Vi sinh vật - Vi nấm (Microfungi) pps

Vi sinh vat Vi nấm (Microfungi) ĐẠI CƯƠNG VỀ VI NẤM Nấm (Fungi, số ít là Fungus) là một giới riêng- Giới nấm (Fungi), khoa học nghiên cứu về nấm được gọi là Nấm học (Mycology). Người ta đã biết đến nấm và sử dụng nấm từ thời cổ xưa. Theo Quách Mạt Nhược, tác giả Bộ Trung quốc sử cảo thì người Trung Quốc đã biết ăn nấm từ cách đây 6000-7000 năm . Nghề nấu rượu có sử dụng nấm men và nấm sợi đã xuất hiện ở Trung Quốc từ cách đây 7000-8000 năm. Việc sử dụng nấm làm dược liệu (Thần khúc) đã có ở Trung Quốc từ cách đây 2550 năm. Các nấm dùng làm thuốc như Phục linh, Chư linh, Linh chi , Tử linh, Lôi hoàn, Mã bột, Thiền hoa, Trùng thảo, Vi sinh vat Mộc nhĩ…đã được ghi trong sáchThần nông bản thảo kinh trong thời gian khoảng năm 100-200 sau Công nguyên. Ở phương Tây , Ray ( 1684-1704) người Anh, đã căn cứ vào đặc điểm sinh thái là chính để phân 94 loại nấm thành 4 nhóm khác nhau trong sách Lịch sử thực vật. Sau đó là các nghiên cứu phân loại nấm lớn căn cứ vào hình thái của Magnol (1689), Tournefort (1694). Khi Leewenhoek (1632-1723) làm ra chiếc kính hiển vi phóng đại được 200-300 lần thì người ta bắt đầu chú ý đến các nấm nhỏ hay gọi là vi nấm.Nhà khoa học Italia P.A.Micheli (1679-1737) là người đầu tiên dùng kính hiển vi để nghiên cứu nấm. trong tác phẩm Các chi thực vật mới (Nova Plantarum Genera) xuất bản năm 1729 ông đã nêu lên các bảng phân loại các chi nấm như Mucor, Tuber, Aspergillus…. Học giả Hà Lan D.C.H. Persoon (1761-1836) trong các sách Synopsis Methodica Fungarum và Mycologia Europeae đã đặt cơ sở cho phương pháp và hệ thống phân loại nấm . Học giả Thụy Điển E.M. Fries (1794-1878) đã có nhiều cống hiến trong việc phân loại các nấm lớn. Khoảng 100 năm sau đó việc phân loại đa số nấm lớn đều dựa trên nghiên cứu của Fries. Người đầu tiên vận dụng thuyết tiến hóa của Darwin vao việc phân loại nấm là nhà khoa học Đức H.A.De Bary (1831-1888). Ông đã xuất bản sách Hình thái học và sinh lý học nấm vào năm 1866 với cơ sở phân loại dựa trên trật tự tiến hóa. Ông còn nghiên cứu nguồn gốc và tiến hóa của nấm, sáng tạo nên giả thuyết Đơn nguyên luận. Về sinh lý học, năm 1869 J.Raulin phát hiện nguyên tố vi lượng Zn rất cần cho sự sinh trưởng của Asperrgillus niger; năm 1901 E.Wilders cho biết để sinh trưởng nấm còn cần các nhân tố như Biotin, Thiamin, Inositol… Về Di truyền học Blakeslee (1904) phát hiện ra sự phối hợp của các sợi nấm khác giới tính ở nấm Mucor. Sau đó là các phát hiện tương tự của Kniep (1920 với Vi sinh vat nhiều loài nấm Đảm, Dodge (1928) với nấm Neurospora. Về sau với nấm Neurosporra người ta đã nghiên cứu sâu về di truyền học và trên cơ sở các nghiên cứu này mà Beadles (1945) mới đề xuất được học thuyết Một gen-một enzym. Nhà nấm học Italia P. A. Saccardo (1845-1920) đã chỉnh lý các nghiên cứu về nấm và biên soạn bằng tiếng La Tinh 25 tập Kỷ yếu Nấm. Tiến bộ của Sinh học phân tử và kỹ thuật kính hiển vi điện tử đã đem lại một diện mạo mới cho việc nghiên cứu phân loại học và sinh lý học nấm. Các thành tựu nghiên cứu đã được tổng kết khá đầy đủ trong 5 tập sách Giới Nấm (The Fungi) của G. C. Ainsworth và cộng sự (Vol 1, 2.3.4A.4B. New York and London: Academic Press, 1963-1973). Năm 1995 đã tái bản lần thứ 8 cuốn Từ điển về nấm (Dictionary of the Fungi) của Ainsworth và Bisby. Nấm được chia thành 4 ngành (Division, Phylum): - Ngành Chytridiomycota - Ngành Zygomycota - Ngành Ascomycota - Ngành Basidiomycota Theo thuật ngữ Latinh tên các taxon trong phân loại nấm là như sau: Ngành- mycota; Ngành phụ-mycotina; Lớp- mycetes; Lớp phụ- mycetidae; Bộ-ales; Bộ phụ- ineae;Họ-aceae; Họ phụ- oideae. Hiện nay tồn tại các hệ thống phân loại nấm không thống nhất với nhau, chủ yếu là các hệ thống phân loại theo Ainsworth và cộng sự (1973), V.Arx (1981), Ainsworth & Bisby (1983), Kendrick (1992), Ainsworth & Bisby (1995), Alexopoulos & Mins (1996). Vi sinh vat Chúng tôi sử dụng hệ thống phân loại theo Giáo trình nấm học CBS. ( CBS Course of Mycology ), lần xuất bản thứ 4, Baarn, Delft, 1998: Ngành Lớp Lớp phụ hoặc nhóm Labyrinthomorpha Labyrinthulea Thraustochytriacea Pseudofungi Hyphochytriomycetes Oomycetes Chytridiomycota Chytridiomycetes Zygomycota Zygomycetes Trichomycetes Ascomycota Archiascomycetes Saccharomycetes Ascomycetes discomycetes Major licheneized orders Vi sinh vat plectomycetes pyrenomycetes loculoascomycetes powdery mildews Laboulbeniomycetes conidial ascomycetes (Hyphomycetes, Coelomycetes) Basidiomycota Urediniomycetes Platyglomycetidae Urediniomycetidae Ustilaginomycetes Hymenomycetes Tremellomycetidae Dacrymycetidae Auriculariomycetidae Hymenomycetidae Vi sinh vat Các loài nấm không tìm thấy (đúng ra là chưa tìm thấy) dạng sinh sản hữu tính được xếp chung vào nhóm Nấm bất toàn – Fungi imperfecti. Theo hệ thống phân loại của Saccardo (1880,1886) thì các nấm này được xếp thành một lớp- Lớp Deuteromycetes. Khi phát hiện thấy cơ quan sinh sản hữu tính thì người ta đổi tên loài và xếp sang các lớp khác. Ví dụ nấm lúa von trước kia được gọi là Fusarium moniliforme, nhưng sau khi tìm thấy cơ quan sinh sản hữu tính thì lại chuyển thành loài Gibberella fujikuroi. Các nấm bất toàn hiện được xếp trong các nhóm conidial Ascomycetes hay conidial Basidiomycetes. Hiện nay người ta cho rằng trong tự nhiên có khoảng 1 triệu đến 1,5 triệu loài nấm nhưng mới định tên được khoảng 10 000 chi và 70 000 loài, Trung Quốc đã điều tra được 40 000 loài. Riêng các loài nấm thuộc Nấm bất toàn ở nước ta hiện mới chỉ phát hiện được 338 loài thuộc 306 chi khác nhau (Bùi Xuân Đồng, 2004). Bảo tàng giống chuẩn vi sinh vật (VTCC) thuộc Trung tâm Công nghệ sinh học Đại học Quốc gia Hà Nội đang hợp tác với Viện NITE của Nhật Bản điều tra nghiên cứu khu hệ vi nấm ở Việt Nam và có nhiều khả năng tìm thấy những loài mới trong khoa học. Vậy những loài nấm nào là Vi nấm (Microfungi)? Đó là tất cả các nấm không có mũ nấm (quả thể, fruit-body) có thể thấy rõ bằng mắt thường. Người ta gọi những nấm có mũ nấm là các nấm bậc cao. Tuy nhiên khi nuôi cấy sợi nấm của các nấm bậc cao để nghiên cứu hoặc để sản xuất sinh khối thì chúng cũng được coi như vi nấm và là đối tượng nghiên cứu của ngành Vi sinh vật ( giống như các loài vi nấm khác). Để nghiên cứu vi nấm bắt buộc phải quan sát dưới kính hiển vi và phải nuôi cấy trong các điều kiện vô khuẩn như đối với vi khuẩn. Căn cứ vào hình thái người ta chia vi nấm thành hai nhóm khác nhau: nhóm Nấm men ( Yeast ) và nhóm Nấm sợi (Filamentous fungi). Chúng chỉ khác nhau về hình thái chứ không phải là những taxon phân loại riêng biệt. Nhiều nấm men cũng có dạng sợi và rất khó phân biệt với nấm sợi. Vi sinh vat I- CẤU TẠO CHUNG CỦA SỢI NẤM 1. Hình thái và cấu tạo của sợi nấm Sợi nấm (hypha) có dạng hình ống phân nhánh bên trong chứa chất nguyên sinh có thể lưu động. Về chiều dài chúng có sự sinh trưởng vô hạn nhưng về đường kính thì thưopừng chỉ thay đổi trong phạm vi 1-30µm (thông thường là 5- 10 µm). Đầu sợi nấm có hình viên trụ, phần đầu gọi là vùng kéo dài (extension zone). Lúc sợi nấm sinh trưởng mạnh mẽ đây là vùng thành tế bào phát triển nhanh chóng, vùng này có thể dài đến 30 µm. Dưới phần này thành tế bào dày lên và không sinh trưởng thêm được nữa. Màng nguyên sinh chất thường bám sát vào thành tế bào. Trên màng nguyên sinh chất có một số phần có kế cấu gấo nếp hay xoặ lại, người ta gọi là biên thể màng (plasmalemmasome) hay biên thể (lomasome). Nhiều khi chúng có tác dụng tiết xuất các chất nào đó. Thành tế bào (cell wall) của nấm có thành phần hóa học khác nhau. Đây là một tiêu chí quan trọng khi định loại nấm. sau đây là các thành phần chính của thành tế bào ở một số nấm: Chi nấm: 1 2 3 4 5 6 Thành phần thành tế bào: Glucan 16 54 0 43 29 6 Vi sinh vat Cellulose - 36 0 0 0 0 Chitine 58 0 9 19 1 10 Chitosan - 10 33 - 0 - Mannan - <1 2 2 31 <3 Protein 10 5 6 11 13 7 Lipid - 3 8 5 9 3 Chú thích: 1- Allomyces 2- Phytophthora 3- Mucor 4- Aspergillus 5- Saccharomyces 6- Schizophyllum Thành phần chính trong thành tế bào của một số nhóm nấm là như sau: Acrasiales Cellulose, Glycogen Vi sinh vat Oomycetes Cellulose, Glucan Hyphochytriomycetes Cellulose. Chitine Zygomycetes Chitin, Chitosan Chytridiomycetes, Ascomycota (dạng sợi), Basidiomycota (dạng sợi), Fungi Imperfecti Chitine, Glucane Riêng với Saccharomycetales và Cryptomycocolacales là Glucan, mannan Với Rhodotorula và Sporobolomycetales là Chitine, mannan Với màng nguyên sinh chất (protoplasmic membrane) thì thành phần ít thay đổi ở các loài nấm sợi, có khác nhau với dạng nấm men. Sau đây là một số ví dụ: Loài nấm 1 2 3 4 5 Thành phần màng NSC Protein 52,0 38,5 46,5 45,5 25,5 Lipid 43,0 40,4 41,5 31,0 40,0 Polysaccharide 9,0 5,2 3,2 25,0 30,0 Vi sinh vat Acid nucleic 0,3 1,1 7,5 0,5 - Chú thích: 1- Candida albicans (dạng nấm men) 2- Candida utilis 3- Saccharomyces cerevisiae 4- Candida albicans (dạng nấm sợi) 5- Fusarium culmorum Nhân tế bào được bao bọc bởi màng nhân, trên màng nhân có nhiều lỗ thủng, trong nhân có hạch nhân (nucleolus). Thường có nhiều nhân tập trung ở phần ngọn của sợi nấm. Trong các tế bào phía sau ngọn thường chỉ có 1-2 nhân. Nhân của nấm thường nhỏ, khó thấy rõ dưới kính hiển vi quang học. Nhiễm sắc thể trong nhân thường không dễ nhuộm màu, số lượng tương đối nhỏ. Số lượng này là 6 ở các nấm Magnaporthe grisea, Paecilomyces fumosoroseus, Trichoderma reesei; là 7 ở các nấm Histoplasma capsulatum, Neurospora crassa, Phenaerchateae chrysosporium, Podospora anserina, là 8 ở các nấm Aspergillus nidulans. Aspergillus niger,Acremonium chrysogenum, Beauveria basiana, Lentinus edodes, là 10 ở nấm Penicillium janthinellum,là 11 ở nấm Schizophyllum commune, là 12 ở nấm Curvularia lunata, là 13 ở nấm Agaricus bisporus, là 15 ở nấm Cyanidioschyzon merolae, là 20 ở nấm Ustilago maydis…. [...]... của nấm thường cũng có màu nên cả khuẩn lạc thường có màu 2-Vách ngăn ở sợi nấm: Sợi nấm ở một số nấm có vách ngăn ngang (septa, cross wall), đó là các sợi nấm có vách ngăn (septate hyphae) Cũng có nhiều nấm sợi nấm không có vách ngăn ngang- sợi nấm không vách ngăn (aseptate hyphae) Các nấm bặc thấp thường có sợi nấm không vách ngăn, ngược lại các nấm bậc cao thường mang sợi nấm có vách ngăn Sợi nấm. .. được tốt hơn đối với môi trường Ờ Nấm túi và Nấm bất toàn nhiều khi trong tế bào còn thấy có các thể Vôrônin (Woronin body) và các tinh thể protein Cấu tạo của phần ngọn sợi nấm Vi sinh vat Cấu trúc của sợi nấm Sợi nấm có vách ngăn Sợi nấm không vách ngăn Vi sinh vat Hệ sợi nấm Sự phát triển của hệ sợi nấm Khuẩn lạc nấm Một ví dụ về cấu trúc của Ribosome ở Eukaryote Vi sinh vat Thể Golgi và Mạng lưới... chi nấm thường có sợi nấm bẫy mồi là Arthrobotrrys, Daxtylaria, Daxtylella, Trichothecium… Một số loài nấm như Zoopage phanera, Arthrobotrys anomala tiết ra chất dính trên toàn bộ mặt ngoài sợi nấm và cũng có tác dụng bẫy mồi như các trường hợp nói trên Vi sinh vat Vi sinh vat Vi sinh vat 4. 5- Rễ giả (rhizoid) và Sợi bò (stolon): Sợi bò là đoạn sợi nấm khí sinh không phân nhánh phát sinh từ các sợi nấm. .. sợi nấm có màng dày Trong cùng là khối tổ chức sợi xốp Thể đệm hay đệm nấm (stroma) cũng là khối tổ chức sợi nấm dính nhau theo nhiều hướng Trên hoặc trong thể đệm có các cơ quan sinh sản của nấm. Thể đệm chỉ gặp ở Nấm túi và Nấm đảm Thừng nấm hay khuẩn sách (rhizomorph) cúng có tổ chức sợi nấm bện lại theo kiểu tổ chức sợi dày Vi sinh vat Hạch nấm (Sclerotium) Tổ chức sợi xốp (prosenchyma) Vi sinh. .. triển của sợi bò mà các nấm này lan rộng ra xung quanh, về cả mọi phía, kẻ cả trên thành của hộp lồng (hộp Petri) Rễ giả và thân bò đặc trưng cho các nấm thuộc chi Rhizopus (rễ giả mọc ngay chỗ cụm sợi nấm khí sinh) , Abssidia (rễ giả không mọc dưới chõ cụm Vi sinh vat sợi nấm khí sinh) Rễ giả còn gặp ở nhiều loài nấm thuộc các chi Rhizidiomyces, Sclerotinia… Nấm Rhizopus Vi sinh vat Nấm Absidia ... pseudoparenchyma) Tổ chức sợi dày gặp ở thân nấm và mũ nấm ở các nấm bậc cao, nhất là ở ngành Nấm túi và Nấm đảm Hạch nấm (scleorotium) xuất hiện khi nuôi cấy nấm sợi (nấm bậc thấp) trên các môi trường già (nuôi cấy lâu ngày) Hạch nấm là hình thức bảo vệ nấm qua giai đoạn bất lợi Đó còn là nơi dự trữ các chất dinh dưỡng cho nấm Kết cấu tổ chức của hạch nấm gòm lóp ngoài cùng có thành tế bào màu đen... cơ chế khống chế nội sinh và ảnh hưởng kích thích của môi trường 4. 4- Sợi nấm bắt mồi (traps): Một số nấm sống trong đất có cơ chế bắt mồi (giun tròn-nematode, amipamoeba ) Chúng hình thành nên những cấu trúc có dạng những cái bẫy và vì vậy Vi sinh vat được gọi là nấm bẫy mồi (trapping fungi) Có thể có mấy kiểu sợi nấm bẫy mồi sau đây: - Bọng dính (adhesive knobs): Sợ nấm phát sinh những nhánh ngắn... mạng thường gặp ở nấm bậc cao nhưng lại ít gặp ở các sợi nấm dinh dưỡng của nấm bậc thấp Hình thái, kích thước màu sắc, bề mặt của khuẩn lạc…có ý nghĩa nhất định trong vi c định tên nấm Phần lớn sợi nấm có dạng trong suốt, ở một số nấm sợi nấm mang sắc tố tạo nên màu tối hay màu sặc sỡ Sắc tố của mọt số nấm còn tiết ra ngoài moi trường và làm đổi màu khu vực có nấm phát triển Một số nấm còn tiết ra các... sợi nấm và tiết ra chất nhầy để áp sát bề mặt này Đầu sợi nấm phình to lên như chiếc đĩa và tạo thành sợi áp Từ sợi áp mọc ra sợi hút đâm sâu vào tế bào vật chủ để hút chất dinh dưỡng Mô ở vật chủ bị tiêu hủy dần dưới tác dụng của các Vi sinh vat enzym thủy phân của sợi áp Đệm xâm nhiễm là một dạng mạng sợi phân nhánh và gắn với nhau như một tấm đệm ở tế bào vật chủ, đầu sợi nấm thường phình to lên Vi c... (prosenchyma) Vi sinh vat Tổ chức màng mỏng (Pseudoparenchyma)-hình phía trong Thể đệm ( Stroma ) Thừng nấm (Rhizomorph) 4-Các dạng biến đổi của hệ sợi nấm: 4.1-Bào tử áo, bào tử, tế bào phình lớn: Đôi khi gặp những tế bào sợi nấm phình lớn một cách vô quy tắc Nói chung khi gặp điều kiện ngoại cảnh bất lợi nguyên sinh chất co lại, vo tròn lại, Vi sinh vat phía ngoài tạo thành lớp màng dày, bên ngoài thường . Vi sinh vat Vi nấm (Microfungi) ĐẠI CƯƠNG VỀ VI NẤM Nấm (Fungi, số ít là Fungus) là một giới riêng- Giới nấm (Fungi), khoa học nghiên cứu về nấm được gọi là Nấm học (Mycology) 30,0 Vi sinh vat Acid nucleic 0,3 1,1 7,5 0,5 - Chú thích: 1- Candida albicans (dạng nấm men) 2- Candida utilis 3- Saccharomyces cerevisiae 4- Candida albicans (dạng nấm sợi) 5- Fusarium. ngọn sợi nấm Vi sinh vat Cấu trúc của sợi nấm Sợi nấm có vách ngăn Sợi nấm không vách ngăn Vi sinh vat Hệ sợi nấm Sự phát triển của hệ sợi nấm Khuẩn lạc nấm Một