Ngành phụ NẤM ĐÃM (Basidiomycotina = Lớp Basidiomycetes)

Khuẩn ty bậc 1

Chúng phát triển từ sự nẩy mầm của một đãm bào tử, gồm những tế bào đơn nhân còn gọi là đồng nhân (homokaryon), tuy nhiên trong giai đoạn khuẩn ty đa nhân sau đó phân chia các vách ngăn ngang để thành tế bào đơn nhân; Đãm không bao giờ phát triển trên khuẩn ty bậc 1.

Khuẩn ty bậc 2 và nhân kép

Khuẩn ty bậc 2 gồm những tế bào nhân kép và phát triển bởi sự hợp nhân của 2 tế bào đơn nhân. Trong những loài dị tán, tế bào hợp nhân khi những khuẩn ty bậc 1 của những loài khác nhau nhưng ở trường hợp đồng tản (homothallic) thì sự hợp nhân xảy ra giữa hai khuẩn ty của hai khuẩn ty bậc 1. Quá trình phối hợp của khuẩn ty bậc 1 để thành khuẩn ty bậc 2 hay nhân kép gọi là nhân kép hoá (dikaryotization) hay nhị bội hoá (diploidization).

Quá trình nhân kép ở nấm Đãm (A - F), khuẩn ty thứ cấp tạo ra ĐÃM và BÀO TỬ ĐÃM (Sharma, 1998)

Nhân kép hoá trong ngành phụ Basidiomycotina có thể xảy ra từ sự hợp nhân của:

1. tế bào dinh dưỡng của hai khuẩn ty xuất phát từ khuẩn ty bậc 1 của hai dòng khác nhau (hình 5.1)
2. Hai đãm bào tử của hai dòng khác nhau
3. Một bào tử vách mỏng của dòng A và một tế bào của khuẩn ty bậc 1 của dòng B
4. Một bào tử đãm nẩy mầm và một tế bào đơn bội của một đãm
5. Hai tế bào đơn bội của một đãm
6. Hai đãm hình thành từ sự nẩy mầm của bào tử than (smut spore) của dòng A và dòng B

Tế bào nhân kép của khuẩn ty bậc hai phân chia để tạo ra những tế bào nhân kép từ sự phân cắt đồng thời của hai nhân; Đãm phát triển từ những tế bào nhân kép của khuẩn ty nhân kép.

Khuẩn ty bậc 3

Khuẩn ty bậc 2 của một số nấm Đãm tiến hoá sẽ tạo ra đãm nang (basidiocarps) gọi là khuẩn ty bậc 3.

Cấu trúc

Đãm là một bộ phận, cơ quan hay một tế bào nấm; mang một số bào tử đãm trên bề mặt của nó. Số bào tử đãm này được hình thành các buớc sau: hợp tế bào chất và hợp nhân (karyogamy) rồi giảm phân và số bào tử đãm là 4. Tuy nhiên, chi Dacrymyces và Calocera có mỗi đãm chỉ chứa 2 bào tử đãm. Theo Talbort (1954), mỗi đãm có thể chia làm 3 phần:

• TIỀN ĐÃM (Probasidium), nơi nhân sẽ phân chia
• TÂM ĐÃM (Metabasidium), nơi nhân sẽ giảm phân
• CUỐNG (Sterigma), phần trung gian giữa hai trên

Thông thường ĐÃM có dạng bầu dụng hay hình thận (hình 5.3)

Các loại ĐÃM (Sharma, 1998)

Các loại Đãm

Có hai loại đãm được các nhà khoa học công nhận, đó là:

• TOÀN ĐÃM (Holobasidium) : đãm không có vách, chỉ là một tế bào đơn độc
• VÁCH ĐÃM (Phrabmabasidium) là một đãm có nhiều tế bào kéo dài, không cá vách ngăn

Mỗi vách đãm chứa một 1 vị trí đầu tiên phân chia gọi là SINH ĐÃM (Hypobasidium) và sau này là NGOẠI ĐÃM (Epibasidium)

Phát triển của một TOÀN ĐÃM

Đãm hình thành và phát triển trong thể có một lớp bao bên ngoài gọi là BÀO TẦNG (Hymenium) (hình 5.4)

Một số tế bào của bào tầng phát triển thành một ĐÃM, thông thường tế bào sẽ tạo nên một mấu rồi kéo dài ra sau đó nhân tiếp hợp sẽ tiến hành giảm phân cho ra 4 nhân đơn bội và phát triển thành 4 đãm bào tử.

Sự phát triển của VÁCH ĐÃM

Rỉ và muội than (smut) chứa những vách đãm, một vách đãm trong than phát triển với sự nẩy mầm của một bào tử nhị bội có vách dầy, chung quanh có một lớp tế bào nhị bội của một khuẩn ty (nhị bội); Hai nhân trong một bào tử phối hợp thành một nhân hợp tử nhị bội. Bào tử nẩy mầm với một ống mầm hay một ngoại đãm (epibasidium). Trong giai đoạn này, vị trí hình thành đầu tiên của bào tử được gọi là NỘI ĐÃM (Hypobasidium); nhân nhị bội tiến hành giảm phân thành 4 nhân đơn bội

rồi di chuyển vào trong một ngoại đãm, sau đó phân đoạn thành 4 tế bào đơn bội, từ mỗi tế bào của ngọai đãm phát triển một cuống (sterigma) và tại đầu mỗi cuống sẽ phát triển một đãm bào tử.

Hình thái

Bào tử đãm có cấu trúc đơn bội nhưng có một số giống lại chứa đến 2 nhân và trọng họ Dacrymytaceae, bào tử đãm không có vách ngăn (Reil, 1974).

Bào tử đãm có hình cầu, bầu dục, chai.... với nhiều màu sắc khác nhau như vàng, xanh, tím, nâu, hay không màu và vách trơn láng. Số lượng bào tử đãm được tạo ra từ một quả thể rất lớn ví dụ như ở nấm Agaricus campertris có đến 1,8 tỉ bào tử đãm trong 2 ngày hay trung bình 40 triệu bào tử/giờ.

Phần góc đáy của một bào tử đãm gọi là TỂ (hilum)(hình 5.5), kế bên trên là PHỤ TỂ (hilar appendix). Theo Pegler và Young (1975) vách bào tử đãm gồm có 5 lớp: NGOẠI BÌ BÀO TỬ (ectosporium), NGOẠI KẾ BÌ BÀO TỬ (perisporium), TRUNG BÌ BÀO TỬ (exosporium), NỘI KẾ BÌ BÀO TỬ (episporium), và NỘI BÌ BÀO TỬ (endosporium).

Lóp ngoài thì sần sùi, lớp giữa không màu và bào tử đãm non chỉ có 2 lớp: NGOẠI BÌ và NỘI BÌ đến khi trưởng thành thì phát triển 5 lớp.

Cơ chế phóng thích của bào tử đãm

Nhiều cơ chế được đề nghị nhưng nhiều nhà khoa học đồng ý cơ chế BONG BÓNG hay BỌT bắt nguồn từ phụ rốn. Theo Buller (1909, 1922), bong bóng ban đầu là dung dịch (hình 5.5) và tăng kích thuốc lần lần cho đến khi đãm bào tử đột ngột rời khỏi cọng nên còn gọi là BONG BÓNG BULLER.

Những nghiên cứu của Wells (1965) dưới kính hiển vi điện tử cho thấy bao bên ngoài giọt dung dịch đó là một lớp màng của cuống và chính những áp lực của cuống bao này sẽ làm bào tử đãm phóng thích thế nhưng theo Olive (1964) và Ingold và Dunn (1968) cho rằng những giọt này thay vì là dung dịch lại là khí CO2 và nhờ đó bung ra dể dàng mang theo các bào tử đãm, cơ chế này có tên PHÓNG THÍCH NỔ (explisive discharge). Theo van Niel và ctv (1972), giọt bong bóng này có thể là khí có thể là dung dịch và cả hai đều rất dể dàng giúp cho bào tử phóng thích ra ngoài.

Giống [Chi] Puccinia

* Puccinia graminis

Nấm này thuộc nấm ký sinh bắt buộc trên cây lương thực với hơn 700 loài. Nấm Puccinia graminis có chu kỳ sinh trưởng trên 2 ký chủ khác nhau (lúa mì và dâu [Berberis vulgaris]), chúng sẽ tạo ra vết gỉ sắt trên lá (hình 5.6) nhưng giai đoạn nhị bội của vòng đời nấm này trên lúa mì (hình 5.7).

Bào tử rỉ (urediniospore) là là một cấu trúc cuống phát triển thành thể hình bầu dục, cầu tròn, mỗi bào tử chứa 2 nhân và bao bằng một lớo vỏ dầy, từ 50.000 đến 60.000 bào tử trong đãm bào tử rỉ (uredinium). Các đãm bào tử rỉ được tìm thấy trên thân, lá lúa mì có màu rỉ đỏ, đen.

Từ một bào tử rỉ nẩy mầm và cho ta một bào tử đãm, mỗi bào tử đãm có cấu trúc nhỏ, đơn nhân đơn bội và chúng dể dàng bay vào trong không khí.

** Chu kỳ sinh trưởng của nấm Puccinia gramini

Puccinia graminis gây ra rỉ sắt trên là và thân lúa mì chỉ là ký chủ 1 và cây dâu tằm (Berberis vulgaris) là ký chủ 2. Chu kỳ sinh trưởng có 5 giai đoạn trong đó 3 giai đoạn ở trên lúa mì và 2 giai đoạn sau ở cây dâu tằm.

Ở trên lúa mì chỉ gồm khuẩn ty nhị bội, khuẩn ty phát triển trên lá và thân lúa mì sẽ tạo ra các bào tử đông (teliospore), có vách dày và láng thuờng có dạng gần tròn và phát tán trong không khí cũng như sống sót khá lâu. Khi bào tử động nẩy mầm cho ra các đãm bào tử xuất phát tử đoạn sinh đãm (hypobasidia) rồi tạo ra hình ống dài gọi là NGOẠI ĐÃM (epibasidia), nhân nhị bội di chuyển vào ngoại đãm rồi phân chia thành 4 nhân đơn bội trong đãm bào tử và phát tán trong không khí nhưng nó không thể nẩy mầm trên lúa mì và chỉ nẩy mầm trên cây dâu tằm vì trên lá của cây dâu có chất dinh dưỡng cần thiết cho bào tử đãm nẩy mầm và phát triển.

Ở trên cây dâu tằm, bào tử đãm tạo thành cái túi bào tử phấn (spermaforium).

Họ Ustilaginaceae

Giống [Chi] Ustilago

Giống này có hơn 400 loài ký sinh trên thực vật và hầu hết thuộc họ Graminae và Cyperaceae trong đó có nhiều cây lượng thực quan trọng; Triệu chứng thể hiện rất rỏ là chúng gây ra bệnh MUỘI THAN trên hột với những bào tử than trong một cái bọc có vỏ mỏng và khi gió thổi mạnh thì bọc vở ra phóng thích bào tử vào trong không khí (hình 5.8).

Lá và thân lúa mì nhiễm nấm Puccinia graminis với các đãm bào tử đông (A-C), một vài đãm bào tử đông (urediniospore) nẩy mầm với một ống mầm xuyên vào nhu mô lá luá mì (D - F)(Sharma, 1998)

Triệu chứng nhiểm bệnh muội than do Ustilago gây ra trên lúa mì (A - B), trên bắp (C), trên lúa kiều mạch [oat](D), trên lúa mạch (E), trên cỏ chỉ [Cynodon dactylon](F), trên mía đường (F)(Sharma, 1998)

Khuẩn ty phân nhánh, có vách ngăn ngang, có 2 loại khuẩn ty: khuẩn ty sơ cấp là những khuẩn ty hình thành từ sự nẩy mầm của đãm bào tử với những tế bào chỉ chứa một nhân đơn bội vì vậy khuẩn ty này còn gọi là khuẩn ty đơn bội (monokaryotic mycelium), chúng chuyển sng khuẩn ty thứ cấp hay là chết, khuẩn ty thứ cấp chứa nhân nhị bội và thường gặp ở ký chủ, khuẩn ty này còn gọi là khuẩn ty nhị bội (dikaryotic mycelium).

Quá trình chuyển từ khuẩn ty đơn bội sang khuẩn ty nhị bội còn gọi là hiện tương nhị bội hoá (diploidization = dikaryotization) trong đó 2 nhân của 2 dòng khác nhau trong tế bào đơn bội bắt cặp để thành tế bào nhị bội, quá trình này xảy ra dưới nhiều hình thức sau:

1. Phối hợp giữa 2 khuẩn ty sơ cấp của 2 dòng khác nhau (hình 5.9) như trường hợp Ustilago maydis
2. Phối hợp giữa 2 ống từ 2 đãm bào tử nẩy mầm như trường hợp U. anthearum
3. Phối hợp giữa 2 tế bào đơn bội
4. Phối hợp của một đãm bào tử của 1 dòng và 1 ống mầm từ 1 dòng khác như trường hợp U. hordei
5. Phối hợp 2 đãm bào tử từ túi đãm bào tử phấn như trường hợp U. nuda
6. Phối hợp giữa 1 đãm bào tử và 1 tế bào đãm bào tử từ dòng khác như trường hợp U. violacea

Những trường hợp nhị bội hoá của Ustilago như ở U. maydis [A], ở U. anthearum [B], ở U. hordei [C-D], ở U. nuda [E], ở U. violacea [F](Sharma, 1998)

** Sinh sản ở Ustilago maydis (gây bệnh than bắp)

Khuẩn ty nhị nhị bội ở trên bắp tiếp tục nẩy chồi trên trái bắp tạo thành các khối u (hình 5.10), khi các khuẩn ty thứ cấp phát triển các đãm bào tử đông hình thành với các dạng cầu, tròn vách dầy, hai nhân đơn bội hợp thành một nhân nhị bội sau đó các bào tử này nẩy mầm cho ra một ống dài gọi là TIỀN KHUẨN TY (promycelium), nhân nhị bội di chuyển vào trong tiền khuẩn ty và phân chia thành 4 nhân đơn bội, nhân của mổi tế bào tiền khuẩn ty phân chia thành 2 nhân con, một đi vào chồi bên cạnh và một vẩn còn ở lại tế bào chủ, chồi sẽ phát triển thành đãm bào tử, còn nhân trong tế bào chủ tiếp tục phân chia cho chồi thứ hai, thứ ba..... Đãm bào tử tròn, bầu dục, vỏ mỏng chứa một nhân đơn bội và khi nẩy mầm cho một khuẩn ty đơn bội.

Các than bào tử dể bị nước nóng làm hư, chỉ cần nước ấm 26^oC đến 30^oC trong 4 - 5 giờ hay 54^oC trong 10 phút sẽ làm các bào tử mất độ nẩy mầm (chết) vì vậy cần ngâm hột giống trong nước ấm, sạch để phòng ngừa các loại nấm này. Ngoài ra còn thể dùng biện pháp kỵ khí để các bào tử không thể hô háp và mất khả năng nẩy mầm.

Lớp Hyphomycetes

Đây là lớp lớn nhất trong ngành này, bào đãm phát triển tốt nhất. Đa số các loài trong lớp này là hoại sinh, một số rất ít là ký sinh. Bào tử đãm chính là bào tử banh (ballstopore)

Lớp này chia làm 2 lớp phụ sau:

1. Lớp phụ Holobasidiomycetidae
2. Lớp phụ Phegmabasidiomycetidae

Chu kỳ sinh trưởng của nấm Ustilago maydis (Sharma, 1998)

Lớp phụ Holobasidiomycetidae có 6 bộ trong đó bộ Agaricales là quan trọng nhất.

Giống [Chi] Agaricus campestus

Khuẩn ty sơ cấp là khuẩn ty ngắn, không vách ngăn, bào tử đãm đơn bội nẩy mầm cho ra những khuẩn ty nhiều nhân. Sự phối hợp 2 khuẩn ty sơ cấp của 2 dòng khác nhau để tạo ra khuẩn ty thứ cấp (hình 5.12), chúng phát triển thành NỤ (knots) với những khuẩn ty dạng rễ (rhizomorph) bên dưới và từ đây chúng phát triển thành quả thể . Khuẩn ty thứ cấp bậc 1 có thể thành khuẩn ty thứ cấp bậc 2 và tiềm sinh trong đất rất lâu.

* Sinh sản vô tính: rất hiếm