Bouwplannen en diversiteit planten en schimmels
Partim Mycologie
Algemene inleiding
1. Verwantschap
- Schimmels, gisten en paddenstoelen(=vruchtlichamen)
- Bevatten geen chlorofyl = geen autotrofe voedingswijze
- Vroeger beschouwd als primitieve planten
o Aanwezigheid van stevige celwand
o Meestal multicellulair
o Geen beweeglijke cellen (op enkele groepen na)
- Maar:
o Vermenigvuldigen zich met behulp van sporen (geen zaden)
o Bouwen chitine in hun celwand in (><planten: cellullose)
o Geen echte weefsels maar hyfen-structuur
o Weinig differentiatie in weefsels
1.1 Verwantschap met planten
- Moleculair onderzoek
- Aantal groepen werden uit fungi gehaald (myxomycetes, oomycetes,… = protista & stramenopiles
- Fungi nauwer verwant aan dieren dan aan planten
- Verwantschap met andere, niet plantaardige organismen
2. Belang en rol van de Fungi
- Belang in de wereld niet onderschatten
- Afbraak van complexe tot eenvoudige moleculen
- Opnieuw beschikbaar stellen van voedingsstoffen in voedselketen (N en CO2)
- Komen overal ter wereld voor
- Zelfs in zoetwater en zeewater
- Naar schatting: top 20 cm van de bodem = 5 ton^3 per hectare
- Enorm soortenrijk
- Drie grote types: saprofyten(leven van dood organisch materiaal), parasieten (leven van levend materiaal) en
symbionten (gaan associatie aan met ander organisme waarbij beide organismen voordeel hebben =
mutualistisch)
- Zowel schadelijk als nuttig voor de mens
2.1 Nuttige activiteiten
- Biotransformaties:
o Gefermenteerde dranken (bier, wijn, …): werking van gisten
o Brood en bakkerijproducten: werking van gisten
o Gerechten en sauzen uit Aziatische keuken bv. Soyasaus
o Gefermenteerde kazen en melkproducten: blauwschimmelkazen(Penicillium roquefortii), korst van
kazen (Penicillium camembertii)
o Gefermenteerde vis en vlees
- Voeding: het eten van fungi
o Quorn
o Pluk van paddenstoelen
o Gekweekte paddenstoelen
- Moderne geneeskunde:
o Moederkoren-alkaloïden: zwangerschapsbloedingen
o Antibiotica: penicilline
o Atimycotica: grisofulvine tegen huischimmels
o Cholesterol-verlagers: Mevinezuren
o Cyclosporine: afstoot na orgaantransplantatie verminderen
,- Industriële mycologie:
o Industriële enzymen (pectinases, smaakstoffen, aanmaak siropen)
o Aanmaak citroenzuur
- Biosanering
o Verwerken van giftig afval: Phanerochaete chrysosporium
o Opname en immobilisatie zware metalen: verwijderen van mycelium
- Biologische controle:
o Onkruidbestrijding: verminderen vitaliteit lastige onkruiden
o Bestrijding fungi: parasiteren op andere fungi OF niche-opvulling(antagonistische werking)
o Bestrijden insecten en mijten: serre-kweek
o Bestrijden van nematoden: vangen en verteren van bodem-aaltjes
- Groeiverbeteraars:
o Mycorrhiza: assosiaties met plantenwortels
o Vermindereing stress-gevoeligheid
o Betere minerale voeding
o Verschillende types: o.a. Endo-mycorrhiza, Ecto-mycorrhiza
2.2 Schadelijke activiteiten, economische schade
- Plantenparasieten; roesten, brandzwammen, meeldauw, inktvlekziekte, …
- Dieren/mensenparasieten:
o Mycosen van de huid en nagels
o Onderhuidse mycosen: schimmels dringen binnen via kleine wondjes
o Systemische mycosen: schimmels verspreiden zich in het lichaam via lymfe, bloedvaten, …
- Mycotoxines:
o Eten van giftige paddenstoelen
o Secundaire metabolieten: o.a. Aflatoxines
- Afbraak van materialen
o Constructiematerialen: o.a. huiszwam
o Papier, leer, optiek
o Fossiele brandstoffen: verontreinigde kerosine = toevoeging antimycoticum
o Olie, vetten: afbraak lipiden zodat smerende eigenschappen verdwijnen; corrosie van metalen die met
vet behandeld zijn
3. Basisgroeivormen van de Fungi
- Fungi zijn voornamelijk terrestrische
- Voornaamste groeivorm: filamenten=HYFEN (=basisstructuur)
- Hyfen-massa=Mycelium
- Oneindig lange buis: doorgroeien aan de top, afbraak aan oudste
gedeelte → apikale groei
Hyfe opbouw: drie zones met elk eigen rol
- Groeizone (groeitop):
o Typ van de hyfe: korte zone
o Dunnere wand dan rest van de hyfe
o Snelle groeier via cytoplasmatische stromingen vanuit tweede zone: aanvoer van blaasjes vanuit
endoplasmatisch reticulum
▪ Blaasjes met enzymes om hyfewand te doorbreken
▪ Blaasjes met basismateriaal om celwand
te maken
▪ Blaasjes om celwand te assembleren
(=in elkaar zetten, montage)
- Zone 2: fysiologisch actieve zone
o Opname voedingsstoffen uit het substraat
o Transport naar groeizone
o Bevat kleine vacuolen en celorganellen (endoplasmatisch retiulum, golghi, kernen,…)
- Zone 3
, o Geen voeding meer
o Zone morfologische differentiatie
o Aanmaak vegetatieve verspreidingsporen, overleveingsstructuren, geslachtelijke structuren,…
(vorming paddenstoelen)
o Geen opname voedingsstoffen
o Metabolisch actief: vorming secundaire metabolieten (=gifstoffen)
o Draagt niet bij aan voeding en groei
- Geen strikte scheiding tussen zones
- Aanwezigheid van dwarswanden (septen): perforaties om cytoplasmatische stroming mogelijk te maken → op
die manier kan hyfe snel groeien en substraat koloniseren
- Primitieve fungi: geen septa behalve in noodgevallen
o Herstelling beschadigde hyfen
o Vorming geslachtsorganen
- Hyfewand is meerlagis
o Binneste laag bestaat uit chitine-fibrillen (vezels)
o Buitenste lagen: microfibrillen in polysacchariden-matrix
- Ieder stukje hyfe kan een nieuw groeipunt maken
Basis-structuren: vier andere vegetatieve structuren:
- Chitridiaceae-thallus: meerkernig deel op een kernloze rhizoide
- Naakte coenocyt (cel) zonder celwand (parasitair)
- Multicellulaire thallus van eenkernige cellen: Laboulbeniales
- Gistcel: eencellig, eenkernig, weinig of geen chitine
4. Gist
- Sommige Fungi hebben twee groeivormen (hyfen en gist)
- Sommige Fungi enkel gistvorm
- Vermenigvuldiging door knopvorming:
- Multipolaire knopvorming:
o Sferisch
o Op iedere plek van de gistcel kan een knop ontstaan (max. 40 plekken)
o Elke plek die gebruikt is voor een knop kan niet herbruikt worden
o Vb. Bakkersgist (Sacchoromyces cerevisiae)
- Bipolaire knopvorming
o Staafvorming
o Knopvormig aan beide uiteinden
o Plaats van knopvorming blijft operationeel
o Vb. Scchizosaccharomyces pombe (bananenbier)
- Soms komen knoppen niet los → vorming pseudomycelium
- Belang van gisten in biotechnologische toepassingen
o Kweekbaar in vloeibaar medium waarin gisten enzymes afscheiden > enzymes scheidbaar van
gistcellen
o Kweekbaar in grote fermentatoren, niet op substraat > enzymes in opdracht laten kweken door
omstandigheden aan te passen
o Kweekbaar in grote hoeveelheden op beperkte tijd
5. Hyfe-Gist-Hyfe
- Dimorfe fungi: fungi die zowel als hyfe/mycelium en als gist kunnen voorkomen
- Ecologisch belangrijk
- Omgevingsfactoren bepalend
- Zowel saprofytische soorten als parasieten
o Parasieten van warmbloedige dieren
o Normaal saprofytisch mycelium
o Bij infectie: plotse overgang naar gist-stadium
o Bij dood gastheer: terug hyfestadium
Partim Mycologie
Algemene inleiding
1. Verwantschap
- Schimmels, gisten en paddenstoelen(=vruchtlichamen)
- Bevatten geen chlorofyl = geen autotrofe voedingswijze
- Vroeger beschouwd als primitieve planten
o Aanwezigheid van stevige celwand
o Meestal multicellulair
o Geen beweeglijke cellen (op enkele groepen na)
- Maar:
o Vermenigvuldigen zich met behulp van sporen (geen zaden)
o Bouwen chitine in hun celwand in (><planten: cellullose)
o Geen echte weefsels maar hyfen-structuur
o Weinig differentiatie in weefsels
1.1 Verwantschap met planten
- Moleculair onderzoek
- Aantal groepen werden uit fungi gehaald (myxomycetes, oomycetes,… = protista & stramenopiles
- Fungi nauwer verwant aan dieren dan aan planten
- Verwantschap met andere, niet plantaardige organismen
2. Belang en rol van de Fungi
- Belang in de wereld niet onderschatten
- Afbraak van complexe tot eenvoudige moleculen
- Opnieuw beschikbaar stellen van voedingsstoffen in voedselketen (N en CO2)
- Komen overal ter wereld voor
- Zelfs in zoetwater en zeewater
- Naar schatting: top 20 cm van de bodem = 5 ton^3 per hectare
- Enorm soortenrijk
- Drie grote types: saprofyten(leven van dood organisch materiaal), parasieten (leven van levend materiaal) en
symbionten (gaan associatie aan met ander organisme waarbij beide organismen voordeel hebben =
mutualistisch)
- Zowel schadelijk als nuttig voor de mens
2.1 Nuttige activiteiten
- Biotransformaties:
o Gefermenteerde dranken (bier, wijn, …): werking van gisten
o Brood en bakkerijproducten: werking van gisten
o Gerechten en sauzen uit Aziatische keuken bv. Soyasaus
o Gefermenteerde kazen en melkproducten: blauwschimmelkazen(Penicillium roquefortii), korst van
kazen (Penicillium camembertii)
o Gefermenteerde vis en vlees
- Voeding: het eten van fungi
o Quorn
o Pluk van paddenstoelen
o Gekweekte paddenstoelen
- Moderne geneeskunde:
o Moederkoren-alkaloïden: zwangerschapsbloedingen
o Antibiotica: penicilline
o Atimycotica: grisofulvine tegen huischimmels
o Cholesterol-verlagers: Mevinezuren
o Cyclosporine: afstoot na orgaantransplantatie verminderen
,- Industriële mycologie:
o Industriële enzymen (pectinases, smaakstoffen, aanmaak siropen)
o Aanmaak citroenzuur
- Biosanering
o Verwerken van giftig afval: Phanerochaete chrysosporium
o Opname en immobilisatie zware metalen: verwijderen van mycelium
- Biologische controle:
o Onkruidbestrijding: verminderen vitaliteit lastige onkruiden
o Bestrijding fungi: parasiteren op andere fungi OF niche-opvulling(antagonistische werking)
o Bestrijden insecten en mijten: serre-kweek
o Bestrijden van nematoden: vangen en verteren van bodem-aaltjes
- Groeiverbeteraars:
o Mycorrhiza: assosiaties met plantenwortels
o Vermindereing stress-gevoeligheid
o Betere minerale voeding
o Verschillende types: o.a. Endo-mycorrhiza, Ecto-mycorrhiza
2.2 Schadelijke activiteiten, economische schade
- Plantenparasieten; roesten, brandzwammen, meeldauw, inktvlekziekte, …
- Dieren/mensenparasieten:
o Mycosen van de huid en nagels
o Onderhuidse mycosen: schimmels dringen binnen via kleine wondjes
o Systemische mycosen: schimmels verspreiden zich in het lichaam via lymfe, bloedvaten, …
- Mycotoxines:
o Eten van giftige paddenstoelen
o Secundaire metabolieten: o.a. Aflatoxines
- Afbraak van materialen
o Constructiematerialen: o.a. huiszwam
o Papier, leer, optiek
o Fossiele brandstoffen: verontreinigde kerosine = toevoeging antimycoticum
o Olie, vetten: afbraak lipiden zodat smerende eigenschappen verdwijnen; corrosie van metalen die met
vet behandeld zijn
3. Basisgroeivormen van de Fungi
- Fungi zijn voornamelijk terrestrische
- Voornaamste groeivorm: filamenten=HYFEN (=basisstructuur)
- Hyfen-massa=Mycelium
- Oneindig lange buis: doorgroeien aan de top, afbraak aan oudste
gedeelte → apikale groei
Hyfe opbouw: drie zones met elk eigen rol
- Groeizone (groeitop):
o Typ van de hyfe: korte zone
o Dunnere wand dan rest van de hyfe
o Snelle groeier via cytoplasmatische stromingen vanuit tweede zone: aanvoer van blaasjes vanuit
endoplasmatisch reticulum
▪ Blaasjes met enzymes om hyfewand te doorbreken
▪ Blaasjes met basismateriaal om celwand
te maken
▪ Blaasjes om celwand te assembleren
(=in elkaar zetten, montage)
- Zone 2: fysiologisch actieve zone
o Opname voedingsstoffen uit het substraat
o Transport naar groeizone
o Bevat kleine vacuolen en celorganellen (endoplasmatisch retiulum, golghi, kernen,…)
- Zone 3
, o Geen voeding meer
o Zone morfologische differentiatie
o Aanmaak vegetatieve verspreidingsporen, overleveingsstructuren, geslachtelijke structuren,…
(vorming paddenstoelen)
o Geen opname voedingsstoffen
o Metabolisch actief: vorming secundaire metabolieten (=gifstoffen)
o Draagt niet bij aan voeding en groei
- Geen strikte scheiding tussen zones
- Aanwezigheid van dwarswanden (septen): perforaties om cytoplasmatische stroming mogelijk te maken → op
die manier kan hyfe snel groeien en substraat koloniseren
- Primitieve fungi: geen septa behalve in noodgevallen
o Herstelling beschadigde hyfen
o Vorming geslachtsorganen
- Hyfewand is meerlagis
o Binneste laag bestaat uit chitine-fibrillen (vezels)
o Buitenste lagen: microfibrillen in polysacchariden-matrix
- Ieder stukje hyfe kan een nieuw groeipunt maken
Basis-structuren: vier andere vegetatieve structuren:
- Chitridiaceae-thallus: meerkernig deel op een kernloze rhizoide
- Naakte coenocyt (cel) zonder celwand (parasitair)
- Multicellulaire thallus van eenkernige cellen: Laboulbeniales
- Gistcel: eencellig, eenkernig, weinig of geen chitine
4. Gist
- Sommige Fungi hebben twee groeivormen (hyfen en gist)
- Sommige Fungi enkel gistvorm
- Vermenigvuldiging door knopvorming:
- Multipolaire knopvorming:
o Sferisch
o Op iedere plek van de gistcel kan een knop ontstaan (max. 40 plekken)
o Elke plek die gebruikt is voor een knop kan niet herbruikt worden
o Vb. Bakkersgist (Sacchoromyces cerevisiae)
- Bipolaire knopvorming
o Staafvorming
o Knopvormig aan beide uiteinden
o Plaats van knopvorming blijft operationeel
o Vb. Scchizosaccharomyces pombe (bananenbier)
- Soms komen knoppen niet los → vorming pseudomycelium
- Belang van gisten in biotechnologische toepassingen
o Kweekbaar in vloeibaar medium waarin gisten enzymes afscheiden > enzymes scheidbaar van
gistcellen
o Kweekbaar in grote fermentatoren, niet op substraat > enzymes in opdracht laten kweken door
omstandigheden aan te passen
o Kweekbaar in grote hoeveelheden op beperkte tijd
5. Hyfe-Gist-Hyfe
- Dimorfe fungi: fungi die zowel als hyfe/mycelium en als gist kunnen voorkomen
- Ecologisch belangrijk
- Omgevingsfactoren bepalend
- Zowel saprofytische soorten als parasieten
o Parasieten van warmbloedige dieren
o Normaal saprofytisch mycelium
o Bij infectie: plotse overgang naar gist-stadium
o Bij dood gastheer: terug hyfestadium
