Морфология аспергиллов и пенициллов

Цель работы

Ознакомиться с основными характеристиками класса Дейтеромицеты. Научиться выявлять основные структуры, характерные для грибов этого класса.

Приборы и материалы

- Микроскоп,

- бинокулярная лупа,

- иммерсионное масло,

- фильтровальная бумага,

- жидкость для удаления иммерсионного масла,

- предметные и покровные стёкла,

- микробиологические петли и иглы,

- окулярная линейка,

- метиленовый синий,

- 10% КОН

- Культуры: p.Aspergillus, p.Penicillium

Содержание работы

Широко распространённые в природе и имеющие большое практическое значение грибы родов Aspergillus и Penicillium относятся к классу Deuteromycetes.

Deuteromycetes (Fungi imperfecti) - это большой гетерогенный класс высших грибов, виды которого связаны по происхождению не друг с другом, а с одним из классов высших грибов: аско- или базидиомицетов. Нередко к дейтеромицетам относят анаморфы этих двух классов.

Дейтеромицеты повсеместно распространены в природе, они составляют большую часть сапротрофов почв, разлагающих растительные остатки. На субстратах животного происхождения встречаются реже. Многие дейтеромицеты паразитируют на высших растениях, насекомых, грибах, нематодах, вызывают болезни сельскохозяйственных культур. Развиваясь на продуктах питания (например, на зерне) выделяют токсины, вызывающие отравления человека и животных. Среди дейтеромицетов большое количество видов, используемых в качестве продуцентов антибиотиков, ферментов, органических кислот.

Вегетативное тело дейтеромицетов - регулярно септированный (септы разные), хорошо развитый гаплоидный мицелий. Клетки часто многоядерные, как правило, содержат разные ядра (гетерокариоз). Клеточная стенка - хитин-глюкановая.

Бесполое размножение – единственный способ размножения дейтеромицетов, поэтому дейтеромицеты называют несовершенными грибами (Fungi imperfecti). Бесполое размножение осуществляется одно- и многоядерными конидиями, реже - почкованием. Жизненный цикл – гаплоидный.

В микологии существует 2 разных подхода к систематике дейтеромицетов:

– это искусственная временная группа высших грибов, известных в настоящее время в конидиальной стадии;

– это самостоятельная новая ветвь грибов, которая находится в процессе становления.

Поскольку филогенетические связи (связи по родству) в классе Deuteromycetes не прослеживаются, его часто называют формальным классом грибов. Род в классе дейтеромицетов – это объединение не близкородственных видов, а искусственная группа, объединяющая виды с одинаковым спороношением. В один род дейтеромицетов зачастую входят виды, связанные по происхождению с представителями разных родов, порядков и даже классов высших грибов.

Систематика дейтеромицетов основана на строении конидиального аппарата:

Порядок Гифомицеты (Hyphomycetales) - имеют одиночные конидиеносцы, коремии или спородохии.

Группа порядков Целомицеты - конидиальное спороношение формируется в полости, образованной гифами гриба, тканями растения-хозяина или комбинацией этих структур:

- порядок Меланкониевые (Melanconiales) – конидиальное спороношение формируется в ложе;

- порядок Сферопсидные (Sphaeropsidales) - конидиальное спороношение формируется в пикнидах.

Порядок Агономицеты (Agonomycetales) – не образуют никакого спороношения или образуют его очень редко. В цикле развития есть только грибница и склероции. Такие грибы называют ещё стерильным мицелием (Mycelia sterilia).

Порядок Бластомицеты (Blastomycetales) – несовершенные дрожжи.

Гифомицеты - самый большой порядок несовершенных грибов. Грибы родов Aspergillus и Penicillium относятся именно к этому порядку.

Род Аспергилл (Aspergillus) - леечная плесень или косматая голова. Колонии апергиллов, образуются на разнообразных средах. В основном аспергиллы являются сапрофитами, приуроченными к почвам южных широт. Виды групп A.niger (A.foetidus, A.awamori, A.carbonarius) и A.flavus, А. oryzae очень широко используют в промышленности. Виды A.flavus, A.fumigatus могут вызывать заболевания животных.

Вегетативный мицелий аспергиллов – многоклеточный, разветвлённый, пронизывает субстрат. Воздушный мицелий состоит в основном из конидиеносцев. Конидиеносцы (рисунок 27) одноклеточные (редко с перегородками), как правило, не ветвящиеся, бесцветные (иногда желтоватые и коричневатые). Конидиеносцы начинаются от опорной клетки на мицелии.

Вверху конидиеносца имеется расширение – пузырь – круглый или немного вытянутый, иногда малозаметный. На нём либо непосредственно образуются конидиегенные клетки – фиалиды, либо разной формы профиалиды, на которых пучками образуются фиалиды. Образование профиалид – это способ увеличения числа конидий. Фиалиды (или профиалиды) занимают либо весь периметр пузыря, либо его часть. Одноклеточные круглые фиалоспоры образуются в базипетальных цепочках. Зрелые конидии многих аспергиллов становятся шиповатыми или бугорчатыми. Окраска массы конидий (голубая, зеленая, коричневая, чёрная) придаёт цвет колонии аспергиллов в целом, чаще всего имеют глубо-зелёный цвет.

морфология аспергиллов и пенициллов - student2.ru

1 – A. nidulans, 2 – A.repens, 3 – A.restrictus,

4 – A.ustus, 5 – A.terreus, 6 – A. niger

Рисунок 27 – Конидиальный аппарат р.Aspergillus

Род Пеницилл (Penicillium) – кистевик - занимает первое место по количеству видов среди гифомицетов.

Мицелий пенициллов очень похож на мицелий аспергиллов. Отличие – конидиальный аппарат, который у пенициллов более разнообразен: это кисточка разной степени сложности, формирующаяся на прямостоячих конидиеносцах (рисунок 28). Конидиеносцы бесцветные, часто с перегородками, отходят от гиф субстратного или воздушного мицелия, опорной клетки на конидиеносце нет. Цепочки шаровидных конидий образуются из фиалид в базипетальной последовательности. Цепочки конидий могут быть соединены в длинные колонки.

На основании строения кисточек и некоторых других признаков (морфологических и культуральных) в пределах рода пенициллы делят на секции, подсекции и серии.

Секция Моновертициллята (Monoverticillata) - одномутовчатые – имеют самую простую кисточку, состоящую из простого конидиеносца, на верхнем конце которого одна мутовка фиалид. Количество фиалид в мутовке 8-12. Иногда конец конидиеносца бывает расширен, что делает его очень похожим на аспергилл. К секции Monoverticillata относятся виды: P.thomii, P.citro-viride, P.frequentans.

Секция Асимметрика (Asymmetrica) – кисточки не симметричные с 1-2 боковыми веточками, 2-4 ярусные. Одна из веточек мутовки как бы продолжает основную ось конидиеносца, а другие веточки располагаются на конидиеносце не симметрично.

Секция Asymmetrica делится в разных системах на разное количество подсекций. Наиболее простая система - деление на 3 подсекции по строению кисточки:

Asymmetrica – Divaricata – кисточки растопыренные, конидиеносцы в виде боковых веточек мицелия: P.nigricans,P.ochro-chloron,P.nalgiovescens

Asymmetrica – Velutina – кисточки компактные, конидиеносцы отходят от субстратного мицелия: P.brevicompactum, P.roqueforti, P.digitatum, P.chrysogenum.

Asymmetrica – Fasciculata – конидиеносцы в виде пучков и хорошо заметных коремий высотой до 1 см: P.notatum, P.italicum, P.veridicatum, P.camamberti, P.urticae, P.expansum, P.martensii , P.claviforme, P.lanosum

Секция Бивертициллята симметрика (Biverticillata-symmetrica) - на конидиеносце симметричная мутовка метул – удлинённых клеток, на каждой метуле – мутовка фиалид: P.purpurogenum, P.funiculosum.

Некоторые микологи выделяют малочисленную секцию Поливертициллята (Polyverticillata) – многомутовчатая кисточка: на конидиеносце - мутовка веточек (ещё более длинных по сравнению с метулами клеток), на веточках – по мутовке метул, на метулах – мутовка фиалид).

морфология аспергиллов и пенициллов - student2.ru

1,2 - Monoverticillata (1 – Penicillium lapidosum, 2 – P.simplicissiumum);

3 - Asymmetrica – Divaricata (P.nigricans); 4, 5 - Asymmetrica – Velutina

(4 - P.brevicompactum, 5 - P.roqueforti); 6 - Asymmetrica – Fasciculata (P.expansum); 7 - Biverticillata-symmetrica (P.funiculosum)

Рисунок 28 - Конидиальный аппарат рода Penicillium

Оформление результатов работы

4.1 Описать грибы рода Aspergillus

4.1.1 Описать выросшие колонии грибов рода Aspergillus по следующим признакам:

- цвет колонии (вегетативного мицелия, спор, инверсума),

- вид колонии (выпуклый в центре, складчатый, радиальный, зональный),

- рост мицелия по отношению к субстрату (субстратный, воздушный),

- характер поверхности (гладкий, шероховатый, войлочный, зернистый, бархатистый и пр.).

4.1.2 Рассмотреть под микроскопом и описать конидиеносцы:

- цвет,

- форму (прямой, извилистый, изогнутый; отходит от субстрата или от воздушных гиф),

- поверхность (гладкая, шероховатая),

- размеры (длина, диаметр),

- найти опорную клетку.

4.1.3 Рассмотреть под микроскопом и описать пузырь (везикулу):

- цвет,

- форму (шаровидная, полушаровидная, куполовидная, эллипсоидная, бутылевидная, булавовидная),

- покрытие фиалидами (по всей поверхности или только в верхней части; наличие колонок – цепочки конидий прижаты и срослись боками),

- размер (диаметр).

4.1.4 Рассмотреть под микроскопом и описать фиалиды:

- количество ярусов (одноярусные или есть профиалиды),

- расположение фиалид на профиалидах (по одной или группами по две-три),

- форму фиалид (флажковидные, овальные, бутылевидные),

- размер фиалид и профиалид.

4.1.5 Рассмотреть под микроскопом и описать конидии:

- цвет,

- форма (шаровидная, эллипсоидная, грушевидная),

- размер,

- поверхность (гладкие, шероховатые, тонко-шероховатые, бородавчатые, шиповатые, толстостенные),

- количество спор (в цепочках, в колонках).

4.1.6 Заполнить таблицу 2.

4.2 Описать грибы рода Penicillium

4.2.2 Описать выросшие колонии грибов рода Penicillium по следующим признакам:

- цвет колонии (вегетативного мицелия, спор, инверсума),

- вид колонии (выпуклый в центре, складчатый, радиальный, зональный),

- рост мицелия по отношению к субстрату (субстратный, воздушный),

- характер поверхности (гладкий, шероховатый, войлочный, зернистый, бархатистый и пр.).

4.2.3 Рассмотреть под микроскопом и описать конидиеносцы:

- цвет,

- форму (прямой, извилистый, изогнутый; простой или разветвленный; отходит от субстрата или от воздушных гиф),

- поверхность (гладкая, шероховатая),

- размеры (длина, диаметр).

4.2.4 Рассмотреть под микроскопом кисточки грибов рода Penicillum и определить их принадлежность к секциям Monoverticillata, Biverticillata - Symmetrica, Asymmetrica и Polyverticillata:

4.2.5 Рассмотреть под микроскопом и описать фиалиды:

- форму фиалид (ланцетовидные, бутылевидные),

- размер фиалид и метул.

4.2.6 Рассмотреть под микроскопом и описать конидии:

- цвет,

- форма (шаровидные, эллипсоидные, цилиндрические),

- размер,

- поверхность (гладкие, шероховатые),

- количество спор (в цепочках, в колонках).

4.2.7 Заполнить таблицу 3.

Таблица 2 – Описание грибов рода Aspergillus

Описание вида	Наименование вида 1	Наименование вида 2
Колония:
- цвет вегетативного мицелия
- цвет инверсума
- характер поверхности
- рост мицелия по отношению к субстрату
Конидиеносец:
- цвет
- форма
- поверхность
- длина, мкм
- диаметр, мкм
Пузырь:
- цвет
- форма
- покрытие фиалидами
Фиалиды:
- количество ярусов
- форма фиалид
- количество фиалид в группах
Конидии:
- цвет
- форма
- поверхность
- количество спор в цепочках

Таблица 3 – Описание грибов рода Penicillium

Описание вида	Наименование вида 1	Наименование вида 2
Колония:
- цвет вегетативного мицелия
- цвет инверсума
- характер поверхности
- мицелиальные тяжи
- рост мицелия по отношению к субстрату
Конидиеносец:
- цвет
- форма
- поверхность
- длина, мкм,
- коремии
Секции:
Monoverticillata
Biverticillata
Polyverticillata
Asymmetrica-Divaricata
Asymmetrica-Velutina,
Asymmetrica-Fasciculata
Фиалиды:
- количество ярусов
- форма фиалид
- количество фиалид в мутовках
Конидии:
- количество в цепочке
- форма конидии
- характер поверхности

5 Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте класс Deuteromycetes.

2. Почему дейтеромицеты называют несовершенными грибами?

3. Что такое формальный класс грибов?

4. Опишите конидиогенный аппарат аспергиллов.

5. Что такое опорная клетка?

6. На каких признаках основано деление пенициллов на секции?

7. Опишите строение кисточки пенициллов подсекции Asymmetrica – Divaricata.

8. У грибов какого рода образуются профиалиды?

9. Каков способ образования конидий у аспергиллов (пенициллов)?

10. Чем отличается вегетативный мицелий аспергиллов от мицелия пенициллов?

ЛИТЕРАТУРА

а) основная литература

1 Современная микробиология. Прокариоты: в 2-х т. Пер.с англ./под ред. Й.Ленгелера, Г.Древса, Г.Шлегеля.- М.: Мир, 2005.

2 Гусев М.B. Микробиология: учебник для вузов по направлению 510600 «Биология» и биологическим специальностям/ М.В.Гусев, Л.А. Минеева. - М. : Academia, 2003.- 462 с.

3 Лисицкая Т.Б. Методы микробиологических исследований: метод. указания к лаб.работам/ Т.Б.Лисицкая; СПбГТИ(ТУ). Каф. технол.микробиол.синтеза.- СПб.: [б.и], 2006.- 60 с.

4 Лисицкая, Т.Б. Строение и способы размножения грибов: методические указания /Т.Б.Лисицкая, Т.Д.Великова; СПбГТИ(ТУ). Каф. технол.микробиол.синтеза.- СПб.: [б.и], 2007.- 60 с.

5 Лисицкая, Т.Б. Характеристика классов грибов: методические указания /Т.Б.Лисицкая, Т.Д.Великова; СПбГТИ(ТУ). Каф. технол.микробиол.синтеза.- СПб.: [б.и], 2007.- 80 с.

б) дополнительная литература

6 Воробьёв, А.А. Микробиология: учебник для фармацевтических и мед. вузов/ А.А.Воробьёв [и др.].- М.: Медицина, 2003.- 335 с.(24экз)

7 Воробьёв, А.А. Медицинская и санитарная микробиология: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.А.Воробьёв, Ю.С. Кривошеин, В.П.Широбоков.- М.: Издательский центр «Академия», 2003.- 464 с.

в) вспомогательная литература

7 Руководство к практическим занятиям по микробиологии/ под ред. Н.С. Егорова.- М.: Изд-во МГУ, 1983.- 220 с.

8 Мюллер, Э., Микология/Э. Мюллер, В.Лёффлер. - М.: Мир, 1995.- 341 с.

9 Мельник, В.А. Несовершенные грибы на древесных и кустарниковых породах (Атлас)/ В.А.Мельник, И.С.Попушой - Кишинёв: «Штиинца», 1992.- 368 с.

11 Билай, В.И. Основы общей микологии/ В.И. Билай. - Киев, Высш. шк., 1989.- 392 с.

12 Бабьева, И.П. Биология дрожжей/ И.П.Бабьева, И.Ю.Чернова.- М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004.- 221 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..3

ПРАВИЛА РАБОТЫ

В МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ……………………..3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.

ПРАВИЛА МИКРОСКОПИРОВАНИЯ..………………………………5