с которыми густо растут кусты барбариса. Это растение нередко используют как живую изгородь. Оказалось, прежде чем заразить злаковые ржавчина должна пройти цикл развития в тканях барбариса.

Порядок Головневые – Ustilaginales

Общая характеристика Головневых Грибов

 

Все головневые грибы— облигатные биотрофные  паразиты многих цветковых растений. Они вызывают характерные поражения тех или иных частей растения (очень часто генеративных, но нередко поражаются листья и стебли, а иногда и корни). Пораженные части выглядят как бы обгорелыми, обугленными (отсюда название болезни — головня,  соответственно и название грибов). Связано это с тем, что внутри тканей растения из вегетативного мицелия развиваются в массе очень темные споры. По месту в жизненном цикле это телиоспоры. Для них применяется специальное название — головневые споры, или устоспоры. Они бывают одиночные,  обособленные при созревании, или срастающиеся друг с другом в спорокучки. Такие спорокучки могут состоять только из собственно телиоспор, но дополнительно могут иметь светлые стерильные клетки, неспособные к прорастани.  Особенно крупные спорокучки у головневых грибов, поражающих водные растения — видов родов Doassansia и Doassansiopsis. Эти спорокучки  распространяются в воде (подобно плодам кокосовой пальмы), а имеющие газообразное содержимое стерильные клетки выполняют функцию понтонов. Мицелий у головневых грибов дикариотичный, эндофитный, большей частью межклетный, диффузный или локальный. Он распространяется по межклетникам тканей зараженных растений, проникая в клетки при помощи гаусториев. Нахождение мицелия в тканях поначалу мало сказывается на  внешнем облике растений. Иногда он может даже стимулировать их развитие, и только когда начинается формирование устоспор, появляются и внешние симптомы поражения. В некоторых случаях скопление устоспор на вегетативных органах становится заметным вскоре после заражения растений, например при заражении кукурузы пузырчатой головней. После освобождения из разрушенной ткани хозяина устоспоры обычно способны к немедленному прорастанию, но могут годами сохранять всхожесть.При прорастании они развивают базидии (рис. 177) без перегородок или с 1 — 3 перегородками. При образовании базидиоспор гаплоидное ядро в каждой клетке разделенной базидии делится и одно получившееся новое ядро идет в базидиоспору, а другое остается в базидии и может делиться снова, за счет чего могут образовываться новые базидиоспоры.

Цикл развития Головневых Грибов

 

Циклы развития головневых грибов, различаясь в деталях, имеют одну общую особенность: заражение происходит только в дикариофазе. Чаще всего это происходит следующим образом. Устоспоры, содержащие по 2 ядра дикариона, попадают в почву с зараженными спорами посевными зернами. Здесь они прорастают в базидию, в которую после мейоза поступают гаплоидные ядра, переходящие в базидиоспоры. На базидии развиваются 2 споры со знаком «+» и 2 — со знаком «-». Базидиоспоры непосредственно копулируют между собой с образованием копуляционных мостиков или сначала почкуются, а затем копуляция происходит уже между производными клетками. Почкующиеся клетки — споридии** — в культуре можно поддерживать достаточно долго (подобно дрожжевым клеткам), В любом случае после копуляции развивается дикариотичный мицелий. Он заражает растение,  прорывая ткани молодых проростков до их выхода на поверхность почвы. Затем он проникает в конус нарастания и продвигается вверх, пронизывая узлы и междоузлия. Когда растение-хозяин становится достаточно взрослым, мицелий в определенных местах распадается на отдельные клетки, одевающиеся темной  оболочкой, — устоспоры. По этому типу развиваются: Tilletia caries — возбудитель твердой головни пшеницы, Т. secalis — возбудитель твердой головни ржи, Sphacelotheca panici-miliacei — возбудитель пыльной головни проса, Uwcystis occulta — возбудитель стеблевой головни ржи, Ustilago horde! — возбудитель твердой головни ячменя и многие другие головневые грибы. У некоторых других головневых грибов цикл проходит несколько иначе. Например, устоспоры возбудителя пыльной головни пшеницы (Ustilago tritici) и ячменя (U. nuda) для дальнейшего развития должны попасть на рыльце цветка восприимчивого растения-хозяина, где они прорастают четырехклеточной базидией. Происходит мейоз, в результате которого возникает четыре  гаплоидных ядра. Однако базидиоспоры не развиваются, а дикарион возникает путем перехода ядер из одной клетки базидии в другую или слияния соседних клеток. Если ядра разного знака находятся не в соседних  клетках, могут образовываться специальные мостики . Мостики могут возникать также между клетками разных базидии. После образования дикариона из базидии вырастает дикариотичный мицелий, по  пыльцевой трубке проникающий в завязь. При этом внешне семя выглядит  совершенно нормально. Попав в почву, такие семена без видимых отклонений прорастают. Молодое растение развивается, и в нем развивается дикариотичный мицелий гриба. Он проникает в закладывающийся колос, обильно там разрастается, разрушает формирующиеся колоски и затем распадается на устоспоры. В вышедшем из листового влагалища колосе сохраняются только стержень и сильно разрушенные колоски. Все остальное превращается в темную пылящую массу устоспор, способных прорастать без периода покоя. Они переносятся ветром на завязи цветущих в это время колосьев.