Nigrospora sphaerica
| Nigrospora sphaerica | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Rike: | |
| Division: | |
| Underavdelning: | |
| Klass: | |
| Beställa: | |
| Släkte: | |
| Arter: |
N. sphaerica
|
| Binomialt namn | |
|
Nigrospora sphaerica Mason (1927)
|
|
| Synonymer | |
|
|
Nigrospora sphaerica är en luftburen filamentös svamp i phylum Ascomycota . Det finns i jord, luft och växter som en bladpatogen . Det kan förekomma som en endofyt där det producerar antivirala och antifungala sekundära metaboliter. Sporulation av N. sphaerica gör att dess initiala vitfärgade kolonier snabbt blir svarta. N. sphaerica förväxlas ofta med den närbesläktade arten N. oryzae på grund av deras morfologiska likheter.
Historia
N. sphaerica identifierades först av EW Mason 1927. 1913 isolerade SF Ashby och EF Shepherd svampkulturer från bananplantor respektive sockerrör , som klassificerades under släktet Nigrospora på grund av dess morfologi. Mason studerade dessa kulturer och märkte det ihållande utseendet av två distinkta medelsporstorlekar. Den ihållande uppdelningen i sporstorlek ledde till klassificeringen, av Mason, av de större sporisolaten som N. sphaerica och de mindre isolaten som N. oryzae . Sedan klassificeringen 1927 har den varit under klassen Sordariomycetes .
Tillväxt och morfologi
N. sphaerica- kolonier växer snabbt och ser håriga eller ulliga ut. Konidioforerna är korta och klustrade ytor från mycel . De verkar genomskinliga i färgen och har ett genomsnittligt intervall på 8-11μm i diameter. Konidioforerna är ofta raka stjälkar eller lätt krökta. Konidier växer från spetsarna på de genomskinliga konidioforerna. Konidierna är brunsvarta, oblate sfäroida och encelliga. I genomsnitt varierar de från 16-18μm i diameter. Den initiala vita genomskinliga kolonin av N. sphaerica blir brun/svart på grund av masssporulering av konidier från konidioforerna. I laboratorier odlas N. sphaerica på potatisdextrosagar (PDA) vid rumstemperatur.
Habitat och ekologi
N. sphaerica finns vanligtvis i luft, jord, olika växter och vissa spannmålskorn. Det finns sällan i inomhusmiljöer. N. sphaerica har identifierats i många områden runt om i världen, men den är vanligast i tropiska och subtropiska länder.
En studie visar att N. sphaerica är den vanligaste luftburna svamparten som finns i olika urbana platser i Singapore . Luftprover samlades med användning av en mikrobiell luftprovtagare från RCS. Svampsporer fångade på agarremsorna utvecklades och räknades. De odlades sedan till isolat vilket möjliggjorde identifiering genom morfologi. Resultaten visade N. sphaerica med det högsta sporantalet på marknivå och låga höjder runt 40m.
Under asexuell reproduktion frisätter N. sphaerica sporer som kallas konidier. Konidierna kastas ut kraftfullt på maximala horisontella avstånd på 6,7 cm och 2 cm vertikalt. Utsläpp av sporer sker i alla riktningar. Mekanismen för projektion bygger på konidioforen som består av en kolvformad stödcell som bär konidium. Vätska från stödcellen sprutar genom stödcellen och projicerar sporen utåt. Detta kännetecken för tvångsmässig sporurladdning ses sällan hos hyphomycetes . N. sphaerica kräver fukt för att släppa ut sporer i luften, därför börjar ansamlingen runt 02:00 med topptid för överflöd som inträffar runt 10:00 Sporeantalet minskar snabbt efter 10:00 på morgonen och förblir lågt hela dagen.
Växtpatogenicitet
Rötnande växter är en av de vanligaste platserna där N. sphaerica finns. Många studier runt om i världen fann N. sphaerica som en bladpatogen. N. sphaerica isolerades från olika växter som uppvisade bladfläckar. Dessa rapporterade fall avslöjar nyligen identifierade växtvärdar för patogenen N. sphaerica som har validerats genom Kochs postulat . Svampen orsakar en progressivt dödlig bladfläcksjukdom hos en rad växter inklusive blåbär ( Vaccinium corymbosum ), lakrits ( Glycyrrhiza glabra ) och Wisteria sinensis (kinesisk Wisteria). De initiala skadorna liknar små röda fläckar runt 2–5 mm, särskilt nära bladens spetsar och kanter, vilket så småningom resulterar i fullständig avlövning. Svampen orsakar också en sjukdom i den kommersiella teväxten Camellia sinensis . Symtom på blödning observerades i kommersiella tegårdar i Darjeeling , Indien. Sjukdomen drabbade växter i alla åldrar, särskilt uttalad hos yngre växter. Svampkolonier visade en initial vit färg som så småningom blev grå/brun. Baserat på dessa morfologiska egenskaper N. sphaerica som svamppatogen. Inokulering av patogenen med hjälp av konidial suspensionsspray och återisolering av N. sphaerica uppfyllde Kochs postulat. rRNA- sekvensjämförelse av ITS- regionen bekräftade N. sphaerica identitet. Fall av bladfläcksjuka hos kiwi ( Actinidia deliciosa ) har rapporterats från fruktträdgårdar i Huangshan , Anhui Provence, Kina. Infekterade blad brunnade och avlövade. Conidia morfologi och kulturegenskaper föreslog N. sphaerica som det etiologiska medlet, vilket senare bekräftades av Kochs postulat och ITS-identifikation.
Mänsklig patogenicitet
Ofta är det vanliga svaret på N. sphaerica hos människor hösnuva eller astma. N. sphaerica anses inte allmänt vara en äkta mänsklig patogen, men det finns flera rapporterade fall av Nigrospora -arter vid mänskliga ögon- och hudinfektioner. Av dessa har det bara varit en handfull rapporterade fall av N. sphaerica -infektion hos människor.
En specifik fallstudie identifierade N. sphaerica som orsaken till ett onykomykosfall hos en 21-årig man. Onykomykos är en svampinfektion i nageln. Svampsporer som hittats i nagelkroppen liknade den karakteristiska morfologin hos N. sphaerica . DNA-sekvensanalys bekräftade ytterligare identiteten.
Ett annat fall fann N. sphaerica isolerad från ett hornhinnesår. En kvinna i södra Indien fick diagnosen ett svampsår på hornhinnan efter att ha träffats i ögat från en ko svans. Analys av hornhinneavskrapningar visade närvaron av hyferelement som tyder på orsaken till sår från en svamppatogen. Isolerade kulturer odlades och undersöktes. Konidier och koloniegenskaper hos kulturen ledde till identifiering av N. sphaerica som svamppatogen. Det antogs att detta speciella fall av svampsår på hornhinnan orsakades av överföring av sporer till patientens öga från kontaminering med jord (en vanlig habitat för svampen) eller annat material från kons svans.
Sekundära metaboliter
Även om N. sphaerica ofta betraktas som en patogen, kan den också fungera som en endofyt beroende på dess värd. Olika studier har identifierat nya metaboliter isolerade från N. sphaerica . Vissa av dessa metaboliter fungerar som fytotoxiner , medan andra innehåller antivirala eller svampdödande egenskaper. Syftet med svampens produktion av många av dessa metaboliter är inte helt klarlagt eller fortfarande okänt och är ett område som behöver studeras ytterligare.
Aphidicolin är ett mykotoxin som ursprungligen var känt för att produceras av svampen Cephalosporium aphidicola . Denna antivirala förening isolerades i mycelkulturfiltrat av N. sphaerica .
Epoxiexserophilone är en metabolit som liknar fytotoxinet exserohilon. Fermentering av N. sphaerica ledde till produktionen av epoxiexserophilone. Etiolerad vetekoleoptil bioanalys indikerade att föreningen är biologiskt inaktiv och ineffektiv mot både grampositiva och gramnegativa bakterier .
Nigrosporolide är en 14-ledad lakton som produceras av N. sphaerica . Det är strukturellt besläktat med den fytotoxiska metaboliten seirikuprolid, som produceras av svampen Seiridium cupressi . Föreningen har visat sig helt hämma tillväxten av etiolerade vetekoleoptiler, vid koncentrationer av 10-3 M.
Fomalakton (5,6-dihydro-5-hydroxi-6-prop-2-enyl-2H-pyran-2-on) har visat sig produceras av N. sphaerica . Det hämmar myceltillväxt av växtpatogena svampar, Phytophthora infestans . Metaboliten hämmar även sporangium och zoosporers groning av både P. infestans och Phytophthora capsici . Studien visar också att metaboliten minskar utvecklingen av senblodsjuka hos tomater orsakad av P. infestans .