Кіріспе
Claviceps тұқымдасының саңырауқұлақтары тобы
Ergot ('/ɜr//g//ə//t/ URgət) немесе ергота саңырауқұлақтары Claviceps тұқымдасының саңырауқұлақтары тобына жатады. Бұл топтың ең белгілі өкілі – Claviceps purpurea ("қарақұмыр ергота саңырауқұлағы"). Бұл саңырауқұлақ қарақұмыр және оған жақын өсімдіктерде өседі, ал оның жеміс денесімен (ерготиум склеротиі деп аталады) ластанған астық тұтынған адамдар мен басқа сүтқоректілерде ерготизмге шақыратын алкалоидтарды өндіреді. Claviceps тұқымдасына 50-ге жуық белгілі түрлер кіреді, олардың көпшілігі тропиктік аймақтарда таралған. Экономикалық маңызы бар түрлерге C. purpurea (шөптер мен дәнді дақылдарға паразиттік), C. fusiformis (мұртты қарақұмыр, бұзау шөп), C. paspali (даллис шөптерінде), C. africana (соргода) және C. lutea (паспалумда) жатады. C. purpurea көбінесе өзгеріске ұшырайтын түрлерге, атап айтқанда қарақұмырға (оның ең көп таралған қожайыны), сондай-ақ тритикаль, бидай және арпаға әсер етеді. Сұлыға тек сирек әсер етеді. C. purpurea кем дегенде үш тұқымдық топқа немесе сортқа ие, олардың арасындағы айырмашылықтар қожайынға қатысты ерекшеліктерінде:
G1 – ашық шалғындар мен далалық жер шөптері;
G2 – ылғалды, орман және таулы жерлердегі шөптер;
G3 (C. purpurea var. spartinae) – тұзды батпақ шөптері (Spartina, Distichlis).
the fungi
Ergot ('/ɜr//g//ə//t/ URgət) or ergot fungi refers to a group of fungi of the genus Claviceps. The most prominent member of this group is Claviceps purpurea ("rye ergot fungus"). This fungus grows on rye and related plants, and produces alkaloids that can cause ergotism in humans and other mammals who consume grains contaminated with its fruiting structure (called ergot sclerotium). Claviceps includes about 50 known species, mostly in the tropical regions. Economically significant species include C. purpurea (parasitic on grasses and cereals), C. fusiformis (on pearl millet, buffel grass), C. paspali (on dallis grass), C. africana (on sorghum), and C. lutea (on paspalum). C. purpurea most commonly affects outcrossing species such as rye (its most common host), as well as triticale, wheat, and barley. It affects oats only rarely. C. purpurea has at least three races or varieties, which differ in their host specificity:
G1 — land grasses of open meadows and fields;
G2 — grasses from moist, forest, and mountain habitats;
G3 (C. purpurea var. spartinae) — salt marsh grasses (Spartina, Distichlis).
Өмірлік цикл
Склеротий деп аталатын ергота ядросы, Claviceps туысына жататын саңырауқұлақтың спорасы гүлдейтін шөптің немесе дәнді дақылдардың гүлін жұқтырғанда пайда болады. Жұқпа процесі ұрықтандыру кезінде жұмыртқалыққа өсетін тозаң түйіршігін еліктейді. Жұқпаның пайда болуы үшін саңырауқұлақ спорасының аналық гүлдің тостағаншасына (стигмаға) қол жеткізуі қажет; сондықтан Claviceps жұқтырған өсімдіктер көбінесе ашық гүлді, өзара тозаңданатын түрлерге жатады, мысалы, қара бидай (Secale cereale) және суық бидай (Lolium туысы). Көбейіп жатқан саңырауқұлақ мицелийі өсімдіктің жұмыртқалық жасушасын жояды және бастапқыда тұқымның қоректенуіне арналған тамырлық шоғырмен байланысады. Ергота жұқпасының алғашқы кезеңі ақ түсті жұмсақ тіндер (сфацелия) түрінде көрінеді, ол қантты балшық бөліп шығарады, ол көбінесе жұқтырған шөп гүлдерінен тамшылайды. Бұл балшықта миллиондаған жыныссыз споралар (конидиялар) бар. Кейіннен сфацелиялар гүлдің қабығының ішінде қатты, құрғақ склеротийге айналады. Осы кезеңде склероцийде алкалоидтар мен липидтер жиналады. Тропикалық және субтропикалық аймақтардағы Claviceps түрлері балшықта макро- және микроконидияларды шығарады. Макроконидиялар түрлер арасында пішіні мен мөлшері бойынша ерекшеленеді, ал микроконидиялар көбінесе біркелкі, сопақтан шар тәрізді (5×3 мкм) болады. Макроконидиялар екіншілік конидияларды өндіре алады. Макроконидиумнан балшықтың беті арқылы түйіршік тәрізді өскір шығады және бастапқы макроконидиумның құрамы көшіп бара жатқан сопақтан алмұрт пішіндес екіншілік конидия пайда болады. Екіншілік конидиялар балшық тамшыларының бетінде ақ, қырау тәрізді қабатты құрайды және жел арқылы таралады. Claviceps purpurea, Claviceps grohii, Claviceps nigricans және Claviceps zizaniae – солтүстік аймақтарда кездесетін түрлерде мұндай процесс байқалмайды. Піскен склеротий жерге түскен кезде саңырауқұлақ қолайлы жағдайлар (мысалы, көктемнің басталуы немесе жаңбырлы кезең) жеміс беру фазасын бастағанша ұйықтап қалады. Ол біреу немесе бірнеше жеміс денелерін, түрлі түстес бас және сабақтарымен (кішкентай саңырауқұлаққа ұқсайтын) қалыптастырады. Басында жіп тәрізді жыныстық споралар пайда болады, олар қолайлы шөптер гүлдеген кезде бірдей шығарылады. Ергота жұқпасы астықтың және шөптің өнімділігі мен сапасын төмендетеді, ал мал жұқтырған астықты немесе шөпті жесе, ерготизм деп аталатын ауруға шалдығуы мүмкін. C. purpurea-ның қара және ірі склероциялары жақсы белгілі. Дегенмен, тропикалық ерготталардың көптеген түрлері қоңыр немесе сұр түсті склероцияға ие, ол тұқымның пішініне ұқсайды. Осы себепті жұқпа көбінесе назардан тыс қалады. Көбелектер мен шыбықтар сияқты жәндіктер Claviceps түрлерінің конидияларын таратады, бірақ жәндіктердің саңырауқұлақты жұқтырған өсімдіктерден сау өсімдіктерге таратуда қандай рөл атқаратыны белгісіз.
Тарих
Эрготизм – микотоксикоздың, яғни улы саңырауқұлақтардың шақыруымен туындайтын уыттанудың ең алғаш рет тіркелген мысалы. Эрготизм туралы алғашқы деректер б.з.д. 600 жылға дейін барады, ассириялық тақташада ол "астық дәніндегі зиянды іріңдік" деп сипатталған. Б.з.д. 350 жылы парсылар "жүкті әйелдердің жатырын түсіріп, босанғанда қайтыс болатын зиянды шөптер" туралы айтқан. Англия ерготизмнен зардап шеккен тарихи аймақтардың арасында көзге түспейді, себебі оның негізгі тағамдық өнімі – эргота саңырауқұлағына төзімді бидай болған. 994 жылы Францияның Аквитания, Лимузин, Перигорд және Ангумуа аймақтарында ерготизмге байланысты болуы мүмкін үлкен эпидемия болды, нәтижесінде 40 000 адам қаза тапты.
Claviceps purpurea (қақпақ қызылшасы)
Адамзат Claviceps purpurea туралы көптен бері біледі, ал оның пайда болуы аса суық қыстардан кейін жаңбырлы жазға байланысты. С. purpurea-ның қара бидай және басқа да дәнді дақылдардың басында көзге түсетін склеротикалық сатысы – ергота деп аталады. Өсу үшін ең қолайлы температура 18–30 °C аралығында. 37 °C-тан жоғары температура конидиялардың жылдам өніп шығуына себеп болады. Күн сәулесі мицелийге түстік әсер етеді, нәтижесінде оның түсі күшті болады. Дәнді шие және көктеп шыққан қара бидай саңырауқұлақты зертханада өсіру үшін қолайлы орта болып табылады.
Ағзаның жапырағы
Claviceps africana соргоны қамқырлайды. Сорго мен перлі қарақұмық өсірушілер гибридтік технологияны қабылдағаннан кейін ерго проблемаға айналды, бұл өсімдіктердің сезімталдығын арттырды. C. africana 1903-1906 жылдары Батыс Африканың Солтүстік Камерун аймағында ашаршылыққа себеп болған ергота ауруын тудырды, сондай-ақ Шығыс және Оңтүстік Африкада, әсіресе Зимбабве мен Оңтүстік Африкада кездеседі. Еркек тозаңсыз сорголар (сонымен қатар А линиялары деп аталады) инфекцияға ерекше сезімтал, бұл алғаш рет 1960 жылдары анықталды және тұқым өнімінің айтарлықтай жоғалуына әкелді. Инфекция гүлдеуге екі-үш апта бұрын 12°C төмен суық түндермен байланысты. Claviceps africana Frederickson, Mantle және De Milliano тудырған сорго ергосы барлық сорго өсірілетін аймақтарда кең таралған. Бұл түр бұрын Африка мен Азияға ғана тән болса, 90 жылдан астам уақыт бұрын алғаш рет тіркелгеннен кейін, ол тез таралып, 1990 жылдардың ортасына қарай Бразилия, Оңтүстік Африка және Австралияға жетті. 1997 жылға қарай, ауру Оңтүстік Американың көптеген елдеріне және Кариб аймағына, соның ішінде Мексикаға тарады, ал 1997 жылы АҚШ-тың Техас штатына жетті.