Information

19.4: Rötter - Biologi

19.4: Rötter - Biologi


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Färdigheter att utveckla

  • Identifiera de två typerna av rotsystem
  • Beskriv de tre zonerna i rotspetsen och sammanfatta varje zons roll i rottillväxten
  • Beskriv rotens struktur
  • Lista och beskriv exempel på modifierade rötter

Fröplantornas rötter har tre huvudfunktioner: förankring av växten till jorden, absorption av vatten och mineraler och transport av dem uppåt och lagring av fotosyntesprodukter. Vissa rötter modifieras för att absorbera fukt och utbyta gaser. De flesta rötterna ligger under jorden. Vissa växter har dock även adventiva rötter, som kommer upp ovanför marken från skottet.

Typer av rotsystem

Rotsystem är huvudsakligen av två typer (Figur (PageIndex{1})). Dicots har ett kranrotsystem, medan monocots har ett fibröst rotsystem. Ett kranrotsystem har en huvudrot som växer ner vertikalt, och från vilken uppstår många mindre sidorötter. Maskrosor är ett bra exempel; deras kranrötter brukar brytas av när de försöker dra dessa ogräs, och de kan återfödas ytterligare ett skott från den återstående roten). Ett kranrotsystem tränger djupt ner i jorden. Däremot ligger ett fibröst rotsystem närmare markytan och bildar ett tätt nätverk av rötter som också hjälper till att förhindra jorderosion (gräsmatta är ett bra exempel, liksom vete, ris och majs). Vissa växter har en kombination av kranrötter och fibrösa rötter. Växter som växer i torra områden har ofta djupa rotsystem, medan växter som växer i områden med mycket vatten sannolikt kommer att ha grundare rotsystem.

Rottillväxt och anatomi

Rottillväxt börjar med frögroning. När växtembryot kommer ut från fröet bildar embryonets radikel rotsystemet. Rotens spets skyddas av rotkåpan, en struktur som är exklusiv för rötter och som inte liknar någon annan växtstruktur. Rotlocket byts kontinuerligt eftersom det lätt skadas när roten skjuter genom jorden. Rotspetsen kan delas in i tre zoner: en celldelningszon, en förlängningszon och en zon för mognad och differentiering (Figur ( PageIndex {2} )). Zonen för celldelning är närmast rotspetsen; den består av de aktivt delande cellerna i rotmeristemet. Förlängningszonen är där de nybildade cellerna ökar i längd, vilket förlänger roten. Börjar vid det första rothåret är zonen för cellmognad där rotcellerna börjar differentieras till speciella celltyper. Alla tre zonerna ligger i den första centimetern eller så av rotspetsen.

Roten har ett yttre lager av celler som kallas epidermis, som omger områden av markvävnad och kärlvävnad. Överhuden ger skydd och hjälper till med absorption. Rothår, som är förlängningar av rotepidermala celler, ökar rotytan och bidrar starkt till absorptionen av vatten och mineraler.

Inuti roten bildar grundvävnaden två regioner: cortex och märgen (Figur (PageIndex{3})). Jämfört med stjälkar har rötter massor av cortex och lite grop. Båda regionerna inkluderar celler som lagrar fotosyntetiska produkter. Cortex är mellan epidermis och kärlvävnaden, medan gropen ligger mellan kärlvävnaden och rotens centrum.

Kärlvävnaden i roten är anordnad i rotens inre del, som kallas stelen (Figur ( PageIndex {4} )). Ett cellskikt som kallas endodermis separerar stelen från markvävnaden i rotens yttre del. Endodermis är exklusiv för rötter och fungerar som en kontrollpunkt för material som kommer in i rotens kärlsystem. En vaxartad substans som kallas suberin finns på väggarna i endodermala celler. Denna vaxartade region, känd som Casparian-remsan, tvingar vatten och lösta ämnen att passera plasmamembranen i endodermala celler istället för att glida mellan cellerna. Detta säkerställer att endast material som roten kräver passerar genom endodermis, medan giftiga ämnen och patogener i allmänhet utesluts. Det yttersta cellskiktet i rotens kärlvävnad är pericykeln, ett område som kan ge upphov till laterala rötter. I dikotrötter är xylem och floem i stelen arrangerade omväxlande i en X -form, medan i monocotrötter är kärlvävnaden anordnad i en ring runt gropen.

Rotändringar

Rotstrukturer kan modifieras för specifika ändamål. Till exempel är vissa rötter bulbous och lagrar stärkelse. Luftrötter och stödrötter är två former av ovanjordiska rötter som ger extra stöd för att förankra växten. Kranrötter, som morötter, kålrot och rödbetor, är exempel på rötter som modifieras för matlagring (Figur ( PageIndex {5} )).

Epifytiska rötter gör att en växt kan växa på en annan växt. Till exempel utvecklar orkidéernas epifytiska rötter en svampig vävnad för att absorbera fukt. Banyanträdet (Ficus sp.) börjar som en epifyt, som gror i grenarna på ett värdsträd; luftrötter utvecklas från grenarna och når så småningom marken, vilket ger ytterligare stöd (Figur ( PageIndex {6} )). I skruven (Pandanus sp.), ett palmliknande träd som växer i sandiga tropiska jordar, ovanjordiska stödrötter utvecklas från noderna för att ge ytterligare stöd.

Sammanfattning

Rötter hjälper till att förankra en växt, absorberar vatten och mineraler och fungerar som lagringsplatser för mat. Pålrötter och fibrösa rötter är de två huvudtyperna av rotsystem. I ett rotsystem växer en huvudrot vertikalt nedåt med några laterala rötter. Fiberrotsystem uppstår vid basen av stammen, där ett kluster av rötter bildar ett tätt nätverk som är grundare än en rotrot. Den växande rotspetsen skyddas av en rotkåpa. Rotspetsen har tre huvudzoner: en celldelningszon (celler delar sig aktivt), en förlängningszon (celler ökar i längd) och en mognadszon (celler differentieras för att bilda olika typer av celler). Rotkärlvävnad leder vatten, mineraler och socker. I vissa livsmiljöer kan vissa växters rötter modifieras till luftrötter eller epifytiska rötter.

Ordlista

adventiv rot
ovanjordisk rot som härrör från en annan växtdel än växtembryot
Kasparisk remsa
vaxartad beläggning som tvingar vatten att passera endodermala plasmamembran innan de kommer in i kärlcylindern, istället för att röra sig mellan endodermala celler
endodermis
skikt av celler i roten som bildar en selektiv barriär mellan markvävnaden och kärlvävnaden, så att vatten och mineraler kan komma in i roten samtidigt som toxiner och patogener utesluts
fibröst rotsystem
typ av rotsystem där rötterna härrör från stammens bas i ett kluster, som bildar ett tätt nätverk av rötter; finns i monocots
pericykel
den yttre gränsen för stelen från vilken laterala rötter kan uppstå
rotlock
skyddande celler som täcker spetsen av den växande roten
rothår
hårliknande struktur som är en förlängning av epidermala celler; ökar rotytan och hjälper till att absorbera vatten och mineraler
stele
inre delen av roten som innehåller den vaskulära vävnaden; omgiven av endodermis
kranrotsystemet
typ av rotsystem med en huvudrot som växer vertikalt med få sidorötter; finns i tvåhjulingar

Livets träd (biologi)

De Livets träd eller livets universella träd är en metafor, modell och forskningsverktyg som används för att utforska livets utveckling och beskriva relationerna mellan organismer, både levande och utdöda, som beskrivs i en berömd passage i Charles Darwins Om arternas ursprung (1859). [2]

Samhörigheten mellan alla varelser av samma klass har ibland representerats av ett stort träd. Jag tror att denna liknelse till stor del talar sanning.

Träddiagram har sitt ursprung i medeltiden för att representera genealogiska släktskap. Filogenetiska träddiagram i evolutionär mening går tillbaka till mitten av artonhundratalet.

Termen fylogeni för arters evolutionära relationer genom tiden myntades av Ernst Haeckel, som gick längre än Darwin när han föreslog fylogeniska livshistorier. I nutida bruk, Livets träd syftar på sammanställning av omfattande fylogenetiska databaser som är förankrade i den sista universella gemensamma förfadern till livet på jorden. Två offentliga databaser för livets träd är TimeTree, [4] för fylogeni och divergenstider, och Öppna livets träd, för fylogeni.


Svampfrågor och svar | Mikrobiologi | Biologi

Vanliga frågor och svar om svampar. I denna artikel kommer vi att diskutera:- 1. Definition av svampar 2. Svampars ursprung 3. Metabolism 4. Egenskaper 5. Strukturer 6. Reproduktion 7. Klassificering 8. Viktighet 9. Sporformer 10. Laboratoriediagnos.

  1. Frågor och svar # Definition av svampar
  2. Frågor och svar # Svampars ursprung
  3. Frågor och svar # Metabolism of Fungi
  4. Frågor och svar # Svampars egenskaper
  5. Frågor och svar # Svampstrukturer
  6. Frågor och svar # Reproduktion av svampar
  7. Frågor och svar # Klassificering av svampar
  8. Frågor och svar # Svamparnas betydelse
  9. Frågor och svar # Sporeformer i svampar
  10. Frågor och svar # Laboratoriediagnos av svampinfektion

Frågor och svar # 1. Definition av svampar:

Svamparna är mer evolutionärt avancerade former av mikroorganismer, jämfört med ” prokaryoterna (prioner, virus, bakterier). De klassificeras som eukaryoter. dvs de har ett diploid antal kromosomer och ett kärnmembran och har steroler i sitt plasmamembran. Genetisk komplexitet tillåter morfologisk komplexitet och därför har dessa organismer komplexa strukturella egenskaper som används vid speciering.

Svampar kan delas in i två grundläggande morfologiska former, jäst och hyfer. Jästsvampar är encelliga svampar som förökar sig asexuellt genom blastokonidierbildning (knoppning) eller fission. Hyfer är flercelliga svampar som förökar sig asexuellt och/eller sexuellt. Dimorfism är tillståndet där en svamp kan uppvisa antingen jästformen eller den hyfala formen, beroende på tillväxtförhållanden.

Mycket få svampar uppvisar dimorfism. De flesta svampar förekommer i hyferformen som förgrenade, trådliknande rörformiga filament. Dessa filamentösa strukturer saknar antingen tvärväggar (koenocytiska) eller har tvärväggar (septat) beroende på art. I vissa fall utvecklar septa hyfer klämanslutningar vid septa som förbinder hyfelementen.

En massa hyfala element kallas mycel (synonymt med mögel). Lufthyfer producerar ofta asexuella reproduktionsformer som kallas konidier (synonymt med sporer). Relativt stora och komplexa konidier kallas makrokonidier medan de mindre och enklare konidierna kallas mikrokonidier.

När konidierna är inneslutna i en säck (sporangium) kallas de endosporer. Närvaron/frånvaron av konidier och deras storlek, form och plats är viktiga funktioner som används i laboratoriet för att identifiera svamparter i kliniska prover.

Asexuell reproduktion, via konidierbildning, involverar inte genetisk rekombination mellan två sexuella typer medan sexuell reproduktion involverar genetisk rekombination mellan två sexuella typer.

Frågor och svar # 2. Svampars ursprung:

1840-talets Irland var ett ekonomiskt deprimerat land med åtta miljoner människor. De flesta var hyresgästbönder som betalade hyror till hyresvärdar som i sin tur var ansvariga för de engelska ägarna till fastigheten. Den enda skörd av irländska bönder var potatis, odlad säsong efter säsong på små marker. Det lilla majs som var tillgängligt matades vanligtvis till korna och grisarna. I början av årtiondet visade kraftiga regn och fuktighet katastrof.

Sedan, den 23 augusti 1845, rapporterade The Gardener’s Chronicle and Agricultural Gazette:

En dödlig sjukdom har brutit ut bland potatisgrödan. På alla håll hör vi om förstörelsen. I Belgien sägs fälten ha varit helt öde. ”

Potatisen hade lidit förut. Det hade varit skorv, torka, “curl, ” och för mycket regn, men ingenting var riktigt så destruktivt som denna nya sjukdom. Det slog ner plantorna som frost på sommaren. Började som svarta fläckar, förfallna det blad och stjälkar, och lämnade potatisen en rutten, grötig massa med en märklig och stötande lukt. Även den skördade potatisen ruttnade.

Vintern 1845-1846 var en katastrof för Irland. Bönderna lämnade den ruttna potatisen på åkrarna och sjukdomen spred sig. Först åt bönderna djurfoder och sedan djuren. De slukade också utsädespotatisen och lämnade ingenting kvar till vårplanteringen.

När svälten spred sig försökte den engelska regeringen att hjälpa till genom att importera majs och inrätta hjälpcentraler. I England fick potatissjukdomen få återverkningar eftersom engelskt jordbruk innehöll olika spannmål, men i Irland spred sig hungersnöd snabbt.

Efter två år verkade potatisrötningen slacka, men 1847 var det tillbaka med hämnd. Trots engelsmännens hjälpinsatser led över två miljoner irländare döden av svält. Så småningom gav sig omkring 900 000 överlevande iväg till Kanada och USA. De som stannade fick ta itu med ekonomiska och politiska omvälvningar såväl som elände och död.

Potatisskadan försvann 1848, men försvann inte. Istället växte det fram igen under våta årstider och blomstrade på nytt. Till slut lämnade hundratusentals irländare landet och flyttade till städer eller främmande länder. Under 1860 -talet kom stora vågor av irländska immigranter till USA. Många amerikaner härstammar från de svältande, demoraliserade bönderna.

Sådana är de historiska, politiska, ekonomiska och sociologiska effekterna av en svampart. Andra svampsjukdomar i frukt, spannmål och grönsaker kan vara lika förödande. Dessutom kommer vi att notera flera utbredda sjukdomar hos människor och djur som beror på svampar och vi kommer att möta många nyttiga svampar som de som används för att tillverka antibiotika, bröd och livsmedel eller används som insekticider. Vår studie kommer att börja med fokus på svampars strukturer, tillväxtmönster och livscykler.

Alla svampar lever fritt, d.v.s. de är inte obligatoriska intracellulära parasiter. De innehåller inte klorofyll och kan inte syntetisera makromolekyler från koldioxid och energi som härrör från ljusstrålar. Därför är alla svampar heterotrofer, som lever på förformat organiskt material.

För medicinska ändamål är de viktiga aspekterna av svampmetabolism:

1. Syntesen av kitin, en polymer av N-acetylglukosamin och andra föreningar, för användning vid bildning av cellväggen. Dessa inducerar immunöverkänslighet.

2. Syntesen av ergosterol för inkorporering i plasmamembranet. Detta gör plasmamembranet känsligt för de antimikrobiella medlen som antingen blockerar syntesen av ergosterol eller förhindrar att det införlivas i membranet eller binder till det, t.ex. amfotericin B.

3. Syntesen av toxiner som:

(a) Ergotalkaloider – dessa produceras av Claviceps purpurea och orsakar en alfaadrenerg blockad

(b) Psykotropa medel – dessa inkluderar psilocybin, psilocin och lysergsyradietylamid (LSD)

(c) Aflatoxiner – dessa är cancerframkallande ämnen som produceras av Aspergillus flavus när de odlas på spannmål. När dessa spannmål äts av människor eller när de matas till mjölkboskap och de kommer in i mjölkförrådet, påverkar de människor.

4. Syntesen av proteiner på ribosomer som skiljer sig från de som finns i bakterier. Detta gör svamparna immuna mot de antimikrobiella medel som är riktade mot den bakteriella ribosomen, t.ex. kloramfenikol.

5. Vissa metaboliters förmåga att förändra jästens morfologi och/eller assimileras av jäst med samtidig klinisk identifiering påverkar.

2. Innehåller inte klorofyll

4. Absorptiva heterotrofer – smälter först mat och absorberar den sedan i sina kroppar.

5. Släpp matsmältningsenzymer för att bryta ner organiskt material eller deras värd.

6. Lagra matenergi som glykogen

7. De flesta är saprober – lever på andra döda organismer

8. Viktiga nedbrytare och återvinnare av näringsämnen i miljön

9. De flesta är flercelliga, men vissa encelliga som jäst

10. Vissa är inre eller yttre parasiter, några är rovdjur som fångar byten

12. Saknar riktiga rötter, stjälkar och löv

13. Cellväggar är gjorda av kitin (en komplex polysackarid)

14. Väx som mikroskopiska rör eller filament som kallas hyfer som innehåller cytoplasma och kärnor

15. Hyfala nätverk kallas mycel

17. Reproducera genom sexuella och asexuella sporer

18. Antibiotikum penicillin kommer från Penicillium mögel

19. Klassificeras efter deras sexuella reproduktiva strukturer

20. Växer bäst i varma, fuktiga miljöer och föredrar skugga

21. Mykologi – studie av svampar

22. Fungicid – kemikalier som används för att döda svampar

23. Inkluderar jästsvampar, mögelsvampar, svampar, ringormar, puffbullar, rost, smuts etc.

24. Svampar kan ha utvecklats från prokaryoter genom endosymbios.

1. Kropp av en svamp gjord av små trådar eller rör som kallas hyfer.

2. Hyfer innehåller cytoplasma och kärnor och har en cellvägg av kitin.

3. Varje hyfer är en kontinuerlig cell.

4. Hyfer växer och förgrenar sig ständigt.

5. Septum (septa-plural) är tvärväggar med porer för att möjliggöra förflyttning av cytoplasman i hyfer.

6. Hyfer med septa kallas septathyfer.

7. Hyfer utan septa kallas koenocytiska hyfer.

8. Trassliga mattor av hyfer är kända som mycel

9. Alla hyfer i ett mycel delar samma cytoplasma så material rör sig snabbt.

10. Hyfer växer snabbt från spetsarna genom celldelning.

11. Stolon är horisontella hyfer som förbinder grupper av hyfer till varandra.

12. Rhizoider är rotliknande delar av hyfer som förankrar svampen.

1. De flesta svampar förökar sig asexuellt och sexuellt.

2. Asexuell reproduktion producerar genetiskt identiska organismer och är den vanligaste metoden som används.

3. Sexuell reproduktion hos svampar uppstår när näringsämnen eller vatten är knappa.

4. Fruktkroppar är modifierade hyfer som skapar asexuella sporer.

5. Fruktkroppar består av en upprätt stjälk eller sporangiofor med en säck innehållande sporer som kallas sporangium.

6. Typer av fruktkroppar inkluderar basidier, sporangier och ascus.

7. Sporer – haploida celler med uttorkad cytoplasma och en skyddande päls som kan utvecklas till nya individer.

8. Vind, djur, vatten och insekter sprider sporer.

9. När sporen landar på fuktig yta bildas nya hyfer.

Frågor och svar # 6. Reproduktion av Svampar:

1. Svampar förökar sig aseksuellt när miljöförhållandena är gynnsamma.

2. Vissa encelliga svampar förökar sig genom mitos.

3. Jästceller reproduceras genom spirande där en del av cellen klämmer av för att producera fler jästceller.

4. Fotsvamp förökar sig genom fragmentering från en liten bit mycel.

5. De flesta svampar reproducerar aseksuellt av sporer.

6. Penicilliummögel producerar sporer som kallas konidier utan en skyddande påse på toppen av en stjälk som kallas konidioforen.

1. Svampar reproducerar sexuellt när miljöförhållandena är ogynnsamma.

2. Inga han- eller honsvampar.

3. Två parningstyper – plus (+) och minus (-)

4. Befruktning sker när (+) hyfer smälter ihop med (-) hyfer för att bilda en 2N eller diploid zygot.

5. Vissa svampar visar dimorfism (förmåga att ändra form som svar på deras miljöförhållanden)

Frågor och svar # 7. Klassificering av svampar:

Svampar klassificeras efter deras reproduktiva strukturer. De fyra svamparna är Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota och Deuteromycota.

1. Kallas sporangiumsvampar eller vanliga mögelsvampar.

2. Inkluderar mögelsvampar och blingar som t.ex. blödningar som Rhizopus stolonifer (brödmögel).

3. Ingen septa i hyfer (koenocytisk).

4. Asexuell reproduktiv struktur som kallas sporangium och producerar sporangiosporer.

5. Rhizoider förankrar möglet, frigör matsmältningsenzymer och absorberar mat.

6. Asexuell reproduktiv struktur som kallas sporangium och producerar sporangiosporer.

7. Sexuell spor som produceras genom konjugering när (+) hyfer och (-) smälter kallas zygospore.

8. Zygosporer kan uthärda tuffa miljöer tills förhållandena förbättras och nya sporangium.

2. Inkluderar svampar, paddasvampar, puffbullar, konsolsvampar, hyllsvampar, stinkhorn, rost och smuts

3. Vissa används som mat (svamp) och andra orsakar skada på grödor (rost och smuts)

4. Sällan reproduceras aseksuellt

5. Basdiocarp består av stjälk som kallas stjälk och en platt platt.

6. Stipe kan ha en kjolliknande ring under locket som kallas ring.

7. Gälar finns på lockets undersida och är fodrade med basidier.

8. Basidium – sexuell reproduktiv struktur som gör basidiosporer.

9. Basidiosporer frigörs från gälarna och gror för att bilda nya hyfer och mycel.

10. Vegetativa strukturer som finns under jord och inkluderar rhizoider (förankrar och absorberar näringsämnen), hyfer och mycel.

2. Innehåller jäst, koppsvampar, tryffel, mjöldagg och murklor

1. Vissa är parasiter som orsakar nederländsk almsjukdom och kastanjskada.

2. Sac Fungi kan reproducera både sexuellt och asexuellt.

3. Jäst förökar sig asexuellt genom knoppning (bildar små knoppliknande celler som bryter av och gör mer jäst)

4. Asexuella sporer som kallas konidier bildas på spetsen av specialiserade hyfer som kallas kondioforer.

5. Ascocarp – specialiserade hyfer som bildas av föräldrasvampar under sexuell fortplantning.

6. Ascus – säckar inom ascocarp som bildar sporer som kallas ascospores.

1. Symbiotisk koppling mellan en svampsvamp och en fotosyntetisk grönalger eller cyanobakterier.

2. Båda organismerna gynnas (alger gör mat och svamp ger fukt, skydd och förankring)

3. Odla på stenar, träd, byggnader etc. och hjälp till att bilda jord.

4. Skorpslav växer på stenar och träd fruktoslav växer buskliknande foliolavar växer matliknande på jorden.

1. Symbiotisk association av en svamp som lever på växtrötter.

2. De flesta växter har mycorrhizae på sina rötter.

3. Svamp absorberar socker från växter.

4. Växter absorberar mer vatten och mineraler med hjälp av svampen.

1. Svampsporer orsakar allergier

2. Mögel, mögel, rost och smuts skadar grödor

3. Jäst används för att göra öl och bröd

5. Sönderdelare och återvinnare av näringsämnen

6. Svampar som äts som mat

8. Aspergillus används för att göra sojasås

9. Orsaka idrottares fot och ringorm

10. Amanita är giftig svamp

11. Kan orsaka jästinfektioner

Arter är viktiga mänskliga patogener som är mest kända för att orsaka opportunistiska infektioner i immunokomprometterade värdar (t.ex. transplanterade patienter, AIDS-sjuka, cancerpatienter). Infektioner är svåra att behandla och kan vara mycket allvarliga. 30-40% av systemiska infektioner leder till döden.

Sekvensering av genomet för C. albicans och de för flera andra medicinskt relevanta Candida -arter har gett en stor drivkraft för Candida -jämförande och funktionella genomiska analyser. Dessa studier hjälper utvecklingen av känsliga diagnostiska strategier och nya antimykotisk terapier.

Aspergillus-sporer finns nästan överallt så vi exponeras rutinmässigt och nästan konstant för dem. Sådan exponering är en normal del av människans tillstånd och medför i allmänhet inga negativa hälsoeffekter. Ändå kan och orsakar Aspergillus sjukdom på tre stora sätt: genom produktion av mykotoxiner genom induktion av allergiframkallande svar och genom lokaliserade eller systemiska infektioner. Med de två senare kategorierna är värdens immunstatus avgörande.

Allergier och astma tros vara orsakade av ett aktivt värdimmunsvar mot närvaron av svampsporer eller hyfer. Däremot har immunsystemet kollapsat med invasiv aspergillos och lite eller inget försvar kan monteras.

De vanligaste patogena arterna är Aspergillus fumigatus och Aspergillus flavus. Aspergillus flavus producerar aflatoxin som är både ett toxin och ett cancerframkallande ämne och som potentiellt kan förorena livsmedel som nötter. Aspergillus fumigatus och Aspergillus clavatus kan orsaka allergisk sjukdom.

Vissa Aspergillus -arter orsakar sjukdomar på spannmålsgrödor, särskilt majs, och syntetiserar mykotoxiner inklusive aflatoxin. Aspergillos är gruppen av sjukdomar som orsakas av Aspergillus. Symtomen inkluderar feber, hosta, bröstsmärtor eller andfåddhet. Vanligtvis är det bara patienter med försvagat immunförsvar eller med andra lungtillstånd som är mottagliga.

Cryptococcus neoformans kan orsaka en allvarlig form av meningit och meningo­encefalit hos patienter med HIV-infektion och AIDS. Majoriteten av Cryptococcus-arter lever i jorden och orsakar inte sjukdomar hos människor. Cryptococcus neoformans är den viktigaste patogenen hos människor och djur.

Cryptococcus laurentii och Cryptococcus albidus har varit kända för att ibland orsaka måttlig till svår sjukdom hos mänskliga patienter med nedsatt immunitet. Cryptococcus gattii är endemisk för tropiska delar av kontinenten Afrika och Australien och kan orsaka sjukdomar hos icke-immunsupprimerade personer

Histoplasma capsulatum kan orsaka histoplasmos hos människor, hundar och katter. Svampen är mest utbredd i Amerika, Indien och sydöstra Asien. Det är endemiskt i vissa områden i USA. Infektion beror vanligtvis på inandning av förorenad luft.

Pneumocystis jirovecii (eller Pneumocystis carinii) kan orsaka en form av lunginflammation hos personer med försvagat immunsystem, till exempel för tidiga barn, äldre och AIDS -patienter.

Stachybotrys chartarum eller “svart mögel ” kan orsaka andningsskador och svår huvudvärk. Det förekommer ofta i hus i regioner som är kroniskt fuktiga.

Frågor och svar # 9. Sporeformer i svampar:

Svampar förökar sig både asexuellt och sexuellt och blygt av olika typer av sporer. Vissa sporer är spridningsenheten, men andra fungerar som vilor och skyggsporer för att övervinna den ogynnsamma perioden, och vissa andra har effektiviteten att betjäna båda ovanstående funktioner.

Sporerna är huvudsakligen indelade i två grupper:

De sporer som bildas under asexuell reproduktion är asexuella sporer. I grund och botten är asexuella sporer av två typer: sporangiosporer och konidier.

Sporangiosporerna utvecklas inuti en säckliknande struktur, sporangiet.

Sporangio­spores är av två typer, zoosporer och aplanosporer:

Zoosporer (Fig. 4.4) är den karakteristiska sporen för underavdelningen Mastigomycotina. Tre typer av zoo­sporer produceras i denna grupp.

i. Framåt uniflagellat, dessa är pyriform i form med en whiplash (Synchytrium) eller glitter (Rhizidiomyces) typ av flagellum framåt.

ii. Främre biflagellat. Dessa är pyriformformade med två flageller (en whiplash och en glittertyp), placerade främre., T.ex. Saprolegnia etc.

iii. Biflagellat i sidled. Dessa är njurformade med två flageller (en whiplash och en glittertyp), placerade i sidled, t.ex. Phytophthora, Pythium etc.

Sporangiosporerna av denna typ saknar flagellor och kallas aplanosporer (bild 4.8L). Det är den karakteristiska sporen av Mucorales under Zygomycetes, t.ex. Mucor, Rhizopus etc.

Konidierna (Fig. 4.8A, B, C) skiljer sig från aplanosporer eftersom de inte är inneslutna av en separat sporangial vägg. De utvecklas vanligtvis vid toppen av hyfer.

Conidia visar variation i både form och utveckling. De är huvudsakligen och blygt uppdelade på grundval av deras utvecklingssätt.

Det finns två grundläggande utvecklingssätt för konidier: biasiskt och thalliskt. I blasttyp sker en markant förstoring av konidium initial innan den avgränsas av sep & shytum. I tallisk typ sker förstoring av konidiuminitialen först efter att initialen har avgränsats av septum.

Dessa är indelade i två typer:

1. Blastoconidia. De kan utvecklas från en cell av en odifferentierad hyfa eller konidiofor vid o e eller flera punkter genom knoppning, antingen apikalt eller sent­ralt. De kan utvecklas antingen enskilt eller i kedjor, t.ex. Aureobasidium, Cladosporium etc.

2. Phialoconidia. De utvecklas från en flaskformad cell, phialiden. Enstaka konidium når full storlek innan det skärs av genom septation och omedelbart utvecklas ytterligare ett under. Sålunda utvecklas i allmänhet en kedja av konidier, där den yngre alltid förblir nära modern, t.ex. Trichoderma, Fusarium.

1. Thalloconidia. I denna typ utvecklas konidierna på hyfa antingen enskilt eller i korta eller långa, grenade eller ofrenade kedjor och förstoringen av konidiuminitialen sker först efter att initialen har avgränsats av septum, t.ex. Erysiphe, Penicillium, Geotrichum, Oidium etc .

Sporerna som bildas efter sexuell reproduktion är de sexuella sporerna. Det finns fyra typer av sexuella sporer i svampar.

Dessa är oosporer, zygosporer, askosporer och basidiosporer:

Dessa är diploida (2n) sporer som bildas av föreningen mellan ägg och manlig kärna. Antheridium kommer i kontakt med oogonium och passerar sin kärna inuti oogonium genom befruktningsröret och bildar oospore. Det är en vilande spore, t.ex. medlemmar av Oomycetes under Mastigomycotina.

Liksom Oospore är det också en vilopor som bildas genom förening av två gametangia till en enda cell. Cellen utvecklas till en tjockväggig, svart och vårtig struktur, Zygospore, t.ex. medlemmar av Zygomycetes. I majoriteten av medlemmarna i Mastigo & shymycotina och Zygomycotina utvecklas de sexuellt producerade sporerna fritt och omges inte av sterila hyfer. Men i Ascomycotina och Basidiomycotina är sporerna vanligtvis omgivna av sterila hyfer och kallas ascocarps och basidiocarps resp. Shytively.

Ascospores utvecklas genom föreningen av två gametangia. Ascosporerna utvecklas alltid i (d.v.s. endogent) en säckliknande struktur, ascus, och således kallas svamparna som innehåller asci vanligen säcksvampar.

Askosporerna är enkärniga och uni & shycellulära i allmänhet ovala, runda eller elon- och skuggade strukturer. De är i allmänhet 8 i en ascus, men kan vara 4 (Saccharomyces cerevisiae, Saccharo & shymycodes ludwigii) eller många.

Basidiosporerna utvecklas på (dvs. exogent) basidier. Basidierna utvecklas från den dikaryota cellen. Under denna process upprätthålls i allmänhet ett långt gap mellan plasmogami och karyogami. Basidier är vanligtvis av två typer: Holobasidium, dvs aseptatbasidium och Phragmobasidium.

Basidiosporerna är encelliga, uni­nucleate, tunnväggiga generellt rund till oval struktur, utvecklade på basi­dium. De är i allmänhet fyra i antal och shyber per basidium men kan vara två eller många (t.ex. Ustigo nuda tritici).

Frågor och svar # 10. Laboratoriediagnos av svampinfektion:

KOH-testet för svamp utförs polikliniskt och patienterna behöver inte förbereda sig i förväg. Resultat är vanligtvis tillgängliga medan patienten väntar eller nästa dag om det skickas till ett kliniskt laboratorium. KOH-testproceduren kan utföras av en läkare, läkarassistent, medicinsk assistent, sjuksköterska eller medicinsk laboratorietekniker. Om svampodling krävs utförs testet av en teknolog som är specialiserad på mikrobiologi.

1. Insamling - Hud-, nagel- eller hårprover tas från det infekterade området på patienten. För hudprover används en skalpell eller kant på en glasskiva för att försiktigt skrapa hudfjäll från det infekterade området. För hårprover används en pincett för att ta bort håraxlar och folliklar från den infekterade platsen. Om testet skickas till ett laboratorium placeras skraporna i en steril täckt behållare.

2. Skrapningen placeras direkt på ett objektglas och täcks med 10% eller 20% kaliumhydroxid.

3. Bilden får stå tills den är klar, normalt mellan fem och femton minuter, för att lösa upp hudceller, hår och skräp.

4. För att förbättra rensningen kan dimetylsulfoxid tillsättas till objektglaset. För att göra svamparna lättare att se laktofenol kan bomullsblå fläck läggas till.

5. Objektglaset värms försiktigt upp för att påskynda verkan av KOH.

6. Om du lägger till kalkfluor-vit fläck på bilden kommer svamparna att bli fluorescerande, vilket gör dem lättare att identifiera under ett fluorescerande mikroskop.

7. Placera objektglaset under ett mikroskop för avläsning.

Dermatofyter känns lätt igen under mikroskopet av deras långa grenliknande rörformiga strukturer som kallas hyfer. Svampar som orsakar ringorminfektioner producerar septat (segmenterade) hyfer. Vissa visar att det finns sporer som bildas direkt från hyferna (artroconidia).

Under mikroskopet känns Tinea versicolor igen av böjda hyfer och runda jästformer som ger den ett spaghetti-och-köttbullsutseende. Jästceller verkar runda eller ovala och spirande former kan ses. KOH -preparatet kan inte identifiera den specifika organismen som provet kan lämnas in för svampodling för att identifiera organismen.

8. Ett normalt eller negativt KOH -test visar inga svampar (inga dermatofyter eller jäst). Dermatofyter eller jäst som ses vid ett KOH -test indikerar att personen har en svampinfektion. Uppföljningstester är vanligtvis onödiga.

9. Huden kan vara öm efter testet på grund av att vävnaden skrapas bort från toppen av hudens yta.

Prover ska samlas i sterila behållare eller med sterila pinnar och transporteras omedelbart till laboratoriet. This product is used in conjunction with other biochemical and serological tests to identify cultures of isolated organisms.

Mix the specimen with a small drop of India on a clean glass slide. Place a cover slip over the smear and press gently. The preparation should be brownish, not black. Using reduced examine the smear microscopically (100X) for the presence of encapsulated cells as indicated by clear zones surrounding the cells.

Note – The India is ready to use. Further dilution with water is not recommended.

Note – Production of capsular material may be increased by cultivation in a 1% peptone solution (Peptone Broth ).

Fungal cultures are a test to try and ascertain the type of fungal organism that is responsible for an infection or even the presence of the organism in the first place. Fungi are one of the five classes of pathogens that cause disease the other being viruses, bacteria, prions, and helminthes.

It is very important that the correct organism is identified during an infection because the drug treatments differ according to the type of organism and one treatment would not work for the other.

A fungus culture is usually acquired from wound exudates and swabs of areas that are within the body like the mouth and vagina. Very rarely can fungi cause infections within the body because the human immune system is more than adapt at eliminating fungi.

However, sometimes, a fungal blood culture might need to be done because of a condition called fungal sepsis. Sepsis is the presence of bacteria or an infection in the blood. This is a very rare condition and a medical emergency as well. The fungal culture test that is performed in this condition will usually turn up the Candida fungus as the causative organism, though the list is quite endless.

A fungal culture is taken from a part of the body in secretions or by taking a blood sample. Most infections with fungi are limited to the skin, oral mucosa, or the genitals. Very rarely does fungal sepsis actually occur unless a patient is severely immune-compromised. This is usually the case in patients with AIDS or with diabetes. Both of these diseases will cause the immune system to stop working altogether giving rise to all sorts of opportunistic infections.

A fungal growth is acquired by analyzing the secretions and exudates from a wound or by swabbing a surface that is infected. A blood sample might also be required for checking for the presence of fungi in the blood. The sample is then cultured in a fungus-friendly environment for up to a week or more before the fungal colonies become visible.

This stain is prepared over two days.

1. On the first day, dissolve the Cotton Blue in the distilled water. Leave overnight to eliminate insoluble dye.

2. On the second day, wearing gloves add the phenol crystals to the lactic acid in a glass beaker, place on magnetic stirrer until the phenol is dissolved.

4. Filter the Cotton Blue and distilled water solution into the phenol/glycerol/lactic acid solution. Mix and store at room temperature.

1. Calcofluor White with 10% KOH

2. Potassium Hydroxide (KOH) with Chlorazol Black

5. Cello tape Flag Preparations

6. Slide Culture Preparations

7. Southgate’s Mucicarmine stain

8. Periodic acid-Schiff (PAS) and PAS Digest stain

9. Grocott’s Methenamine Silver (GMS) stain

Cryptococcus neoformans, because of its large polysaccharide capsule, can be visualized by the India stain. Organisms that possess a polysaccharide capsule exhibit a halo around the cell against the black background created by the India.


19.4: Roots - Biology

En prenumeration på J o VE krävs för att se detta innehåll. Du kommer bara att kunna se de första 20 sekunderna.

JoVE-videospelaren är kompatibel med HTML5 och Adobe Flash. Äldre webbläsare som inte stöder HTML5 och H.264-videokodec kommer fortfarande att använda en Flash-baserad videospelare. Vi rekommenderar att du laddar ner den senaste versionen av Flash här, men vi stöder alla versioner 10 och högre.

Om det inte hjälper, vänligen meddela oss.

Plants are often perceived as less complex than animals, but much like animals, they are made up of organs and organ systems that perform specialized functions.

The vast majority of plants have two organ systems: the shoot and root systems. Roots typically grow underground. They anchor the plant and take up water and nutrients from the environment. The two major types of root systems are taproot systems and fibrous root systems.

In a taproot system, a primary root emerges from the seed upon germination and grows deep into the soil to anchor the plant. Much smaller lateral roots then branch off of the primary root.

In a fibrous root system, however, the primary root supports only seedling development. Later, many thin roots branch from the stem underground. These so-called adventitious roots form a shallow network in the soil that supports the mature plant.

The organs that comprise the shoot system can be classified as either reproductive or vegetative organs. The reproductive organs include flowers, fruit, and cones. There is considerable diversity in how plants reproduce and consequently in the reproductive organs that they possess. The vegetative organs, however, always include stems and leaves.

The stem of a plant provides structure, supporting the leaves, buds, and flowers. The stem also orients the leaves to maximize photosynthesis. Stems are composed of nodes, points at which leaves and branches attach, and internodes, the regions of stem between the nodes.

A stalk called a petiole anchors each leaf at the node. The terminal part of the leaf is called the blade or lamina. Simple leaves have one blade per petiole, while compound leaves have multiple blades attached to each petiole. Still other plants, such as grasses, lack a petiole. Instead, the blade directly envelops part of the stem.

The leaves conduct the majority of photosynthesis. The blades are often thin and flattened in shape to maximize the surface area exposed to sunlight.

34.5: Basic Plant Anatomy: Roots, Stems, and Leaves

The primary organs of vascular plants are roots, stems, and leaves, but these structures can be highly variable, adapted for the specific needs and environment of different plant species.

While roots are most often found underground, this is not universally the case. Aerial roots are any roots that emerge aboveground. Epiphytic plants, such as orchids, can live their entire lives without touching soil. Other types of aerial roots, such as those of the strangler fig or banyan, germinate aboveground but grow downward, eventually penetrating the soil below and appearing to &ldquostrangle&rdquo their host plant.

Some plants have roots that are adapted to provide additional support. Buttress roots are one such modification. Often found on trees growing in tropical areas where the soil is nutrient-poor, and there is plenty of water available near the surface from rainfall, buttress roots provide structural support to large trees with shallow roots. Brace roots or prop roots are another type of modified root that supports tall, shallow-rooted plants such as corn. They grow as adventitious roots&mdashthose that do not develop from the primary root&mdashfrom nodes near the bottom of the stem, reaching the ground at an angle to provide structural support.

Plant stems have several functions. These include providing structure, supporting the leaves, buds, and flowers. Additionally, the stem will aid in orienting the leaves to maximize photosynthesis. Stems are composed of nodes, points at which leaves and branches attach, and internodes, the regions of stem between the nodes.

The petiole is a stalk that anchors each leaf at the node.

The leaves conduct the majority of photosynthesis. While leaves can come in a wide variety of shapes and sizes, the blades are often thin and flattened in shape to maximize the surface area exposed to sunlight. The terminal part of the leaf is called the blade, or lamina. Simple leaves have one blade per petiole, while compound leaves have multiple blades attached to each petiole. Some plants, such as grasses, lack a petiole. Instead, the blade directly envelops part of the stem.

Roots, Leaves, and Stems as Storage Vessels

Roots can be modified for food storage. Taproots such as carrots and beets are enlarged to store starches. Stems and leaves can also be modified to store starches - tubers such as potatoes are actually modified stems, even though they grow underground. Additionally, onions are a modified starch-storing leaf.

Atkinson, Jonathan A., Amanda Rasmussen, Richard Traini, Ute Voß, Craig Sturrock, Sacha J. Mooney, Darren M. Wells, and Malcolm J. Bennett. &ldquoBranching Out in Roots: Uncovering Form, Function, and Regulation.&rdquo Växtfysiologi 166, nr. 2 (October 1, 2014): 538&ndash50. [Källa]


The walls of the aorta consist of three layers. They are the tunica adventitia, the tunica media, and the tunica intima. These layers are composed of connective tissue, as well as elastic fibers. These fibers allow the aorta to stretch to prevent over-expansion due to the pressure that is exerted on the walls by blood flow.

  • Ascending Aorta: initial part of the aorta that begins from the aortic valve and extends from the left ventricle of the heart to the aortic arch.
    • Kranskärl: arteries branching from the ascending aorta to supply oxygenated blood to the heart wall. The two main coronary arteries are the right and left coronary arteries.
      : supplies oxygenated blood to the head, neck, and arms. Arteries branching from this artery include the right common carotid artery and the right subclavian artery. : branches from the aorta and extends up the left side of the neck.
  • Left Subclavian Artery: branches from the aorta and extends to the left side of the upper chest and arms.
  • Visceral Branches: supply blood to the lungs, pericardium, lymph nodes, and esophagus.
  • Parietal Branches: ​supply blood to the chest muscles, diaphragm, and spinal cord.
    • Celiac Artery: ​branches from the abdominal aorta into the left gastric, hepatic, and splenic arteries.
      • Left Gastric Artery: supplies blood to the esophagus and portions of the stomach.
      • Hepatic Artery: supplies blood to the liver.
      • Splenic Artery: supplies blood to the stomach, spleen, and pancreas.
      • Internal Iliac Arteries: supply blood to the organs of the pelvis (urinary bladder, prostate gland, and reproductive organs).
      • External Iliac Arteries: extend to the femoral arteries to supply blood to the legs.
      • Femoral Arteries: supply blood to the thighs, lower legs, and feet.

      Material och metoder

      Identification of Phylogenetic Markers

      The predicted proteomes of Dictyostelium discoideum och Chlorellasp. were used as initial reference data sets for blasting locally a collection of 14 predicted bacterial proteomes (four α-Proteobacteria, two β-Proteobacteria, two δ-Proteobacteria, two Firmicutes, two Actinobacteria, and two Bacteroidetes) and 10 Archaea (using blastp with a threshold value of 1 × 10 −8 ). For proteins of potential α-proteobacterial origin, alignments were built with Muscle ( Edgar 2004), together with the bacterial and archaeal species cited above and by further including Homo sapiens, Arabidopsis thaliana, Thalassiosira pseudonana, och Phythophtora infestans proteins (obtained by BLAST with the same threshold value). Alignments were automatically trimmed using trimAl (“-automated” option Capella-Gutiérrez et al. 2009), and ML analyses from these alignments were then conducted with RAxML version 7.2 (using the PROTGAMMALG model Stamatakis 2006) to identify and select eukaryotic proteins of clear α-proteobacterial origin. A second round of phylogenetic analyses was then carried out to identify and remove proteins with complex evolutionary histories due to gene duplications or losses. Only those alignments were retained for which orthologous sequence relationships were assessed with confidence (i.e., one-to-one orthologous relationships, independently of any taxonomic assumption). Finally, a third round of phylogenetic analyses (with the same methodology as described above) was performed on selected phylogenetic markers, after adding sequences from a wide range of eukaryotic species. Again, we only retained proteins (a total of 32) displaying a simple history and where we were confident of orthologous relationships. In addition, we added to the selected data set ten well-conserved proteins that are encoded by mitochondrial genomes, using the GOBASE database ( O'Brien et al. 2009) and in-house collections. The gene ontology of orthologous H. sapiens och A. thaliana proteins, from the Entrez Gene webpage in NCBI, revealed a cellular location of all 42 proteins within the mitochondrion (GO:0005739). Finally, this data set of 42 proteins was BLASTed on the predicted proteome of 15 reference mitochondrial genomes (including all main eukaryotic supergroups) to determine the genomic localization of these proteins among eukaryotes and on the 143 alignments used in Hampl et al. 2009 to estimate the intersection between our data set and published EST-based data sets.

      Assembly of Sequences into the Phylogenetic Matrix

      The phylogenetic matrix used to infer the eukaryotic root was restricted to eukaryotes, 12 α-Proteobacteria, and Magnetococcussp. as their closest outgroup (according to Wu et al. 2009). To minimize the level of missing data, we created chimerical sequences in some cases by merging closely related species. The chimerical terminal taxa used in this study correspond to Blastocystis (B.hominis och Blastocystis sp.), Paramecium (P.tetraurelia och P. aurelia), Phytophthora (P. infestaner, P. ramorum, och P. sojae), Rhizaria (Bigelowiella natans och Paracercomonas marina), och Malawimonas (M. jakobiformis och M. californiana the most represented species are underlined). In cases where several sequences were present in the alignment, the slowest evolving one was selected (according to the branch lengths in RAxML trees). Finally, we removed from further analyses any eukaryotic sequence branching outside the “combined” group (Magnetococcus sp. + α-Proteobacteria + eukaryotes) in the RAxML tree, as these sequences were likely transferred laterally. Trimming of alignments was performed with Gblocks ( Castresana 2000) underdefault/stringent parameters, except for the maximum proportion of gaps per position (increased from 0% to 20%) and the maximum number of contiguous nonconserved positions (increased from 8 to 10). Finally, trimmed alignments were concatenated into a supermatrix using a custom-made script. This supermatrix has been deposited in the TreeBASE database (www.treebase.org).

      Phylogenetic Analyses and Likelihood Ratio Tests

      Bayesian inferences were performed with the CAT + Γ4 mixture model using the -dc option, by which constants sites are removed, implemented in the program PhyloBayes version 3.2 ( Lartillot et al. 2009). We performed statistical comparisons of the CAT model with the empirical LG model by using cross-validation tests as described in Lartillot and Philippe (2008), based on the topology of figure 1. Ten replicates were performed: 9/10 for the learning set and 1/10 for the test set. Markov chain Monte Carlo (MCMC) chains were run for 3,000 cycles with a burn-in of 1,500 cycles for the CAT model and 1,500 cycles with a burn-in of 100 cycles for the LG model. The CAT model was found to have a much better statistical fit than did LG (a likelihood score of 1,648.6 ± 83.09 in favor of CAT). For the plain posterior estimation, two independent runs were performed with a total length of 24,000 cycles. Convergence between the two chains was ascertained by calculating the difference in frequency for all their bipartitions using “bpcomp” (maxdiff < 0.1). The first 10,000 points were discarded as burn-in, and the posterior consensus was computed by selecting one tree every ten over both chains. Because of computational efficiency reasons, jackknifing was chosen instead of bootstrapping to estimate branch support. Hundred pseudoreplicates were generated using SEQBOOT (a sampling of 60% of the data set was chosen Felsenstein 2001), and each of them was analyzed using PhyloBayes. Trees from all replicates were collected after the initial burn-in period, pooled, and a 50% majority-rule consensus tree was inferred with CONSENSE. Due to computational time constraints, we performed only 6,000 cycles for each replicate associated with a conservative burn-in of 3,000 cycles (verification of a few replicates indicated that the burn-in is generally <1,000). The recoding of amino acids into the six Dayhoff functional categories was performed using the “–recode” command implemented in PhyloBayes. We then performed Bayesian analyses using these recoded data sets under the CAT model: Two independent MCMC chains were run with a total length of 12,000 cycles. Convergence of the two chains was checked with bpcomp, and the first 6,000 points were discarded as burn-in to compute the posterior consensus (by selecting one tree every ten over both chains). We performed the posterior predictive tests of compositional homogeneity using the “ppred –comp” command of PhyloBayes. For these tests, we ran for each data set one MCMC chain under the CAT model with a total length of 24,000 cycles (the first 10,000 points were discarded as burn-in).

      Phylogenetic analyses of the “full” data set. Bayesian tree with the full data set (Phylobayes CAT + Γ4 model) rooted on Magnetococcus sp. Branch supports correspond from left to right to Bayesian posterior probabilities, Bayesian jackknife values, ML bootstrap values obtained with the LGF model, and ML bootstrap values obtained with the separate model. Branches with 100% support in all analyses are marked with a bullet. A dash indicates the absence of the corresponding node in the ML tree. Values within the red box indicate “node supports” of the unikont–bikont root (see text for more details).

      Phylogenetic analyses of the “full” data set. Bayesian tree with the full data set (Phylobayes CAT + Γ4 model) rooted on Magnetococcus sp. Branch supports correspond from left to right to Bayesian posterior probabilities, Bayesian jackknife values, ML bootstrap values obtained with the LGF model, and ML bootstrap values obtained with the separate model. Branches with 100% support in all analyses are marked with a bullet. A dash indicates the absence of the corresponding node in the ML tree. Values within the red box indicate “node supports” of the unikont–bikont root (see text for more details).

      ML analyses were performed using RAxML version 7.2, and searches for the best tree were conducted starting from ten random trees. Analyses were conducted with PROTGAMMALGF, which is the best-fitting model for the concatenated matrix according to the Akaike information criterion (computed with ProtTest 3.0 Darriba et al. 2011). We also defined the best-fitting model for each single-gene alignments in the same way to perform ML analyses under the separate model (for the list of models, see supplementary data S2 , Supplementary Material online). ML bootstrap analyses shown in figures 1, 2B, and 3B were performed with the standard algorithm implemented in RAxML, but due to computational constraints, all other ML bootstrap analyses with the rapid BS algorithm. Site rates were calculated using CODEML ( Yang 2007) under the LG + GAMMA model. As the phylogenetic topology used to estimate evolutionary rates might have a major impact on the results (e.g., Rodríguez-Ezpeleta, Brinkmann, Roure, et al. 2007), we successively calculated site rates on four different topologies including 8–12 species (topologies provided in supplementary data S2 , Supplementary Material online). The underlying phylogenetic hypotheses are as follows: 1) no assumption on the eukaryotic root, that is, bacteria and eukaryotes were analyzed separately, 2) no more than two eukaryotic supergroups are present per topology (i.e., no assumption on eukaryotic supergroups relationships), and 3) species/lineages with ambiguous phylogenetic positions were discarded from these analyses (e.g., Thecamonas trahens, Malawimonas, Rhizaria, Haptophyta, Hartmannella vermiformis). Finally, using in-house scripts, a mean site rate was calculated for each position by combining the site rates calculated over these four analyses, and fast positions were removed from the data set in steps of 2% until 40%. Node supports for the unikont–bikont hypothesis and for the alternative positions of Malawimonas were calculated using the ETE package ( Huerta-Cepas et al. 2010).

      The likelihood-based approximately unbiased (AU) test of alternative eukaryotic root was performed with CONSEL ( Shimodaira and Hasegawa 2001). For each alternative eukaryotic root topology, the best tree was inferred using the PROTGAMMALGF model, and an input tree file in which only the node corresponding to the eukaryotic root was constrained. Then ML branch lengths of alternative topologies were inferred using the “-f g” option of RAxML and the same model. Site-wise log-likelihood values were compared with CODEML ( Yang 2007), and the P values of the different likelihood-based tests were calculated with CONSEL.


      Grass plants are wind-pollinated. Fig. 5.1 shows a flower from a species of grass plant.

      Beskriva och explain how the features of the flower shown in Fig. 5.1 are adaptations for

      anthers / stamens / filaments / stigma, hang / AW, outside (the

      large, anthers / C, produce large quantities of pollen

      idea that anthers / C, easily release pollen

      stigma has, feathery surface / large surface area, to catch pollen

      bracts / A, are, small / inconspicuous

      stat ett letter in Fig. 5.1 that identifies a structure where meiosis occurs.

      Wheat has flowers similar to those in Fig. 5.1, but reproduces by self-pollination.

      Explain the consequences of self-pollination for a population of plants.

      idea that pollination / fertilisation, always going to happen / AW

      no agent of pollination needed

      reduced / little, variation / diversity

      increased competition between plants (as have the same

      increase chance of, genetic / inherited, disease

      all plants adapted to same, conditions / environment

      little ability to adapt to changing conditions / little ability to evolve

      an infectious disease can kill all of the population / all plants more

      susceptible to the same disease

      Wheat is an important crop plant in many countries. Wheat can be infected by diseases

      leading to total loss of the crop which results in famine.

      Outline factors, Förutom plant diseases, that can cause famines.


      Quick Notes on Systems Biology

      Here is a compilation of notes on Systems Biology. After reading these notes you will learn about: 1. Meaning and Scope of Systems Biology 2. Goals and Approaches of Systems Biology 3. Steps 4. Role of Systems Biology in Plant Science 5. Betydelse.

      1. Notes on the Meaning and Scope of Systems Biology
      2. Notes on the Goals and Approaches of Systems Biology
      3. Notes on Steps involved in Systems Biology
      4. Notes on Role of Systems Biology in Plant Science
      5. Notes on the Significance of Systems Biology

      Note # 1. Meaning and Scope of Systems Biology :

      Systems biology is a new area of biology where an organism is viewed as an assembly of integrated and interacting networks of genes, pro­teins and biochemical reactions, which put life into the organism. Unlike molecular biology which focus on molecules, such as sequence of nucleo­tides and proteins, systems biology focus on sys­tems that are composed of molecular components.

      To understand the, whole system of an organism following are the keys:

      i. Understanding structure of the system, such as gene regulatory and biochemical net­works, as well as physical structures.

      ii. Understanding of dynamics of the system, both quantitative and qualitative analysis as well as construction of theory/model with powerful prediction capability.

      iii. Understanding of control methods of the system.

      iv. Understanding of design methods of the sys­tem.

      Note # 2. Goals and Approaches of Systems Biology:

      The fundamental characteristics of systems bio­logy are embodied in data and knowledge inte­gration, the comprehensiveness of the data acquisition, and the ability to digitalize biologi­cal output. Integrative Biology and Digital Biology may be considered synonymous.

      Systems biology seeks to explain the biological phenomenon not on a gene-by-gene basis, but through the interaction of all the cellular and bio­chemical components in a cell or an organism. Systems biology is still in its infancy but that has to be explored and the area that we believe to be the main stream in biological sciences in this century (Fig. 19.4).

      The Institutes for Systems Biology, USA Ottowa Institute of Systems Biology, Canada, have been established to cater the needs of this new emerging discipline.

      Note # 3. Steps involved in Systems Biology:

      There are five simple steps to understand the systems biology:

      i. Defining of input and output of a system.

      ii. Defining the relevant parts of the system under study.

      iii. Different states of inputs are used and the relationship between these states, and the output are quantified.

      iv. The changes in system states are related to output using one of a variety of mathematical tools, such as principal component analysis.

      v. With the help of a computer, the original network map is prepared on the basis of the results of the previous experiments.

      Note # 4. Role of Systems Biology in Plant Science:

      The entire genome sequence of Arabidopsis and rice has been published in the year 2000 and 2005 respectively. The large scale c-DNA sequencing projects are rapidly progressing for plants like Medic ago, corn, wheat, soya-bean, sugarcane, poplar, etc.

      Functional genomics addresses the question — what is the function of all these genes? Computational biology integrates data and ultimately helps us to understand the func­tioning of whole biological systems. Plant sys­tems biology deals with the aspects like cell cycle, root development, cell death, bud forma­tion, flower formation, leaf development, plant- microbe interactions, etc.

      Each system is highly complex, and biologists now have the tools at hand to view the global behaviour of their pre­ferred model systems and to better select the genes that are likely to play key roles in the regu­lation of entire processes. Furthermore, cloning of ORFs (Open Reading Frames), promoters and making of new constructs can change or improve the gene expression which may be helpful.

      Note # 5. Significance of Systems Biology:

      With the development of new tools and techniques the complex system between genes, proteins and other metabolites can be understood they do not work in isolation, they interact among them­selves in highly organized and complex ways.

      Systems biology deals with these complex inte­ractions, which may be the biosynthetic path­ways or transitional modifications of proteins or the signal transduction pathway leading to expression of a set of specific genes (Fig. 19.5).

      For example, the immune system is not the result of a single mechanism or a set of genes instead, the interactions of numerous genes, proteins, metabolisms and the organism’s external envi­ronment, produce immune responses to fight infections and diseases. Thus, a study of all aspects of any system in an organism makes the subject of systems biology.


      INTRODUKTION

      Heterotrimeric G proteins are an important element of transmembrane signal transduction, coupling stimuli as diverse as light, neurotransmitters, odorants, tastants, and hormones. They are found in a variety of eukaryotic organisms, including plants, fungi, and animals. The classical heterotrimer consist of three different subunits, α, β, and γ, which are organized in a highly conserved structure and typically bound to specific G protein–coupled receptors. Activation of the receptor by ligand binding induces a conformational change in Gα, catalyzing the exchange of GDP to GTP. GTP loading causes a protein conformational change that promotes dissociation of the heterotrimer into two functional signaling elements: the Gα subunit and the Gβγ dimer. These two elements (functional subunits) interact with specific effector molecules controlling downstream signaling. The inherent GTPase activity of the Gα subunit hydrolyzes its bound GTP, leading to the reassociation of Gα and the Gβγ dimer, returning the heterotrimer to its inactive GDP-bound state. While interaction between Gα and the Gβγ dimer is dependent on the conformational status of the Gα subunit, interaction between Gβ and Gγ is essentially nondissociable therefore, the Gβγ dimer acts as a single functional unit in the cell ( Gautam et al., 1998).

      It was initially thought that signaling in animals only occurred via the activated Gα subunit, with the role of Gβγ being to inhibit the action of Gα by reforming the inactive heterotrimer and guiding Gα back to the receptor for reactivation. However, it is now established that the Gβγ dimer is an active signaling factor in at least as many processes as the Gα subunit ( Clapham and Neer, 1997). Among others, the Gβγ dimer is able to interact with adenylyl cyclases, potassium channels, and phospholipases ( Clapham and Neer, 1993 Scott et al., 2001). Aside from the activation of specific downstream effectors, the Gβγ dimer is involved in receptor recognition ( Lim et al., 2001), membrane targeting, and activation of the Gα subunit ( Evanko et al., 2000, 2001). Binding between Gα and Gβγ occurs at a molecular interface largely contained within the β-propeller structure of Gβ. With the exception of Gβ5, there is little binding preference between Gα and Gβ pairs. Therefore, it is assumed that Gγ provides a major share of the structural requisite for the selective coupling of the heterotrimer to the receptor and the Gβγ dimer to its effectors ( Gautam et al., 1990 Simon et al., 1991 Hou et al., 2000 Myung and Garrison, 2000 Azpiazu and Gautam, 2002 Chen et al., 2005 Myung et al., 2006). Recent evidence indicates that some animal Gβγ dimers can move from the plasma membrane to the Golgi upon receptor activation, providing an extra element of spatial segregation to the Gβγ dimer in G protein–mediated signaling. The Gγ subunit type and the Gα subunit nucleotide exchange properties strongly influence the rate of translocation ( Akgoz et al., 2004, 2006 Azpiazu et al., 2006).

      A characteristic of mammalian systems is the existence of gene families for each of the G protein subunits. At least 23 Gα subunits, 6 Gβ subunits (including an alternatively spliced variant), and 12 Gγ subunits ( Gautam et al., 1998 Balcueva et al., 2000) have been reported in humans, but not all possible combinations are present in the cell, with combinatorial multiplicity of Gβγ dimers being restricted by the specific expression patterns of the genes and selective interactions between different Gβ and Gγ subunits. Nevertheless, a wide range of Gβγ dimers, serving as distinct signal transduction elements involved in different processes, have been described ( Camps et al., 1992 Katz et al., 1992 Chen et al., 1997 Clapham and Neer, 1997 Gautam et al., 1998 Bommakanti et al., 2000 Mirshahi et al., 2002 Krystofova and Borkovich, 2005).

      In contrast with mammalian systems, only one canonical Gα subunit gene (GPA1) ( Ma et al., 1990), one canonical Gβ subunit gene (AGB1) ( Weiss et al., 1994), and two Gγ subunit genes (AGG1 och AGG2) ( Mason and Botella, 2000, 2001) have been found in the Arabidopsis thaliana genom. The same number of G protein subunits were reported in the monocot species rice (Oryza sativa) ( Ishikawa et al., 1995, 1996 Iwasaki et al., 1997 Kato et al., 2004) however, two Gα subunits were described for legume species ( Kim et al., 1995 Gotor et al., 1996 Marsh and Kaufman, 1999). G proteins are implicated in a large variety of processes in plants ( Jones and Assmann, 2004 Perfus-Barbeoch et al., 2004 Assmann, 2005 McCudden et al., 2005 Temple and Jones, 2007) nevertheless, specific signaling roles for the Gα subunit or Gβγ dimers remained elusive until recently. Analysis of T-DNA and ethyl methanesulfonate mutants lacking functional Gα or Gβ subunits showed that both Gα and Gβγ could be involved in specific and independent pathways ( Ullah et al., 2003 Joo et al., 2005 Chen et al., 2006a Pandey et al., 2006 Trusov et al., 2006) as well as in the same processes ( Ullah et al., 2003 Pandey et al., 2006). Studier med hjälp av Arabidopsis demonstrated that the Gβ-deficient agb1-1 och agb1-2 mutants have flowers with elongated peduncles, shortened flat-top siliques, rounded rosette leaves with crinkled surfaces, and increased root mass ( Lease et al., 2001 Ullah et al., 2003). Detailed studies revealed that Gβ modulates lateral root formation by interfering with auxin-dependent cell division ( Ullah et al., 2003). It was shown that Gβ-mediated signaling, but not Gα, plays a distinct part in plant resistance against necrotrophic pathogens ( Llorente et al., 2005 Trusov et al., 2006). Specific changes in seed germination were also ascribed to Gβ activity ( Pandey et al., 2006 Trusov et al., 2006). Finally, analysis of transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) plants with reduced Gβ subunit levels due to antisense expression of the Gβ subunit mRNA suggested that the Gβ subunit is involved in regulation of the reproductive phase of the tobacco life cycle, particularly in stamen development and pollen maturation ( Peskan-Berghofer et al., 2005).

      Strong interaction between plant Gβ and each Gγ subunit was demonstrated in vitro ( Mason and Botella, 2000, 2001) as well as in vivo ( Kato et al., 2004 Adjobo-Hermans et al., 2006, Chakravorty and Botella, 2007). However, despite sequence similarity (48% amino acid identity), the interaction between each of the two Arabidopsis Gγ subunits and Gβ seems to be centered in different domains of the protein ( Mason and Botella, 2000, 2001 Temple and Jones, 2007).

      Nothing is known about the cellular and physiological roles of either of the two known Gγ subunits, their possible functional redundancy, and whether the two potential dimers, Gβγ1 and Gβγ2, are involved in the same or different signaling pathways. We took advantage of the extensive phenotypic characterization of loss-of-function agb1 mutants, and using this inventory of phenotypes, we asked which of the Gγ subunits acts with Gβ to regulate a specific function. Fungal resistance, root development, and glucose sensing were the three well-characterized AGB1-signaling pathways examined in this study. By a genetic approach, we dissected the roles of the Gγ subunits in G protein signaling in these pathways. Our results show that the different Gγ subunits form independent signal-transducing Gβγ dimers and impart functional selectivity to the heterotrimeric G protein signaling network.


      Titta på videon: Labforsøk Biologi 1: Ciliater som sanseceller (December 2022).