Кіріспе

Базидиомикота – Аскомикоталармен бірге саңырауқұлақтар патшалығындағы Дикарья (көбінесе "жоғары саңырауқұлақтар" деп аталады) кіші патшалығын құрайтын екі ірі бөлімнің бірі. Оның мүшелері базидиомицеттер деп аталады. Дегенмен, кейбір Базидиомикоталар міндетті түрде жыныссыз көбейеді. Жыныссыз көбейетін (төменде талданған) Базидиомикоталарды әдетте осы бөлімнің мүшелері ретінде басқаларымен айқын ұқсастығы, ерекше анатомиялық белгісі (жабысу байланысы), жасуша қабырғасының құрауы және ДНК тізбегінің молекулалық филогенетикалық талдауы арқылы анықтауға болады.

Агарикомикотина

Агарикомикотинаға бұрын гименомицеттер (базидиомикоталардың ескірген, морфологиялық белгілеріне негізделген класы, олардың жеміс денелерінде гимен қабаттары қалыптастырды), гастеромицеттер (тағы бір ескірген класс, оның құрамында гимен қабаты жетіспейтін және көбінесе жабық жеміс денелерінде спора түзетін түрлер) және көптеген желе тәрізді саңырауқұлақтар кіреді. Бұл кіші бөлімшеге сонымен қатар "классикалық" саңырауқұлақтар, полипоралар, маржандар, қызыл саңырауқұлақтар, қабықты саңырауқұлақтар, оқшаушалар және сатырғыштар да жатады. Агарикомикотинаның үш классы – агарикомицеттер, дакримицеттер және тремеломицеттер. Wallemiomycetes класы әліге бір деңгейге жатқызылмаған, бірақ соңғы геномдық мәліметтер оның Агарикомикотинаға жақын туыс екенін көрсетеді.

Пуччиниомикотина

Pucciniomycotina тұқымдасына тотық саңырауқұлақтар, жәндіктерде паразиттік/симбиоздық Septobasidium туысы, бұрынғы қарапа саңырауқұлақтар тобы (Микроботриомицеттер ішінде, оған көзді ашытқылар да кіреді), сондай-ақ өсімдіктерде паразиттік болатын, сирек кездесетін немесе жақсы танылмаған саңырауқұлақтардың әртүрлі тобы кіреді. Pucciniomycotina-ның сегіз классы: Agaricostilbomycetes, Atractiellomycetes, Classiculomycetes, Cryptomycocolacomycetes, Cystobasidiomycetes, Microbotryomycetes, Mixiomycetes және Pucciniomycetes.

Устилагиномикотин

Ustilaginomycotina – бұрынғы қарақұмыр саңырауқұлақтарының көпшілігі (бірақ барлығы емес) және Exobasidiales тәртібіне жатады. Ustilaginomycotina кластары – экзобазидиомицеттер, энторризомицеттер және устилагиномицеттер.

Үлгілік өмір сүру циклі

Жануарлар мен өсімдіктердің тез танылатын аталық және аналық түрлерінен айырмашылығы, Базидиомикоталар (Pucciniales реңін қоспағанда) өзара айқындалмайтын, үйлесімді гаплоидтарға бейім, олар әдетте жіп тәрізді гифалардан тұратын мицелия болып табылады. Базидиомикоталардың гаплоидты мицелиясы плазмогамия арқылы бірігіп, үйлесімді ядролар бір-бірінің мицелиясына көшіп, резидентті ядролармен жұптасады. Кариогамия кейінгіге қалдырылады, сондықтан үйлесімді ядролар жұп күйінде қалады, олар дикарион деп аталады. Гифалар дикариоттық деп аталады. Керісінше, гаплоидты мицелиялар монокариондар деп аталады. Дикариоттық мицелия жеке монокариоттық мицелиядан күштірек болып, өсетін субстратты иеленеді. Дикариондар жылдар, ондаған жылдар немесе ғасырлар бойы тіршілік ете алады. Монокариондарда аталық немесе аналық белгілері жоқ. Олардың екіполярлы (бірфакторлық) немесе төртполярлы (екіфакторлық) жұптасу жүйесі бар. Нәтижесінде, мейоз кезінде пайда болатын гаплоидты базидиоспоралар мен монокариондардың ядролары өздерінің бауырлас базидиоспораларының 50% (екіполярлы болған жағдайда) немесе 25% (төртполярлы болған жағдайда) үйлесімді болады, себебі олардың үйлесімді болуы үшін жұптасу гендері әртүрлі болуы керек. Дегенмен, кейде белгілі бір локусқа қатысты екінен астам аллельдер болуы мүмкін, және мұндай түрлерде, ерекшеліктеріне байланысты, 90% -дан астам монокариондар бір-бірімен үйлесімді болуы мүмкін. Көптеген Базидиомикоталарда дикариоттық статусты сақтау, синхронды митоздық ядролық бөліністерден кейін үйлесімді ядролардың жұптарын үйлестіруге және қалпына келтіруге көмектесетін қыстырғыш байланыстардың қалыптасуымен жеңілдетіледі. Әртүрлілік жиі және көп. Типтік Базидиомикотаның өмірлік циклінде ұзақ сақталатын дикариондар кезең-кезеңмен (маусымдық немесе эпизодтық) базидияларды, әдетте, клуб тәрізді арнайы жасушаларды шығарады, онда үйлесімді ядролардың жұбы бірігіп (кариогамия) диплоидты жасушаны құрайды. Одан кейін мейоз жүреді, нәтижесінде 4 гаплоидты ядро пайда болады, олар 4 сыртқы, әдетте апикальды базидиоспораларға көшеді. Дегенмен, өзгерістер болады. Базидиоспоралар көбінесе баллистикалық болып келеді, сондықтан оларды кейде баллистоспоралар деп те атайды. Көптеген түрлерде базидиоспоралар таралып, олардың әрқайсысы өмірлік циклды жалғастыра отырып, жаңа гаплоидты мицелияны құрай алады. Базидиялар микроскопиялық, бірақ олар көбінесе базидиокарп немесе базидиома, немесе жеміс денелері деп аталатын көпжасушалы ірі жеміс денелерінде немесе олардың ішінде пайда болады, оларды әртүрлі саңырауқұлақтар, пуфболдар және т.б. деп атайды. Баллистикалық базидиоспоралар базидиялардағы конус тәрізді проекциялар болып табылатын стеригмаларда қалыптасады және әдетте бұқа мүйіздері сияқты иілген болады. Кейбір Базидиомикоталарда споралар баллистикалық емес, ал стеригмалары тік, қысқартылған немесе жоқ болуы мүмкін. Бұл баллистоспоралық емес базидиялардың базидиоспоралары бүршіктеп немесе базидиялардың еріуі немесе ыдырауы арқылы босатылуы мүмкін. Қорытындылай айтқанда, мейоз диплоидты базидиумда жүреді. Төрт гаплоидты ядроның әрқайсысы өзінің базидиоспорасына көшеді. Базидиоспоралар баллистикалық түрде шығарылады және монокариондар деп аталатын жаңа гаплоидты мицелияларды құрайды. Аталық немесе аналық белгілері жоқ, керісінше, үйлесімділіктің көптеген факторлары бар үйлесімді таллилер бар. Үйлесімді жеке тұлғалардың арасындағы плазмогамия кейінгі кариогамияға алып келеді, нәтижесінде дикарион пайда болады. Дикарион ұзақ өмір сүреді, бірақ ақырында жеміс денелері бар жеміс денелерін немесе жеміс денелері жоқ базидияларды құрайды. Базидиумдағы жұптасқан дикариондар бірігіп (яғни, кариогамия жүреді). Диплоидты базидиум циклді қайтадан бастайды.

Мейоз

Копринопсис цинерея – басдиомицет саңырауқұлағы. Ол мейозды зерттеуге ерекше қолайлы, себебі мейоз саңырауқұлақ қақпағындағы шамамен 10 миллион жасушада синхронды түрде жүреді, ал мейоздық профаза кезеңі созылады. Бернс және авторлар тобы 15 сағатқа созылатын мейотикалық процеске қатысты гендердің экспрессиясын зерттеді және C. cinerea гендерінің экспрессия үлгісінің басқа екі саңырауқұлақ түріне – Saccharomyces cerevisiae және Schizosaccharomyces pombe ашытқыларына ұқсас екенін тапты. Бұл экспрессия үлгілеріндегі ұқсастық мейоздың негізгі экспрессия бағдарламасы осы түрлердің эволюциялық айырылғаннан бері жарты миллиард жылдан астам уақыт бойы сақталғанына алып келді.

Өмір циклінің өзгеруі

Көптеген нұсқалар кездеседі: кейбір нұсқалар өзіндік үйлесімді және жеке үйлесімді таллостың қатысуынсыз дикарионды спонтанды түрде қалыптастырады. Мұндай саңырауқұлақтар гомотальды деп аталады, ал қалыпты гетеротальды түрлер жұптасу түрлерімен ерекшеленеді. Басқалары екіншілік гомотальды, яғни мейоз кезінде екі үйлесімді ядро әр базидиоспораға көшеді, содан кейін ол бұрыннан бар дикарион ретінде таралады. Көбінесе мұндай түрлер бір базидиумда тек екі спораны құрайды, бірақ бұл да өзгеріп отырады. Мейоз бен кейін базидиумда митоздық бөлінулер жүруі мүмкін. Ядролардың дегенерациясы, жұптасуы немесе көшіп кетпеуі арқасында базидиоспоралардың саны көптеген болуы мүмкін, тіпті тақ сандар да кездеседі. Мысалы, Craterellus туысына жататын қызылшаң саңырауқұлақтың (chanterelle) базидиялары көбінесе алты споралы болады, ал кейбір Sistotrema corticioid түрлерінде екі, төрт, алты немесе сегіз споралы базидиялар кездеседі, ал өсірілген түймешік саңырауқұлағы (Agaricus bisporus) кейбір жағдайларда бір, екі, үш немесе төрт споралы базидияларға ие болуы мүмкін. Кейде, кейбір таксондардың монокариондары дикарион қалыптасуы, диплоидты ядролар мен мейоз болмаған жағдайда морфологиялық тұрғыдан толық қалыптасқан базидиомалар мен анатомиялық дұрыс базидиялар және баллистикалық базидиоспораларды құрай алады. Аз ғана таксондарда кеңейтілген диплоидты өмірлік циклдер кездеседі, бірақ олар көптеген түрлердің арасында таралған. Мысалы, Physalacriaceae тұқымдасына жататын Armillaria және Xerula туыстас саңырауқұлақтарында осыған ұқсас жағдайлар кездеседі. Кейде базидиоспоралар қалыптаспайды және "базидиялардың" бөліктері таратушы агенттер ретінде әрекет етеді, мысалы, ерекше микопаразиттік желелі саңырауқұлақ (Tetragoniomyces) немесе бүкіл "базидиум" "спора" ретінде әрекет етеді, мысалы, кейбір жалған пуфболдарда (Scleroderma). Адамға патогенді Cryptococcus туысында мейоз кезіндегі төрт ядро базидиумда қалады, бірақ олар үздіксіз митоздық бөлінуге ұшырайды, әр ядро синхронды түрде бейбаллистикалық базидиоспораларды қалыптастырады, содан кейін төменнен қалыптасқан басқа жиынтық оларды жоғары итеріп, құрғақ "базидиоспоралардың" төрт қатарлы тізбегін құрайды. Басқа да өзгерістер кездеседі: кейбіреулері белгілі бір тәртіптерде стандартты өмірлік циклдер ретінде (олардың өзінде де өзгерістердің көптеген түрлері бар).

Қатты тотығу

Орам (Pucciniales, бұрын Uredinales деп аталған) ең күрделі жағдайында, екі туыс емес отбасыға жататын екі түрлі қожайын өсімдігінде споралардың бес түрін өндіреді. Мұндай орамдар гетероэцийлі (екі қожайын қажет) және макроциклді (бес спора түрін өндіретін) болып табылады. Бидай сабағының қарауыты осыған мысал. Конвенция бойынша, сатылар мен споралық күйлер рим цифрларымен нөмірленеді. Әдетте, базидиоспоралар бірінші қожайынды жұқтырады, ол баламалы немесе жыныстық қожайын деп те аталады, ал мицелий пикнидия құрайды – бұл қожайын тініне (мысалы, жапыраққа) енген, миниатюралық, құты тәрізді, қуыс, субмикроскопиялық денелер. "0" нөмірленген бұл сатыда бір жасушалы споралар пайда болады, олар тәтті сұйықтық түзеді және жылжымайтын спермация ретінде, сондай-ақ қабылдағыш гифтер ретінде әрекет етеді. Жәндіктер және, мүмкін, жаңбыр сияқты басқа да таратушылар спермацияны спермагониядан спермагонияға тасымалдап, жұптасу түрлерін араластырады. Таломда еркек немесе әйелдік белгілер жоқ. Құрылысқаннан кейін дикариондар қалыптасады және екінші споралық саты пайда болады, ол "I" нөмірленген және aecia деп аталады, ол қожайын тініне енген кері шам тәрізді денелердегі құрғақ тізбектерде дикариоттық aeciospores құрайды. Бұл aeciospores екінші қожайынды жұқтырады, ол біріншілік немесе жыныссыз қожайын деп аталады (макроциклді орамдарда). Біріншілік қожайында "II" нөмірленген қайталанатын споралық саты қалыптасады, ол уредиоспоралар құрғақ ісіктерде урединия деп аталады. Уредиоспоралар дикариоттық және оларды өндірген қожайынды жұқтыра алады. Олар өсу маусымы бойы осы қожайынды қайталап жұқтырады. Маусым соңында төртінші спора түрі – телиоспора пайда болады. Ол қалың қабырғалы және қыстауға немесе басқа да қиын жағдайларды бастан кешіруге көмектеседі. Ол инфекция процесін жалғастырмайды, керісінше, белгілі бір кезеңге ұйықтайды, содан кейін базидияны ("IV" сатысы) құрайды, кейде промицелий деп те аталады. Pucciniales-та базидиялар цилиндр тәрізді және мейоз кезінде 3 бөлікке бөлінеді, әрбір 4 жасушада бір базидиоспора болады. Базидиоспоралар таралып, 1-ші қожайында инфекция процесін қайта бастайды. Автоэцийлі орамдар өмірлік циклін екі емес, бір қожайында аяқтайды, ал микроциклді орамдар бір немесе бірнеше сатыларды қысқартады.

Сматтар

Смуттардың өмірлік циклінің ерекше бөлігі – қалың қабырғалы, көбінесе қараңғы пигменттелген, әшекейлі телиоспора болып табылады. Ол суыққа төзімділік сияқты қатал жағдайларда сақталуға және құрғақ диаспоралар түрінде саңырауқұлақты таратуға көмектеседі. Телиоспоралар бастапқыда дикариотты болады, бірақ кариогамия арқылы диплоидқа айналады. Мейоз өрлеу кезінде жүзеге асады. Қысқа гифтан (базидиумға баламасы) тұратын промицелий пайда болады. Ustilago maydis сияқты кейбір смуттарда ядролар промицелийге көшіп, ол септалы болады (яғни, клеткалық қабырғалармен бөлінген жасушалық бөліктерге бөлінеді), ал кейде споридия деп аталатын конидиялар/базидиоспоралар сияқты гаплоидты ашытқылар әр жасушадан бүйірлеп өседі. Әртүрлі смуттарда ашытқы фазасы көбейе алады, немесе олар бірігіп, немесе өсімдік тіндерін жұқтырып, гифалық формаға өтуі мүмкін. Тilletia caries сияқты басқа смуттарда ұзын гаплоидты базидиоспоралар апикальды түрде қалыптасады, көбінесе орталықта бірігіп, H пішіндес диаспораларды құрайды, олар дикариотты болады. Содан кейін дикариотты конидиялар пайда болуы мүмкін. Ақырында, инфекциялық гифтар арқылы иесі жұғады. Телиоспоралар иесінің тінінде пайда болады. Бұл жалпы тақырыптардың көптеген вариациялары кездеседі. Ашытқы фазасы және инфекциялық гифалық күйі бар смуттар – диморфты Basidiomycota-ның мысалдары. Өсімдік паразиттерінде сапротрофтық фаза әдетте ашытқы, ал инфекциялық фаза гифалық болады. Алайда, жануарлар мен адам паразиттерінің мысалдары да бар, онда түрлер диморфты, бірақ жұқпалы күйде ашытқы тәрізді болады. Filobasidiella туысы гифада базидиялар құрайды, бірақ негізгі инфекциялық кезең көбінесе анаморфты ашытқы Cryptococcus атауымен белгілі, мысалы Cryptococcus neoformans және Cryptococcus gattii. Алма тұқымы пішіндес және боялған склеротимімен Dendrocollybia racemosa, склеротимімен және Tilachlidiopsis racemosa конидияларымен, ризоморфтары бар Armillaria, Nematoctonus нематодасын жұқтыратын күйі бар Hohenbuehelia, кофе жапырағының паразиті Mycena citricolor және оның Decapitatus flavidus gemmae деп аталатын таралымдарымен.