Контрольная работа бактерии грибы лишайники: Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники». | Тест по биологии на тему:

Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники». | Тест по биологии на тему:

Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники».

1 вариант.

Часть А. Выберите один правильный ответ.

1. Какая группа организмов самая древняя на нашей планете?

А. растения                        В. лишайники

Б. грибы                                Г. бактерии

2. Где заключена наследственная информация бактерий?

А. в ядре                                В. в кольцевой хромосоме

Б. в ядрышке                        Г. в вакуоли

3. Как называются бактерии, для жизни которых не нужен кислород?

А. анаэробы                        В. эфемероиды

Б. аэробы                                Г. склерофиты

4. Что отличает строение клетки бактерии от строения растительной клетки?

А. имеется клеточная мембрана                        В. отсутствие ядра

Б. способность к фотосинтезу                                Г. имеется ядро

5. Как называются округлые бактерии?

А. бациллы                        В. спириллы

Б. кокки                                Г. вибрионы

6. В клетках каких бактерий содержится хлорофилл?

А. сапрофитов                        В. патогенных

Б. симбионтов                        Г. цианобактерий

7. Грибы – это представители:

А. сапрофитов                В. самых древних организмов

Б. автотрофов                Г. растений

8. Что образуется при сожительстве мицелия гриба и корней растений?

А. микропиле                В. зигота

Б. микориза                Г. ризоиды

9. Как грибы поглощают питательные вещества?

А. корневыми волосками                В. микропиле

Б. устьицами                                Г. всей поверхностью тела

10. Какой гриб оказал огромную помощь в развитии медицины?

А. дрожжи                В. мухомор

Б. мукор                        Г. пеницилл

11. Чем представлено тело лишайников?

А. корнем, стеблем, листьями                В. слоевищем

Б. пеньком и шляпкой                        Г. корнем, стеблем, листьями, цветком

12. Какие лишайники имеют вид корочки, тесно сросшийся  с субстратом?

А. кустистые                В. листоватые

Б. накипные                Г. сложные

13. Как происходит размножение лишайников?

А. спорами                В. спорами и кусочками слоевища

Б. семенами                Г. корнями

14. Каков отличительный признак лишайников?

А. сожительство гриба и корня растения                В. обитание в организме хозяина

Б. сожительства гриба и водоросли

15. Защитными приспособлениями бактериальной клетки являются

А. Клеточная стенка                В. Жгутики

Б. Ворсинки                        Г. капсула

16. Споры бактерий – это приспособление к:

А. размножению                                                В, распространению

Б. переживанию неблагоприятных условий                Г. питанию

Часть В. Ответьте на вопросы.

1. Как называются бактерии палочковидной формы?
2. Какое размножение присуще грибам?
3. Объедините название грибов и группу к которой они принадлежат.

	Названия гриба		Название группы грибов
А.	Белый гриб	1.	Шляпочные трубчатые грибы
Б.	Опята	2.	Шляпочные пластинчатые грибы
В.	Мукор	3.	Плесневые грибы
Г.	Головня	4.	Грибы — паразиты
Д.	Бледная поганка
Е.	Спорынья
Ж.	Пеницилл
З.	Подберезовик
И.	Трутовик
К.	Дрожжи

Часть С.

1. Что общего у растений и гриба?

Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники».

2 вариант.

Часть А. Выберите один правильный ответ.

1. Бактерии – это представители:

А. Эукариот                        В. эфемероидов

Б. прокариот                        Г. склерофитов

2. Какая часть клетки бактерии придает ей форму, выполняет защитную и опорную функции?

А. клеточная оболочка                В. клеточная стенка

Б. клеточная мембрана

3. Как называются бактерии, для жизни которых необходим кислород?

А. аэробы                        В. ксерофиты

Б. анаэробы                        Г. суккуленты

4. что общего в клеточном строении бактерии и растения?

А. одинаковый размер клеток                В. подвижная цитоплазма

Б. наличие ядра                                Г. наличие мембранных органелл

5. Как называется форма бактерий в виде запятой?

А. спириллы                        В. бациллы

Б. кокки                        Г. вибрионы

6. Как называются бактерии, живущие в корнях бобовых растений?

А. гниения                                В. клубеньковые

Б. молочно — кислые                        Г. болезнетворные

7. Как называются бактерии. Живущие внутри другого организма и вызывающие заболевания?

А. цианобактерии                        В. симбионты

Б. сапрофиты                                Г. паразиты

8. Какие бактерии особенно важны для получения сметаны и простокваши?

А. железобактерии                        В. патогенные

Б. серобактерии                        Г. молочно – кислые

9. Какие грибы используют в хлебопечении?

А. пеницилл                        В. мукор

Б. дрожжи                        Г. рыжик

10. В чем состоит отличие грибов от животных?

А. содержание хитина                                В. запас углеводов в виде гликогена

Б. гетеротрофный способ питания                        Г. способность расти в течении всей жизни

11. Как называются грибы, мирно уживающиеся с различными видами растений?

А. паразиты                                В. сапрофиты

Б. симбионты                        Г. хищники

12. Как называется наука, изучающая грибы?

А. ботаника                                В. экология

Б. палеоботаника                        Г. микология

13. Что такое лишайник?

А. симбиоз гриба и корня растения                В. грибокорень

Б. симбиоз гриба и водоросли                        Г. мохообразное растение

14. У каких лишайников слоевище имеет вид веточки дерева или травы?

А. кустистых                        В. листоватых

Б. накипных                        Г. простых

15. С помощью чего лишайники поглощают воду с минеральными веществами?

А. корневых волосков                В. устьиц

Б. гифов гриба                        Г. микропиле

16. К каким лишайникам относится ягель?

А. к кустистым                В. к накипным

Б. к листоватым                Г. к простым

Часть В. Ответьте на вопросы.

1. Как называются бактерии округлой формы?
2. Какое размножение присуще лишайникам?
3. Объедините название гриба и группу грибов к которой они принадлежат.

	Название гриба		Группа грибов
А.	Мукор	1.	Съедобные грибы
Б.	Бледная поганка	2.	Ядовитые грибы
В.	Пеницилл	3.	Плесневые грибы
Г.	Мучнистая роса	4.	Грибы — паразиты
Д.	Подберезовик
Е.	Мухомор
Ж.	Дрожжи
З.	Трутовик
И.	Лисичка
К.	Рыжик

Часть С.

1. Каково значение лишайников в природе и жизни человека?

Ключ ответов

1 вариант.

Часть А.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
г	в	а	в	б	г	а	б	г	Г
11	12	13	14	15	16
в	б	в	б	г	б

Часть В.

1. Бациллы.
2. Бесполое: спорами и вегетативное – частью гифов гриба, половое – особыми половыми клетками.

а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
1	2	3	4	2	4	3	1	4	3

Часть С.

Рост в течение всей жизни, прикрепленный образ жизни, питание путем всасывания питательных веществ из почвы, размножение половым и вегетативным путем.

2 вариант.

Часть А.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
б	в	а	в	г	в	г	г	б	а
11	12	13	14	15	16
б	г	б	а	б	а

Часть В.

1. Кокки.
2. Слоевищем, половое – особыми клетками водорослей и гриба.

а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
3	2	3	4	2	2	3	4	1	1

Часть С.

Растения пионеры суши, подготавливают почву для других растений, корм для оленей, изготовление краски, лакмуса, используются в медицине и парфюмерной промышленности, имеются съедобные лишайники.

Контрольный тест по биологии по теме: «Бактерии, грибы, лишайники»

Контрольный тест по теме : «Бактерии, грибы, лишайники». В форме ЕГЭ.

Цель: определить уровень учебных достижений учащихся по теме «Бактерии, грибы, лишайники».

Основные понятия: Царство Бактерии. Бактерии, их строение и жизнедеятельность. Роль бактерий в природе, жизни человека. Меры профилактики заболеваний, вызываемых бактериями. Значение работ Р.Коха и Л.Пастера.

Царство Грибы. Плесневые и шляпочные грибы. Грибы-паразиты. Роль грибов в природе, жизни человека. Первая помощь при отравлении. Меры профилактики заболеваний, вызываемых грибами. Лишайники, их роль в природе, жизни человека.

Умения применять знания о пищеварении для .профилактики пищевых отравлений, кишечных инфекций, гепатита, для сохранения здоровья.

Продолжить развитие логического мышления, научной биологической речи, умения анализировать, строить причинно- следственные связи, находить пути решения задач.

Тип урока

: контроля и коррекции знаний.

Вид контроля: тематический.

Форма контроля: индивидуальный.

Методы контроля: письменный, тестовый.

Виды учебных заданий: репродуктивные, реконструктивные, творческие.

Процедура оценивания: традиционная шкала.

Контрольный тест состоит из двух вариантов с ответами. Содержит задания

Часть А с выбором одного верного ответа.

Часть В – всего три задания: два задания на установление соответствия, одно – на выбор трех ответов из шести возможных.

Часть С — задание со свободным ответом.

Контрольный тест по теме «Бактерии, грибы, лишайники».

1 вариант.

Часть А. Выберите один правильный ответ.

1. Какая группа организмов самая древняя на нашей планете?

А. растения В. лишайники

Б. грибы Г. бактерии

2. Где заключена наследственная информация бактерий?

А. в ядре В. в кольцевой хромосоме

Б. в ядрышке Г. в вакуоли

3. Как называются бактерии, для жизни которых не нужен кислород?

А. анаэробы В. эфемероиды

Б. аэробы Г. склерофиты

4. Что отличает строение клетки бактерии от строения растительной клетки?

А. имеется клеточная мембрана В. отсутствие ядра

Б. способность к фотосинтезу Г. имеется ядро

5. Как называются округлые бактерии?

А. бациллы В. спириллы

Б. кокки Г. вибрионы

6. В клетках каких бактерий содержится хлорофилл?

А. сапрофитов В. патогенных

Б. симбионтов Г. цианобактерий

7. Грибы – это представители:

А. сапрофитов В. самых древних организмов

Б. автотрофов Г. растений

8. Что образуется при сожительстве мицелия гриба и корней растений?

А. микропиле В. зигота

Б. микориза Г. ризоиды

9. Как грибы поглощают питательные вещества?

А. корневыми волосками В. микропиле

Б. устьицами Г. всей поверхностью тела

10. Какой гриб оказал огромную помощь в развитии медицины?

А. дрожжи В. мухомор

Б. мукор Г. пеницилл

11. Чем представлено тело лишайников?

А. корнем, стеблем, листьями В. слоевищем

Б. пеньком и шляпкой Г. корнем, стеблем, листьями, цветком

12. Какие лишайники имеют вид корочки, тесно сросшийся с субстратом?

А. кустистые В. листоватые

Б. накипные Г. сложные

13. Как происходит размножение лишайников?

А. спорами В. спорами и кусочками слоевища

Б. семенами Г. корнями

14. Каков отличительный признак лишайников?

А. сожительство гриба и корня растения В. обитание в организме хозяина

Б. сожительства гриба и водоросли

15. Защитными приспособлениями бактериальной клетки являются

А. Клеточная стенка В. Жгутики

Б. Ворсинки Г. капсула

16. Споры бактерий – это приспособление к:

А. размножению В, распространению

Б. переживанию неблагоприятных условий Г. питанию

Часть В. Выберите несколько правильных ответов.

В1. Отличительные признаки лишайника:

1. наличие гифов гриба;

2. наличие слоевища;

3. наличие лишайниковых кислот;

4. наличие водоросли;

5. условий освещения.

В2.Установите соответствие между признаками организмов и группой, для которой он характерен.

ГРУППЫ ОРГАНИЗМОВ              ПРИЗНАКИ ОРГАНИЗМОВ

А) Грибы,                                        1. выделяют в особое царство,

Б) лишайники.                                 2. тело представляет собой слоевище,

                                                          3. имеют плодовое тело,

                                                          4. по способу питания – авто-гетеротрофы,

                                                          5. вступают в симбиоз с корнями растений,

                                                          6. представляют симбиоз грибов и водорослей.

В3. Задание на соответствие.

Объедините название грибов и группу к которой они принадлежат.

Часть С.

Почему грибы нельзя считать растениями? Ответ поясните.

Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники».

2 вариант.

Часть А. Выберите один правильный ответ.

1. Бактерии – это представители:

А. Эукариот В. эфемероидов

Б. прокариот Г. склерофитов

2. Какая часть клетки бактерии придает ей форму, выполняет защитную и опорную функции?

А. клеточная оболочка В. клеточная стенка

Б. клеточная мембрана

3. Как называются бактерии, для жизни которых необходим кислород?

А. аэробы В. ксерофиты

Б. анаэробы Г. суккуленты

4. что общего в клеточном строении бактерии и растения?

А. одинаковый размер клеток В. подвижная цитоплазма

Б. наличие ядра Г. наличие мембранных органелл

5. Как называется форма бактерий в виде запятой?

А. спириллы В. бациллы

Б. кокки Г. вибрионы

6. Как называются бактерии, живущие в корнях бобовых растений?

А. гниения В. клубеньковые

Б. молочно — кислые Г. болезнетворные

7. Как называются бактерии. Живущие внутри другого организма и вызывающие заболевания?

А. цианобактерии В. симбионты

Б. сапрофиты Г. паразиты

8. Какие бактерии особенно важны для получения сметаны и простокваши?

А. железобактерии В. патогенные

Б. серобактерии Г. молочно – кислые

9. Какие грибы используют в хлебопечении?

А. пеницилл В. мукор

Б. дрожжи Г. рыжик

10. В чем состоит отличие грибов от животных?

А. содержание хитина В. запас углеводов в виде гликогена

Б. гетеротрофный способ питания Г. способность расти в течении всей жизни

11. Как называются грибы, мирно уживающиеся с различными видами растений?

А. паразиты В. сапрофиты

Б. симбионты Г. хищники

12. Как называется наука, изучающая грибы?

А. ботаника В. экология

Б. палеоботаника Г. микология

13. Что такое лишайник?

А. симбиоз гриба и корня растения В. грибокорень

Б. симбиоз гриба и водоросли Г. мохообразное растение

14. У каких лишайников слоевище имеет вид веточки дерева или травы?

А. кустистых В. листоватых

Б. накипных Г. простых

15. С помощью чего лишайники поглощают воду с минеральными веществами?

А. корневых волосков В. устьиц

Б. гифов гриба Г. микропиле

16. К каким лишайникам относится ягель?

А. к кустистым В. к накипным

Б. к листоватым Г. к простым

Часть В. Ответьте на вопросы.

В 1. Выпишите три верных ответа из шести: в чем сходство грибов и растений?

A)   составляют группу гетеротрофных организмов

Б) составляют группу ядерных организмов

B)   выполняют роль разрушителей органических веществ в экосистеме

Г) имеют клеточное строение

Д) имеют сходный процесс обмена веществ

Е) размножаются бесполым и половым путем

В2. Установите соответствие между группами грибов по строению плодового тела и их примерами.

ГРУППЫ  ГРИБОВ                    ПРИМЕРЫ  ГРИБОВ

А) Трубчатые грибы,                       1. белый гриб,

Б) Пластинчатые грибы.                  2. волнушка,

                                                            3. подосиновик,

                                                            4. подберёзовик,

                                                            5. шампиньон,

                                                            6. сыроежка.

1

2

3

4

5

6

В3.Объедините название гриба и группу грибов к которой они принадлежат.

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

К

Часть С.

 Почему грибы выделяют в особое царство органического мира

Ключ ответов

1 вариант.

Часть А.

2

3

4

5

6

7

8

9

10

г

в

а

в

б

г

а

б

г

Г

11

12

13

14

15

16

в

б

в

б

г

б

Часть В.

В1. 1, 2,3, 4.

В2.

В3.

к

1

2

3

4

2

4

3

1

4

3

Часть С.

Элементы ответа

Грибы нельзя считать растениями так как:

1. их клетки не имеют хлоропластов и не содержат хлорофилла;

2. они гетеротрофны, не способны к фотосинтезу;

3. они имеют клеточную стенку из хитина.

2 вариант.

Часть А.

Часть В.

В1. БГЕ

В2.

1

2

3

4

5

6

А

Б

А

А

Б

Б

В3.

к

3

2

3

4

2

2

3

4

1

1

Часть С.

Элементы ответа

1. грибы нельзя отнести к растениям, так как в их клетках нет хлорофилла и хлоропластов;

2. грибы нельзя отнести к животным, так как они всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, а не заглатывают в виде пищевых комочков;

3. грибы, в отличие от животных, растут в течение всей жизни;

4. тело грибов состоит из тонких ветвящихся нитей – гифов, образующих мицелий, или грибницу;

5. клетки мицелия запасают углеводы в виде гликогена.

Контрольная работа «Жизнь на Земле. Бактерии. Протисты. Грибы. Лишайники» 7 класс

Контрольную работу разработал учитель биологии

ГУО «Средняя школа № 21 г. Бобруйска» Шикуть Екатерина Александровна

Контрольная работа № 1

«Жизнь на Земле. Бактерии. Протисты. Грибы. Лишайники»

Вариант 2

Уровень 1

1. Найдите среди изображённых на рисунке грибов дрожжи.

а б в г

2. Какая структура инфузории туфельки обозначена под цифрой 5?

А) порошица

Б) стигма

В) сократительная вакуоль

Г) ядро

Уровень 2

3. Закончите предложение:

а) бактерии округлой формы называются……

б) бактерии, портящие продукты питания, по способу гетеротрофного питания являются…

в) при половом размножении хламидомонады при слиянии двух гамет образуется…

г) болезни, вызываемые грибами у животных и людей называются….

Уровень 3

4. Отметьте знаком «+» верные утверждения, «-» — неверные:

а) бактериальная спора по размеру меньше клетки.

б) споры и цисты у протистов выполняют одинаковые функции.

в) деление – половое размножение у амёбы обыкновенной.

г) отсутствие сократительной вакуоли у хлореллы связано с наличием клеточной стенки.

д) головнёвые грибы образуют органы спороношения в виде чёрных рожков.

е) наиболее распространёнными в природе лишайниками являются кустистые.

Уровень 4

5. Установите соответствие:

1. гриб А) мукор I) автотрофы

2. бактерия Б) хламидомонада II) гетеротрофы

3. протист В) пармелия

4. лишайник Г) анабена

Уровень 5

6. Составьте цепь питания: муха, паук, укроп, синица, гнилостная бактерия.

7. Какие условия необходимы для существования любой экосистемы?

Тест по биологии на тему «Бактерии, грибы, лишайники»

Тест №1

Бактерии, грибы, лишайники.

1.Бактерий относят к особому царству органического мира, т.к.в их клетках

1. не встречаются хлоропласты 2. Нет прочной оболочки клетки

3.нет жгутиков 4. Не бывает ядра.

2. Изогнутые формы бактерий называются

1.кокками 2.сарцинами 3.вибрионами 4.бациллами

3. Образуя споры, бактерии:

1.готовятся к половому размножению 2.делятся надвое

3.переносят неблагоприятные условия 4.размножаются и расселяются

4. Сметана получается благодаря деятельности бактерий:

1.клубеньковых 2.азотфиксирующих 3.молочнокислых 4. Почвенных

5.Мукор относится к

1. дрожжевым грибам 2.плесневым грибам 3.ржавчинным грибам 4.трутовым грибам

6. Грибница пеницилла состоит из

1. одной разросшейся клетки с ядром 2.многоклеточной ветвящейся нити

3.одной ветвящейся клетки со множеством ядер 4.множество многоядерных клеток

7. Споры шампиньона расположены:

1.в кистевидных спорангиях 2.в головчатых спорангиях

3.в трубочках плодового тела 4. На пластинках плодового тела

8. Дрожжи:

1. являются ценным пищевым продуктом 2. Вредят лесному хозяйству

3. используются в хлебопечении 4. Вызывают заболевания с/х растений

9. Одноклеточная водоросль для гриба в организме лишайника – это:

1. сапрофит 2.конкурент 3.паразит 4 симбионт

10. Известной особенностью лишайника –ягеля является то, что он:

1. используется в пищу человеком 2. Встречается на стенах домов и стволах осин

3. служит кормом для северных оленей 4. Обитают в местах с особо чистым воздухом.

Часть В

В1 Большой вред лесному хозяйству причиняют грибы_________________

В2 Грибы, которые питаются органическими веществами живых организмов, по способу питания называются_______________________

В3 Сожительство клубеньковых бактерий с корнями бобовых растений называется ______________________________

Тест №2

Бактерии, грибы, лишайники.

1.Бактерии отличаются от растений и грибов:

1. особенно мелкими по размеру клетками 2. Одноклеточным строением организма

3. способностью к делению клеток 4. Неспособностью к активному передвижению

2.Накопление в почве азотистых веществ является результатом деятельности бактерий:

1.гнилостных 2.клубеньковых 3.молочнокислых 4.почвенных

3.Для уничтожения многих бактерий и их спор можно использовать:

1. консервирование 2. Окуривание сернистым газом

3. высушивание 4. Просаливание

4. Грибы не относят к растениям, а выделяют в особое царство, т.к.

1. грибы питаются готовыми органическими веществами

2.грибы имеют клеточное строение

3. грибы способны использовать энергию света для фотосинтеза

4.грибы живут только в симбиозе с другими организмами.

5. Ядовитым грибом для человека является:

1.волнушка 2.лисичка 3.мухомор 4.подберезовик

6.Подосиновик и корень осины образуют симбиоз – микоризу, т.к. грибница:

1. всасывает воду, отдавая часть ее корню, а из клеток корня клетки грибница получает органические вещества

2. поглощает органические вещества, отдавая часть их корню, а из клеток корня клетки грибницы получают воду

3. образует органические вещества путем фотосинтеза и снабжает ими корень растения.

4. защищает ткани корня от насекомых –вредителей и их личинок

7.Дрожжевое тесто хорошо поднимается, т.к.

1. дрожжи выделяют воду 2. Дрожжи выделяют спирт

3. . дрожжи выделяют углекислый газ 4. дрожжи выделяют молочную кислоту

8.Организм многих лишайников представляет собой объединение:

1. многоклеточной грибницы и высших растений

2. многоклеточной грибницы и цианобактерий

3.одноклеточной грибницы и высших растений

4. одноклеточной грибницы и многоклеточных низших растений

9.Жизненая форма золотянки степной

1.накипная 2.листоватая 3.кустистая 4.неприкрепленная

10. Одноклеточная водоросль для гриба в организме лишайника – это:

1. сапрофит 2.конкурент 3.паразит 4 симбионт

Часть В

В1. Сожительство клубеньковых бактерий с корнями бобовых растений называется _________________

В2. Плодовое тело шляпочного гриба состоит ____________________

В3. Живые существа, которые питаются органическими веществами отмерших или выделениями живых организмов, по способу питания называются ___________________

Тест №3

Бактерии, грибы, лишайники.

1.Бактерии, переносящие суровый климат:

а) лишайники;

б) споры;

в) цианобактерии.

2.Между нитями грибницы лишайников образуются:

а) споры;

б) горные породы;

в) водоросли.

3.Хищные бактерии – это:

а) болезнетворные бактерии;

б) колониальные бактерии, клетки которых соединены мостиками;

в) сапрофиты.

4.У поражённых этим грибом растений зерновики превращаются в ядовитые, чёрно-фиолетовые рожки:

а) головня;

б) спорынья;

в) трутовик.

5.Грибы поселяются:

а) там, где нет органических веществ;

б) везде;

в) там, где есть органические вещества.

6.Одноклеточные грибы шарообразной формы:

а) мукор;

б) дрожжи;

в) пеницилл.

7.Бактерии-паразиты – это:

а) бактерии, питающиеся гнилью;

б) бактерии, которые сами себе изготавливают пищу;

в) бактерии, питающиеся органическими веществами живых организмов.

8.Лишайники называются индикаторами потому, что загрязнение атмосферы:

а) влияет на внешний вид лишайника;

б) для них является идеальной средой обитания;

в) для них губительно.

9.Симбиоз – это:

а) образование плодового тела гриба;

б) взаимопомощь, полезная как одному, так и другому организму;

в) отравление ядовитыми грибами.

10.Лишайники:

а) требуют определённых условий;

б) неприхотливы;

в) не выдерживают суровых условий.

Тест №4

Бактерии, грибы, лишайники.

1.Найдите бактерии, которые минерализуют перегной почвы:

1. гнилостные бактерии 2. Клубеньковые бактерии

3. паразиты 4.почвенные бактерии.

2.Выделите главную особенность бактерий:

1. отсутствует ядро и клеточная оболочка 2. Нет цитоплазмы

3. все являются паразитами 4. Клетки без оформленного ядра.

3.Какую часть груздя собирают для пищи?

1. только грибницу 2. Только ножку

3. только шляпку 4. Целиком тело гриба.

4.Где размножаются болезнетворные бактерии?

1. в грязной воде 2. В организме человека

3. в почве 4.везде

5.Что общего между бактериями, грибами и низшими растениями?

1. клеточное строение 2. Фотосинтез

3. многоклеточность 4. Паразитизм.

6.Лишайники являются примером симбиоза

1.бактерий и грибов 2.грибов и водорослей

3. бактерий и водорослей 4. Мхов и водорослей

7.Назовите возбудителя тифа:

1. дизентерийная амеба 2. Хлорелла

3. паразитические грибы 4. Нет правильного ответа

8. Определите тип взаимоотношений между березой и подосиновиком:

1. паразитизм 2. Сапрофитизм

3. симбиоз 4. Взаимоотношений нет.

9.Микориза:

1. плодовое тело гриба 2. Болезнь растений, вызываемые грибами

3. грибокорень 4. Часть грибницы

10.Бактерии и грибы относятся:

1. к одному царству живых организмов

2. к царству растений

3.к разным царствам живых организмов

4.к лишайникам.

Итоговая проверка по теме «Бактерии, грибы, лишайники.»

Цель:

Проверить умения применять теоретические знания о бактериях и грибах в повседневной жизни.

I вариант

1.Какие живые организмы называют паразитами и почему? Приведите примеры грибов-паразитов.

2. Назовите характерные признаки бактерий.

3. Что такое лишайник?

II вариант

1.Какие живые организмы называют сапрофитами? Каково их значение в природе? Приведите примеры таких организмов среди бактерий и грибов.

2. Почему опасно консервировать грибы.

3. Почему лишайники называют «первопроходцами жизни?»

III вариант

1. Какие способы питания грибов вы знаете? Есть ли среди грибов хищники?

2. Назовите основные формы бактериальных клеток и объясните, какая особенность строения позволяет им сохранять постоянную форму.

3. Почему под действием молочнокислых бактерий молоко, квашенная капуста приобретают кислый вкус?

IV вариант

1.Назовите способы размножения грибов.

2.Грибы, как и животные, питаются готовыми органическими веществами. Можно ли назвать другие, сходные с животными, признаки этих организмов?. Есть ли у грибов признаки, свойственные растениям?

3. В болотах выделяется « болотный газ» ( метан). С деятельностью каких живых организмов связано образование этого газа?

V вариант

1. Для борьбы с микробами в XIX в. Луи Пастер предложил пастеризацию, которую и теперь применяют для приготовления пастеризованного молока. Сравните сроки хранения:

а) пастеризованного молока;

б) стерилизованного молока.

Как объяснить такую разницу в их сроках хранения?

2. Почему нельзя пользоваться одной разделочной доской для резки мяса, хлеба, сырых овощей?

3. Во многих странах любят сыры, в которых есть выращенная плесень. Не вреден ли для здоровья такой сыр?

Контрольная работа по главам «Жизнь на Земле», «Бактерии», «Грибы и Лишайники»

Вариант №1 1.Уровень 1 1. Найдите среди изображённых на рисунке грибов мукор. 2. Какая структура на рисунке инфузории-туфельки обозначена под номером 5 и 6 ? 3. Уровень 2 3. Закончите предложение: а) бактерии округлой формы называются…… б) бактерии, портящие продукты питания, по способу гетеротрофного питания являются… в) при половом размножении хламидомонады при слиянии двух гамет образуется… г) болезни, вызываемые грибами у животных и людей называются…. Уровень 3 4. Выпишите верные утверждения а) бактериальная спора по размеру меньше клетки. б) споры и цисты у протистов выполняют одинаковые функции. в) деление – половое размножение у амёбы обыкновенной. г) отсутствие сократительной вакуоли у хлореллы связано с наличием клеточной стенки. д) головнёвые грибы образуют органы спороношения в виде чёрных рожков. е) наиболее распространёнными в природе лишайниками являются кустистые. Уровень 4 5. Установите соответствие: Представители Способ питания 1. Грибы А) Анабена I) автотрофы 2.Бактерии Б) Мукор II) гетеротрофы В) Фитофтора 3.Протисты Г) Ксантория 4. Лишайники Д) Хламидомонада Е) Ульва Уровень 5 6. Составьте цепь питания: муха, паук, укроп, синица, гнилостная бактерия. 7. Сухари и хрустящие хлебцы долго не плесневеют. На свежем хлебе, джеме и пироге с фруктами быстро появляется налёт плесени. Объясните причину. Выриант №1

Вариант №2 1.Найдите среди изображённых на рисунке бактерий кокки. 2. Какая структура на рисунке хламидомонады обозначена под номером 5 и 4 ? Уровень 2 3. Закончите предложение: а) бактерии палочковидной формы называются…… б) симбиоз мицелия гриба с корнями деревьев называется…. в) составной частью лишайника, которая не может существовать вне его, является…. г) бесполое размножение у дрожжей чаще всего осуществляется за счёт… Уровень 3 4. Выпишите не верные утверждения а) при помощи спор происходит расселение и размножение бактерий. б) по способу гетеротрофного питания эвглену зелёную можно назвать сапротрофом. в) конъюгация – половое размножение у инфузорий. г) плодовые тела образуют только шляпочные грибы. д) несъедобные шляпочные грибы необходимо уничтожать. е) наиболее распространёнными в природе лишайниками являются накипные. Уровень 4 5. Установите соответствие: Представители Способ питания 1.Лишайники А) Стрептококк 2. Грибы Б) Цианофес I) автотрофы 3.Бактерии В) Строчок II) гетеротрофы Г) Фитофтора 4.Протисты Д) Пармелия Е) Ламинария Уровень 5 6. Составьте цепь питания: смородина чёрная, дрозд, клоп, ястреб, клещ 7.Вероятно, вы наблюдали, как готовят квашеную капусту. Этот процесс обеспечивают молочнокислые бактерии. Выскажите предположение, почему квашеная капуста не гниёт. Постарайтесь обосновать своё предположение. Вариант №2

Тесты по биологии Бактерии, грибы и лишайники

Сложность: знаток.Последний раз тест пройден 4 часа назад.

1. Вопрос 1 из 10

   Какая группа организмов самая древняя на нашей планете?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 88% ответили правильно
   • 88% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Следующий вопросОтветить

2. Вопрос 2 из 10

   Где заключена наследственная информация бактерий?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 62% ответили правильно
   • 62% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

3. Вопрос 3 из 10

   Как называются бактерии, для жизни которых не нужен кислород?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 65% ответили правильно
   • 65% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

4. Вопрос 4 из 10

   Что отличает строение клетки бактерии от строения растительной клетки?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 71% ответили правильно
   • 71% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

5. Вопрос 5 из 10

   Как называются округлые бактерии?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 80% ответили правильно
   • 80% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

6. Вопрос 6 из 10

   В клетках каких бактерий содержится хлорофилл?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 61% ответили правильно
   • 61% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

7. Вопрос 7 из 10

   Грибы – это представители:

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 55% ответили правильно
   • 55% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

8. Вопрос 8 из 10

   Что образуется при сожительстве мицелия гриба и корней растений?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы и еще 71% ответили правильно
   • 71% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

9. Вопрос 9 из 10

   Как грибы поглощают питательные вещества?

   • Правильный ответ
   • Неправильный ответ
   • Вы ответили лучше 64% участников
   • 36% ответили правильно на этот вопрос

   В вопросе ошибка?

   Ответить

10. Вопрос 10 из 10

    Какой гриб оказал огромную помощь в развитии медицины?

    • Правильный ответ
    • Неправильный ответ
    • Вы и еще 81% ответили правильно
    • 81% ответили правильно на этот вопрос

    В вопросе ошибка?

    Ответить

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.



• Даниил Андреянов

  10/10

• Оксана Карчевская

  10/10

• Мисс Соня

  10/10

• Элли Ди

  10/10

• Елена Иванова

  10/10

ТОП-5 тестовкоторые проходят вместе с этим

Тесты по биологии “Бактерии, грибы, лишайники” составлены таким образом, чтобы школьник мог легко повторить тему самостоятельно. Если впереди его ждет контрольная работа, то, ответив на предлагаемый вопросы, ученик сможет оценить уровень своих знаний. Тест “Бактерии, грибы, лишайники” поможет хорошо усвоить рассматриваемую тему по биологии и сдать ее.

Рейтинг теста

Средняя оценка: 3.9. Всего получено оценок: 739.

А какую оценку получите вы? Чтобы узнать — пройдите тест.

Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники». (УМК Н.И. Сонин)

Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники». (УМК Н.И. Сонин)

Составитель: Белоногова И.А. МБОУ «Русско-Акташская СОШ» Альметьевский муниципальный район республика Татарстан

1 вариант

Часть А. Выберите один правильный ответ.
Какая группа организмов самая древняя на нашей планете?
А. растения В. лишайники
Б. грибы Г. бактерии
Где заключена наследственная информация бактерий?
А. в ядре В. в кольцевой хромосоме
Б. в ядрышке Г. в вакуоли
Как называются бактерии, для жизни которых не нужен кислород?
А. анаэробы В. эфемероиды
Б. аэробы Г. склерофиты
Что отличает строение клетки бактерии от строения растительной клетки?
А. имеется клеточная мембрана В. отсутствие ядра
Б. способность к фотосинтезу Г. имеется ядро
Как называются округлые бактерии?
А. бациллы В. спириллы
Б. кокки Г. вибрионы
В клетках каких бактерий содержится хлорофилл?
А. сапрофитов В. патогенных
Б. симбионтов Г. цианобактерий
Грибы – это представители:
А. сапрофитов В. самых древних организмов
Б. автотрофов Г. растений
Что образуется при сожительстве мицелия гриба и корней растений?
А. микропиле В. зигота
Б. микориза Г. ризоиды
Как грибы поглощают питательные вещества?
А. корневыми волосками В. микропиле
Б. устьицами Г. всей поверхностью тела
Какой гриб оказал огромную помощь в развитии медицины?
А. дрожжи В. мухомор
Б. мукор Г. пеницилл
Чем представлено тело лишайников?
А. корнем, стеблем, листьями В. слоевищем
Б. пеньком и шляпкой Г. корнем, стеблем, листьями, цветком
Какие лишайники имеют вид корочки, тесно сросшийся с субстратом?
А. кустистые В. листоватые
Б. накипные Г. все формы
Как происходит размножение лишайников?
А. спорами В. спорами и кусочками слоевища
Б. семенами Г. корнями
Каков отличительный признак лишайников?
А. сожительство гриба и корня растения В. обитание в организме хозяина
Б. сожительства гриба и водоросли Г. паразитирует на кожных покровах человека
Защитными приспособлениями бактериальной клетки является :
А. клеточная стенка В. жгутики
Б. ворсинки Г. капсула
Споры бактерий – это приспособление к:
А. бесполому размножению В. половому размножению
Б. переживанию неблагоприятных условий Г. питанию

Часть В. Объедините название грибов и класс, к которой они принадлежат.

Названия гриба

Название группы грибов

А.
Белый гриб
1.
Аскомицеты, или сумчатые грибы

Б.
Опята
2.
Базидиомицеты

В.
Мукор
3.
Зигомицеты

Г.
Спорынья
4.
Дейтеромицеты, или несовершенные грибы

Д.
Масленок

Е.
Головня

Ж.
Пеницилл

З.
Подберезовик

И.
Трутовик

К.
Дрожжи

Л.
Сморчки

Часть С. Ответьте на вопросы.

Как называются бактерии палочковидной формы?
Какое размножение присуще грибам?
Что общего у растений и грибов?

Контрольная работа по теме «Бактерии, грибы, лишайники».
2 вариант

Часть А. Выберите один правильный ответ.
Бактерии – это представители:
А. эукариот В. эфемероидов
Б. прокариот Г. склерофитов
Какая часть клетки бактерии придает ей форму, выполняет защитную и опорную функции?
А. цитоплазма В. клеточная стенка
Б. клеточная мембрана Г.
Как называются бактерии, для жизни которых необходим кислород?
А. аэробы В. ксерофиты
Б. анаэробы Г. суккуленты
Что общего в клеточном строении бактерии и растения?
А. одинаковый размер клеток В. подвижная цитоплазма
Б. наличие ядра Г. наличие мембранных органелл
Как называется форма бактерий в виде запятой?
А. спириллы В. бациллы
Б. кокки Г. вибрионы
Как называются бактерии, живущие в корнях бобовых растений?
А. гниения В. клубеньковые
Б. молочно — кислые Г. болезнетворные
Как называются бактерии. Живущие внутри другого организма и вызывающие заболевания?
А. цианобактерии В. симбионты
Б. сапрофиты Г. паразиты
Какие бактерии особенно важны для получения сметаны и простокваши?
А. железобактерии В. патогенные
Б. серобактерии Г. молочно – кислые
Какие грибы используют в хлебопечении?
А. пеницилл В. мукор
Б. дрожжи Г. рыжик
В чем состоит отличие грибов от животных?
А. содержание хитина В. запас углеводов в виде гликогена
Б. гетеротрофный способ питания Г. способность расти в течении всей жизни
Как называются грибы, мирно уживающиеся с различными видами растений?
А. паразиты В. сапрофиты
Б. симбионты Г. хищники
Как называется наука, изучающая грибы?
А. ботаника В. экология
Б. палеоботаника Г. микология
Что такое лишайник?
А. симбиоз гриба и корня растения В. грибокорень
Б. симбиоз гриба и водоросли Г. мохообразное растение
У каких лишайников слоевище имеет вид веточки дерева или травы?
А. кустистых В. листоватых
Б. накипных Г. простых
С помощью чего лишайники поглощают воду с минеральными веществами?
А. корневых волосков В. устьиц
Б. гифов гриба Г. микропиле
К каким лишайникам относится ягель?
А. к кустистым В. к накипным
Б. к листоватым Г. к простым

Часть В. Объедините название гриба и группу грибов к которой они принадлежат.

Название гриба

Группа грибов

А.
Мукор
1.
Съедобные грибы

Б.
Бледная поганка
2.
Ядовитые грибы

В.
Пеницилл
3.
Плесневые грибы

Г.
Фитофтора
4.
Грибы — паразиты

Д.
Подберезовик

Е.
Мухомор

Ж.
Дрожжи

З.
Трутовик

И.
Лисичка

К.
Рыжик

Часть С. Ответьте на вопросы.

Как называются бактерии округлой формы?
Какое размножение присуще лишайникам?
Каково значение лишайников в природе и жизни человека?

Ключ ответов
1 вариант.
Часть А.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

г
в
а
в
б
г
а
б
г
Г

11
12
13
14
15
16

в
б
в
б
г
б

Часть В.
Бациллы.
Бесполое: спорами и вегетативное – частью гифов гриба, половое – особыми половыми клетками.
Рост в течение всей жизни, прикрепленный образ жизни, питание путем всасывания питательных веществ из почвы, размножение половым и вегетативным путем.

а
б
в
г
д
е
ж
з
и
к

1
2
3
4
2
4
3
1
4
3

Часть С.
2 вариант.
Часть А.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

б
в
а
в
г
в
г
г
б
а

11
12
13
14
15
16

б
г
б
а
б
а

Часть В.
Кокки.
Слоевищем, половое – особыми клетками водорослей и гриба.
Растения пионеры суши, подготавливают почву для других растений, корм для оленей, изготовление краски, лакмуса, используются в медицине и парфюмерной промышленности, имеются съедобные лишайники.

а
б
в
г
д
е
ж
з
и
к

3
2
3
4
2
2
3
4
1
1

15

Приложенные файлы

• file38
  Размер файла: 81 kB Загрузок: 44

Лишайники — Микробиология

Цели обучения

• Объясните, почему лишайники включены в исследование микробиологии
• Опишите уникальные характеристики лишайника и роль каждого партнера в симбиотических отношениях лишайника
• Опишите, чем лишайники полезны для окружающей среды

Никто не должен беспокоиться о том, чтобы заболеть лишайниковой инфекцией, но лишайники интересны с микробиологической точки зрения и являются важным компонентом большинства наземных экосистем.Лишайники предоставляют возможности для изучения тесных взаимоотношений между неродственными микроорганизмами. Лишайники способствуют производству почвы, разрушая горные породы, и они являются первыми колонизаторами в беспочвенных средах, таких как потоки лавы. Цианобактерии в некоторых лишайниках могут связывать азот и действовать как источник азота в некоторых средах. Лишайники также являются важными стабилизаторами почвы в некоторых пустынных условиях и являются важным источником зимней пищи для карибу и северных оленей. Наконец, лишайники производят соединения, обладающие антибактериальным действием, и дальнейшие исследования могут обнаружить соединения, которые с медицинской точки зрения полезны для человека.

Характеристики

A лишайник представляет собой комбинацию двух организмов, зеленой водоросли или цианобактерии и грибка аскомицета, живущих в симбиотических отношениях. В то время как водоросли обычно растут только в водной или чрезвычайно влажной среде, лишайники потенциально могут быть найдены практически на любой поверхности (особенно на скалах) или в виде эпифитов (что означает, что они растут на других растениях).

Рисунок 1. На этом поперечном срезе слоевища лишайника показаны его различные компоненты.Верхняя кора грибковых гиф обеспечивает защиту. Фотосинтез происходит в зоне водорослей. Мозговое вещество состоит из гиф гриба. Нижняя кора также обеспечивает защиту. Корневища прикрепляют слоевище к субстрату.

В некотором смысле симбиотические отношения между лишайниками и водорослями кажутся мутуализмом (отношения, в которых выигрывают оба организма). Гриб может получать фотосинтаты из водорослей или цианобактерий, а водоросли или цианобактерии могут расти в более сухой среде, чем они могли бы в противном случае.Однако большинство ученых считают эти симбиотические отношения контролируемым паразитизмом (отношения, при которых один организм получает выгоду, а другой страдает), потому что фотосинтезирующий организм растет хуже, чем без гриба. Важно отметить, что такие симбиотические взаимодействия являются континуумом между конфликтом и сотрудничеством.

Лишайники медленно растут и могут жить веками. Их использовали в пищевых продуктах и ​​для извлечения химических веществ, таких как красители или противомикробные вещества.Некоторые из них очень чувствительны к загрязнению и используются в качестве индикаторов окружающей среды.

Лишайники

имеют тело, называемое слоевищем, внешний плотно упакованный грибковый слой, называемый кортикального мозга , и внутренний, слабо упакованный грибковый слой, называемый мозговым веществом (рис. 1). Лишайники используют пучки гиф, называемые ризинами , , для прикрепления к субстрату.

Разнообразие лишайников

Лишайники классифицируются как грибы, а их партнеры по грибам принадлежат к Ascomycota и Basidiomycota.Лишайники также могут быть сгруппированы по типам в зависимости от их морфологии. Есть три основных типа лишайников, хотя существуют и другие типы. Лишайники, которые плотно прикреплены к субстрату и придают им твердый вид, называются корковыми лишайниками . Листообразные лепестки имеют листовые лишайники ; они могут быть прикреплены только в одной точке формы роста, и они также имеют вторую кору ниже мозгового вещества. Наконец, кустистые лишайники имеют округлую структуру и в целом разветвленный вид.На рисунке 2 показан пример каждой из форм лишайников.

Рисунок 2. Здесь показаны примеры трех типов лишайников. (а) Это корковый лишайник, встречающийся в основном на морских породах, Caloplaca marina . (б) Это листовой лишайник, Flavoparmelia caperata . (c) Это кустистый лишай, Letharia vulpina, который настолько ядовит, что когда-то из него делали наконечники стрел. (кредит b, c: модификация работы Джейсона Холлингера)

Подумай об этом

• Какие типы организмов встречаются в лишайниках?
• Какие три формы роста лишайников?

Клиническая направленность: Энтони, Разрешение

Этот пример продолжает историю Энтони, которая началась с одноклеточных эукариотических паразитов, паразитических гельминтов и грибов.

Мать Энтони спрашивает врача, что ей делать, если прописанный Энтони крем от стригущего лишая не работает. Врач объясняет, что стригущий лишай — это общий термин для обозначения состояния, вызванного несколькими видами. Первым делом нужно сдать соскоб для исследования под микроскопом, что врач уже сделал. Он объясняет, что определил инфекцию как грибок и что противогрибковый крем действует против наиболее распространенных грибков, связанных со стригущим лишаем.Однако крем может не действовать против некоторых видов грибка. Если через пару недель крем не подействует, Энтони должен прийти еще раз, и врач примет меры, чтобы определить вид грибка.

Положительная идентификация дерматофитов требует культивирования. Для этой цели можно использовать агар Сабуро . В случае инфекции Энтони, которая исчезла в течение 2 недель лечения, культура имела бы зернистую текстуру и выглядела бы бледно-розовой сверху и красной снизу.Эти особенности предполагают, что гриб Trichophyton rubrum , частая причина стригущего лишая.

Ключевые концепции и резюме

• Лишайники представляют собой симбиотическую ассоциацию между грибами и водорослями или цианобактериями
• Симбиотическая ассоциация, обнаруженная в лишайниках, в настоящее время считается контролируемым паразитизмом , при котором гриб приносит пользу, а водоросли или цианобактерии причиняют вред
• Лишайники медленно растут и могут веками жить в самых разных средах обитания
• Лишайники важны для окружающей среды, они помогают создавать почву, дают пищу и служат индикаторами загрязнения воздуха

Множественный выбор

Вы встретили лишайник с листвой.Каким термином описывается этот лишай?

1. крастозе
2. лист
3. фрутикоза
4. агароза

[показать-ответ q = ”866743 ″] Показать ответ [/ показать-ответ]
[скрытый-ответ a =” 866743 ″] Ответ b. Этот лишайник — листовой. [/ Hidden-answer]

Что из нижеперечисленного обозначает внешний слой лишайника?

1. кора
2. мозгового вещества
3. слоевище
4. theca

[показать-ответ q = ”567921 ″] Показать ответ [/ показать-ответ]
[скрытый-ответ a =” 567921 ″] Ответ a.Кора головного мозга — это внешний слой лишайника. [/ Hidden-answer]

Что из перечисленного является грибком в лишайнике?

1. базидиомицет
2. аскомицет
3. зигомицет
4. апикомплекс

[раскрыть-ответ q = ”258620 ″] Показать ответ [/ раскрыть-ответ]
[скрытый-ответ a =” 258620 ″] Ответ b. Грибок в лишайнике — аскомицет. [/ Hidden-answer]

Подумай об этом

Какими тремя способами лишайники имеют экологическую ценность?

границ | Понимание микробных многовидовых симбиозов

Введение

Двадцать лет спустя после того, как теория эволюции путем естественного отбора начала революционизировать биологию, немецкий миколог Антон де Бари представил более широкому научному сообществу термин «симбиоз» как совместное проживание разнородных организмов (de Bary, 1879).Одним из его ярких примеров были лишайники, хотя симбиотическая природа, выявленная ранее Швенденером (1869), в то время вряд ли была принята. Научные коллеги по-прежнему считали их самостоятельной группой организмов с уникальной морфологией. Между тем каждый учебник биологии включает лишайники как обязательную ассоциацию между грибком (микобионтом) и фотосинтетическим партнером (фотобионтом), которым могут быть цианобактерии и / или зеленые водоросли (Nash, 2008). Благодаря этой ассоциации производство энергии фотобионтом посредством фиксации углекислого газа усиливается за счет укрывающих структур выдыхающего партнера грибка.Структура сустава, также известная как слоевище лишайника, уникальна и является одной из самых сложных вегетативных структур во всем царстве грибов. Слоевище лишайников возникло еще на этапе развития наземных растений, поскольку первых предков лишайников с характерной морфологией можно проследить до девона 400 миллионов лет назад (Remy et al., 1994; Honegger et al., 2013). В этой статье мы покажем, что лишайники — это не просто партнерство двух не связанных между собой групп организмов, но и бактериальный компонент, которым до сих пор не уделялось должного внимания, что вносит свой вклад в биологию холобионта.Мы начнем с некоторых общих аспектов экологии лишайников, а затем продолжим описанием того, как современные аналитические инструменты используются для понимания лишайников как увлекательного случая мультисимбиоза.

Успешный симбиоз грибов, который включает более 18 000 названных видов грибов, характеризуется пойкилогидрическим образом жизни, который позволяет лишайникам колонизировать почти все земные среды, от тропических до полярных климатических зон и от прибрежных до высокогорных местообитаний.Кроме того, лишайники растут на поверхности почти любого субстрата, включая голые почвы, камни и растения, но их также можно найти в пресноводных ручьях и в морских приливных зонах (Nash, 2008), а также на поверхностях различных искусственных материалов. . Вегетативные тела различаются по цвету, размеру (от нескольких миллиметров до метров) и формам роста, а некоторые могут сохраняться в течение нескольких тысяч лет (Denton and Karlén, 1973). Большое разнообразие структур слоевища лишайников, которые в первую очередь определяются партнером-грибком, можно условно разделить на три наиболее распространенных морфологических типа: корковые, листовые и кустистые формы роста.Существуют и другие типы, но они встречаются реже (Grube and Hawksworth, 2007). Внутренне вегетативное тело либо гомиомерное (без расслоения), где микобионт и фотобионт равномерно распределены в слоевище лишайника, либо гетеромерное (со стратификацией), где можно различить по крайней мере верхний слой гриба и слой водорослей под ним. Ракообразные лишайники характеризуются прикреплением всей нижней поверхности к субстрату, тогда как листовые и кустистые лишайники прикрепляются лишь частично (Büdel, Scheidegger, 2008) и обычно имеют более или менее плотный нижний грибной слой.Половое размножение грибкового партнера требует развития видоспецифичного слоевища с соответствующими водорослями, поскольку плодовые тела грибов непосредственно возникают в зрелом слоевище лишайника и часто включают структуры слоевища. Тем не менее, лишайники также развили различные способы бесполого размножения для распределения симбиотических партнеров вместе в различных и специфических совместных отростках (Büdel and Scheidegger, 2008).

Несмотря на то, что в литературе продолжают сообщаться об антибактериальных или противогрибковых соединениях лишайников (обзор Boustie and Grube, 2005), долгоживущие слоевища представляют собой интересные микроместа обитания для других эукариотических и прокариотических (как бактерий, так и архей) микроорганизмов (Lawrey and Diederich, 2003; Grube, Berg, 2009; Bjelland et al., 2011; Bates et al., 2012). В предыдущие годы все больше внимания уделялось бактериям, связанным с лишайниками, которые не считались неотъемлемой частью симбиоза.

В этом обзоре мы обсуждаем недавнюю литературу по микробиоте, связанной с лишайниками, с акцентом на разнообразие, функции, распространение, специфику среды обитания и межмикробиомные отношения бактериального сообщества, ассоциированного с Lobaria pulmonaria , и в заключение приводим схему, способствующую формированию целостного взгляда. о взаимодействии лишайников и бактерий.В первой части мы рассматриваем исторические аспекты, а затем обсуждаем недавние результаты для разработки более целостной модели лишайников.

Раскрытие микробиома, связанного с лишайниками — тогда и сейчас

Бактерии, ассоциированные с лишайниками, впервые упоминаются в первой половине ХХ века (Uphof, 1925; Хенкель, Южакова, 1936; Искина, 1938). В ходе этих ранних исследований сообщалось, что с лишайниками связаны различные роды бактерий, такие как Azotobacter, Pseudomonas ( Gammaproteobacteria ), Beijerinckia ( Alphaproteobacteria ) и Firmicutes Cloth159 (роды Bacillus ). Искина, 1938; Паносян, Никогосян, 1966; Хенкель, Плотникова, 1973).В то время описания бактерий лежали в основе исключительно фенотипических и физиологических характеристик, указывающих на возможную роль некоторых из этих бактерий в азотфиксации. Тем не менее, Ленова и Блюм (1983) уже подсчитали, что миллионы бактериальных клеток на грамм могут колонизировать слоевище лишайника. Прошло несколько десятилетий, прежде чем первые молекулярные анализы начали использовать бактериальные изоляты (например, González et al., 2005; Cardinale et al., 2006, Liba et al., 2006 или Selbmann et al., 2009).Хотя González et al. (2005) сосредоточились только на культивируемых Actinomycetes (с преобладающими родами Micromonospora и Streptomyces ) различных видов лишайников из тропических и холодных регионов, Cardinale et al. (2006) попытались описать общий состав бактериального сообщества, связанного с семью различными видами лишайников из умеренных местообитаний. Последнее позволило идентифицировать несколько родов, связанных с Firmicutes , Actinobacteria и Proteobacteria , выделив Paenibacillus и Burkholderia как повсеместные роды в лишайниках.Однако методы, зависящие от культуры, охватывают лишь 0,001–15% бактериального разнообразия в образцах окружающей среды (Amann et al., 1995), тогда как большинство из них остается ненаблюдаемым (Rappé and Giovannoni, 2003). Чтобы преодолеть ограничения избирательной изоляции бактерий из образцов окружающей среды и получить более объективное и менее ограниченное представление о микробных сообществах, были использованы новые методы, дополняющие традиционные методы.

Первые независимые от культуры исследования микробиоты, связанной с лишайниками, были оценены с помощью различных методов снятия отпечатков пальцев (Cardinale et al., 2006; Grube et al., 2009; Бьелланд и др., 2011; Мушегян и др., 2011; Cardinale et al., 2012a) и подходы к молекулярному клонированию (Hodkinson and Lutzoni, 2009). Такие методы (например, DGGE: Muyzer and Smalla, 1998; T-RFLP: Liu et al., 1997; SSCP: Schwieger and Tebbe, 1998) использовались для создания профилей микробного сообщества путем амплификации генетических маркеров (например, рибосомной ДНК 16S). с универсальными грунтовками. На основе полиморфизма последовательности или длины продукты ПЦР разделяются, и степень сходства образцов может быть охарактеризована в соответствии с конкретными структурами полос (Smalla et al., 2007). Хотя многие образцы можно анализировать параллельно и их профили можно легко сравнивать друг с другом, детальная идентификация членов бактериального сообщества утомительна и ограничена. Маргулис и др. (2005) представили новую сокращенную по времени и экономичную технологию для углубленного изучения состава сообществ и разнообразия образцов окружающей среды с помощью крупномасштабного высокопроизводительного секвенирования. Bates et al. (2011) впервые описали связанные с лишайником бактерии на основе этой технологии пиросеквенирования следующего поколения, а затем Grube et al.(2012), Hodkinson et al. (2012) и Aschenbrenner et al. (2014).

С усовершенствованием технологий секвенирования и инструментов биоинформатики акцент в исследованиях микробной экологии сместился с базовых таксономических описаний на более подробный и целостный взгляд на микробные сообщества. Метагеномный, транскриптомный и протеомный анализы теперь могут пролить свет на вопросы «Кто там?», «На что они способны?» И «Кто чем активно занимается?» (Schneider et al., 2011; Aschenbrenner, 2015; Grube et al., 2015). Чтобы ответить на эти вопросы, легочный лишай L. pulmonaria (L.) Hoffm. был использован в качестве модельной системы из-за его относительно быстрого роста и других стимулирующих характеристик, например, эпифитного роста на коре дерева и низкого количества вторичных метаболитов, которые могли помешать проводимому анализу. L. pulmonaria имеет листоподобную структуру (листовой лишайник) и в основном встречается в старовозрастных лесах с незагрязненным воздухом. Его чувствительность к загрязнению воздуха может использоваться для косвенной оценки качества воздуха и целостности экосистемы (Scheidegger and Werth, 2009).У него есть два фотосинтетических партнера — явление, наблюдаемое примерно для 4% всех описанных лишайников (Honegger, 1991). Однако только зеленая водоросль Dictyochloropsis reticulata образует сплошной слой, тогда как штаммы цианобактерий Nostoc сохраняются в разнесенных, похожих на клубеньки внутренних компартментах (цефалодии).

Состав и разнообразие микробиома, связанного с лишайниками, обусловленное различными абиотическими и биотическими факторами

Количество бактерий, обнаруженных на лишайниках, удивительно велико по сравнению с поверхностями листвы высших растений.В то время как поверхность листа состоит только из 10 ⁵ клеток / см ² , некоторые виды лишайников, проанализированные на предмет обилия бактерий, значительно превышают это значение (Saleem, 2015). Например, Cladonia rangiferina колонизируется примерно 10 ⁷ –10 ⁸ бактериями на грамм слоевища лишайников (Cardinale et al., 2008; Grube et al., 2009). Кроме того, было показано, что индексы альфа-разнообразия (индекс Шеннона) бактериальных сообществ различаются между разными лишайниками, например, в среднем от 4,5 ( Solorina crocea ) до 7,0 ( L. pulmonaria ) при генетической дистанции 3% среди микробных OTU на основании несходства последовательностей гена 16S рРНК (Grube et al., 2012; Aschenbrenner et al. , 2014).

L. pulmonaria в основном колонизируется Alphaproteobacteria с преобладающим отрядом Sphingomonadales , за которым следуют Sphingobacteria , Actinobacteria и Spartobacteria (Aschenbrenner et al., 2014). Напротив, исследования, основанные на секвенировании дробовика, предложили Rhizobiales в качестве основного отряда в пределах Alphaproteobacteria (Erlacher et al., 2015; Grube et al., 2015). Эти результаты были дополнительно подтверждены адаптированными методами визуализации. Таким образом, преобладание Alphaproteobacteria и Rhizobiales на поверхностях лишайников было показано с помощью комбинированного подхода флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (CLSM).В связи с этими открытиями сообщалось, что связанная с лишайником группа Rhizobiales (LAR1) является лихеноспецифической линией Alphaproteobacteria , которую можно найти среди многих исследованных видов (Hodkinson and Lutzoni, 2009; Bates et al., 2011; Hodkinson et al., 2012). Однако эту линию не удалось обнаружить у L. pulmonaria (Aschenbrenner et al., 2014). Наблюдаемые различия в составе одного и того же вида лишайников могут быть объяснены различными причинами, такими как метод метагеномного секвенирования (ампликон vs.секвенирование дробовика), использованные базы данных или активность бактерий в случае метатранскриптомического анализа (Aschenbrenner, 2015), поскольку менее 10% микробного сообщества одновременно метаболически активны (Locey, 2010).

Хотя о преобладании Alphaproteobacteria сообщалось и в других исследованиях (Bates et al., 2011; Hodkinson et al., 2012), состав бактериального сообщества в целом отличался среди видов лишайников. Предполагается, что эти вариации вызваны различными биотическими и абиотическими факторами.Hodkinson et al. (2012), которые тщательно изучили бактериальные сообщества, связанные с различными видами лишайников, включая 24 типа микобионтов со всеми комбинациями фотобионтов в разных местах отбора проб (тропические и арктические регионы), выделили тип фотобионтов (хлоролишайники против цианолишайников) и крупномасштабную географию в качестве основных Движущие силы.

Hodkinson et al. (2012) утверждали, что различия в составе сообществ можно объяснить наличием фиксированного азота и типом фиксированного углерода.Что касается первого, бактерии, связанные с цианолишайниками, имеют доступ к фиксированному атмосферному азоту благодаря цианобактериальным фотобионтам, тогда как бактерии хлоролишайников лишены этого преимущества в средах с ограниченным содержанием азота. В соответствии с этим, хлоролишайники предпочтительно будут обогащать виды, способные фиксировать азот, а не цианолишайники. Другое предположение заключалось в том, что зеленые водоросли выделяют разные типы фиксированного углерода (сахарные спирты: рибит, эритрит или сорбит), чем цианобактерии (глюкоза; Elix and Stocker-Wörgötter, 2008), тем самым формируя бактериальное сообщество в отношении использования углерода.Оба объяснения могут лишь частично объяснить различия в сообществах, основанные на таксономических описаниях, поскольку бактерии могут обмениваться генами, кодирующими определенные функции, и совместно использовать их посредством горизонтального переноса генов. Это согласуется с Burke et al. (2011), которые утверждали, что экологические ниши заселяются случайным образом бактериями, наделенными подходящими функциями, а не в соответствии с бактериальной систематикой. Попытка объяснить наблюдаемый состав сообществ становится более сложной в отношении трехраздельных лишайников, поскольку они несут оба типа фотобионтов, как это имеет место в случае L.Пульмонария .

Видовая специфичность бактериальных сообществ, связанных с хлороличниками, уже указывалась в предыдущих исследованиях (Grube et al., 2009; Bates et al., 2011). Лихенизированные грибы способны продуцировать вторичные метаболиты, которые являются уникальными для лишайников и содержат несколько 100 соединений, которые могут откладываться на внеклеточной поверхности гиф грибов (Elix and Stocker-Wörgötter, 2008). Как уже было предложено Hodkinson et al. (2012) значительная доля вторичных метаболитов с антимикробной активностью (Kosanić and Ranković, 2015) может также оказывать избирательное давление на бактерии, колонизирующие лишайники.Однако, поскольку L. pulmonaria содержит только низкие концентрации специфических для лишайников веществ, как и многие другие лишайники подотряда Peltigerineae (Beckett et al., 2003), вторичные метаболиты могут играть лишь незначительную роль в формировании структуры сообщества Lobaria -ассоциированные бактерии.

Различия в составе бактериального сообщества могут быть также связаны с типом роста лишайников, поскольку, например, в предыдущих исследованиях сообщалось, что состав бактериального сообщества корковых лишайников отличается от такового у листовых или кустистых лишайников (Grube et al., 2009; Hodkinson et al., 2012). В то время как листовые лишайники были заселены в основном Alphaproteobacteria , корковые лишайники Ophioparma sp. преобладали Acidobacteria (Hodkinson et al., 2012). Другой каменный корковый лишайник Hydropunctaria sp. в основном колонизировали Cyanobacteria , Actinobacteria и Deinococcus (Bjelland et al., 2011). Но тип роста сам по себе не объясняет преобладание определенных таксонов, поскольку листовой лишайник Solorina sp.также преобладали Acidobacteria (Grube et al., 2012). Это согласуется с предыдущими результатами Cardinale et al. (2012b), которые показали, что типы роста не влияют на основную структуру бактериального сообщества.

Бактерии пространственно структурированы на лишайниках

Субкомпартменты слоевища разного возраста, а также внешняя и внутренняя поверхности предлагают химически и физиологически отличные микрониши и способствуют образованию различных различных бактериальных сообществ.На основе FISH и CLSM было продемонстрировано, что связанные с лишайниками эубактерии, а также специфические бактериальные таксоны в них колонизируют отдельные части слоевища лишайников с разной численностью и характером (Cardinale et al., 2008). Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия поверхностей L. pulmonaria показала, что как верхняя, так и нижняя кора были равномерно колонизированы Alphaproteobacteria среди других эубактерий (Cardinale et al., 2012a; Grube et al., 2015). Это также было продемонстрировано для других талломов лишайников, организованных дорсивентрально, таких как лиственный Umbilicaria sp.(Grube et al., 2009). В случае кустарникового вида Cladonia внешняя кора радиально организованного полого слоевища (podetium) была просто колонизирована одноклеточными колониями и более мелкими скоплениями колоний, в то время как самая высокая плотность бактерий, исследованная на этом лишайнике, была обнаружена на внутреннем слое подетия, образующая подобную биопленке оболочку (Cardinale et al., 2008, 2012b). Напротив, бактериальная колонизация на корковых лишайниках, таких как Lecanora sp. был заметно выше в трещинах между ареолами слоевищ (Grube et al., 2009). Были также первые указания на наличие эндобиотических бактерий в клеточных стенках гиф грибов (Cardinale et al., 2008). Erlacher et al. (2015) ранее сообщалось о L. pulmonaria endosymbiotic Rhizobiales , локализованном на различной глубине межфального студенистого матрикса верхней коры и редко внутри гиф грибов. Пока нет документации о росте бактерий в других компартментах L. pulmonaria , таких как внутренняя ткань таллина (мозговое вещество) или слой фотобионта.

Возрастные состояния в зрелом слоевище лишайника могут влиять и формировать структуру бактериального сообщества, которая напоминает сукцессию сообщества, обнаруженную, например, в микробиоме цветков яблони (Shade et al., 2013). Недавнее исследование показало, что вегетативные отростки L. pulmonaria были колонизированы более отчетливым бактериальным сообществом, чем зрелый слоевище лишайника (Aschenbrenner et al., 2014), что указывает на то, что структура сообщества может со временем меняться. В частности, только 37% связанных со слоевищами бактериальных OTU были общими с вегетативными пропагулами, и наоборот, общие OTU, связанные с пропагулами, составляли 55%.В то время как обе части лишайника были в основном колонизированы Alphaproteobacteria , в слоевище лишайника дополнительно доминировали Deltaproteobacteria , тогда как молодые вегетативные побеги были также колонизированы в большей степени Spartobacteria и Sphingobacteria . Ранее Cardinale et al. (2012b) сообщили, что более старые части таллома содержали значительно большее количество бактерий, чем более молодые структуры таллома, включая замену преобладающих Alphaproteobacteria на другие таксоны, такие как Actinobacteria , Gamma — и Betaproteobacteria .Также Мушегян и др. (2011) наблюдали пространственную диверсификацию бактериального состава между более разнообразными и согласованными центрами слоевища (более старые части) и центрами более изменчивых и бедных видами краев (более молодые части). Cardinale et al. (2012b) назвали эти паттерны распределения бактерий анаболическими центрами в растущих и катаболических стоках в стареющих частях слоевища лишайников, соответственно. Гипотеза о рециркуляции питательных веществ в разлагающихся частях лишайников бактериями также может быть подкреплена наличием определенных таксонов, известных своей способностью к деградации. Sphingomonas sp., Которые, как известно, разлагают органическое вещество и ксенобиотические вещества, ранее были выделены из лишайников, отобранных в арктических и антарктических регионах (Lee et al., 2014), но также описаны в других исследованиях (Grube et al., 2009). , 2012; Hodkinson et al., 2012; Aschenbrenner, 2015). Однако были упомянуты также другие роды, такие как Paenibacillus и Streptomyces , из-за их функций (например, хитинолитической активности) в деградации тканей лишайников (Cardinale et al., 2006).

Распространение и перенос бактерий, ассоциированных с хозяином

Анализ бактерий, связанных с лишайниками, выявил различия в составе и разнообразии сообществ среди географически удаленных местообитаний (Printzen et al., 2012; Aschenbrenner et al., 2014). Printzen et al. (2012) проанализировали географическую структуру ассоциированных с лишайниками Alphaproteobacteria в антарктических регионах, указав, что на эту группу влияют параметры окружающей среды, поскольку у талломов из субполярных местообитаний было больше сходных сообществ, чем из внеполярных регионов.Hodkinson et al. (2012) объяснили эти крупномасштабные географические эффекты эффективностью распространения лишайников-хозяев, когда распространение происходит в небольших пространственных масштабах, а не на больших расстояниях, что приводит к географической дифференциации состава сообщества. Aschenbrenner et al. (2014) визуализировали и описали бактериальную колонизацию пропагул лишайников. Их результаты показывают, что по крайней мере определенная часть микробиома лишайников передается вертикально через эти симбиотические структуры.В этих бактериальных сообществах преобладали Alphaproteobacteria , как уже было обнаружено Cardinale et al. (2012a). Интересно, что бактериальные консорциумы отростков лишайников были не только подмножеством микробиома родительского слоевища, но и включали уникальные виды, не общие для зрелого слоевища. Таким образом, Aschenbrenner et al. (2014) предположили, что вегетативные отростки снабжены бактериальным заквасочным сообществом. Такие бактерии, колонизирующие ювенильные структуры, могут влиять на последующее пополнение новых бактерий (Fukami, 2010), тем самым формируя состав сообщества.Важность лишайников-ассоциированных бактерий во время установления симбиоза лишайников уже предполагалась (Hodkinson and Lutzoni, 2009), поскольку рост слоистых талломов лишайников до сих пор был успешным только в культурах, основанных на фрагментах лишайников, которые, по-видимому, включают бактерии.

Хотя вертикальная передача ассоциированных с лишайниками бактерий была показана только у одного вида лишайников, весьма вероятно, что эта стратегия переноса микробиома также распространена у других видов, использующих вегетативные диаспоры для размножения, и определенно у других симбиозов.Существуют различные примеры передачи бактерий, связанных с хозяином (Bright and Bulgheresi, 2010), например, через морских губок (Wilkinson, 1984; Li et al., 1998). Известно, что бактерии, связанные с наземными беспозвоночными, такими как насекомые, способствуют усвоению питательных веществ и обеспечению необходимыми аминокислотами и витаминами (Douglas, 1998; Feldhaar and Gross, 2009), но их стратегии вертикальной передачи различаются у разных видов (Sacchi et al., 1988; Attardo et al., 2008; Prado, Zucchi, 2012).Сообщалось, что у позвоночных, включая людей, передача материнских микробов ребенку в результате естественных родов и грудного вскармливания в качестве первого инокулята важна для здоровья ребенка, в частности, за счет формирования структуры микробиома с помощью полезных микробов (Funkhouser and Bordenstein, 2013). Но также в царстве растений сообщалось о переносе ассоциированных с растениями бактерий, в частности семян, от материнского растения (van Overbeek et al., 2011), хотя высшие растения обычно привлекают свои существенные ризосферные сообщества из материнского растения. окружающая почва (Berg, Smalla, 2009).Вертикальная трансмиссия ранее была показана для старейшей группы наземных растений — мхов, которые вместе с лишайниками принадлежат к группе пойкилогидрических криптогам; ассоциированные бактерии, особенно специфические штаммы Burkholderia , переносятся от спорофита к гаметофиту через споры (Bragina et al., 2012, 2013).

Лишайники как центры бактерий

Лишайники первопроходцы в колонизации враждебных сред с экстремальными температурами, высыханием и высокой соленостью, но они также могут стать очень старыми, как по отдельности, так и в виде ассоциаций (предполагается, что некоторые участки, не покрытые оледенением, были колонизированы лишайниками с третичное).Колонизированные среды обитания включают засушливые и полузасушливые районы, где голая почва может быть заселена, например, криптогамными почвенными корками (ассоциация, включающая частицы почвы, лишайники, цианобактерии, водоросли, грибы и мохообразные; Beckett et al., 2008), но также более экстремальные регионы, такие как пустыни, где лишайники являются одними из немногих успешных колонизаторов. В частности, их способность гидратироваться без контакта с жидкой водой (Printzen et al., 2012) только из-за тумана, росы или высокой влажности воздуха (Beckett et al., 2008) обеспечивает выживание в этих засушливых районах. Это говорит о том, что лишайники как медленнорастущие и долгоживущие организмы-хозяева могут служить бактериальными центрами в этих средах, облегчая их выживание за счет питательных веществ и воды, предлагая среду обитания с различными микронишами и обеспечивая их распространение на короткие расстояния с помощью стратегий расселения. хозяина лишайника. Таким образом, лишайники могут быть важными источниками / резервуарами полезных штаммов бактерий для других мест обитания в окружающей среде.

Специфика среды обитания

О специфичности хозяев для криптогам (т. Е. Лишайников и мхов) уже сообщалось в предыдущих независимых исследованиях (Grube et al., 2009; Bragina et al., 2012). Однако до сих пор бактериальные сообщества описывались почти всегда без учета прилегающих местообитаний и потенциальных взаимоотношений между микробиомами. Ранее сообщалось о бактериальной специфичности в исследованиях талломов лишайников и лежащих в их основе горных пород (Bjelland et al., 2011). Недавнее исследование в рамках докторской диссертации Aschenbrenner (2015), посвященное этой теме, раскрыло специфику микробиома, связанного с лишайниками, по сравнению с соседними местами обитания, т.е.э., мох и голая кора. Этот сравнительный анализ выявил потенциальных специалистов по средам обитания и универсалов. В этом обзоре представители рода Sphingomonas были идентифицированы как универсалы во всех трех средах обитания, тогда как представители рода Mucilaginibacter были описаны как потенциальные специалисты по лишайникам. Легочный лишай часто образуется на мхах, и совместное использование штаммов Nostoc между обеими криптогамами предполагает ранее не описанную форму экологического облегчения, которое опосредуется общей фракцией микробиома (Aschenbrenner, 2015).Легочный лишай захватывает штаммов Nostoc во время роста и включает их в слоевище в виде отдельных кластеров (известных в литературе как внутренние цефалодии). Поскольку Nostoc обогащен на мхах, а не на коре, азотфиксирующий эффект Nostoc , способствующий росту, по-видимому, способствует эффективному развитию слоевища лишайников, которое в основном возникает из пятен мха.

Связанный с лишайниками микробиом играет центральную функциональную роль в лишайниковом холобионте

Хотя за последние годы была продемонстрирована специфическая бактериальная колонизация различных видов лишайников, роль бактерий оставалась в значительной степени неизвестной.В основном это связано с проблемами, присущими изучению лишайников экспериментальными методами (особенно с повторным синтезом симбиоза в культуре). Тем временем метаомика возникла как набор подходящих технологий для глобального определения потенциально полезного вклада бактериальной популяции. Недавно связанный микробиом L. pulmonaria был исследован с использованием интегрированного метагеномического и метапротеомического подхода для скрининга потенциальных функций, кодируемых в геномах, и проверки их экспрессии на уровне белка (Grube et al., 2015), основанный на предыдущем новаторском протеомном исследовании (Schneider et al., 2011). Результаты Grube et al. (2015) представили убедительные доказательства того, что бактериальный микробиом участвует в обеспечении питательными веществами и деградации более старых частей слоевища лишайников, биосинтезе витаминов и гормонов, процессах детоксикации и защите от биотического, а также абиотического стресса. Кроме того, высокая распространенность бактериальной азотфиксации была подтверждена атомными данными и количественной ОТ-ПЦР. Более того, сравнение всего метагенома, ассоциированного с Lobaria , с репрезентативным набором общедоступных метагеномов подчеркнуло его уникальность.Было обнаружено, что наиболее близкородственные метагеномы получены из мест обитания, связанных с растениями.

В частности, ранее было показано, что Rhizobiales ( Alphaproteobacteria ) чрезвычайно многочисленны в микробиоме L. pulmonaria , в основном представленных семействами: Methylobacteriaceae , Bradyrhizobiaceae и Rh159. Хотя они хорошо известны своим полезным взаимодействием со многими высшими растениями, об их специфической роли в отношении лишайников известно меньше.Согласно Erlacher et al. (2015) функциональные назначения, основанные на иерархической классификации SEED, показали участие Rhizobiales в различных полезных функциях (например, в биосинтезе ауксина, фолиевой кислоты и витамина B12). Дальнейшая разбивка показала, что преобладающие Methylobacteriaceae также были наиболее мощными продуцентами исследуемых метаболитов. Эти данные свидетельствуют о возможности различных биотехнологических применений этой группы.

Функции снятия стресса и защиты от патогенов поддерживаются метагеномными данными и культивируемыми членами микробиома

Недавно было показано, что модель L.Pulmonaria ассоциированный микробиом включает также различные бактерии с антагонистическим потенциалом (Cernava et al., 2015a). Наиболее распространенные антагонисты были отнесены к Stenotrophomonas, Pseudomonas, Micrococcus и Burkholderia . Эти роды составили 67% всех идентифицированных бактерий-антагонистов. Метагеномный скрининг выявил наличие генов, участвующих в биосинтезе метаболитов, снижающих стресс. Дополнительные анализы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС) позволили выявить спермидин, продуцируемый Stenotrophomonas , который, как известно, снижает стресс у растений, вызванный высыханием и высокой соленостью.Было также проверено, могут ли эти защитные эффекты передаваться на не лишайниковых хозяев, таких как грунтованные семена томатов ( Solanum lycopersicum ). Результаты показали значительное увеличение длины корней и стеблей в условиях ограниченного количества воды. Применение бактерий, связанных с лишайниками, для защиты растений и стимулирования роста может оказаться полезной альтернативой традиционным подходам. Однако необходимы дальнейшие исследования для оценки диапазона хозяев и выяснения общей применимости (Cernava et al., 2015а).

Кроме того, профили летучих органических соединений (ЛОС) из бактериальных изолятов показали, что бактерии, связанные с лишайниками, выделяют широкий спектр летучих веществ. Эти молекулы, скорее всего, участвуют в различных взаимодействиях (например, в коммуникации между микроорганизмами и хозяином), а также могут повышать общую устойчивость к различным патогенам (Cernava et al., 2015b).

Микробиом обеспечивает дополнительные механизмы детоксикации

Помимо данных о механизмах, обеспечивающих повышенную устойчивость как к биотическому, так и к абиотическому стрессу, микробиом предоставил первые доказательства участия в детоксикации неорганических веществ (например,g., As, Cu, Zn), подробные механизмы остаются неизвестными. Более глубокое понимание этого полезного вклада стало возможным на образцах, подвергшихся воздействию повышенной концентрации мышьяка (Cernava, 2015). Метагеномный анализ показал, что общие структуры микробного сообщества из разных лишайников были сходными, независимо от концентраций мышьяка в местах отбора проб, тогда как спектр функций, связанных с метаболизмом мышьяка, был расширен. Эти функции включают механизмы биоконверсии, которые участвуют в метилировании неорганического мышьяка и, следовательно, генерируют менее токсичные вещества.Кроме того, в образцах, загрязненных мышьяком, увеличилось количество многочисленных генов, связанных с детоксикацией. Дополнительные подходы кПЦР показали, что количество копий гена ars M не связано строго с определенными концентрациями мышьяка. Кроме того, коллекция культур бактериальных изолятов, полученных от трех видов лишайников, была проверена на наличие гена ars M. Обнаруженные носители ars M были позже идентифицированы как представители родов Leifsonia, Micrococcus, Pedobacter, Staphylococcus и Streptomyces .Общие результаты подчеркнули важную роль микробиома в защите хозяина и предоставили более подробное представление о таксономической структуре задействованных микроорганизмов.

Сборка бактериального микробиома на структуре симбиотического гриба

Слоевище лишайника с его разнообразными микронишами представляет собой миниатюрную экосистему для микроорганизмов. В то время как связанные с лишайниками бактерии ранее игнорировались и часто признавались загрязнением талломов лишайников, недавние исследования рассматривают их — со все большим количеством доказательств — как важный и решающий компонент метаорганизма лишайников.Своим микробиомом лишайники экологически связаны с окружающей средой (рис. 1). Несмотря на то, что часть их микробиома может передаваться путем локального распространения вегетативных побегов, дальнейшее пополнение штаммов происходит из местных ресурсов окружающей среды. В конечном итоге это приводит к особой структуре сообщества зрелых талломов лишайников, которые разделяют основной микробиом на большем расстоянии (Aschenbrenner et al., 2014). Талломы лишайников, уже присутствующие на Земле с нижнего девона и представляющие самые сложные вегетативные структуры в царстве грибов, могли развиться как бактериальные обогащающие структуры.Открытые поверхности лишайников идеально подходят для использования функций адаптированных и обогащенных бактерий или для разложения ложных неадаптированных бактерий, пойманных из окружающей среды. Бактериальный урожай может быть легко передан симбиотическим корпорациям через структуру грибов. Это новая перспектива симбиоза лишайников, которая в ближайшем будущем предлагает широкий спектр новых исследовательских вопросов.

РИСУНОК 1. Целостный взгляд на разнообразие микробиома лишайников и выявленные функции в контексте окружающей среды. Было показано, что бактериальные сообщества, ассоциированные с лишайниками, разделяют значительную часть идентифицированных таксонов с соседними микроместообитаниями (синий кружок). Это предполагает динамическое приобретение полезных видов и обмен ими. Определенные пропорции микробиома вертикально передаются следующему поколению и используются для создания новых популяций (красный кружок и стрелки). Очень разнообразные популяции бактерий в основном колонизируют внешние слои лишайников, но некоторые могут также проникать в межфальный матрикс (зеленый кружок).Внешние факторы обеспечивают общее микробное «ядро» среды обитания, но специфические для хозяина факторы (серый кружок) определяют специфическое для лишайников бактериальное сообщество, которое способствует множеству полезных функций для симбиоза хозяина (пурпурный кружок).

Выводы — Лишайники как модель для понимания многовидовых симбиозов

Несомненно, существуют и другие случаи симбиоза с участием нескольких групп организмов в наземных экосистемах. Подобно лишайникам, они изначально были признаны двойными эукариотическими партнерствами, но позже было показано, что они также связаны с конкретными бактериальными ассоциациями (например,g., грибки / муравьи-листорезы, Little and Currie, 2007; микориза, Гарбай, 1994). Современные инструменты теперь преодолевают трудности восстановления сложных симбиозов в аксенических лабораторных условиях, и, более того, они позволяют нам точно изучать симбиозы в их контексте окружающей среды. Мы рассматриваем лишайники как идеальные объекты исследования для этой цели, поскольку в отличие от многих других симбиотических систем они имеют непревзойденный экологический диапазон в целом, но с довольно специфической адаптацией каждого вида к своим экологическим нишам.Таким образом, очевидно, что это будет новая и очень интересная тема в симбиотических исследованиях, чтобы установить роль микробиома в экологической адаптации и эволюции многовидового симбиоза лишайников.

Авторские взносы

Рукопись написали

IA, TC, GB и MG. IA и TC предоставили результаты своих докторских исследований. GB и MG дополнили рукопись обширным опытом в области исследования микробиома и лишайников.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана грантом Австрийского научного фонда (FWF) Великобритании и MG (проект FWF I882).

Список литературы

Аманн Р. И., Людвиг В. и Шлейфер К. Х. (1995). Филогенетическая идентификация и обнаружение in situ отдельных микробных клеток без культивирования. Microbiol. Ред. 59, 143–169.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Ашенбреннер, И. А. (2015). Стабильность и изменение микробиома лишайников. Докторская диссертация, Технологический университет Граца, Грац, 48–107.

Google Scholar

Ашенбреннер, И. А., Кардинале, М., Берг, Г., и Грубе, М. (2014). Микробный груз: усиливают ли бактерии на симбиотических размножениях микробиом лишайников? Environ. Microbiol. 16, 3743–3752. DOI: 10.1111 / 1462-2920.12658

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аттардо, Г. М., Лос, К., Хедди, А., Алам, У. Х., Йилдирим, С., и Аксой, С.(2008). Анализ структуры и функции молочных желез у Glossina morsitans : производство молочного белка, популяции симбионтов и плодовитость. J. Insect Physiol. 54, 1236–1242. DOI: 10.1016 / j.jinsphys.2008.06.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бейтс, С. Т., Берг-Лайонс, Д., Лаубер, К. Л., Уолтерс, В. А., Найт, Р., Фирер, Н. (2012). Предварительное обследование эукариот, ассоциированных с лишайником, с помощью пиросеквенирования. Лихенолог 44, 137–146.DOI: 10.1017 / S00242820648

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бейтс, С. Т., Кропси, Г. У. Г., Капорасо, Дж. Г., Найт, Р., и Фирер, Н. (2011). Бактериальные сообщества, связанные с симбиозом лишайников. Заявл. Environ. Microbiol. 77, 1309–1314. DOI: 10.1128 / AEM.02257-10

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккет, Р. П., Краннер, И., Минибаева, Ф. В. (2008). «Физиологическая экология обмена диоксида углерода», в Lichen Biology , ed.Т. Х. Нэш (Кембридж: издательство Кембриджского университета), 152–181.

Google Scholar

Беккет, Р. П., Минибаева, Ф. В., Вылегжанина, Н. Н., Толпышева, Т. (2003). Высокие скорости продукции внеклеточного супероксида лишайниками подотряда Peltigerineae коррелируют с показателями high. Plant Cell Environ. 26, 1827–1837. DOI: 10.1046 / j.1365-3040.2003.01099.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Берг, Г., Смолла, К. (2009). Виды растений и тип почвы совместно формируют структуру и функцию микробных сообществ в ризосфере. FEMS Microbiol. Ecol. 68, 1–13. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2009.00654.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bjelland, T., Grube, M., Hoem, S., Jorgensen, S. L., Daae, F. L., Thorseth, I.H., et al. (2011). Микробные метасообщества в лишайниково-каменной среде обитания. Environ. Microbiol. Rep. 3, 434–442.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Брагина А., Берг К., Кардинале М., Щербаков А., Чеботарь В., и Берг, Г. (2012). Sphagnum Мхи обладают высокоспецифическим бактериальным разнообразием на протяжении всего своего жизненного цикла. ISME J. 6, 802–813. DOI: 10.1038 / ismej.2011.151

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брагина А., Кардинале М., Берг К. и Берг Г. (2013). Вертикальная передача объясняет специфический рисунок Burkholderia в мхах Sphagnum в мультигеографическом масштабе. Фронт. Microbiol. 4: 394.DOI: 10.3389 / fmicb.2013.00394

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Büdel, B., and Scheidegger, C. (2008). «Морфология и анатомия слоевища», в Lichen Biology , ed. Т. Х. Нэш (Кембридж: издательство Кембриджского университета), 40–68.

Google Scholar

Burke, C., Steinberg, P., Rusch, D., Kjelleberg, S., and Thomas, T. (2011). Сборка бактериального сообщества на основе функциональных генов, а не видов. Proc. Natl. Акад.Sci. США 108, 14288–14293. DOI: 10.1073 / pnas.11015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cardinale, M., Grube, M., Castro, J. V., Müller, H., and Berg, G. (2012a). Бактериальные таксоны, связанные с легочным лишайником Lobaria pulmonaria , имеют разную форму в зависимости от географического положения и среды обитания. FEMS Microbiol. Lett. 329, 111–115. DOI: 10.1111 / j.1574-6968.2012.02508.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кардинале, М., Steinová, J., Rabensteiner, J., Berg, G., and Grube, M. (2012b). Возраст, солнце и субстрат: триггеры бактериальных сообществ лишайников. Environ. Microbiol. Rep. 4, 23–28. DOI: 10.1111 / j.1758-2229.2011.00272.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кардинале М., Апулия А. М. и Грубе М. (2006). Молекулярный анализ бактериальных сообществ, ассоциированных с лишайниками. FEMS Microbiol. Ecol. 57, 484–495. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2006.00133.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cardinale, M., Vieira de Castro, J., Müller, H., Berg, G., and Grube, M. (2008). Анализ in situ бактериального сообщества, связанного с лишайником северного оленя Cladonia arbuscula , показывает преобладание Alphaproteobacteria . FEMS Microbiol. Ecol. 66, 63–71. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2008.00546.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чернава, Т.(2015). Изучение существенного вклада и глобального взаимодействия микробиома в древний симбиоз. Докторская диссертация, Технологический университет Граца, Грац, 15–16.

Google Scholar

Cernava, T., Müller, H., Aschenbrenner, I.A., Grube, M., and Berg, G. (2015a). Анализ антагонистического потенциала микробиома лишайника в отношении патогенов путем объединения метагеномных исследований с культуральными. Фронт. Microbiol. 6: 620. DOI: 10.3389 / fmicb.2015.00620

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cernava, T., Aschenbrenner, I.A., Grube, M., Liebminger, S., and Berg, G. (2015b). Новый анализ для обнаружения биоактивных летучих веществ, оцениваемый путем скрининга бактерий, связанных с лишайниками. Фронт. Microbiol. 6: 398. DOI: 10.3389 / fmicb.2015.00398

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

де Бари, А. (1879). Die Erscheinung der Symbiose. Страсбург: Трайбнер.

Google Scholar

Дентон, Г. Х., и Карлен, В. (1973). Лихенометрия: ее применение для изучения морены голоцена на юге Аляски и в шведской Лапландии. Arct. Альп. Res. 5, 347–372. DOI: 10.2307 / 1550128

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуглас А. Э. (1998). Питательные взаимодействия в симбиозах насекомых-микробов: тли и их симбиотические бактерии Buchnera . Annu. Преподобный Энтомол. 43, 17–37. DOI: 10.1146 / annurev.ento.43.1.17

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эликс, Дж. А., и Штокер-Вёргёттер, Э. (2008). «Биохимия и вторичные метаболиты», в Lichen Biology , ed. Т. Х. Нэш (Кембридж: издательство Кембриджского университета), 104–133.

Google Scholar

Эрлахер А., Чернава Т., Кардинале М., Сох Дж., Сенсен К. В., Грубе М. и др. (2015). Rhizobiales как функциональные и эндосимбионтические члены симбиоза лишайников Lobaria pulmonaria L. Фронт. Microbiol. 6:53. DOI: 10.3389 / fmicb.2015.00053

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фуками Т. (2010). «Динамика собраний сообщества в космосе», в Экология сообщества: процессы, модели и приложения , ред. Х. А. Верхоф и П. Дж. Морин (Oxford: Oxford University Press), 45–53.

Google Scholar

Гарбай Дж. (1994). Обзор Тэнсли нет. 76. Бактерии-помощники: новое измерение микоризного симбиоза. New Phytol. 128, 197–210. DOI: 10.1111 / j.1469-8137.1994.tb04003.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гонсалес И., Аюсо-Сасидо А., Андерсон А. и Генилуд О. (2005). Актиномицеты, выделенные из лишайников: оценка их разнообразия и определение последовательностей биосинтетических генов. FEMS Microbiol. Ecol. 54, 401–415. DOI: 10.1016 / j.femsec.2005.05.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грубе, М., и Берг, Г. (2009). Микробные консорциумы бактерий и грибов с акцентом на симбиоз лишайников. Fungal Biol. Ред. 23, 72–85. DOI: 10.1016 / j.fbr.2009.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Grube, M., Cardinale, M., de Castro, J. V., Müller, H., and Berg, G. (2009). Видовое структурное и функциональное разнообразие бактериальных сообществ при симбиозах лишайников. ISME J. 3, 1105–1115. DOI: 10.1038 / ismej.2009.63

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грубе, М., Cernava, T., Soh, J., Fuchs, S., Aschenbrenner, I., Lassek, C., et al. (2015). Изучение функциональных контекстов симбиотической устойчивости у лишайников-ассоциированных бактерий с помощью сравнительных методов. ISME J. 9, 412–424. DOI: 10.1038 / ismej.2014.138

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грубе, М., и Хоксворт, Д. Л. (2007). Проблемы с лишайником: переоценка и переосмысление формы слоевища и типов плодовых тел в молекулярную эру. Mycol.Res. 111, 1116–1132. DOI: 10.1016 / j.mycres.2007.04.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Grube, M., Köberl, M., Lackner, S., Berg, C., and Berg, G. (2012). Взаимодействие паразит-хозяин и реакция микробиома: влияние грибковых инфекций на бактериальное сообщество альпийских лишайников Solorina crocea . FEMS Microbiol. Ecol. 82, 472–481. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2012.01425.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хенкель, П.А., Плотникова Т. Т. (1973). Азотфиксирующие бактерии в лишайниках. Изв. Акад. АН ССР Сер. Биол. 1973, 807–813.

Google Scholar

Хенкель, П.А., Южакова, Л.А. (1936). Азотфиксирующие бактерии в лишайниках. Изв. Биол. Inst. Пермск. Гос. Univ. 10, 9–10.

Google Scholar

Ходкинсон, Б. П., Готтель, Н. Р., Шадт, К. В., и Лутцони, Ф. (2012). Фотоавтотрофный симбионт и география являются основными факторами, влияющими на высокоструктурированные и разнообразные бактериальные сообщества в микробиоме лишайников. Environ. Microbiol. 4, 147–161. DOI: 10.1111 / j.1462-2920.2011.02560.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hodkinson, B.P., и Lutzoni, F. (2009). Микробиотический анализ бактерий, связанных с лишайниками, выявил новую линию от Rhizobiales. Симбиоз 49, 163–180. DOI: 10.1007 / s13199-009-0049-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Онеггер, Р., Эдвардс, Д., и Акс, Л. (2013). Самые ранние записи о внутренне стратифицированных цианобактериальных и водорослевых лишайниках из нижнего девона валлийского пограничья. New Phytol. 197, 264–275. DOI: 10.1111 / Nph.12009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Искина, Р. Ю. (1938). Об азотфиксирующих бактериях лишайников. Bull. Пермь (Молотов) биол. Res. Inst. 11, 113–139.

Google Scholar

Косанич, М., Ранкович, Б. (2015). «Вторичные метаболиты лишайников как потенциальные антибиотики», in Lichen Secondary Metabolites , ed. Б. Ранкович (Берлин: Springer), 81–104.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Ли, Ю. М., Ким, Э. Х., Ли, Х. К., и Хонг, С. Г. (2014). Биоразнообразие и физиологические характеристики бактерий, ассоциированных с антарктическими и арктическими лишайниками. World J. Microbiol. Biotechnol. 30, 2711–2721. DOI: 10.1007 / s11274-014-1695-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ленова, Л. И., Блюм, О. (1983). К вопросу о третьем компоненте лишайников. Бот. Дж. 68, 21–28.

Google Scholar

Li, C. W., Chen, J. Y., и Hua, T. E. (1998). Докембрийские губки с ячеистым строением. Наука 279, 879–882. DOI: 10.1126 / science.279.5352.879

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Либа, К. М., Феррара, Ф. И. С., Манфио, Г. П., Фантинатти-Гарбоггини, Ф., Альбукерке, Р. К., Паван, К. и др. (2006). Азотфиксирующие хемоорганотрофные бактерии, выделенные из лишайников, лишенных цианобактерий, и их способность растворять фосфат и выделять аминокислоты и фитогормоны. J. Appl. Microbiol. 101, 1076–1086. DOI: 10.1111 / j.1365-2672.2006.03010.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Литтл, А. Э., и Карри, К. Р. (2007). Симбиотическая сложность: открытие пятого симбионта в симбиозе аттенового муравья и микроба. Biol. Lett. 3, 501–504. DOI: 10.1098 / RSBL.2007.0253

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю В. Т., Марш Т. Л., Ченг Х. и Форни Л.Дж. (1997). Характеристика микробного разнообразия путем определения полиморфизма длин концевых рестрикционных фрагментов генов, кодирующих 16S рРНК. Заявл. Environ. Microbiol. 63, 4516–4522.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Лосей, К. Дж. (2010). Синтез традиционной биогеографии с микробной экологией: важность покоя. J. Biogeogr. 37, 1835–1841.

Google Scholar

Маргулис, М., Эгхолм, М., Альтман, В. Э., Аттия, С., Бадер, Дж. С., Бембен, Л. А. и др. (2005). Секвенирование генома в микропроцессорных пиколитровых реакторах высокой плотности. Природа 437, 376–380.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Мушегян А. А., Петерсон К. Н., Бейкер К. С. М. и Прингл А. (2011). Бактериальное разнообразие отдельных лишайников. Заявл. Environ. Microbiol. 77, 4249–4252. DOI: 10.1128 / AEM.02850-10

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Муйзер, Г., и Смолла, К. (1998). Применение денатурирующего градиентного гель-электрофореза (DGGE) и температурного градиентного гель-электрофореза (TGGE) в микробной экологии. Антони Ван Левенгук 73, 127–141. DOI: 10.1023 / A: 1000669317571

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нэш, Т. Х. И. И. И. (2008). Биология лишайников. Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 1–8.

Google Scholar

Паносян А.К., Никогосян В.Г. (1966).Наличие Azotobacter в лишайниках. Акад. Наук Арм. SSR Biol. Журн. Армен. 19, 3–11.

Google Scholar

Прадо, С. С., Цукки, Т. Д. (2012). Взаимодействие между хозяином и симбионтом для потенциальной борьбы с гетероптерными вредителями. Психея 2012, 269473. DOI: 10.1155 / 2012/269473

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Printzen, C., Fernández-Mendoza, F., Muggia, L., Berg, G., and Grube, M. (2012). Сообщества альфопротеобактерий в географически удаленных популяциях лишайника Cetraria aculeata . FEMS Microbiol. Ecol. 82, 316–325. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2012.01358.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Раппе, М. С., и Джованнони, С. Дж. (2003). Невураженное микробное большинство. Annu. Rev. Microbiol. 57, 369–394. DOI: 10.1146 / annurev.micro.57.030502.0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Реми У., Тейлор Т. Н., Хасс Х. и Керп Х. (1994). Везикулярная арбускулярная микориза возрастом четыреста миллионов лет. Proc. Natl. Акад. Sci. США 91, 11841–11843. DOI: 10.1073 / pnas.91.25.11841

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sacchi, L., Grigolo, A., Mazzini, M., Bigliardi, E., Baccetti, B., and Laudani, U. (1988). Симбионты в ооцитах Blattella germanica (L .; Dictyoptera: Blattellidae): способ передачи. Внутр. J. Insect Morphol. Эмбриол. 7, 437–446. DOI: 10.1016 / 0020-7322 (88)

-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Салим, М.(2015). «Экология микробиомной экосистемы: невидимое большинство в антропогенной экосистеме», в Microbiome Community Ecology , ed. М. Салим (Cham: Springer International Publishing), 1–11.

Google Scholar

Scheidegger, C., and Werth, S. (2009). Стратегии сохранения лишайников: выводы из популяционной биологии. Fungal Biol. Ред. 23, 55–66. DOI: 10.1016 / j.fbr.2009.10.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шнайдер, Т., Schmid, E., de Castro, J. V., Cardinale, M., Eberl, L., Grube, M., et al. (2011). Структура и функции партнеров по симбиозу легочного лишайника ( Lobaria pulmonaria, L. Hoffm.) Проанализированы с помощью метапротеомики. Proteomics 11, 2752–2756. DOI: 10.1002 / pmic.201000679

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Швенденер, С. (1869). Die Algentypen der Flechtengonidien. Базель: Шульце.

Google Scholar

Schwieger, F.и Теббе К.С. (1998). Новый подход к использованию полиморфизма однонитевой конформации ПЦР для анализа микробного сообщества на основе гена 16S рРНК. Заявл. Environ. Microbiol. 64, 4870–4876.

Google Scholar

Зельбманн, Л., Цуккони, Л., Руизи, С., Грубе, М., Кардинале, М., и Онофри, С. (2009). Культурные бактерии, связанные с антарктическими лишайниками: принадлежность и психротолерантность. Polar Biol. 33, 71–83. DOI: 10.1007 / s00300-009-0686-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смолла, К., Oros-Sichler, M., Milling, A., Heuer, H., Baumgarte, S., Becker, R., et al. (2007). Бактериальное разнообразие почв, оцененное с помощью отпечатков пальцев DGGE, T-RFLP и SSCP амплифицированных ПЦР фрагментов гена 16S рРНК: дают ли разные методы схожие результаты? J. Microbiol. Методы 69, 470–479. DOI: 10.1016 / j.mimet.2007.02.014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

van Overbeek, L. S., Franke, A. C., Nijhuis, E. H., Groeneveld, R.M., da Rocha, U.Н., и Лотц, Л. А. (2011). Бактериальные сообщества, ассоциированные с семенами Chenopodium album и Stellaria media из пахотных почв. Microb. Ecol. 62, 257–264. DOI: 10.1007 / s00248-011-9845-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уилкинсон, К. Р. (1984). Иммунологические доказательства докембрийского происхождения бактериальных симбиозов у ​​морских губок. Proc. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 220, 509–518. DOI: 10.1111 / j.1558-5646.2012.01676.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Что такое лишайник? | Британское общество лишайников

Что такое лишайник?

Лишайник — это не единичный организм; это стабильная симбиотическая ассоциация между грибами и водорослями и / или цианобактериями.

Как и все грибы, лишайниковым грибам необходим углерод в качестве источника пищи; это обеспечивается их симбиотическими водорослями и / или цианобактериями, которые являются фотосинтезирующими.

Симбиоз лишайников считается взаимным, поскольку от этого выигрывают как грибы, так и партнеры по фотосинтезу, называемые фотобионтами.

Какие грибы образуют лишайники?

• Множество несвязанных и очень разных грибов образуют лишайники, включая грибообразующие грибы и особенно чашевидные грибы.

• 98% лишайниковых грибов являются чашевидными грибами или аскомицетами.

• Половина всех аскомицетов и каждый пятый из известных грибов образуют лишайники.

• Лихенизация — это экологическая стратегия или обычный способ питания неродственных грибов.

Что такое фотобионты лишайников?

• Фотобионты лишайников — это зеленые водоросли или цианобактерии, которые поставляют простые сахара своим грибковым партнерам.

• 90% всех лишайников связаны с зелено-водорослевым фотобионтом.

• Известно около 100 видов фотобионтов, самые распространенные из которых относятся к четырем основным группам.

• Лишайниковые грибы специализируются на определенных фотобионтах. Обычно они ассоциируются только с небольшой группой родственных видов, хотя могут гибко ассоциироваться с разными фотобионтами в зависимости от их экологической ситуации.

Симбиоз лишайников

Лишайники состоят из двух или более тесно взаимодействующих организмов, гриба и одного или нескольких партнеров, называемых фотобионтами.Фотобионт может быть водорослью и / или цианобактериями, которые могут продуцировать простые сахара путем фотосинтеза. Напротив, грибы «гетеротрофны» и требуют внешнего источника пищи. Грибы создают структуру слоевища лишайников, в которой они создают условия для длительной стабильной ассоциации со своими фотобионтами, составляющими основу симбиоза лишайников.

Ведутся споры о точной природе симбиотической ассоциации между грибами-лишайниками и их фотобионтами.Являются ли грибы «выращиванием» фотобионтов в условиях контролируемого паразитизма или фотобионты также получают некоторую выгоду? Есть веские доказательства того, что симбиоз лишайников — это мутуализм, при котором оба партнера получают выгоду от отношений. Понятно, что грибы получают свой источник углерода в виде простых сахаров, но фотобионты, по-видимому, также обеспечены оптимальными условиями жизни, в которых их популяции часто намного больше, чем вне лишайников. Фотобионт, вероятно, также выигрывает от улучшенного доступа к минеральным питательным веществам, которые поставляются грибами за пределами их клеток.И последнее, но не менее важное: внутренняя часть лишайников часто является местом, богатым сложными вторичными грибковыми химическими веществами, которые не встречаются больше нигде в природе, и эти соединения, вероятно, также играют роль в защите от УФ-излучения, высыхания и выпаса травоядных животных. .

Однако есть и веские аргументы в пользу управляемого лагеря тунеядцев. До половины углерода, зафиксированного водорослями, немедленно превращается в грибковые сахара, недоступные для самих водорослей. Во-вторых, некоторые лишайники, которые могут образовывать устойчивые ассоциации со своими «обычными» водорослями-хозяевами, при выращивании в лаборатории образуют взаимодействия паразитического типа с водорослями, не являющимися хозяевами.Фактически, считается, что многие ранние стадии развития спор лишайников могут выжить при использовании такой паразитарной или сапрофитной стратегии. Наконец, существует множество линий лишайниковых грибов, паразитирующих на других лишайниках — так называемых лишайниковых лишайниках! В некоторых случаях не лишайниковые грибы произошли от лишайниковых форм. Это могут быть специализированные условно-патогенные паразиты, сапрофиты или даже симбионты, конкурирующие за питательные вещества с другими грибами в слоевище лишайника.

Симбиоз может быть более сложным, чем этот.Недавняя работа Spribille et al. Обнаружила дрожжи, внедренные в кору головного мозга аскомицетных макролишайников, и их численность коррелирует с ранее необъяснимыми вариациями фенотипа. Имеются также убедительные доказательства постоянного присутствия нефотосинтезирующих бактерий в слоевище всех лишайников, хотя роль этих бактерий пока неизвестна. Интересно, что в течение многих лет предполагалась роль нефотосинтезирующих бактерий, поскольку реликенизации отдельно культивируемых грибов и водорослей в лаборатории способствовало присутствие бактерий.

Грибки лишайников

В ранних исследованиях лишайников их «двойная природа» как грибов с отдельными внутренними симбионтами не была признана, и их принадлежность к царству грибов была очень сомнительной. Фактически, наследие исключения из общепринятых микологических исследований сохранялось до 1970-х годов, несмотря на их очевидное сходство с не лишайниковыми грибами. С появлением молекулярной биологии общая история лишайников и нелишайников была выяснена (и принята), и теперь мы знаем, что грибы, образующие лишайники, произошли от многих только отдаленно связанных линий на грибном древе жизни, объединив их и их не лишайниковых родственников в Королевстве грибов.Лишайниковые грибы — разнородная группа; они похожи только в экологическом отношении, поскольку разделяют питательную стратегию получения углерода от внутреннего симбиотического фотосинтетического партнера, фотобионта. При изучении лишайников название и классификация принадлежит грибовому партнеру, который в большинстве случаев является доминирующим членом ассоциации, по крайней мере, с точки зрения биомассы.

Лишайниковые грибы несколько раз развивались независимо внутри грибовидных грибов и их родственников (базидиомицетов), но гораздо чаще — внутри чашечных грибов (аскомицетов).Около 98% лишайников принадлежат чашечным грибам, и именно эти линии образуют почти все знакомые и красочные корки, розеткообразные, листовые (лиственные) типы, а также кустарниковые или кустистые лишайники, которые многие люди узнают. Вероятно, лихенизированы более десяти различных основных ветвей грибов внутри аскомицетов. Текущие оценки показывают, что пятая часть всех известных грибов и половина всех аскомицетов лихенизированы, а во всем мире насчитывается около 28 000 видов. Как и большинство организмов, лишайниковые грибы наиболее разнообразны и наименее изучены в тропиках.

Например, род Arthonia состоит из смеси лишайниковых и нелихенизированных видов и включает многих, которые являются специализированными паразитами, обнаруживаемыми только на одном или нескольких близкородственных лишайниках-хозяевах. Итак, в одном роде мы имеем дело с лишайниковыми паразитами, которые произошли от лишайниковых грибов! Другие не лишайниковые грибы произошли от лишайниковых предков, таких как Stictis и Ostropa .

Грибы частично классифицируются по типу производящих споры структур, которые они производят, при этом чашевидные грибы (аскомицеты) названы в честь открытых чашевидных структур, которые часто несут половые споры грибов.Однако не все аскомицеты имеют эти чашеобразные структуры, и легко наблюдаемые морфологические характеристики, такие как тип плода (например, чашевидные апотеции или колбовидные перитеции), не всегда могут быть использованы для оценки взаимосвязи. К сожалению, это означает, что не все грибы, имеющие одну характеристику, вероятно, связаны между собой. Однако некоторый порядок можно перегонять. Основная часть разнообразия лишайников относится к классу, включающему хорошо известные роды Lecanora , Cladonia , Parmelia и Peltigera (Lecanoromycetes или группа Lecanora ), споры которых в основном переносятся на открытом воздухе или на открытом воздухе. плоды чашевидной формы (апотеции).Эта группа грибов очень древняя и, по оценкам, эволюционировала в каменноугольный период. Самые первые лишайники, вероятно, появились еще до появления наземных растений, когда большая часть биоразнообразия Земли находилась в море.

Многие родственники Arthonia также имеют плоды типа открытой чашечки, но их развитие совершенно иное, что дает нам понять, что они не имеют близкого родства с группой Lecanora . Напротив, они более тесно связаны с другими аскомицетами, имеющими споровидные структуры в форме колб (перитеции).Точно так же и для других групп лишайников морфологическое сходство было подтверждено молекулярными данными, указывающими на их весьма разнородное происхождение в древе жизни аскомицетов. В качестве примера студентам рекомендуется посетить тропики, где представители групп Arthonia , Trypethelium и Pyrenula образуют заметные, а иногда и красочные корки. В Великобритании деревья с гладкой корой в западных районах — хорошие места, чтобы увидеть некоторые из наших видов Arthonia и Pyrenula .

Студенты-лихенологи, вероятно, не удивятся, прочитав, что лишайниковые грибы бывает трудно идентифицировать, отчасти из-за нехватки морфологических признаков, но также из-за повторяющейся и независимой эволюции таких признаков. Например, кустарниковая привычка неоднократно развивалась внутри группы Lecanora, но также и внутри отдаленно связанной группы Arthonia . Неродственные грибы неоднократно развивают сходную морфологию, чтобы добиться успеха в аналогичных условиях, что делает морфологическую идентификацию особенно трудной в некоторых группах.

Лишайники Фотобионты

Грибы гетеротрофны, что означает, что им, как и животным, для выживания требуется источник углерода. Лишайниковые грибы разделяют общую экологическую стратегию размещения внутренней популяции фотосинтетических клеток, из которых они получают свой источник углерода в виде простых сахаров. Эти фотосинтезирующие клетки могут быть либо зелеными водорослями (Chlorophyta), либо цианобактериями, а иногда и тем и другим, и в этом случае цианобактерии локализуются в отдельных областях слоевища.Поскольку фотосинтезирующие партнеры происходят из разных частей древа жизни (зеленые растения против бактерий), термин фотобионт используется как собирательный термин для любого из них. У большинства лишайников есть фотобионты зеленых водорослей, только около 10% из них содержат цианобактерии.

Роль фотобионта в лишайниках очевидна — обеспечивать углерод в виде простых сахаров. Эти сахара используются грибами для поддержания физиологических функций, роста и воспроизводства. Однако в случае лишайников с зелеными водорослями и цианобактериями лишайник получает дополнительные питательные вещества от цианобактерий в виде фиксированного азота.Хотя лишайники, вероятно, могут напрямую получать неорганический азот из атмосферы, он может быть ограничивающим питательным веществом, поэтому наличие внутреннего источника может быть преимуществом, особенно в сильно выщелоченных средах. Грибки-лишайники могут улавливать очень большую часть углерода, зафиксированного их симбионтами, немедленно ассимилировать и преобразовывать его в молекулы, непригодные для использования фотобионтами.

Всего около 100 видов фотобионтов обычно встречаются во всех известных лишайниках, представляющих 4 основных рода.Подавляющее большинство фотобионтов происходят из рода Trebouxia , за которым следуют Trentopohlia (обе Chlorophyta), Nostoc и Scytonema (обе цианобактерии). Большинство фотобионтов зеленых водорослей представляют собой одноклеточные зеленые формы, но встречаются также небольшие колониальные типы и нитчатые водоросли. В слоевище лишайника большинство фотобионтов имеют другую морфологию, чем при изолированном выращивании, поэтому некоторые фотобионты можно надежно идентифицировать с помощью традиционных микроскопических методов.Вместо этого лучше полагаться на исследования культивирования и, чаще, на молекулярные методы, поскольку многие разные штаммы имеют очень похожую морфологию. Желейные лишайники — одно исключение, где структура жемчужной цепочки Nostoc очень четкая под микроскопом.

Недавние исследования зеленых водорослей лишайников показали, что лишайниковые грибы могут ассоциироваться с различными фотобионтами, и мы подозреваем, что этот «выбор» в ассоциации происходит в соответствии с их экологическими потребностями. Например, один и тот же вид грибов будет использовать разных фотобионтов в разных экологических условиях, даже в пределах схожих географических областей.Некоторые отдельные лишайники даже содержат более одного штамма фотобионтов, ситуация, которая лучше изучена в других симбиотических системах. В кораллах и других морских рифовых организмах животные могут регулировать популяции своих различных фотобионтов, чтобы максимизировать фотосинтетический выход в соответствии с изменениями окружающей среды. Известно, что растения также регулируют свои питательные симбионты, отрезая сырье, которое они не могут производить сами — возможно, обнаружится, что лишайники так же тщательно регулируют своих симбионтов.

Лишайников | Гербарий | USU

Применение от лишайников

Лишайники имеют множество применений. Они различаются по своей чувствительности к загрязнению воздуха, а наличие или отсутствие различных лишайников на территории использовалось для картирования концентраций загрязняющих веществ. Листовые лишайники используются для изображения деревьев в макетах модельных поездов. Лишайники также производят около 400 известных «вторичных продуктов». Считается, что эти химические вещества вырабатываются лишайниками в качестве защиты от болезней и паразитов, а в некоторых случаях — для того, чтобы лишайник не чувствовал себя неприятным на вкус для животных.Некоторые из этих соединений сейчас используются в качестве противовирусных и антибактериальных препаратов.

Другие второстепенные товары используются, чтобы сделать повседневную жизнь ярче и приятнее. Некоторые из них используются для ароматизации окрашенной шерсти мылом от лишайников и для создания духов. Другие использовались в прошлом для окрашивания шерстяной ткани. Большинство цветов были коричневого или желтого оттенка, но синий был получен из нескольких видов. Открытие синтетических красителей положило конец спросу на красители для лишайников. Синтетические красители давали гораздо больше цветов и не выцветали.Краски от лишайников до сих пор используются некоторыми ткачами, которым нравятся их мягкие, спокойные цвета. Сегодня единственный коммерчески важный краситель лишайников используется для изготовления лакмусовой бумаги, чтобы проверить кислотность жидкостей. Лакмусовый краситель становится синим в «основных» (слабокислотных) растворах, таких как аммиак, и красным в кислых растворах, таких как уксус.

Естественное использование

Лишайники могут быть важным источником пищи в экстремальных условиях.Лопарцы, живущие за Полярным кругом в Скандинавии и России, собирают лишайники в качестве зимнего корма для своих оленей, точно так же, как фермеры в зонах умеренного климата запасаются сеном. Овцы в пустынях Ливии выживают, частично питаясь корковыми лишайниками, растущими на камнях.

Лишайники также важны для создания почвы. Почва состоит из органических веществ, таких как гниющие растения и минералы. Виды, которые растут на скалах, проникают и раскалывают части скалы под действием давления и химического воздействия.Некоторые из их вторичных кислотных продуктов растворяют поверхность породы, высвобождая минеральные зерна. Это чрезвычайно медленный процесс, но стойкость и выносливость лишайниковых грибов ставит время на их сторону.

Противомикробная активность препаратов лишайников Cladonia verticillaris в отношении бактерий и грибов, имеющих медицинское значение.

Лектин лишайников Cladonia verticillaris (ClaveLL) очищали с использованием ранее установленного протокола, а затем оценивали его потенциальную антимикробную активность.Первоначально автохтонный лишайник подвергали экстракции натрий-фосфатным буфером pH 7,0 с последующей фильтрацией и центрифугированием для получения неочищенного экстракта. Солевое фракционирование проводили с 30% сульфатом аммония. После центрифугирования белковая фракция была загружена на молекулярную эксклюзионную хроматографию с использованием матрицы Sephadex G-100 для очистки активного лектина. ClaveLL продемонстрировал антибактериальную активность в отношении грамположительных ( Bacillus subtilis , Staphylococcus aureus и Enterococcus faecalis ) и грамотрицательных ( Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae , ингибирующее действие на рост штаммов ). Э.coli (МИК 7,18 мкг мкг / мл ^-1 ). Самая низкая минимальная бактерицидная концентрация (МБК, 57,4 мк мкг / мл ^-1 ) была обнаружена против E. faecalis . Противогрибковый анализ, проведенный с использованием Trichophyton mentagrophytes , Microsporum gypseum , Trichophyton rubrum , Trichosporon cutaneum и Trichosporon asahi , оценивали препараты сырого экстракта ClaveLL, фракцию ClaveLL оказался наиболее активным против T.rubrum с процентом ингибирования 35% по сравнению с отрицательным контролем (фосфатный буфер). Экстракт и фракция показали лучшую активность в отношении ингибирования роста T. mentagrophytes (35%). Результаты указывают на потенциал ClaveLL и других препаратов C. verticillaris в качестве противомикробных агентов, полезных для приложений, ориентированных на здоровье человека.

1. Введение

Лечение заболеваний, вызываемых бактериями и грибами, становится проблемой из-за растущего числа штаммов микроорганизмов, устойчивых к лекарствам и условно-патогенных грибов, вызывающих серьезные инфекции у людей [1, 2].Устойчивость к микробам — это генетическое явление, при котором у микроорганизмов есть гены, которые кодируют биохимические механизмы, препятствующие действию лекарств. Это может быть вызвано мутациями в репродуктивном процессе микроорганизмов или импортированными генами, приобретенными посредством механизмов трансдукции, конъюгации и трансформации [3]. Устойчивость к микробам иногда возникает из-за естественной эволюции микроорганизмов; однако он приобретает все большее значение из-за чрезмерного использования противомикробных веществ в медицине, сельском хозяйстве и ветеринарии [4].Таким образом, поиск новых антибиотиков из природных источников увеличился в качестве альтернативы коммерческим лекарствам.

Лишайники представляют собой симбиотические ассоциации между грибами и одной или несколькими водорослями и / или цианобактериями [5]. Виды рода Cladonia использовались в народной медицине для лечения респираторных заболеваний, таких как раздражение горла, кашель, астма и туберкулез [6, 7]. Использование лишайников в медицине основано на том, что они содержат уникальные и разнообразные биологически активные вещества, в основном обладающие антимикробным действием [8, 9]. Cladonia verticillaris — космополитический лишайник, являющийся богатым источником лектина (углеводсвязывающего белка). Протокол, установленный для выделения лектина лишайников C. verticillaris (ClaveLL), прост и дает миллиграммы белка (18 мг из 20 г лишайниковой муки) без вторичных метаболитов. ClaveLL проявил инсектицидную активность в отношении термитов Nasutitermes corniger [10].

Лишайник C. verticillaris продуцирует биоактивные вторичные метаболиты, такие как фумарпроцетраоновая и протоцетрариновая кислоты.Фумарпроцетрариновая кислота продемонстрировала биологические свойства, такие как отхаркивающее, антиоксидантное и аллелопатическое действие [11, 12]. Однако мало что было сделано в отношении лектинов лишайников, их биологических свойств и потенциальных биотехнологических применений.

Выделены лектины с потенциалом биотехнологического применения в качестве антибиотиков и охарактеризована их структура [13–15]. Лектины представляют собой гетерогенную группу белков без иммунного происхождения, содержащую два или более сайта связывания для моно- или олигосахаридов [16].Gomes et al. [17] выделили лектин из листьев Schinus terebinthifolius , который показал антибактериальную активность против патогенных бактерий человека и грибка Candida albicans . Помимо применения для контроля роста бактерий и грибов, лектины могут использоваться для обнаружения и типирования микроорганизмов благодаря избирательному взаимодействию между лектинами и микроорганизмами [18].

Грибки, известные как дерматофиты из рода Trichophyton и Microsporum , вызывают поверхностные микозы, поражающие волосы, ногти и кожу. Trichosporon видов способствовали увеличению смертности у лиц с ослабленным иммунитетом [19]. Таким образом, целью данного исследования была оценка антимикробной активности очищенного лектина лишайника C. verticillaris (ClaveLL) против патогенных бактерий человека грамположительных ( Bacillus subtilis , Staphylococcus aureus , Enterococcus faecalis coli и Klebsiella pneumoniae ), а также против дерматофитных грибов ( Trichophyton mentagrophytes , Microsporum gypseum , Trichophyton rubrum , Trichosporoncutaneum 159, Trichosporon cutsporum 159).

2. Материалы и методы

2.1. Очистка ClaveLL

лишайник C. verticillaris был собран в городе Альхандра, штат Параиба на северо-востоке Бразилии, и аккуратно идентифицирован доктором Евгенией Кристиной Гонсалвес Перейра (Departamento de Ciências Geográficas, Centro de Filoscias ). C. verticillaris Лектин лишайника (ClaveLL) получали с помощью протокола последовательной очистки в соответствии с Silva et al. [10].Лишайник сушили при 28 ° C и проводили экстракцию в течение ночи (10%, мас. / Об.) В течение 16 часов при 28 ° C в 0,15 M натрий-фосфатном буфере pH 7,0, содержащем 0,15 M NaCl (PBS), с последующей фильтрацией и центрифугированием ( 3000 г, 4 ° C, 15 мин). Экстракт лишайника обрабатывали 30% (мас. / Об.) Сульфатом аммония в течение 4 ч при 28 ° C. Фракцию осадка 0–30% получали центрифугированием (3000 g, 4 ° C, 15 мин), подвергали диализу для удаления соли, подвергали количественному определению белка и загружали (18 мг белка) в гель-фильтрационную хроматографию, содержащую 100 мл Сефадекс G-100 (см).Колонку для молекулярного исключения выполняли с использованием PBS при скорости потока 20 мл / ч. Собранные фракции контролировали по поглощению при 280 нм и гемагглютинирующей активности.

2.2. Гемагглютинирующая активность

Гемагглютинирующая активность определялась согласно методу, описанному Correia et al. [20]. Образец (50 мкл л) серийно разводили в два раза в 0,15 М NaCl в лунках микропланшета. Затем в каждую лунку добавляли суспензию 2,5% обработанных глутаральдегидом эритроцитов кролика [21] (50 мкл л).Одна единица гемагглютинации (титр ^-1 ) была определена как величина, обратная наибольшему разведению образца, которое способствовало полной агглютинации эритроцитов. Удельную гемагглютинирующую активность определяли как отношение титра к концентрации белка (мг · мл ^-1 ).

2.3. Содержание белка

Концентрацию белка определяли согласно Lowry et al. [22] с использованием бычьего сывороточного альбумина в качестве стандарта (31,25–500 мк мкг / мл ^–1 ).

2.4. Антибактериальная активность

грамположительные ( Bacillus subtilis ATCC-6633, Staphylococcus aureus ATCC-6538 и Enterococcus faecalis ATCC-6057) и грамотрицательные ( Escherichia coli

229 ATCC pneumoniae

ATCC-29665) были предоставлены Departamento de Antibióticos , Universidade Federal de Pernambuco , Brazil . Стационарные культуры поддерживали в питательном агаре (NA) и хранили при 4 ° C.Бактерии культивировали в питательном бульоне (NB) и инкубировали при постоянном встряхивании при 37 ° C в течение ночи. Концентрации культур регулировали турбидиметрически при длине волны 490 нм до 10 ⁵ -10 ⁶ колониеобразующих единиц (КОЕ) мл ^-1 .

Аликвоту ClaveLL (100 мк л; 0,184 мк г) разбавляли 1: 1 в NB и затем подвергали серии из десяти двойных разведений до конечного соотношения 1: 2048. Затем 180 мкл Аликвоту л каждого разведения распределяли в каждую лунку 96-луночного микропланшета.Все лунки инокулировали 20 мкл л бактериальной культуры и инкубировали при 37 ° C в течение 24 часов. Анализ каждой концентрации проводили в трех экземплярах. Контрольные лунки содержали только среду NB и микроорганизмы. После инкубации измеряли оптическую плотность при 490 нм (OD ₄₉₀ ) с помощью считывающего устройства для микропланшетов. Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) определялась как самая низкая концентрация лектина, при которой наблюдалось снижение OD490 ≥50% по сравнению с контролем [23].

Для определения минимальной бактерицидной концентрации (МБК) посевы (10 мкл л) из лунок с образцами, в которых было обнаружено ингибирование роста бактерий, переносили в планшеты с NA и инкубировали при 37 ° C в течение 24 часов. МБК соответствовал самой низкой концентрации образца, при которой не наблюдалось роста бактерий. Анализ проводили в трех экземплярах.

2,5. Противогрибковая активность

Trichophyton mentagrophytes (URM5541), Microsporum gypseum (URM6199), Trichophyton rubrum (URM5145), TrichosporonRubrum (URM5145), TrichosporonRubrum (коллекция URM15815) (коллекция UR158159) (коллекция URM15815ah) (коллекция URM158159) (URM15814) of University Recife Mycologia (URM) из Departamento de Micologia Федерального университета Пернамбуку (UFPE), Бразилия.Противогрибковую активность оценивали по Wong и Ng [24] с модификациями. Грибы выращивали при 28 ° C на картофельном агаре с декстрозой (PDA) в чашках Петри в течение 8-15 дней, пока поверхность чашек не была полностью покрыта ими. Диски грибкового мицелия (диаметром 0,625 см) удаляли из периферической части колоний. ClaveLL (100 мк л; 1,67 мг мл ^-1 ), экстракт лишайника (100 мк л; 9,43 мг мл ^-1 ) и фракция 0–30% (100 мк л; 40.45 мг / мл ^-1 ) наносили на затвердевшую среду PDA в чашках Петри ( ² мм), и диск мицелия грибов располагали в центре чашек Петри. Все анализы проводили в трех экземплярах. PBS и нистатин (1 мг / мл) использовали в качестве отрицательного и положительного контролей соответственно. Планшеты инкубировали при 28 ° C в течение 72 часов. На противогрибковую активность указывало уменьшение зоны роста грибка (диаметра) в чашках.

2.6. Статистический анализ

Стандартные отклонения (SD) были рассчитаны с использованием GraphPad Prism версии 4.0 для Windows (GraphPad Software, Сан-Диего, Калифорния, США), и данные были выражены как среднее значение повторностей ± стандартное отклонение. Существенные различия между группами лечения от противогрибковых анализов были проанализированы с помощью критерия Стьюдента (значимость при) с использованием программы Origin 6.0.

3. Результаты и обсуждение

Экстракция и выделение фармакологически активных соединений, имеющих медицинское значение, привлекли внимание в поисках новых экономически жизнеспособных альтернатив для лечения человеческих инфекций.ClaveLL очищали по заранее установленному протоколу Silva et al. [10] с использованием молекулярной эксклюзионной хроматографии на матрице Sephadex G-100; столбец — это жизнеспособный подход, поскольку один и тот же массив можно эффективно повторно использовать по крайней мере 30 раз для очистки ClaveLL.

Обработка экстракта лишайника сульфатом аммония позволила получить фракцию осажденного белка (фракция 0–30%). Хроматография фракции 0–30% на Sephadex G-100 разделила два пика (рис. 1): первый (соответствующий фракциям 7–22) был бесцветным и показал гемагглютинирующую активность 64, соответствующую ClaveLL, с коэффициентом очистки 13.1 раз (таблица 1). Всего из 10 г C. verticillaris было очищено 8,28 мг ClaveLL, выход был аналогичен полученному Silva et al. [10]. Второй пик имел ярко выраженный цвет, подобный фракции, и не проявлял гемагглютинирующей активности.

94612 912 711 Образец Объем (мл) Белок (мг / мл) HA a SHA b Очистка (HA212 / мг) c Экстракт лишайника 430 9.4 512 54,3 1,0 0–30% фракция 18 40,4 16384 405 7,5 94612 94612 13,1

HA: гемагглютинирующая активность; b SHA: специфический HA; c кратность очистки: соотношение между SHA неочищенного экстракта и SHA лектина.

ClaveLL обнаружил антибактериальную активность против всех тестируемых видов, как грамположительных, так и грамотрицательных. Значения MIC и MBC показаны в таблице 2. Антибактериальная активность лектинов может проявляться за счет взаимодействия с N-ацетилглюкозамином (GlcNAc), N-ацетилмурамовой кислотой (MurNAc) и тетрапептидами, связанными с MurNAc, присутствующими в клеточной стенке Gram. -положительные бактерии или липополисахариды, присутствующие в клеточных стенках грамотрицательных бактерий [25].

45 912oc9124 912oc 912 912 912 912oc 912 ) 9124 (+) и грамотрицательные (-) бактерии; МИК: минимальная ингибирующая концентрация. МБК: минимальная бактерицидная концентрация. Микроорганизмы МИК (мкг мл −1 ) МБК (мкг · мл −1 ) 229,9 459,9 Bacillus subtilis (+) 28 57,4 Enterococcus faecalis (+) Klebsiella pneumoniae (-) 114,9 919,8 Escherichia coli (-) 7,18 229,94 Среди протестированных бактерий ClaveLL показал лучшую ингибирующую активность против грамотрицательных бактерий E.coli со значением МИК 7,18 мк мкг мл -1 и наилучшей бактерицидной активностью против грамположительных бактерий B. subtilis и E. faecalis со значением МБК 57,4 мк г мл -1 . Таким образом, ClaveLL был более эффективным в уничтожении грамположительных бактерий, чем грамотрицательные бактерии. Аналогичным образом, выделенный лектин из листьев S. terebinthifolius был более эффективен против грамположительного Staph . aureus , чем грамотрицательные бактерии, такие как E.coli , Klebsiella pneumoniae , Pseudomonas aeruginosa и Salmonella enteritidis [17]. Разница в восприимчивости грамположительных и грамотрицательных бактерий может быть связана с трудностью лектинов пересечь внешнюю клеточную стенку грамотрицательных бактерий и достичь периплазматического пространства [15]. Кроме того, высокий уровень пептидогликана (который содержит GlcNac) в клеточной стенке грамположительных бактерий может обеспечить больше сайтов взаимодействия для N-ацетил-глюкозамин-связывающих лектинов, таких как ClaveLL [10]. Costa et al. [14] изучили лектин листа Phthirusa pyrifolia (PpyLL) и обнаружили, что МБК примерно в 10 раз выше (500 мк мкг / мл -1 ), чем ClaveLL для B. subtilis . Вместо этого Са и др. [13] обнаружили МИК 2,34 µ мкг / мл -1 лектина сердцевины древесины (MuHL) Myracrodruon urundeuva для этой же бактерии, что соответствует концентрации в 10 раз ниже, чем у ClaveLL (28 µ г / мл. -1 ). Хотя несколько лектинов, очищенных из различных природных источников, проявили антибактериальную активность [14, 26–28], механизм их действия не выяснен подробно. Было высказано предположение, что лектины, обладающие антибактериальной активностью, образуют поры в клеточной мембране, и клетка погибает в результате оттока клеточного содержимого [29, 30]. Экстракт лишайника (рис. 2 (а)) подавлял рост T. mentagrophytes (35%), грибка, который не подавлялся ClaveLL, что свидетельствует об антимикробной активности C.verticillaris включает более одного активного начала, которое было удалено во время протокола очистки лектина. Perry et al. [31], изучая антимикробную активность 69 видов лишайников из Новой Зеландии, обнаружили, что экстракт Cladonia fimbriata также подавлял рост T. mentagrophytes . Фракция 0–30% представляла собой образец, который показал наивысшую противогрибковую активность (рисунки 2 и 3), подавляя рост T. mentagrophytes (37,5%), M.gypseum (42,5%), T. rubrum (38,2%) и T. cutaneum (25%). ClaveLL показал наивысшую противогрибковую активность против T. rubrum (35,3% ингибирования) (Фигуры 2 и 3). Однако ClaveLL (170 мк г) не был активен против T . mentagrophytes , M. gypseum и T. cutaneum (рисунки 2 и 3). Подавление роста грибов может происходить за счет связывания лектина с гифами, что приводит к плохому усвоению питательных веществ, а также за счет вмешательства в процесс прорастания спор [13].Противогрибковая активность лектинов связана с их свойством связывать углеводы, такие как хитин, крупный полимер N-ацетилглюкозамина и компонент клеточной стенки грибов [20]. Связывание N-ацетилглюкозамин-связывающих лектинов может привести к разрыву клеточной стенки грибов [32]. Антибактериальная и противогрибковая активность экстракта, фракция 0–30% и ClaveLL не коррелируют со вторичными метаболитами, поскольку Silva et al. [10] показали, что все эти препараты отсутствуют в этом классе соединений.Противогрибковая активность, обнаруженная для экстракта и фракции из C. verticillaris , побуждает к дальнейшим исследованиям по выделению других соединений лишайников, чтобы найти химические компоненты, ответственные за такую ​​активность. 4. Заключение В заключение, лектин, очищенный от C. verticillaris , показал антибактериальную активность, особенно против грамположительных бактерий; также он был способен подавлять рост дерматофитного гриба T . рубрум .ClaveLL и другие препараты C. verticillaris являются потенциальными противомикробными средствами для лечения инфекций человека. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи. Благодарности Авторы выражают благодарность Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) за исследовательские гранты и стипендии (PMGP и LCBBC).Авторы также благодарны фондам Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco (FACEPE), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES9) и Tecologia (MCTI) за финансовую поддержку. Авторы благодарят Марию Барбосу Рейс да Силва за техническую помощь. (PDF) Скрининг антимикробной активности некоторых видов лишайников In vitro 70 [14] HUNECK, S.(1999): Значение лишайников и их метаболитов. Naturwissenschaften, 86: 559–570. [15] КИНОСИТА, К., МАЦУБАРА, Х., КОЯМА, К., ТАКАХАСИ, К., ЙОСИМУРА, И., ЯМАМУТО, Ю., МИУРА, Ю., КИНОШИТА, Ю., КАВАИ, К.И. (1994): Разделы химии лишайниковых соединений. J. Hattori Bot. Лаборатория, 76: 227-233. [16] КИРМИЗИГЮЛ, С., КОЗ, Э., АНИЛ, Х., ИГИЛИ, С. (2003): Выделение и структура Выяснение новых природных продуктов из турецких лишайников.Турок. J. Chem. 27: 493-500. [17] ЛОУРИ, Дж. Д. (1986): Биологическая роль лишайниковых веществ. Бриолог, 89: 11-122. [18] NCCLS (Национальный комитет по клиническим лабораторным стандартам), (1998). Ссылка Метод определения противогрибковой чувствительности в разведении бульона для конидий-образующих Нитчатых грибов: предлагаемый стандарт M38-P. NCCLS, Уэйн, Пенсильвания, США. [19] NCCLS (Национальный комитет клинических лабораторных стандартов), (1993). Стандарты производительности для теста на восприимчивость к антимикробным препаратам (др.). Утвержденный стандарт . M2-A6, Уэйн Па (1997). [20] ПУРВИС, О.В., КОППИНС, Б.ДЖ., ХОКСВОРТ, Д.Л., ДЖЕЙМС, П.У., МУР, Д.М. (1992): лишайниковая флора Великобритании и Ирландии. Лондон: Естественная история Публикации музея совместно с Британским обществом лишайников, 1–710. [21] RANKOVI, B., MIŠIĆ, M., SUKDOLAK, S., MILOSAVLJEVI, D. (2007a): Антимикробное средство Активность лишайников Aspicilia cinerea, Collema cristatum, Ochrolechia androgyna, Physcia aipolia и Physcia aipolia и цезия.Итальянский журнал еды науки, 19: 461-469. [22] РАНКОВИЧ Б., МИШИН М., СУКДОЛАК С. (2007b): Противомикробная активность лишайников Cladonia furcata, Parmelia caperata, Parmelia pertusa, Hypogymnia Physodes и Umbilicaria polyphylla. Британский журнал биомедицинских наук, 64: 143-148. [23] ТЕЙЛОР, Т.Н., ХАСС, Х., РЕМИ, В., КЕРП, Х. (1995): Самый старый ископаемый лишайник. Nature, 378: 244-244. [24] [24] TOMA, N., GHETEA, L., NITU, R., COROL, D.I. (2001): Прогресс и перспективы в биотехнологии лишайников. Рум. Biotechnol. Lett, 6: 1-15. [25] [25] WIRTH, V. (1995): Die Flechten Baden-Württembergs-Teil 1 und 2. Vergal Ulmer. Штутгарт, 1-1006. [26] ЯНГ Ю., АНДЕРСОН Э.Дж. (1999): Антимикробная активность миелоперозидазы свиньи против патогенных бактерий и грибов растений. Журнал прикладной микробиологии , 86: 211-220. Домашняя страница антибиотиков лишайников Домашняя страница антибиотиков лишайников Майк Крокетт, Стейси Кагеяма, Дельфина Хомен, Кэрри Льюис, Джейн Осборн и Логан Сандер — это исследование проводилось как групповой проект по ботанике 465 Лихенология в Университете штата Орегон во время весеннего семестра 2003 года. ВВЕДЕНИЕ Исторически сложилось так, что большая часть мировой медицины была получена из растений и грибов.Салициловая кислота является активным ингредиентом аспирина, и эта кислота входит в состав рода Salix. Важные антибиотики, такие как пенициллин, конечно, получены из грибов. Лишайники — это еще один тип организмов, потенциально пригодный для медицинских исследований. В прошлом коренные американцы использовали лишайники в древней медицине и церемониальных практиках. Например, и Нитинахт, и Мака на северо-западе Тихого океана использовали Usnea longissima в качестве дерматологического средства для перевязки ран.Индейцы шайеннов, овикино и юрок использовали Letharia vulpina для изготовления желтого красителя. Изучая традиционные способы использования этих лишайников, современная наука получает основу для изучения видов лишайников и их химических составляющих. Лишайники продуцируют защитные вторичные метаболиты, которые служат для сдерживания травоядности и колонизации болезнетворными микроорганизмами. Усниновая кислота, стиктовая кислота и вильпиновая кислота — это лишь некоторые из 700 с лишним вторичных соединений, производимых лишайниками.Исследователи обнаружили, что чистые экстракты усниновой кислоты, эверновой кислоты и вульпиновой кислоты подавляли рост грамположительных бактерий Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, и Bacillus megaterium , но кислоты не влияли на грамотрицательные бактерии Escherichia coli. или Синегнойная палочка . Интерес к антибиотическому потенциалу соединений лишайников был чрезвычайно высок в период после Второй мировой войны до конца 1950-х годов. Вторичным соединением, вызвавшим большой интерес и серьезное исследование, была усниновая кислота.Фактически, известно, что в период с 1950 по 1959 год по усниновой кислоте было опубликовано шестьдесят четыре статьи. В 1970-х годах было сообщено, что усниновая кислота обладает потенциалом противоопухолевого препарата. Еще раз проявляется интерес к потенциальному использованию антибиотиков, полученных из лишайников, поскольку лишайники могут стать ценным источником антибиотиков для фармацевтической промышленности в будущем. Целью нашего исследования было определить потенциальные антибиотические свойства четырех видов лишайников с северо-запада Тихого океана: Hypogymnia apinnata , Letharia columbiana, Lobaria pulmonaria, и Usnea filipendula, , а также определить, какие вторичные соединения могут присутствовать в четыре вида лишайников с помощью тонкослойной хроматографии.Наряду с определением того, какие вторичные соединения присутствуют в четырех видах лишайников, настойка Usnea barbata , купленная в магазине по продаже диетических продуктов, также была проанализирована на наличие соединений. Hypogymnia apinnata ………………………………… наверх МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛ Виды лишайников. Виды лишайников, выбранные для исследования H.apinnata, L. columbiana, , L. pulmonaria, и U. filipendula были выбраны из-за продукции уникальных вторичных соединений, производимых каждым лишайником. Материал свежих H. apinnata, L. columbiana, , L. pulmonaria, и U. filipendula был собран на участках, перечисленных в таблице 1. Эти конкретные виды были выбраны также потому, что они, вероятно, содержат меньше вторичных соединений. чем другие виды тех же родов. Лишайники были идентифицированы с использованием Макролишайников северо-запада Тихого океана МакКьюна и Гейзера (1997).Ваучерные образцы хранятся в Гербарии Университета штата Орегон. Виды бактерий. Для этого исследования были использованы четыре вида бактерий, две грамположительные бактерии, Micrococcus luteus и Staphylococcus aureus и две грамотрицательные бактерии, Salmonella gallinarum и Serratia marcescens, источники этих бактерий перечислены в таблице 1. Таблица 1. Лишайники и бактерии, использованные в исследовании. Лишайник Место сбора Бактерии Пятно по грамму Источник Гипогимния апинната Mike Miller Trail, Ньюпорт, OR Micrococcus luteus Положительный П.Лаборатория Дж. Боттомли, Государственный университет Орегона Letharia columbiana Река Метолиус, OR Золотистый стафилококк Положительный Кот естествознания Уорда. # 85 В 1178 Lobaria pulmonaria Canyon Creek Rd., и Fitton Green Co. Park, Corvallis, OR Salmonella gallinarum Отрицательный Кот естествознания Уорда. # 85 В 1913 Usnea filipendula Blake Dr., Hwy 99, Adair Village, OR и Canyon Creek Rd., Corvallis, OR Serratia marcescens Отрицательный П.Лаборатория Дж. Боттомли, Государственный университет Орегона Извлечение лишайниковых соединений. Для извлечения соединений лишайников лишайниковый материал сушили на воздухе и измельчали ​​с помощью ступки и пестика. Один грамм измельченного лишайникового материала замачивали в 50 мл ацетона и закрывали в пробирках на ночь. Идентификация лишайниковых соединений. Тонкослойная хроматография была использована для определения того, какие соединения присутствуют в каждом из четырех лишайников, в соответствии с протоколом, использованным Калберсоном (1972).Шесть капель каждого экстракта лишайника помещали на пластинки для тонкослойной хроматографии на силикагеле с алюминиевой подложкой со стеклянными капиллярными трубками. Атранорин, норстиктовая кислота и чистая усниновая кислота использовались в качестве контролей, а образец экстракта U. barbata , купленный в магазине по продаже диетических продуктов, также использовался для удовлетворения нашего собственного потребительского любопытства. Планшеты обрабатывали в системах растворителей Culberson A и C, а затем проверяли УФ-светом и оценивали наличие различных соединений. Наконец, пластины были опрысканы тонким туманом 10% -ной серной кислоты и затем запечены в течение 3 минут при 100 градусах Цельсия для проявления образцов. Исследование антибактериальных свойств. Чтобы определить наиболее оптимальную концентрацию экстракта лишайника для использования в этом исследовании, стерильные диски из фильтровальной бумаги 7,5 мм обрабатывали только 40 мкл л ацетона (использовался в качестве контроля) и 40, 60 и 80 мкл мкл литр каждого экстракта лишайника. Использовали три обработки: отсутствие бактерий (использовали в качестве контроля), грамположительные S. aureus, и грамотрицательные S. gallinarum. Бактерии инокулировали на питательный агар полной концентрации (Difco Laboratories, кат. 0069) путем подвешивания петель бактерий в стерильной деионизированной воде. Затем бактериальную суспензию намазывали стерильной стеклянной палочкой на чашки с агаром, чтобы обеспечить равномерное покрытие бактериальной суспензии на всей поверхности агара. Планшеты были разделены на 4 квадранта, и один диск из фильтровальной бумаги был помещен в каждый квадрант так, чтобы на каждом планшете был один диск для каждой обработки (контроль, 40, 60 и 80 микро литров экстракта лишайника).Затем засеянные чашки инкубировали при 37 градусах Цельсия в течение 48 часов. Полученные зоны ингибирования количественно оценивали путем измерения диаметра зоны в самом широком месте, а затем вычитали 7,5 мм (ширина диска из фильтровальной бумаги). Основываясь на этих результатах этой части исследования, мы решили использовать промежуточное количество, 60 микро литров, экстракта для оставшейся части нашего исследования, потому что мы обнаружили, что 80 микро литров не оказали значительного эффекта, превышающего 60 микро л. После определения оптимальной концентрации экстракта лишайника для использования образцы лишайника были снова протестированы вместе с четырьмя видами бактерий: M. luteus, S. aureus, S. gallinarum, и S. marcescens . Новые чашки инокулировали, используя протокол, описанный выше, и чашки снова делили на 4 квадранта. Один диск из фильтровальной бумаги, обработанный 60 микро литрами каждого экстракта лишайника и контрольным, помещали в каждый квадрант засеянных планшетов.Для исследования использовали пять чашек на каждую обработку экстрактом лишайника бактериями. Засеянные чашки инкубировали в темноте при 37 градусах Цельсия в течение 24 часов. Влияние лишайниковых соединений на рост бактерий количественно оценивали путем измерения диаметра зон ингибирования за вычетом размера дисков из обработанной фильтровальной бумаги. Статистический анализ. Данные были проанализированы с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) с использованием S-Plus 6.1, и результаты перечислены в следующем разделе в разделе «Антибактериальные свойства лишайников». Letharia columbiana ……………………………………. назад к верх РЕЗУЛЬТАТЫ Тонкослойная хроматография. Результаты ТСХ показали, что образец H. apinnata содержал атранорин и слабый УФ + неизвестный с классом Rf = 5 в растворителе A и классом Rf = 6 в растворителе C. Образец L. columbiana содержал вильпиновая кислота и неизвестное вещество с немного более высоким классом Rf, чем вульпиновая кислота в растворителе A и немного более низким классом Rf в растворителе C.Образцы L. pulmonaria содержали стиктическую (большую), норстиктическую (второстепенную) и констиктическую (второстепенную) кислоты. Образцы, собранные для U. filipendula , содержали как усниновую кислоту, так и салазиновую кислоту (таблица 2 и рисунок 1). А образец настойки U. barbata , к нашему удивлению, не содержал усниновой кислоты. Рис. 1. Экстракты лишайников обрабатывали в стандартных растворителях на пластинах для ТСХ, покрытых силикагелем. Таблица 2. По результатам ТСХ установлено присутствие в экстрактах лишайников соединений. Лишайник Соединение (я) в наличии H. apinnata атранорин л.columbiana вулпиновая кислота L. pulmonaria Стиктовая, констиктовая и норстиктовая кислоты U. filipendula Усниновая кислота и салазиновая кислота Антибактериальные свойства лишайников: После того, как обработка была проведена и засеянные чашки дали расти в течение 24 часов, мы смогли увидеть, что H.apinnata оказала наибольшее влияние на чашки, инокулированные M. luteus, при наблюдалась средняя зона ингибирования 9,15 мм. Обработка H. apinnata также оказала умеренное воздействие на S. aureus и S. gallinarum . Обработка L. columbiana оказала наибольшее влияние на S. aureus со средней зоной ингибирования 8,80 мм. Обработка L. pulmonaria имела маргинальный эффект на M. luteus и незначительный эффект на другие бактерии.Обработка U. filipendula имела наибольший эффект на S. gallinarum со средней зоной ингибирования 6,95 мм и показала многообещающий эффект на M. luteus (, рис. 2). Ни один из экстрактов лишайников или контроля не проявлял ингибирования S. marcescens , и поэтому S. marcescens не был включен на фиг.1. Результаты обработок с инокулированием были статистически значимыми со значением p менее 0,0001 ( Таблица 3). Таблица 3. Таблица дисперсионного анализа . степеней свободы Сумма квадратов Значение F P- Значение Micrococcus luteus 4 1128.067 123.7844 <0,0001 Золотистый стафилококк 4 1167,06 504,8757 <0,0001 Salmonella gallinarum 4 689.5914 154.0988 <0,0001 Serratia marcescens 4 0 NA NA Рисунок 2. Влияние обработки экстрактом лишайника на бактерии, использованные в этом исследовании, измеренное по зоне ингибирования. Lobaria pulmonaria ………………………………. наверх ОБСУЖДЕНИЕ В рамках данного исследования было выявлено влияние четырех обработок экстрактом лишайника ( H.apinnata, L. columbania, L. pulmonaria, и U. filipendula ) были протестированы на их уровень антибактериального потенциала против двух грамположительных и двух грамотрицательных бактерий. Чтобы определить присутствующие соединения, которые могут оказывать ингибирующее действие на любой из двух различных классов бактерий, мы использовали тонкослойную хроматографию для анализа соединений, присутствующих в каждом используемом экстракте лишайника. Было обнаружено, что для каждого экстракта лишайника присутствуют различные соединения.Некоторые экстракты лишайников давали более одного соединения, например, экстракт U. filipendula содержал как салазиновую, так и усниновую кислоту. Мы наблюдали ингибирование как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий из экстракта U. filipendula . Возможно, что две кислоты действуют совместно друг с другом, подавляя рост как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Могут быть заданы дополнительные вопросы о лечении U. filipendula , например, оказывают ли две кислоты ингибирующий эффект только на бактерии или они обе должны присутствовать для подавления роста бактерий.Экстракт H. apinnata , который содержал атранорин, а также подавлял как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии, и в целом экстракт H. apinnata оказался наиболее последовательным средством подавления бактерий из всех протестированных нами лишайников и гарантирует дальнейшие исследования. Вторичное соединение вильпиновая кислота, обнаруженное в экстракте L. columbiana , было наиболее эффективным ингибитором роста S. aureus и может иметь потенциал для лечения инфекций, вызванных S.aureus. Лечение L. pulmonaria оказалось очень мягким антибиотиком как в отношении грамположительных, так и грамотрицательных бактерий, хотя при ТСХ были обнаружены три разные кислоты (стиктическая, норстиктическая и констиктовая). Никакого ингибирования не наблюдалось на S. marcescens при любом из обработок лишая . На всех чашках, инокулированных S. marcescens , было обнаружено, что имел равномерный рост бактерий на поверхности агара. В целом, наши результаты показывают, что соединения лишайников действительно обладают потенциалом в качестве источника антибиотиков. Результаты также показывают, что некоторые грамотрицательные бактерии могут быть более восприимчивыми к воздействию соединений лишайников, чем считалось ранее. Кроме того, антибактериальный потенциал, проявляемый этими экстрактами лишайников, показывает разумную ценность для дальнейших исследований, которые должны проводиться не только на этих видах лишайников, но и на других видах лишайников. Отдельные соединения этих видов лишайников в дополнение к комбинациям других видов лишайников следует рассматривать для дальнейших исследований и медицинских исследований.Наряду с более всесторонними исследованиями для определения полных антибиотических свойств соединений лишайников необходимо также усовершенствовать оптимальные методы экстракции. В случае экстракта U. barbata , приобретенного в магазине по продаже диетических продуктов, был применен метод холодного отжима, и производитель экстракта заявил, что этот метод использовался для оптимального извлечения усниновой кислоты. После проведения ТСХ нам стало очевидно, что в экстракте отсутствует усниновая кислота, а утверждения производителя являются ложными.Хотя соединения лишайника действительно обладают антибактериальными свойствами, необходимо провести тщательные научные исследования, чтобы определить, какие соединения полезны и как лучше всего их извлечь, чтобы обеспечить некоторую легитимность потенциальной медицинской золотой жилы. Usnea filipendula ………………………………………. наверх БЛАГОДАРНОСТИ Мы хотели бы поблагодарить Дэйва Мирольда, Мелоди Патнэм и Брюса МакКьюна за разрешение использовать их лаборатории для этого исследования.Брюс МакКьюн также финансировал этот проект и был готов поделиться своей значительной мудростью с несколькими новичками в изучении лишайников, а также предоставить все фотографии, использованные на этом сайте. Мы также хотели бы поблагодарить Джереми Рича за культивирование и Стефани Бойл за советы по культивированию бактерий. ССЫЛКИ Бенсон, Х. Дж. 1994. Microbiological Applications, Sixth edition, Wm. C. Brown Publishers: Dubuque, IA, 447 страниц. Черный, J.G. 1996. Принципы и приложения микробиологии, 3-е издание. Прентис-Холл: Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси, 790 страниц. Кокьетто, М., Н. Скерт и П. Л. Нимис. 2002. Обзор усниновой кислоты, интересного природного соединения. Naturwissenschaften 89: 137-146. Culberson, C. F. 1972. Улучшенные условия и новые данные для идентификации продуктов лишайников стандартизированным методом тонкослойной хроматографии. Журнал хроматографии 72: 113-125. Ingólfsdóttir, K. 2002. Представляющие интерес молекулы: Усниновая кислота. Фитохимия 61: 729-736. Lawrey, J. D. 1989. Вторичные соединения лишайников: доказательства соответствия между функцией против травоядных и противомикробной функцией. Бриолог 92: 326-328. Мэдиган М.Т., Дж. М. Мартинко и Дж. Паркер. 1997. Биология Брока микроорганизмов, 8-е издание. Прентис-Холл: Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси, 986 страниц. McCune, B. and L. Geiser. 1997. Макролишайники северо-запада Тихого океана. Издательство Орегонского государственного университета: Корваллис, штат Орегон, 386 страниц. Moerman, D. 1999. Этноботаника коренных американцев , Timber Press: Portland, OR, 927 страниц. Müller, K. 2001. Фармацевтически релевантные метаболиты лишайников. Прикладная микробиология и биотехнология 56 : 9-6. Рэйвен П. Х., Р. Ф. Эверт и С. Э. Эйххорн. 1992. Биология растений, пятое издание. No related posts. Leave a Reply Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт