قارچ های Zygomycota

بررسی قارچ‌ های Zygomycota با تمرکز بر بیماری‌ زایی در گیاهان

قارچ های Zygomycota (زیگومایکوتا یا زایگومایکوتا) یکی از گروه‌ های مهم قارچ‌ ها است. برخی از گونه‌ های آن به‌ عنوان عوامل بیماری‌ زای گیاهی شناخته می‌ شوند. این قارچ‌ ها، علاوه‌ بر نقش در تجزیه مواد آلی، در برخی موارد باعث پوسیدگی و فساد در محصولات کشاورزی، بذرها، سبزیجات و میوه‌ ها می‌شوند و می‌ توانند خسارت اقتصادی قابل‌ توجهی ایجاد کنند.

در حدود ۱۰۵۰ گونه از قارچ های Zygomycota تاکنون شناسایی شده است. زیگومایکوتاها اکثرا خاکزی بوده و در گیاهان و جانوران در حال پوسیدن یافت می شوند. برخی از قارچهای این شاخه، انگل های گیاهان ، حشرات و حیوانات کوچک هستند ، در حالی که برخی دیگر با گیاهان رابطه همزیستی برقرار می کنند.

محل زندگی و ماهیت بیماری‌ زایی

اکثر گونه‌ های زیگومایکوتا در خاک زندگی می‌ کنند و به‌ راحتی می‌ توانند از طریق بذر، آب آبیاری، یا تماس با خاک آلوده وارد بافت‌ های گیاهی شوند. در شرایط گرم و مرطوب، این قارچ‌ها فعال‌ تر شده و باعث بیماری‌ های قارچی در گیاهان می‌ شوند. بیماری‌ زایی بیشتر از طریق ریشه‌ ها، میوه‌ ها، ساقه‌ ها و بذرها اتفاق می‌ افتد.

ساز و کار بیماری‌ زایی در گیاهان

قارچ‌ های Zygomycota معمولاً با ترشح آنزیم‌ های تخریب‌ کننده دیواره سلولی مانند سلولاز، پکتیناز و پروتئاز وارد بافت‌ های گیاهی می‌ شوند. آن‌ ها باعث تجزیه سلول‌ های میزبان و از بین رفتن انسجام بافتی شده که نتیجه آن، پوسیدگی، لهیدگی و تخریب بافت گیاه است.

تکثیر و خفتگی قارچ های Zygomycota

اسپورهای زایگومایست می توانند هم از طریق جنسی و هم غیر جنسی بوجود بیایند. اسپورها قبل از جوانه زنی در حالت خفته قرار دارند. در این دوره میزان متابولیک پایین است و ممکن از چند ساعت و یا حتی سالها ادامه یابد. دو نوع حالت خفته گی برای اسپورها وجود دارد:

خفتگی برون زا یا اگزوژن Exogenous : حالتی از خفتگی است که توسط عوامل محیطی مانند نور، دما، رطوبت و میزان در دسترس بودن مواد غذایی کنترل می شود. در این حالت زمانی که شرایط عوامل محیطی برای فعالیت اسپور مناسب باشد، اسپور از خواب بیدار شده و شروع به فعالیت می کند.

خفتگی درون زا (سازنده) یا اندوژن Endogenous : این حالت از خفتگی به ویژگی های اسپور، مانند ویژگی های متابولیکی بستگی دارد. در این حالت حتی اگر شرایط محیطی برای جوانه زنی مناسب هم باشد، می تواند از رشد و فعالیت اسپور جلوگیری کند.

ویژگی های شاخه Zygomycota

دیواره سلولی در این قارچ ها از کیتین ساخته شده است و ریسه ها دارای دیواره عرضی هستند. لقاح جنسی که ایزوگامی نامیده می شود از تماس گامت های نر و ماده صورت می گیرد و اسپور جنسی نیز زیگوسپر نام دارد.

رده زایگومایست Zygomycete

زایگومایست ها رده ای از شاخه قارچ های Zygomycota هستند که برخی انگل های گیاهی و جانوری و برخی نیز ساپروفیت هستند. این رده دارای سه راسته یه شرح زیر است:

موکورالس Mucorales : گونه های شناخته شده ای مانند Rhizopus stolonfer  که عامل کپک نان و پوسیدگی نرم سبزیجات و میوه است و همچنین گونه Mucor که عامل پوسیدگی میوه و سبزیجات انبار است، عضو این راسته از قارچها هستند.

گلومالس Glomales : این گونه اغلب با ریشه های گیاهان همزیستی ایجاد می کنند و قارچ های مایکوریز (VAM ) نامیده می شوند. این قارچ ها ریسه های خود را بین سلول های ریشه وارد کرده و در نزدیکی آوندها “اندام های مکنده چند شاخه” که آربوسکول نامیده می شوند، ایجاد می کنند. آربوسکول ها محل اصلی تبادل مواد غذایی بین گیاه و قارچ هستند. در برنامه های کشاورزی پایدار، بر استفاده از خاصیت این قارچ ها و ایجاد همزیستی، تاکید زیادی می شود.

پارازیت حشرات

حشرات و سایر بی‌ مهرگان نیز می‌توانند میزبان اعضایی از شاخه Zygomycota در دستگاه گوارش خود باشند. گونه‌ ای از Enterobryus که در تصویر زیر دیده می‌شود، به دیواره‌ ی روده میانی هزارپای غول‌ پیکر آمریکایی (با نام علمی Narceus americanus) متصل بوده است.

Enterobryus یک عضو ساده از قارچ های Zygomycota است که از یک رشته منفرد تشکیل شده که از دیواره داخلی روده‌ی میزبان بیرون زده و مواد مغذی را هنگام عبور از روده جذب می‌ کند. این قارچ را می‌ توان معادل قارچی کرم‌ های نواری (کرم‌ های پهن انگلی) دانست.

در پنل سمت چپ، کل قارچ دیده می‌شود، در حالی که در پنل میانی ساختاری شبیه به بادکش که آن را به دیواره روده متصل نگه می‌دارد به تصویر کشیده شده است. در پنل سوم نیز انتهای رشته‌ای دیده می‌شود که به اسپورانژیم (کیسه‌ای حاوی ردیفی از اسپورها) تبدیل شده است. Enterobryus و خویشاوندان آن به راسته Eccrinales تعلق دارند.

پژوهش‌ هایی است که توسط Cafaro در سال ۲۰۰۵ در مجله Molecular Phylogenetics and Evolution (جلد ۳۵، صفحات ۲۱ تا ۲۴) منتشر شد. این مطالعات نشان دادند که Eccrinales اصلاً قارچ نیستند، بلکه اعضایی از رده Ichthyosporea می‌باشند. با وجود اینکه این موجودات از لحاظ تبارشناسی قارچ محسوب نمی‌شوند، هنوز هم بیشتر توسط قارچ‌ شناسان (mycologists) مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

نقش قارچ‌ های زایگومایکوتا به‌ عنوان انگل در حشرات

برخی از قارچ‌ های متعلق به شاخه زایگومایکوتا دارای ویژگی انگل‌ گرایی بوده و قادرند حشرات را آلوده کرده و بدن آن‌ها را به‌ طور کامل با شبکه‌ ای از ریسه‌ های قارچی (Hyphae) درگیر نمایند. این قارچ‌ ها معمولاً پس از نفوذ به بدن میزبان، آن را به‌ نحوی تحت تأثیر قرار می‌ دهند که پیش از مرگ، موقعیت مناسبی را برای گسترش قارچ فراهم آورد.

قارچ های مهاجم به حشرات

گونه‌ هایی از جنس Entomophthora می‌توانند باعث شوند که مگس آلوده‌ شده پیش از مرگ، خود را بر روی بخش بلندی از گیاه مانند ساقه گل قرار داده و به حالت سر به پایین بایستد. در این وضعیت، قارچ از طریق بندهای شکمی مگس، اسپورانژیا تولید کرده و اسپورها را با فشار به فضای اطراف پرتاب می‌نماید. نحوه انتقال این اسپورها به میزبان‌ های جدید هنوز به‌ طور دقیق مشخص نیست، اما یکی از فرضیه‌ ها آن است که مگس‌ های سالم ممکن است به اشتباه تلاش کنند با مگس مرده جفت‌ گیری نمایند و در نتیجه با اسپورها آلوده شوند؛ گرچه این موضوع هنوز اثبات علمی نیافته است.

تصویر بعدی نمونه‌ ای از مگسی است که توسط Entomophthora آلوده شده و پس از مرگ بر روی یک شیشه قرار گرفته است. در این تصویر، توده‌های سفیدرنگ اسپورانژیا که در نواحی شکم قارچ تولید شده‌اند، به‌ وضوح قابل مشاهده‌ اند و تعداد زیادی از اسپورها نیز به سطح شیشه چسبیده‌ اند.

نمونه‌ای دیگر از این نوع انگل‌گرایی را می‌ توان در مگس شکارچی Rhagio mystacea مشاهده نمود. در این مورد، قارچ Furia ithacensis پس از آلوده‌ سازی میزبان، باعث متورم شدن شکم مگس شده و تعداد زیادی اسپورانژیا از این ناحیه تولید می‌گردد. مشاهدات میدانی قارچ‌ شناسان در برنامه Bioblitz موزه نیوبرانزویک در منطقه حفاظت‌ شده Caledonia Gorge در سال ۲۰۱۱ نیز حضور گسترده مگس‌های آلوده به این قارچ را تأیید نموده است.

قارچ های Entomophthoromycota

شایان ذکر است که مطالعات مولکولی جدید نشان داده‌ اند که جنس Entomophthora و خویشاوندان نزدیک آن از نظر تبارزایی با دیگر اعضای سنتی زایگومایکوتا فاصله دارند. این گروه که پیش‌ تر در راسته Entomophthorales طبقه‌ بندی می‌شد، امروزه اغلب به‌ صورت رده‌ ای مستقل با عنوان Entomophthoromycetes و یا حتی به‌ عنوان شاخه‌ ای جداگانه با نام Entomophthoromycota شناخته می‌ شود.

انگل‌ گرایی قارچ‌ های زایگومایکوتا بر گیاهان زنده

در میان قارچ‌ های شاخه زایگومایکوتا، برخی گونه‌ ها توانایی رشد مستقیم بر روی گیاهان زنده را نیز دارا هستند. به‌ عنوان نمونه، گونه‌ ای به‌نام Endogone pisiformis می‌ تواند خزه‌ ها را آلوده کرده و توده‌ هایی زردرنگ از اسپورهای دیواره‌ ضخیم را در نواحی انتهایی ساقه‌ های آنها تولید نماید. این ساختارهای زردرنگ که در بخش فوقانی گیاه میزبان قابل مشاهده‌ اند، نشان‌د هنده فاز تولیدمثل قارچ هستند.

این قارچ معمولاً بر روی گونه‌ های خزه تورب‌زا (Sphagnum) مشاهده می‌شود. اما قابلیت رشد بر روی دیگر گونه‌ های خزه نیز برای آن گزارش شده است. به‌ نظر می‌رسد E. pisiformis به‌ صورت انگل نسبتاً تخصص‌ یافته‌ ای بر خزه‌ ها عمل کرده و با بهره‌ گیری از بافت‌ های زنده گیاه، مواد غذایی مورد نیاز خود را تأمین می کند.

قارچ‌ های Zygomycota بیماری زا

۱. Rhizopus stolonifer

• نام بیماری:

  • پوسیدگی نرم Rhizopus (Rhizopus Soft Rot)

  • کپک نان (Bread Mold) در محصولات انباری

• گیاهان میزبان: میوه‌ های نرم مانند توت‌ فرنگی، انگور، هلو، گوجه‌ فرنگی و خیار.

• علائم:

  • ایجاد لکه‌ های نرم و آبکی روی میوه‌ ها

  • رشد توده‌ ای از کپک خاکستری تا سیاه

  • بوی تخمیر شدید و پوسیدگی کامل

• اهمیت کشاورزی: از عوامل اصلی فساد پس از برداشت در انبار و سردخانه به‌ ویژه در مناطق گرم و مرطوب است.

۲. Mucor spp

• نام بیماری:

  • پوسیدگی نرم Mucor (Mucor Soft Rot)

• گیاهان میزبان: سبزیجات ریشه‌ ای (هویج، چغندر، سیب‌ زمینی)، خیار، بادمجان و پیاز.

• علائم:

  • پوسیدگی آبکی، قهوه‌ ای و نرم در محل آلودگی.

  • رشد قارچ سفید تا خاکستری روی سطح.

  • در موارد شدید، باعث متلاشی شدن کامل بافت می شود.

• نکته کلیدی: این قارچ‌ ها معمولاً پس از زخمی‌ شدن گیاه یا در شرایط انبار نامناسب فعال می‌ شوند.

۳. Gilbertella persicaria

• نام بیماری:

  • پوسیدگی Gilbertella (Gilbertella Rot)

• گیاهان میزبان: میوه‌ های نرم نظیر هلو، زردآلو، آلو و خرمالو

• علائم:

  • لکه‌های آبدار و نرم، بوی ترش

  • کپک‌ های تیره روی سطح پوست

• اهمیت: بیماری در مراحل نهایی رسیدگی میوه یا هنگام حمل‌ و نقل و انبارداری دیده می‌ شود.

۴. Choanephora cucurbitarum

• نام بیماری:

  • پوسیدگی گل Choanephora (Choanephora Blossom Rot)

  • پوسیدگی میوه Choanephora (Fruit Rot)

• گیاهان میزبان: خانواده کدوئیان مانند کدو، خیار، بامیه و لوبیا.

• علائم:

  • پوسیدگی گل‌ ها، میوه‌ های جوان، و ساقه‌ ها.

  • رشد کپک با ظاهر درخشان، تیره و موئی‌ شکل.

  • افت باردهی شدید به دلیل آسیب به گل‌ ها.

• وضعیت اپیدمی: در شرایط رطوبت بالا (مثلاً در گلخانه‌ ها) بسیار سریع گسترش می‌ یابد.

۵. Absidia spp

• نام بیماری:

  • پوسیدگی Absidia (Absidia Rot) – بیماری کمتر شناخته‌ شده

• گیاهان میزبان: میوه‌ های انباری، به‌ ویژه در محیط‌ های مرطوب.

• ویژگی‌ ها: اغلب به‌عنوان عامل بیماری فرصت‌طلب در گیاهان زخمی یا ضعیف دیده می‌ شود.

۶. Actinomucor elegans

• نام بیماری:

  • پوسیدگی Actinomucor (Actinomucor Rot)

• گیاهان میزبان: سیب، گلابی، سبزیجات ریشه‌ ای.

• علائم:

  • نواحی سیاه و نرم روی میوه یا ریشه.

  • پخش کپک خاکستری در سطح آلودگی.

• نکته فنی: بیشتر در شرایط انبار مرطوب، بدون تهویه، و دمای بالا رشد می‌ کند.

جدول مقایسه ای قارچ های بیماری زای Zygomycota

شرایط مستعد کننده برای بیماری‌ زایی

• رطوبت بالا: محیط‌ های مرطوب و بارانی.

• دمای معتدل تا گرم: دمای ایده آل برای طغیان این قارچ ها ۲۵ تا ۳۰ درجه سانتی‌ گراد است.

• زخم‌ های فیزیکی در بافت گیاه: ناشی از برداشت، آفات یا عملیات زراعی.

• انبارهای نامناسب: تهویه ضعیف، نبود کنترل دما و رطوبت.

راه های کنترل و مدیریت بیماری‌ های قارچی Zygomycota

1. ضدعفونی بذرها پیش از کاشت.

2. بهبود شرایط تهویه و کنترل رطوبت در انبارها.

3. برداشت اصولی و کاهش زخم‌ های فیزیکی روی میوه‌ ها.

4. استفاده از قارچ‌ کش‌ های بیولوژیک یا شیمیایی با تأییدیه های رسمی.

5. تناوب زراعی و عدم کشت گیاهان حساس و میزبان به‌ صورت مکرر در یک مزرعه.

مصارف صنعتی قارچ های Zygomycota

همه قارچ های Zygomycota لزوما پارازیت و انگل نیستند، گونه های زیادی از قارچ های این شاخه مصارف صنعتی دارند:

۱- برخی از گونه های Rhizopus و Mucor  در تولید لیپاز (Lipases) و پروتئاز (Proteases) در صنایع چرم، شوینده و صنعت پزشکی ( تغییرات استروئیدی) استفاده می شوند.

۲- استفاده از  گونه Rhizopus برای تولید سلولاز (Cellulases) در صنایع غذایی  و همچنین اسید لاکتیک Lactic Acid

۳- استفاده از R. oryzae و گونه های دیگر Rhizopus spp برای تولید فوماریک اسید Fumaric Acid

۴- استفاده از R. delemar برای تولید بیوتن Biotin

۵- استفاده از قارچهای  Mortierella romanniana،  Mortierella vinacea و  Mucor indicusبرای تولید لینولنیک اسید Linolenic Acid

۶- استفاده از قارچ Blakeslea trispora برای تولید بتاکاروتن β-carotene

اگر چه قارچ‌ های Zygomycota دارای نقش‌ های مثبت در صنعت و طبیعت هستند، اما برخی گونه‌ های آن، به‌ ویژه Rhizopus و Mucor، از عوامل مهم بیماری‌ زا در گیاهان زراعی و باغی محسوب می‌ شوند. شناسایی دقیق این قارچ‌ ها، درک شرایط مستعد کننده و به‌ کارگیری مدیریت تلفیقی بیماری‌ ها، راهکارهای مؤثری برای کنترل خسارات و افزایش بهره‌ وری در زنجیره تولید تا بازار محصولات کشاورزی هستند.