Тема: морфология и классификация грибов.

Вопросы для рассмотрения

1. Морфологические и культуральные свойства грибов.

2. Классификация грибов.

3. Основные представители классов зигомицетов, аскомицетов, дейтеромицетов.

4. Особенности спорообразования у грибов.

5. Патогенные грибы.

Задание для выполнения лабораторной работы

1. Приготовить сначала сухой препарат, а затем «раздавленная капля» из культуры гриба рода Mucor, микроскопировать их на малых увеличениях и зарисовать.

2. Приготовить препарат «раздавленная капля» из культуры гриба рода Penicillium, микроскопировать его сначала на малых увеличения, а затем с иммерсией.

3. Приготовить препарат «раздавленная капля» из культуры гриба рода Fusariumи микроскопировать с иммерсией.

Объектами микробиологии являются многие виды микроскопических грибов. Грибы– эукариоты, имеют как макро- , так и микроскопические размеры и характеризуются наличием дифференциального ядра, способностью к половому и бесполому (с помощью вегетативных спор) размножению. Изучением этой группы микроорганизмов занимается наука микология.

Грибы выращиваются на питательных средах Сабуро, Чапека-Докса, жидком сусле, сусло-агаре при рН ниже 7.0, но патогенные грибы могут расти и в щелочной среде. Оптимальные температуры для роста мицелиальных грибов 25-33 С и 36-37 С для дрожжевых и дрожжеподобных. Грибы являются аэробами или факультативными анаэробами, безхлорофильными, гетеротрофными организмами..

В жидких питательных средах грибы вырастают либо в виде сплошной пленки, либо пристеночного кольца. На плотных питательных средах вначале образуются бесцветные колонии, а затем, как правило, пигментированные. Размеры колоний зависят от вида гриба, скорости его роста, размножения и состава питательной среды.

У большинства грибов вегетативное тело

( мицелий) состоит из системы тонких ветвящихся нитей, называемых гифами . Переплетаясь, мицелий образует грибницу. Грибы способны расти в длину и развиваются на поверхности или внутри питательного субстрата. Соответственно, различают субстратный (вегетативный) мицелий, врастающий в питательную среду, и воздушный. Концы нитей мицелия могут быть закручены в виде спиралей или завитков.

В соответствии с ботанической классификацией грибы дейтеромицеты. можно разделить на 6 классов: хитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты. Микробиологов интересует три рода: зигомицеты, аскомицеты, дейтеромицеты:

1. У зигомицетов – низших грибов – хорошо развит ветвистый одноклеточный мицелий. Размножаются они половым и бесполым (при помощи спорангиоспор и конидий) путем. Половой процесс - зигогамия, при котором сливается содержимое кончиков гиф двух разнокачественных мицелиев (“+” и “—“).

Наиболее распространенные рода: Absidia, Mucor, Rhiropus .

Фикомицеты (зигомицеты) могут вызывать фикомикозы (мукоромикоз легких, головного мозга). Фикомицеты чаще всего поражает людей с ослабленной иммунной системы, страдающих лейкозом, диабетом. Входными воротами инфекции (при заражении фикомицетами) служат дыхательные пути. При поражении в стенки кровеносных сосудов фикомицеты вызывают тромбозы.

Представитель фикомицетов мукор (Mucor mucedo) развивается в виде войлоковидного белого или серого налета на продуктах растительного происхождения, навозе травоядных животных.

Мицелий мукоровых грибов пронизывает субстрат, и частично стелятся на поверхности. От мицелия вверх отходят особые воздушные гифы – спорангиеносцы, вздувающиеся в верхней части. Эти вздутия (спорангии в дальнейшем отделяются от спорангиеносцев перегородкой, и в них бесполым путем образуются многочисленные спорангиоспоры – эндоспоры (эндо-внутренние). Перегородка, отделяющая спорангий от спорангиеносца, внутри спорангия проходит куполообразно и поэтому верхняя часть спорангиеносца оказывается внутри спорангия. Этот участок спорангиеносца называется колонкой и у разных видов мукоровых грибов имеет различную форму (грушевидную, шаровидную, цилиндрическую).

Отличительной особенностью представителей рода Mucor является способность образовывать рыжевато-коричневые конидии.

При просмотре мукора следует осторожно взять препаровальной иглой небольшое количество мицелия и другой препаровальной иглой снять его на сухое предметное стекло. Препарат сначала рассматривается без покровного стекла при малом увеличении микроскопа. Видны спорангиеносцы и на концах круглые темные спорангии. Обычно они покрыты тонкими шипами из кристаллов углекислой извести. Затем следует нанести каплю воды на поверхность препарата, закрыть его покровным стеклом и рассматривать последовательно при малом и большом увеличениях (без иммерсии) микроскопа. Оболочка спорангия при этом разрушается, и споры вываливаются;

2. Аскомицеты (сумчатые грибы)- высшие грибы с многоклеточным мицелием. Они включают представителей эуаскомицетов (истинных аскомицетов), у которых сумки со спорами образуются в результате полового процесса на поверхности или внутри плодовых тел, представляющих собой сплетение гиф мицелия (возможно и бесполое размножение экзогенными спорами - конидиями), и гемиаскомицетов, у которых плодовые тела отсутствуют (сюда относятся большинство дрожжей).

Эуаскомицеты включают два важнейших рода почвенных грибов – Penicillium и Aspergillus. Оба этих рода нередко называют также плесневыми грибами, к группе которых относят и некоторых представителей зигомицетов и несовершенных грибов.

У пенициллов и аспергиллов хорошо развит многоклеточный мицелий. Размножаются они преимущественно конидиальным спороношением. Встречаются в виде голубого, зеленого, сизого, реже других цветов, налета на продуктах растительного происхождения (варенье, томатная паста), лимонах и апельсинах, отсыревших изделиях из кожи, обоях. Распространены в верхних горизонтах почвы.

Грибы рода Penicillium называют кистевиками, так как они образуют конидии на концах мутовчато - разветвленных конидиеносцев, напоминающих кисть руки. Каждый отдельный пучок конидиеносцев, выходящих как бы из одной точки и отчленяющих конидии, к тому же напоминает рисовальные кисти.

При просмотре строения конидиеносцев Penicillium dlaucum поступают следующим образом. Препаровальной иглой надрезают кусочек мицелия (0,5 мм²) на границе между его зеленым и белым участком. Осторожно, с помощью двух препаровальных игл, кусочек снимают со среды и помещают в каплю воды на предметное стекло. Поскольку мицелиальная пленка гриба довольно толстая, может получиться так, что когда покровным стеклом капля закрывается, вода не целиком окружает исследуемый мицелий. В этом случае из капельницы надо добавлять воду под покровное стекло до тех пор, пока кусок мицелия будет со всех сторон окружен водой.

Стеклянной палочкой (или препаровальной иглой) покровное стекло слегка надавливают в центре. Избыток воды можно удалить фильтровальной бумагой. Препарат сначала просматривают при малом увеличение. Основное внимание уделяют краям исследуемого материала. Просматривают его целиком по краю, так как на краях обычно очень хорошо видны кисти конидиеносцев. Когда подходящей участок найден, переводят объектив на 40x и детально рассматривают кисточки.

Конидиеносцы грибы рода Aspergillus, или леечной плесени, обычно одноклеточные (шаровидно, булавовидно или грушевидно вздуты). На них располагаются параллельно друг другу короткие кеглеобразные стеригмы; каждая из них отшнуровывает радиально цепочки конидий. Головки конидиеносца с радиально расходящимися цепочками конидий напоминают наконечник лейки со струйками воды.

Конидии аспергиллов выделяют из почвы, воздуха, серных источников, дистиллированной воды (ст.878. Справочник по медиц. микробиологии). Аспергиллы — строгие аэробы, хорошо растут на различных питательных средах при рН 6.0-6.5. Выделяют условно-патогенные виды аспергиллов: As.fumigatus, As.flavus, которые у человека вызывают бронхолегочные аспергиллезы (пневмония, бронхиальная астма)

Для ознакомления со строением конидиеносцев аспергилла ( на примере Aspergillus niger) препаровальной иглой берут небольшое количество мицелия гриба на границе между черным и коричнево- бурым участком колонии вносят в каплю воды на предметном стекле . Далее поступают так же, как и в случае просмотра пеницилла. В начальной стадии спорообразования Aspergillus похож на Mucor (бесцветные головки), затем с возрастом головки покрываются стеригмами, на которых развиваются споры. В результате получаются кудрявые головки. От мукора аспергилл всегда можно отличить по присутствию таких головок. У мукора головки гладкие - «лысые» , так как споры эндогенного происхождения (внутренние), а у аспергилла и пеницилла - экзогенного происхождения (внешние).

К патогенным плесневым грибам относится род Trichophyton, виды которого вызывают поверхностные микозы - дерматомикозы - трихомикозы. Поражают кожу, волосы, ногти (стопы, паховая область). Trichophyton cutaneum - возбудитель белой пьедры (перхоть

Дрожжи, по современным представлениям, - это сборная группа одноклеточных микроскопических организмов, относящихся к разным классам грибов. Преимущественно дрожжи входят в класс аскомицетов, представители которого в процессе развития образуют споры в сумках – асках.

Диаметр клеток дрожжей колеблется от 8 до 15 мкм. Форма их разнообразна: эллипсовидная, грушевидная, округлая, цилиндрическая. Размножаются вегетативным и половым путем. Вегетативные способы размножения – почкование и деление, половой способ размножения связан с образованием спор. К почкующимся дрожжам относятся представители “культурных” дрожжей рода Saccharomyces(сахаромицеты), к делящимся – виды рода Shizosacchomyces (шизосахаромицеты). При половом процессе слияние вегетативных клеток ведет к образованию сумок со спорами, или же сначала могут сформироваться споры, которые в последующем копулируют друг с другом. В каждой сумке образуется от 2 до 8, иногда 12 спор.

Среди дрожжей есть аспорогенные, ложные дрожжи, неспособные к половому процессу и спорообразованию. Они относятся к классу несовершенных грибов.

Есть дрожжи, для которых характерно и деление и почкование. Это роды Endomycopsis candida (почкующиееся делением), которые занимают промежуточное положение между делением и почкованием.

С представителями аспорогенных дрожжей, размножающихся только почкованием и не образующих спор, можно познакомиться на примере Torula lactic (молочные дрожжи). Клетки Torula lactic мелкие (диаметр пр.5мкм).

Многие почвенные дрожжи родов Torulopsis, Rhodotorula, Cryptococcus, Candida спор не образуют. Размножение у дрожжеподобных организмов может происходить также в результате распада гиф на отдельные клетки – оидии или артроспоры, как Geotrichum candidum (Oidium lactic), который изучается в процессе молочнокислого брожения.

Candida albicans - вызывает кондидоз слизистых оболочек (молочница), роговых покровов; является представителем нормальной микрофлоры организма человека.

3. Несовершенные грибы(Fungi imperfect) имеют многоклеточный мицелий, но у них отсутствует половой процесс и совершенная стадия спороношения. Размножаются бесполым путем при помощи конидий или вегетативно участками гиф.

В природе широко распространены. Встречаются на растительных остатках, плодах, семенах и в почве. Fusarium встречаются в природе и как сапрофиты, живущие в почве и на растительных остатках, и как паразиты, вызывающие различные заболевания многих видов растений (увядание, гнили корней, стеблей, плодов, полегание сеянцев древесных и кустарниковых пород, болезни семян) и человека. Поражения человека видами Fusarium (F.monilifome, F.dimerum, F.solani, F.chlamydosporum) связаны с употреблением растительных продуктов, зараженных грибами: вызывают поражения кожи, ногтей у лиц с нарушением иммунитета (острые симптомы отравлений). Известны виды (F.sporotrihiella), которые сохраняют свою токсичность после выпечки хлеба (особенно поражают просо).

F.graminearum — является возбудителем заболеваний у человека и растений.. У человека заболевание, вызванное этим возбудителем, носит такие симптомы: отмечается синюшность лица, нарушение сознания, эйфория, нарушение координации движений, — признаки, напоминающие опьянение, поэтому заболевание известно как отравление “пьяным хлебом”

Колонии разных видов фузариима на питательных средах (сусло-агаре) могут быть рыхлыми, ватообразными, пышными, воздушными или плотными, пленчатыми. Они либо белые, либо окрашены в разные тона розового или желтого цвета. Нередко питательная среда окрашивается в разные цвета и оттенки: от розового до коричневого.

Приготовив в капле воды препарат обычным способом и рассматривая его под микроскопом, можно увидеть более или менее разветвленные конидиеносцы и очень характерные для фузариума конидии, так называемые макроконидии. Они заострены на концах, продолговатые, согнутые, нередко серповидные, с несколькими перегородками.

У многих видов фузариума образуются еще овальные мелкие бесцветные, чаще одноклеточные микроконидии.

Контрольные вопросы

1. Способы размножения мукора, пеницилла и аспергилла.

2. В чем отличие спор грибов от спор бактерий?

3. Размножение сахаромицетов и шизосахаромицетов.

4. Несовершенные грибы их способы размножения, распространение в природе.

5. Описать патогенные грибы.

Рекомендованный материал.

1. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Преверзева Г.И. Практикум по миркобиологии. «Колос», М. 1972. Стр.37-43.

2. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. Под редакцией Егорова Н.С. МГУ, М. 1995. Стр. 13-16

3. Медицинская микробиология. Гл. ред. Покровский В.И., Поздеев О.К. «ГЭОТАР Медицина». М., 1999. Стр. 861- 883.

4. Шлегель Г. Общая микробиология. «Мир», М. 1972. Стр. 137-159.