Claviceps purpurea - Claviceps purpurea

Claviceps purpurea
Claviceps purpurea.JPG
Vědecká klasifikace Upravit
Království:Houby
Divize:Ascomycota
Třída:Sordariomycetes
Objednat:Hypocreales
Rodina:Clavicipitaceae
Rod:Claviceps
Druh:
C. purpurea
Binomické jméno
Claviceps purpurea
(Fr.) Tul. 1853
Ekologické závody
  • G1 - suchozemské trávy otevřených luk a polí;
  • G2 - trávy z vlhkých, lesních a horských stanovišť;
  • G3 (C. purpurea var. spartinae) - solné trávy (Spartina, Distichlis).

Claviceps purpurea je námel houba který roste na uši z žito a související obilovin a píce rostliny. Spotřeba zrna nebo semena kontaminovaná strukturou přežití této houby, námele sklerotium, může způsobit ergotismus u lidí a jiných savců.[1][2] C. purpurea nejčastěji postihuje křížení druhy jako žito (jeho nejběžnější hostitel), stejně jako triticale, pšenice a ječmen. Ovlivňuje to oves jen zřídka.

Životní cyklus

Různé etapy životního cyklu Claviceps purpurea
plodnice s hlavou a štípáním Sclerotium

An ergotové jádro volala Sclerotium clavus se vyvíjí, když je květenství kvetoucí trávy nebo obilovin infikováno askospora z C. purpurea. Proces infekce napodobuje a pyl obilí dorůstající do vaječník v době oplodnění. Protože infekce vyžaduje přístup houbové spory k stigma, rostliny infikované C. purpurea jsou hlavně křížení druhy s otevřené květiny, jako je žito (Secale cereale ) a Alopecurus.

Proliferující se houba mycelium pak zničí vaječník rostliny a spojí se s cévní svazek původně určené pro krmení vyvolávací semínko. První fáze námelové infekce se projevuje jako bílá měkká tkáň (známá jako Sphacelia segetum) produkující cukr medovice, který z infikovaných travnatých kvítků často vypadne. Tato medovice obsahuje miliony nepohlavní výtrusy (konidie ), které jsou do jiných kvítků rozptýleny hmyz nebo déšť. Později Sphacelia segetum převést na tvrdé suché Sclerotium clavus uvnitř slupky kvítku. V tomto stádiu, alkaloidy a lipidy (např. kyselina ricinolejová ) se hromadí ve Sclerotiu.

Když dospělý Sclerotium spadne na zem, houba zůstane v klidu, dokud vhodné podmínky nespustí její plodící fázi (nástup jara, období dešťů, potřeba čerstvých teplot v zimě atd.). Klíčí, tvoří jeden nebo několik plodnice s hlavou a stipe, různě zbarvené (připomínající drobné houba ). V hlavě, jako vlákno sexuální spory (askospory) se tvoří v perithecia, které jsou vyhozeny současně, když kvetou vhodní hostitelé trávy. Námelová infekce způsobuje snížení výnosu a kvality produkovaného obilí a sena, a pokud je infikované obilí nebo seno krmeno hospodářskými zvířaty, může způsobit onemocnění zvané ergotismus.

Polistes dorsalis, druh sociálních vos, byl zaznamenán jako vektor šíření této konkrétní houby. Během chování při hledání potravy se částice houbových konidií navazují na části těla této vosy. Tak jako P. dorsalis cestuje od zdroje ke zdroji, zanechává za sebou plísňové infekce.[3] Bylo také prokázáno, že hmyz, včetně much a můr, nese konidie Claviceps druh, ale pokud hmyz hraje roli při šíření houby z infikovaných na zdravé rostliny, není známo.[4]

Vnitrodruhové variace

Model Claviceps purpurea, Botanické muzeum Greifswald

První vědci to pozorovali Claviceps purpurea na jiné Poaceae tak jako Secale cereale. 1855, Grandclement[5] popsal námel na Triticum aestivum. V průběhu více než století se vědci snažili popsat specializované druhy nebo specializované odrůdy uvnitř druhů Claviceps purpurea.

  • Claviceps microcephala Tul. (1853)
  • Claviceps wilsonii Cooke (1884)

Později se vědci pokusili určit hostitelské odrůdy jako

  • Claviceps purpurea var. agropyri
  • Claviceps purpurea var. purpurea
  • Claviceps purpurea var. spartinae
  • Claviceps purpurea var. wilsonii.

Molekulární biologie tuto hypotézu nepotvrdila, ale rozlišila tři skupiny, které se liší svou ekologickou specificitou.[6]

  • G1 - země trávy otevřených luk a polí;
  • G2 - trávy z vlhkých, lesních a horských stanovišť;
  • G3 (C. purpurea var. spartinae) —Solové mokřiny (Spartina, Distichlis).

Morfologická kritéria pro rozlišení různých skupin: Tvar a velikost sklerotií nejsou dobrými indikátory, protože silně závisí na velikosti a tvaru hostitelského kvítku. Velikost konidií může být známkou, ale je slabá a je třeba jí věnovat pozornost, protože díky osmotickému tlaku se významně mění, pokud jsou spory pozorovány v medovce nebo ve vodě. Sklerotickou hustotu lze použít, protože skupiny G2 a G3 plavou ve vodě.

Sloučenina alkaloidů se také používá k odlišení kmenů.

Rozsah hostitelů

Sclerotium z Claviceps purpurea na Alopecurus myosuroides

Pooideae

Agrostis canina, Alopecurus myosuroides (G2), Alopecurus arundinaceus (G2), Alopecurus pratensis, Bromus arvensis, Bromus commutatus, Bromus hordeaceus (G2), Bromus inermis,[7] Bromus marginatus, Elymus tsukushiense, Festuca arundinacea,[8] Elytrigia repens (G1), Nardus stricta, Poa annua (G2), Phleum pratense, Phalaris arundinacea (G2), Poa pratensis (G1), Stipa.

Arundinoideae

Danthonia, Molinia caerulea.

Chloridoideae

Spartina, Distichlis (G3)

Panicoideae

Setaria

Epidemiologie

Claviceps purpurea je známo lidstvu po dlouhou dobu a jeho vzhled byl spojen s extrémně chladnými zimami, po nichž následovaly deštivé prameny.[Citace je zapotřebí ]

Sklerotická fáze C. purpurea nápadný na hlavách žit a jiných podobných zrn je známý jako námel. Sclerotia klíčí na jaře po období nízké teploty. Je požadována teplota 0-5 ° C po dobu nejméně 25 dnů. Voda je také nutná před chladným obdobím.[9] Příznivé teploty pro produkci stromatu se pohybují v rozmezí 10–25 ° C.[10] Příznivé teploty pro růst mycelia jsou v rozmezí 20 - 30 ° C, optimálně při 25 ° C.[10]

Sluneční světlo má chromogenní účinek na mycelium s intenzivním zbarvením.[11]

Účinky

Hlavní článek: Ergotismus
Droga odvozená od drinku k zastavení postnatálního krvácení

Cyklus nemoci námelové houby byl poprvé popsán v roce 1853,[12] ale souvislost s námelem a epidemiemi mezi lidmi a zvířaty byla popsána již ve vědeckém textu z roku 1676.[13]Námelové sklerotium obsahuje vysoké koncentrace (až 2% sušiny) v alkaloid ergotamin, komplexní molekula sestávající z tripeptidu odvozeného cyklol-laktamového kruhu připojeného prostřednictvím amide vazba na a kyselina lysergová (ergolinová) skupina a další alkaloidy z ergoline skupina, která jsou biosyntetizovaný houbou.[14] Ergotní alkaloidy mají širokou škálu biologické aktivity včetně účinků na oběh a neurotransmise.[15]

Ergotismus je název někdy závažných patologických syndromů postihujících lidi nebo zvířata, která požila rostlinný materiál obsahující námelové alkaloidy, jako jsou zrna kontaminovaná námely. Mniši řádu sv. Antonín Veliký se specializuje na léčbu obětí ergotismu[16] s balzámy obsahujícími uklidňující a cirkulační stimulující rostlinné výtažky; byli také zruční v amputacích.[Citace je zapotřebí ] Obecný název pro ergotismus je „Oheň sv. Antonína“,[16] ve vztahu k mnichům, kteří se starali o oběti, a také o příznaky, jako jsou silné pocity pálení v končetinách.[17] Jsou způsobeny účinky námelových alkaloidů na cévní systém kvůli vazokonstrikce krevních cév, někdy vedoucí k gangréna a ztráta končetin v důsledku výrazně omezeného krevního oběhu.

Mohou také způsobit neurotropní aktivity námelových alkaloidů halucinace a doprovázející iracionální chování, křeče a dokonce i smrt.[14][15] Mezi další příznaky patří silné děložní kontrakce, nevolnost, záchvaty a bezvědomí. Od středověku se k vyvolávání používaly kontrolované dávky námele potraty a zastavit mateřské krvácení po porodu.[18] Ergotové alkaloidy se také používají v produktech, jako jsou Cafergot (obsahující kofein a ergotamin[18] nebo ergoline ) k léčbě migrénových bolestí hlavy. Ergotový extrakt se již nepoužívá jako farmaceutické příprava.[Citace je zapotřebí ]

Ergot obsahuje č diethylamid kyseliny lysergové (LSD), ale spíše ergotamin, který se používá k syntéze kyselina lysergová, analog a prekurzor pro syntézu LSD. Kromě toho námelové sklerotie přirozeně obsahují určitá množství kyseliny lysergové.[19]

Kultura

Sphacelia segetum na bramborový dextrózový agar

Bramborový dextrózový agar, semena pšenice nebo ovesná mouka jsou vhodnými substráty pro růst houby v laboratoři.[20]

Zemědělská produkce Claviceps purpurea na žitě se používá k výrobě námelových alkaloidů.[Citace je zapotřebí ] Biologická produkce námelových alkaloidů se také provádí saprofytickými kultivacemi.

Spekulace

Během Středověk „Otrava lidmi v důsledku konzumace žitného chleba z obilí infikovaného námelí byla v Evropě běžná. Tyto epidemie byly známy jako Oheň svatého Antonína,[16] nebo ignis sacer.

Gordon Wasson navrhl, že psychedelické účinky byly vysvětlením festivalu Demeter na Eleusinian Mysteries kde pili zasvěcenci kykeon.[21]

Linnda R. Caporael v roce 1976 předpokládal, že hysterické příznaky mladých žen, které vyvolaly Salemské čarodějnické procesy byl důsledkem konzumace žíly poškvrnené žito.[22] Její závěry však byly později po přezkoumání historických a lékařských důkazů zpochybněny Nicholasem P. Spanosem a Jackem Gottliebem.[23] Jiní autoři rovněž zpochybňují ergotismus, který byl příčinou salemských čarodějnických procesů.[24]

The Velký strach ve Francii během Revoluce byl také spojen některými historiky s vlivem námele.[Citace je zapotřebí ]

Britský autor John Grigsby tvrdí, že přítomnost námele v žaludcích některých z takzvaných „bažin“ (Doba železná lidské ostatky z rašelinišť S V Evropě, jako např Tollund Man ), prozrazuje, že námel byl kdysi rituálním nápojem v prehistorickém kultu plodnosti blízkém Eleusinian Mysteries kult starověku Řecko. Ve své knize Beowulf a Grendel tvrdí, že Anglosaský báseň Beowulf je založen na vzpomínce na potlačení tohoto kultu plodnosti následovníky Odin. Tvrdí, že Beowulf, což překládá jako ječmen-vlk, naznačuje spojení s námelem, který byl v němčině známý jako „zub vlka“.[Citace je zapotřebí ]

Vypuknutí násilných halucinací mezi stovkami obyvatel města Pont St. Esprit v roce 1951 na jihu Francie byl také přičítán ergotismu.[25] Sedm lidí zemřelo.[Citace je zapotřebí ]

Viz také

Reference

  1. ^ „definice námele“. mondofacto. Archivovány od originál dne 03.03.2016.
  2. ^ „námel“. Dorlandův lékařský slovník. Archivovány od originál 10. září 2009. Citováno 9. srpna 2017 - prostřednictvím zdroje Merck.
  3. ^ Hardy, Tad N. (září 1988). „Shromažďování plísňové medovice Polistes spp. (Hymenoptera: Vespidae) a potenciální přenos kašovitých hub.“ Florida entomolog. 71 (3): 374–376. doi:10.2307/3495447. JSTOR  3495447.
  4. ^ Butler, M.D .; Alderman, S. C .; Hammond, P.C .; Berry, R. E. (2001). „Sdružení hmyzu a námelu (Claviceps purpurea) v produkčních polích Kentucky Bluegrass Seed Fields“. J. Econ. Entomol. 94 (6): 1471–1476. doi:10.1603/0022-0493-94.6.1471. PMID  11777051.
  5. ^ Pan Gonod d'Artemare (1860). „Note sur l'ergot du froment“. Bulletin de la Société botanique de France: 771.
  6. ^ Pažoutová S .; Olšovská J .; Linka M .; Kolínská R .; Flieger M. (2000). „Chemorace a specializace stanovišť populací Claviceps purpurea“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 66 (12): 5419–5425. doi:10.1128 / aem.66.12.5419-5425.2000. PMC  92477. PMID  11097923.
  7. ^ Eken C .; Pažoutová S .; Honzátko A .; Yildiz S. (2006). „První zpráva o Alopecurus arundinaceus, A. myosuroides, Hordeum violaceum a Phleum pratense jako hostitelích populace Claviceps purpurea G2 v Turecku“. J. Plant Pathol. 88: 121.
  8. ^ Douhan G. W .; Smith M. E .; Huyrn, K. L .; Yildiz S. (2008). „Multigenová analýza naznačuje ekologickou speciaci v houbovém patogenu Claviceps purpurea“. Molekulární ekologie. 17 (9): 2276–2286. doi:10.1111 / j.1365-294X.2008.03753.x. PMC  2443689. PMID  18373531.
  9. ^ Kichhoff H (1929). „Beiträge zur Biologie und Physiologie des Mutterkornpilzes“. Centralblat. Bakteriol. Parasitenk. Abt. II. 77: 310–369.
  10. ^ A b Mitchell D.T. (1968). "Některé účinky teploty na klíčení sklerotií v Claviceps purpurea". Trans. Br. Mycol. Soc. 51 (5): 721–729. doi:10.1016 / s0007-1536 (68) 80092-0.
  11. ^ McCrea A (1931). „Reakce Claviceps purpurea na variace prostředí“ (PDF). Dopoledne. J. Bot. 18 (1): 50–78. doi:10.2307/2435724. hdl:2027.42/141053. JSTOR  2435724.
  12. ^ Tulasne, L.-R. (1853) Mémoire sur l'ergot des glumacéses Ann. Sci. Nat. (Parie Botanique), 20 5-56
  13. ^ Dodart D. (1676) Le journal des savans, T. IV, str. 79
  14. ^ A b Tudzynski P, Correia T, Keller U (2001). „Biotechnologie a genetika námelových alkaloidů“. Appl Microbiol Biotechnol. 57 (5–6): 4593–4605. doi:10,1007 / s002530100801. PMID  11778866.
  15. ^ A b Eadie MJ (2003). „Křečový ergotismus: epidemie serotoninového syndromu?“. Lancet Neurol. 2 (7): 429–434. doi:10.1016 / S1474-4422 (03) 00439-3. PMID  12849122.
  16. ^ A b C J. Heritage; Emlyn Glyn Vaughn Evans; R. A. Killington (1999). Mikrobiologie v akci. Cambridge University Press. p.115.
  17. ^ St. Anthony's Fire - Ergotism
  18. ^ A b Untersuchungen über das Verhalten der Secalealkaloide bei der Herstellung von Mutterkornextrakten. Labib Farid Nuar. Universität Wien - 1946 - (Vídeňská univerzita)
  19. ^ Correia T, Grammel N, Ortel I, Keller U, Tudzynski P (2001). „Molekulární klonování a analýza montážního systému ergopeptinu v námelové houbě Claviceps purpurea“. Chem. Biol. 10 (12): 1281–1292. doi:10.1016 / j.chembiol.2003.11.013. PMID  14700635.
  20. ^ Mirdita, Vilson (2006). Genetische Variation für Resistenz gegen Mutterkorn (Claviceps purpurea [Fr.] Tul.) Bei selbstinkompatiblen und selbstfertilen Roggenpopulationen (Teze). Archivovány od originál dne 09.09.2009. Citováno 2009-04-25.
  21. ^ Gordon Wasson, The Road To Eleusis: odhalení tajemství záhad (New York: Harcourt Brace Jovanovich, 1977) ISBN  0151778728
  22. ^ Caporael LR (duben 1976). „Ergotismus: satan se uvolnil v Salemu?“. Věda. 192 (4234): 21–6. doi:10.1126 / science.769159. PMID  769159. Archivovány od originál dne 2008-05-11. Citováno 2009-04-25.
  23. ^ Spanos NP, Gottlieb J (prosinec 1976). „Ergotismus a čarodějnické procesy ve vesnici Salem“. Věda. 194 (4272): 1390–4. doi:10.1126 / science.795029. PMID  795029.
  24. ^ Woolf A (2000). „Čarodějnictví nebo mykotoxiny? Salemské čarodějnické procesy“. J Toxicol Clin Toxicol. 38 (4): 457–460. doi:10.1081 / CLT-100100958. PMID  10930065.
  25. ^ Gabbai, J .; Lisbonne, L. & Pourquier, F. (září 1951). „Otrava ergotem v Pont St. Esprit“. Br Med J. 15 (4732): 2276–2286. doi:10.1136 / bmj.2.4732.650. PMC  2069953. PMID  14869677.

externí odkazy