RHIZOPUS STOLONIFER: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE UND LEBENSZYKLUS - BIOLOGIE - 2025

Rhizopus stolonifer ist ein kosmopolitischer phytopathogener Pilz aus der Familie der Mucoraceae, der in einer Vielzahl von Umgebungen wachsen und sich entwickeln kann. Es ist eine schnell wachsende Art, die die Besiedlung und Zersetzung von gelagerten Lebensmitteln oder landwirtschaftlichen Produkten begünstigt.

Diese Art stellt einen der weltweit am häufigsten verbreiteten Pilze dar, obwohl sie in tropischen und subtropischen Gebieten häufiger vorkommt. Tatsächlich ist es ein saprophytischer Organismus, der in die Besiedlung des Bodensubstrats eingreift und als Parasit in zersetzende Pflanzengewebe eindringt.

Rhizopus stolonifer. Quelle: WDKeeper

Allgemein bekannt als "Schwarzbrotschimmel", ist es durch ein dichtes verzweigtes Myzel gekennzeichnet, das aus drei Arten von Hyphen besteht: Stolonen, Sporangiophoren und Rhizoiden. Die Sporangien erzeugen zahlreiche mehrkernige Sporen, die an der asexuellen Fortpflanzung beteiligt sind, im Gegensatz zur sexuellen Fortpflanzung, die kompatible, aber physiologisch unterschiedliche Mycelien erfordert.

Auf industrieller Ebene werden die Pilze der Gattung Rhizopus, einschließlich R. stolonifer, zur Herstellung eines Ethylalkoholprodukts der Fermentation verwendet. Darüber hinaus wird diese Spezies kommerziell verwendet, um hochreine Milchsäure und Fumarsäure zu erhalten, die in der chemischen, Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie verwendet werden.

Allgemeine Charakteristiken

Verbreitung und Lebensraum

Der Zygomycota-Pilz Rhizopus stolonifer ist einer der häufigsten Schleimhäute, da er auf dem ganzen Planeten weit verbreitet ist. In der Tat ist es einer der ersten Pilze, die auf abgestandenem Brot, verrottendem Gemüse und Obst vorkommen und ein vorsichtiger Organismus in verderblichen Lebensmitteln sind.

Rhizopus stolonifer ist einer der ersten Pilze im Brot. Quelle: Matt Wharton

Es gedeiht effektiv in einem Temperaturbereich zwischen 12 und 32 ° C, wobei die optimale Wachstumstemperatur 25 ° C beträgt. Tatsächlich sind seine Sporen in Frischluftumgebungen selten, aber in feuchten Umgebungen und bei der Zersetzung biologischer Produkte sind sie reichlich vorhanden.

Sie befinden sich normalerweise auf feuchtem Boden, in Kompost oder Mist, auf disaggregiertem Pflanzenmaterial oder in angesammeltem Staub. Ebenso auf Zellstoff, Vogelnestern, Waben oder auf verschiedenen Samen und Früchten.

In der Tat ist diese Art in der Lage, eine Vielzahl natürlicher Substrate zu besiedeln, da sie sich an unterschiedliche Konzentrationen essentieller Nährstoffe anpasst. In der Tat können Sie Stickstoff und Kohlenstoff einfach oder in Kombination mit verschiedenen Nährstoffen verwenden.

Auf Laborebene wächst Rhizopus stolonifer auf verschiedenen Kulturmedien, einschließlich solchen, die Aminoverbindungen und Ammoniumsalze enthalten. Es wächst jedoch nicht auf Medien mit hohem Nitratgehalt wie Czapek Dox Agar, dessen einzige Stickstoffquelle Nitrat ist.

In einer In-vitro-Kultur keimen die Zygosporen von Rhizopus stolonifer nach 8 bis 20 Tagen bei einer Durchschnittstemperatur von 21 ° C. Tatsächlich benötigen die Sporen dieses Pilzes vor dem Keimungsprozess und der Myzelentwicklung eine Ruhephase.

Pathologien in Gemüse und Lebensmitteln

Rhizopus stolonifer ist der Erreger der Krankheit "Weichfäule von Früchten", hauptsächlich in Erdbeeren, Pfirsichen und Melonen. Diese Früchte mit einem hohen Zucker- und Wassergehalt sind mit diesem Pilz durch physische Schäden oder Verletzungen infiziert, die während der Handhabung nach der Ernte verursacht wurden.

Während der Lagerung erweichen die Gewebe infizierter Früchte und setzen eine Flüssigkeit mit stark saurem Geruch frei. Tatsächlich begünstigen hohe Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen die Entwicklung von Myzel, das die Oberfläche der Früchte schnell bedeckt.

Rhizopus stolonifer auf einer Erdbeere, die schwarze Sporangien zeigt. Quelle: Eric McKenzie

Sporangien und Sporen entwickeln sich aus dem Myzel, das beim Keimen verschiedene Esterase- und Cutinaseenzyme erzeugt, die die Zellwand benachbarter Gewebe auflösen. Auf diese Weise breitet sich die Krankheit unter Einbeziehung von Insekten oder Wind auf benachbarte gesunde Früchte aus.

Durch Labortests konnte festgestellt werden, dass die pathogene Wirkung von Rhizopus stolonifer auf die Gewebemazeration gelagerter Produkte zurückzuführen ist. Als enzymatische Komplexe von Polygalacturonase (PG) und Pektinmethylesterase (PME), die für die Mazeration bei der Zersetzung von Obst, Gemüse oder Knollen verantwortlich sind.

Auf diese Weise erhalten die betroffenen Lebensmittel aufgrund der starken Ansammlung dunkler Sporangien auf dem Myzel einen dunkelbraunen Farbton. In vielen Fällen wird dieses Symptom häufig mit dem durch Monilia fructicola, den Erreger der "Braunfäule", ausgelösten Anfall verwechselt.

Pathologien beim Menschen

Beim Menschen verursacht die hohe Umweltkonzentration von Rhizopus-Sporen eine Art Allergie der Atemwege. Diese Krankheit ist als Überempfindlichkeits-Pneumonitis oder extrinsische allergische Alveolitis bekannt. In ähnlicher Weise können bei einigen Menschen Hautreaktionen auftreten.

Taxonomie

Die Rhizopus stolonifer-Art ist ein kosmopolitischer Pilz, der taxonomisch lokalisiert ist als:

- Pilzreich

- Stamm: Zygomycota

- Abteilung: Mycota

- Unterteilung: Mycotina

- Klasse: Zygomyceten

- Bestellung: Mucorales

- Familie: Mucoraceae

- Gattung: Rhizopus

- Art: Rhizopus stolonifer Vuillemin (1902)

Synonyme

- Rhizopus artocarpi

- Rhizopus nigricans Ehrenberg (1820)

- Mucor stolonifer Ehrenberg (1818)

- Rhizopus artocarpi var. Luxurianer Schroet (1886)

- Mucor niger Geodoelst (1902)

- Rhizopus niger Ciaglinski & Hewelke (1893)

Morphologie

Rhizopus stolonifer ist ein filamentöser Pilz, der unverzweigte Sporangiophoren aufweist, 2 mm lang und 20 μm dick. Diese Lufthyphe, der Stiel oder das Sporangiophor entstehen aus gut entwickelten Rhizoiden und sind dunkelbraun gefärbt.

Die Sporangien haben eine kugelförmige Form und eine glänzend schwarze Farbe, einen Durchmesser von 250 bis 280 μm und eine Struktur namens Columella. Die für die Pilze der Gattung Rhizopus typischen Sporangiosporen oder asexuellen Sporen sind schwarz gefärbt und messen 15-18 μm.

Rhizopus stolonifer ist eine Pilzart aus der Familie der Mucoraceae. Quelle: Trakunsukharat, P., Beasley, DR, Shivas, RG (2011)

Diese Art hat ein sehr breites Rhizoid und reichlich vorhandene Zygosporen oder einen sexuellen Teil des Pilzes. In der Tat sind Zygosporen kugelförmige Strukturen, dicke und glatte Zellwände mit einem Durchmesser von ungefähr 200 & mgr; m.

Die Kolonien von Rhizopus stolonifer weisen ein schnelles Wachstum auf. Ihre Kultur im Labor bedeckt die Petrischale in nur drei Tagen bei 25 ° C vollständig. Die Struktur der Kolonie ist fest im Aussehen, mit dichtem und baumwolligem Luftmyzel, zunächst weiß und später. Grautöne, Rötungen oder Brauntöne.

In der Tat wird seine dynamische Entwicklung durch das Vorhandensein von Stolonen begünstigt, die eine Flächenstruktur bereitstellen, die das Wachstum des Myzels unterstützt. Auf diese Weise nimmt der Pilz schnell große Flächen ein, entweder in horizontaler oder vertikaler Position.

Rhizopus stolonifer ist ein fakultativer aerober Organismus, der auf saftigen Geweben mit einer reichlichen Zuckerkonzentration stark wächst. Auf diese Weise sammelt der Pilz eine Reserve für den Moment der Entwicklung fruchtbarer Hyphen mit äußeren aeroben Sporangien.

Lebenszyklus

Rhizopus stolonifer vermehrt sich sexuell oder asexuell. Tatsächlich handelt es sich um einen heterothalen Organismus, der für seine sexuelle Fortpflanzung die Paarung von zwei Thalli unterschiedlicher Ladung erfordert, um eine geschlechtsspezifische Spore zu erzeugen.

Sexuelle Fortpflanzung

Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt unter ungünstigen Bedingungen mit der Paarung kompatibler Stämme, was letztendlich zur Zygospore führt. In der Tat beherbergen Sporangiophoren Paarungsstämme vom positiven "+" oder negativen "-" Typ, was ihre Vereinigung erleichtert.

Bei Rhizopus stolonifer beginnt die sexuelle Fortpflanzung, wenn die Progametangie oder spezialisierten Hyphen zweier Stämme mit unterschiedlichem Vorzeichen verschmelzen. Diese Anziehungskraft zwischen ungleichen Progametangien tritt beim Eingreifen diffuser Hormone in Form von Gasen auf.

Als nächstes entstehen zwei Gametangien oder apikale Zellen, die jeweils reichlich "+" Kerne und die andere "-" Kerne enthalten. Die Gametangia verschmelzen und verursachen die Vereinigung zahlreicher Kernepaare "+" und "-", die diploide Kerne bilden.

Auf diese Weise entsteht das Zygosporangium, ein Produkt aus mehrkernigen Zellen mit einer festen, pigmentierten und rauen Zellwand, die eine einzige Zygospore enthält. Unter günstigen Umweltbedingungen durchlaufen diploide Kerne kurz vor der Keimung den Meioseprozess.

Während der Keimung bricht die Zygosporangiumwand, wodurch die Zygospore freigesetzt wird und das Sporangiophor entsteht. Am Ende des Sporangiophors befindet sich ein Sporangium, aus dem die Sporen hervorgehen, die nach dem Keimen ein "+" oder "-" Myzel bilden.

Der Rhizopus stolonifer-Pilz verhält sich während des größten Teils des sexuellen Fortpflanzungszyklus wie ein haploider Organismus. Darüber hinaus besteht das Myzel aus zahlreichen verzweigten Hyphen, die die Funktion der Unterstützung und Ernährung des Pilzes erfüllen.

Sexuelle und asexuelle Zyklen von Rhizopus stolonifer. Quelle: Pancrat

Asexuelle Reproduktion

Der asexuelle Zyklus tritt unter günstigen Bedingungen auf, wenn die Produktion von Sporangiophoren aus Sporangien beginnt, die sexuell verträgliche Sporen enthalten. Die Ausbreitungsform der Sporen wird vom Wind begünstigt, da die Sporangien reifen und ihre dünne Wand zerfällt und die Sporen freigesetzt werden.

Lufthyphen werden aus den Internodien erzeugt und wachsen bis zu einer bestimmten Höhe. Die Kerne und das Zytoplasma werden dann zum apikalen Ende hin gruppiert, wodurch das Wachstum der Spitze der Lufthyphen gefördert wird.

Dieser Bereich wächst kugelförmig und führt zu einem abgerundeten Sporangium, das vom Sporoplasma und der Columella gebildet wird. Die Kerne des Sporoplasmas teilen sich schnell, bis sie sich in Spongiosporen verwandeln.

Wenn diese Strukturen reifen, zerfallen die Columella und setzen große Mengen an Sporangiosporen in der Atmosphäre frei. In einem geeigneten Substrat und unter günstigen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen keimen diese Sporen.

Auf diese Weise entsteht ein neuer Hyphenkomplex, der sich ausdehnt, um den Zyklus fortzusetzen. Unter ungünstigen Bedingungen werden im interkalaren Myzel Septa gebildet, wodurch eine pralle Spore namens Chlamydiospora entsteht.

Verweise

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