Microbiologia 6ª Aula - Fungos
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1
Artur Alves – CESAM & Departamento de Biologia – Universidade de Aveiro
Os Fungos
MICOLOGIA
estudo dos fungos
do grego “mykes" que quer dizer fungo e "logos" estudo
2
O que é um fungo?
• Eucariotas
• Na maioria multicelulares
• Crescimento filamentoso (hifas)
• Paredes celulares com quitina e vários polissacarídeos
complexos
• Ergosterol na membrana plasmática, em vez de colesterol
• Heterotróficos
• Digerem o alimento segregando enzimas extracelulares e
absorvendo os nutrientes
• Reprodução assexuada, sexuada ou ambas produzindo esporos
Leveduras
(uma forma de crescimento)
3
Bolores ou fungos filamentosos
(uma forma de crescimento)
Alguns exibem
dimorfismo!
Líquenes
(uma outra forma de crescimento)
Associação mutualista entre uma alga (ou
uma cianobactéria) e um fungo
4
Hifas
• Filamentos cilíndricos, ramificados compostos de uma parede celular tubular preenchida com citoplasma e organelos.
• Podem ser cenocíticas ou septadas e crescem por extensão apical
• A maioria das hifas fúngicas têm entre 2-10 µm de diâmetro
• Ao conjunto das hifas dá-se o nome de micélio
5
Composição da parede celular fúngica
• Microfibrilhas de quitina [polímero ß(1-4)- de N-acetilglucosamina]
– quitosano em Zygomycota [polímero ß(1-4)-de glucosamina]
• ß glucanas
• Manoproteínas
• Glicoproteínas – à superfície da parede
• Melaninas – pigmentos castanho escuro ou pretos (conferem resistência à lise por enzimas, resistência mecânica, protegem da radiação UV, etc.)
• Membrana plasmática – semi-permeável
6
• saprofíticos
– obtêm nutrientes de matéria orgânica morta
– segregam enzimas hidrolíticas
• simbiontes (parasitas, comensais, mutualistas)
• patogénicos, endofíticos
• quimiorganoheterotróficos
• glicogénio é o principal polissacarídeo de armazenamento
• na maioria são aeróbios
– alguns são anaeróbios facultativos
– fungos anaeróbios obrigatórios são encontrados no rúmen de alguns animais
Nutrição e metabolismo
7
Reprodução
• Reprodução sexuada
– Esporos com núcleos resultantes de meiose
• Homotálicos
• Heterotálicos
• Pseudohomotálicos
• Sistema de “mating”– MAT loci– 1 até centenas de “sexos”
• Reprodução assexuada
– Esporos com núcleos resultantes de mitose
Reprodução
• Anamorfo = estágio assexual – Mitosporo = esporo formado via reprodução
assexuada (mitose), normalmente chamado conídio ou esporangiosporo (dependendo do grupo de fungos)
• Teleomorfo = estágio sexual– Meiosporo = esporo formado via reprodução
sexuada (meiose). Tipo de esporo varia com o Filo.
8
Conceito de holomorfo
• Os fungos podem reproduzir-se assexuada e/ou sexuadamente
• A reprodução assexuada e sexuada podem estar separadas no espaço e no tempo
• O holomorfo é “todo o fungo” – incluindo ambos os estágios sexuado e assexuado.
Importância dos fungos
• Metabolitos primários
• Enzimas
• Metabolitos secundários
• Biotecnologia
- álcoois- ácidos orgânicos- vitaminas- …
- antibióticos- antifúngicos- antitumorais- imunossupressores- micotoxinas- pigmentos- …
9
Importância dos fungos
Beadle e Tatum
• Usando a espécie
Neurospora crassa
desenvolveram o conceito
clássico de “um gene, uma
proteína”
• Receberam o prémio Nobel
em 1945
Organismos modelo em Genética
10
Onde podemos encontrar fungos?
Fungos - diversidade
11
Fungos - diversidade
• cerca de 100 000 sps conhecidas e 1700 descritas anualmente
• nº total de espécies estimado em 1,5 milhões !!!
Quantas espécies existem ???
12
FUNGI – MYCOTA - EUMYCOTA
verdadeiros fungos ou Fungi
“fungos”
Fungi
Oomicetos
Dictyostelídios
etc
Fungos NÃO são plantas !!!
13
� Deuteromycota (Fungos imperfeitos)
� Ascomycota
� Basidiomycota
� Glomeromycota
� Zygomycota
� Chytridiomycota
Grupo mais importante com cerca de 60 000 sps
Fungos - classificação
BasidiomycotaBasidiomycotaBasidiomycotaBasidiomycota
AscomycotaAscomycotaAscomycotaAscomycota
GlomeromycotaGlomeromycotaGlomeromycotaGlomeromycota
ChytridiomycotaChytridiomycotaChytridiomycotaChytridiomycota
ZygomycotaZygomycotaZygomycotaZygomycota
Grupos possivelmente não monofiléticos ???
14
Características gerais dos diferentes Phyla do Reino Fungi
Chytridiomycota:
• unicelulares ou miceliais (cenocíticos)
• zoósporos com um flagelo posterior
• aquáticos e terrestres
• não produzem esporocarpo
Chytridium Allomyces
Zygomycota:
• micélio geralmente cenocítico
• produção de zigosporângios e zigósporos
• não produzem esporocarpo
Pilobolus Rhizopus Mucor
zigosporângio
Características gerais dos diferentes Phyla do Reino Fungi
15
Ciclo de vida de um zigomiceto
Glomeromycota:
• anteriormente parte de Zygomycota
• micélio cenocítico
• sem reprodução sexual
• micorrizas arbusculares
• não produzem esporocarpo
Glomus Micorriza arbuscular
Características gerais dos diferentes Phyla do Reino Fungi
16
Basidiomycota:
• micélio septado
• septos complexos
• micélio haplóide dicariótico
• produção de exósporos (basidiósporos) num basídio
• produção de esporocarpos complexos Agaricus
MycenaBoletus Geastrum
Características gerais dos diferentes Phyla do Reino Fungi
Ciclo de vida de um basidiomiceto
17
Ascomycota:
• micélio septado
• septos simples
• micélio haplóide monocariótico produção de endósporos (ascósporos) num asco
• produção de esporocarpos complexos
• reprodução assexuada frequentemente dominante
BotryosphaeriaCucurbitariaMorchella Neurospora Cryphonectria
Características gerais dos diferentes Phyla do Reino Fungi
Ciclo de vida de um ascomiceto
18
Deuteromycota:
• não é um grupo natural (filogenético)
• criado exclusivamente por razões práticas
• inclui todos aqueles fungos que se reproduzem apenas de forma assexuada ou para os quais não foi descoberta ainda a forma sexuada
• a grande maioria pertence ao Phylum Ascomycota e alguns ao PhylumBasidiomycota
Aspergillus Alternaria Penicillium Fusicoccum
Fungos - identificação
Amostra
cultura
isolamento
IDENTIFICAÇÃO
isolamento
19
Caracteres macromorfológicos
• Micélio: cor
textura
morfologia da colónia …
20
Caracteres micromorfológicos
• esporos: cor, forma, comprimento, largura
• parede: espessa, fina, lisa, rugosa
• estrias e septos
• etc
Conídios – esporos assexuados
21
Vários tipos de
conídios,
conídioforos e
conidioma
• Hifomicetos - hifas
• Coelomicetos - acérvulo e
pícnidio
Anamorfos de Ascomicetos
Ascosporos – esporos sexuados
22
Teleomorfos de Ascomicetos
Ascoma:
cleistotécio
apotécio
peritécio
pseudotécio
Ascos:
ascoforo
prototunicado
unitunicado operculado
unitunicado inoperculado
bitunicado
Caracteres fisiológicos
• Temperaturas cardinais
• Taxas de crescimento
• Produção de pigmentos
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Caracteres bioquímicos
• Utilização de compostos de carbono, azoto…
����
����
leveduras
fungos filamentosos
PCR fingerprinting
Sequenciação de DNA
PCR-RFLP
Caracteres moleculares
24
Os RNAs ribossomais
• Universalidade de distribuição
• Conservação de função e estrutura geral
• Existência de regiões com diferentes taxas de evolução de
sequências (cronómetros moleculares de diferentes passos)
• Ausência de fenómenos de transferência lateral entre
organismos contemporâneos
• Facilidade de extracção e sequenciação
??
Sequenciação de rDNA
17171717----18S18S18S18S 5,8S5,8S5,8S5,8S 25252525----28S28S28S28S 5S5S5S5S
ITS1ITS1ITS1ITS1 ITS2ITS2ITS2ITS2 IGSIGSIGSIGS
ITS totalITS totalITS totalITS total
Amplificação por PCR
> Família> Género
Espécie/Género/OrdemEspécie/Género
Sub-espécie/EspécieEstirpe
Nível Taxonómico5S
5,8S18S28SITSIGS
Região
Sequenciação
25
Genes que codificam proteínas
EF1α – factor de alongamento 1 alfa
TUB – β-tubulina
ACT – actina
RPB2 – RNA polimerase subunidade 2
Cyt C – citocromo oxidase (mitocondrial)
…
Vários outros
Diplodia sp. AJ292761
Sphaeropsis sapinea AF243409
Sphaeropsis sapinea AF027756
B. obtusa CAP148
B. obtusa AF243408
B. obtusa AF027759
B. obtusa JL414
B. obtusa JL379
B. obtusa CAP063
D. alni CBS 200.49
Diplodia sp. AJ292761
Sphaeropsis sapinea AF243409
Sphaeropsis sapinea AF027756
B. obtusa CAP148
B. obtusa AF243408
B. obtusa AF027759
B. obtusa JL414
B. obtusa JL379
B. obtusa CAP063
D. alni CBS 200.49
B stevensii CBS230.30
B. stevensii CAP062
B. stevensii AF243406
B stevensii CBS230.30
B. stevensii CAP062
B. stevensii AF243406
85
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100
71
100
89
81100
91
79
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10
Guignardia bidwellii AF216533
Mycosphaerella africana AF283690B. rhodina CBS339.90
B. rhodina CBS124.13
L. heobromae CAA006
B. rhodina AF027762
B. rhodina AF027761
B. mamane AF246929
B. corticis AF243397
B. dothidea CBS110731
B. dothidea AF027747
B.dothidea AF027749
B. dothidea CAP127
B. dothidea CAP125
Fusicoccum sp. JL339
Fusicoccum sp. FE 2
B. dothidea CBS110302
B. populi CAP086
Fusicoccum sp. FA 1
B. ribis AY236936
B. ribis AF027743
B dothidea JL352
Fusicoccum sp. JL387
B. parva AF243395
B. parva CBS110301
B. protearum AF452530
B. protearum AF452531
B. protearum AF452534
Fusicoccum luteum AF243396
B. lutea CBS110299
B. australis AF452548
B. australis AF293480
B. eucalyptorum AF283686
B. eucalyptorum AF283687
D. sarmentorum CAP 145
D. sarmentorum DA 1
D. sarmentorum JL 209
D. sarmentorum JL 361
D. sarmentorum DE 27
D. sarmentorum CAP 147
D. sarmentorum CBS 120.41
D. sarmentorum IMI 63581
D. pruni CBS 165.33
B. tsugae AF243405
B. corticola DOA 1
B. corticola CBS110272
B. corticola CBS678.88
Sphaeropsis sapinea AF243402
B. stevensii AF243403
B. rhodina
B. mamane
B. corticis
B. dothidea
B. ribis
B. parva
B. protearum
B. lutea
B. australis
B. eucalyptorum
D. sarmentorum
B. tsugae
B. corticola
B. stevensii
B. stevensii
D. pinea
B. obtusa
85
83
100
60
100
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81
94
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98
96
100
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100
100
71
100
89
81100
91
79
81
10
Guignardia bidwellii AF216533
Mycosphaerella africana AF283690B. rhodina CBS339.90
B. rhodina CBS124.13
L. heobromae CAA006
B. rhodina AF027762
B. rhodina AF027761
B. mamane AF246929
B. corticis AF243397
B. dothidea CBS110731
B. dothidea AF027747
B.dothidea AF027749
B. dothidea CAP127
B. dothidea CAP125
Fusicoccum sp. JL339
Fusicoccum sp. FE 2
B. dothidea CBS110302
B. populi CAP086
Fusicoccum sp. FA 1
B. ribis AY236936
B. ribis AF027743
B dothidea JL352
Fusicoccum sp. JL387
B. parva AF243395
B. parva CBS110301
B. protearum AF452530
B. protearum AF452531
B. protearum AF452534
Fusicoccum luteum AF243396
B. lutea CBS110299
B. australis AF452548
B. australis AF293480
B. eucalyptorum AF283686
B. eucalyptorum AF283687
D. sarmentorum CAP 145
D. sarmentorum DA 1
D. sarmentorum JL 209
D. sarmentorum JL 361
D. sarmentorum DE 27
D. sarmentorum CAP 147
D. sarmentorum CBS 120.41
D. sarmentorum IMI 63581
D. pruni CBS 165.33
B. tsugae AF243405
B. corticola DOA 1
B. corticola CBS110272
B. corticola CBS678.88
Sphaeropsis sapinea AF243402
B. stevensii AF243403
B. rhodina
B. mamane
B. corticis
B. dothidea
B. ribis
B. parva
B. protearum
B. lutea
B. australis
B. eucalyptorum
D. sarmentorum
B. tsugae
B. corticola
B. stevensii
B. stevensii
D. pinea
B. obtusa
10
Guignardia bidwellii AF216533
Mycosphaerella africana AF283690B. rhodina CBS339.90
B. rhodina CBS124.13
L. heobromae CAA006
B. rhodina AF027762
B. rhodina AF027761
B. mamane AF246929
B. corticis AF243397
B. dothidea CBS110731
B. dothidea AF027747
B.dothidea AF027749
B. dothidea CAP127
B. dothidea CAP125
Fusicoccum sp. JL339
Fusicoccum sp. FE 2
B. dothidea CBS110302
B. populi CAP086
Fusicoccum sp. FA 1
B. ribis AY236936
B. ribis AF027743
B dothidea JL352
Fusicoccum sp. JL387
B. parva AF243395
B. parva CBS110301
B. protearum AF452530
B. protearum AF452531
B. protearum AF452534
Fusicoccum luteum AF243396
B. lutea CBS110299
B. australis AF452548
B. australis AF293480
B. eucalyptorum AF283686
B. eucalyptorum AF283687
D. sarmentorum CAP 145
D. sarmentorum DA 1
D. sarmentorum JL 209
D. sarmentorum JL 361
D. sarmentorum DE 27
D. sarmentorum CAP 147
D. sarmentorum CBS 120.41
D. sarmentorum IMI 63581
D. pruni CBS 165.33
B. tsugae AF243405
B. corticola DOA 1
B. corticola CBS110272
B. corticola CBS678.88
Sphaeropsis sapinea AF243402
B. stevensii AF243403
10
Guignardia bidwellii AF216533
Mycosphaerella africana AF283690B. rhodina CBS339.90
B. rhodina CBS124.13
L. heobromae CAA006
B. rhodina AF027762
B. rhodina AF027761
B. mamane AF246929
B. corticis AF243397
B. dothidea CBS110731
B. dothidea AF027747
B.dothidea AF027749
B. dothidea CAP127
B. dothidea CAP125
Fusicoccum sp. JL339
Fusicoccum sp. FE 2
B. dothidea CBS110302
B. populi CAP086
Fusicoccum sp. FA 1
B. ribis AY236936
B. ribis AF027743
B dothidea JL352
Fusicoccum sp. JL387
B. parva AF243395
B. parva CBS110301
B. protearum AF452530
B. protearum AF452531
B. protearum AF452534
Fusicoccum luteum AF243396
B. lutea CBS110299
B. australis AF452548
B. australis AF293480
B. eucalyptorum AF283686
B. eucalyptorum AF283687
D. sarmentorum CAP 145
D. sarmentorum DA 1
D. sarmentorum JL 209
D. sarmentorum JL 361
D. sarmentorum DE 27
D. sarmentorum CAP 147
D. sarmentorum CBS 120.41
D. sarmentorum IMI 63581
D. pruni CBS 165.33
B. tsugae AF243405
B. corticola DOA 1
B. corticola CBS110272
B. corticola CBS678.88
Sphaeropsis sapinea AF243402
B. stevensii AF243403
B. rhodina
B. mamane
B. corticis
B. dothidea
B. ribis
B. parva
B. protearum
B. lutea
B. australis
B. eucalyptorum
D. sarmentorum
B. tsugae
B. corticola
B. stevensii
B. stevensii
D. pinea
B. obtusa
Morfologia
vs
Análise molecular