قارچها،

دانلود پایان نامه

ترکیب از قارچ Taxomyces andreanae که روی درخت Taxus brevifolia زندگی می کرد به دست آوردند (Wani etal,1971). شاید مهمترین یافته در این زمینه در مقاله استروبل و همکاران (etal,2008 Strobel) گزارش شده است. براساس یافته های این محققین ، قارچClonostachys rosea(=Gliocladium roseum) می تواند در شرایط آزمایشگاه و داخل تشتک پتری انواع مختلف هیدروکربن های غنی از انرژی تولید کند، که اسم آن را هیدروکربن های میکودیزل نامیده اند. شاید این دستاورد دانشمندان را برای تولید نفت از قارچها امیدوار کرده باشد. گروهی از هورمون های گیاهی مثل جیبرالین ها نیز توسط قارچها به صورت تجاری تولید می شوند. علاوه بر این قارچها قادرند برخی از یونها را جذب و آنها را به ذرات نانو تبدیل کنند. اخیرا این توانایی در قارچ معروف Fusarium oxysporum گزارش شده است (Ahmad etal,2003). این قارچ می تواند یونهای نقره یا طلا را به صورت خارج سلولی به ذرات نانو نقره یا طلادر آب تبدیل کند. از این ذرات نانو در ساخت پارچه های ضد میکروبی استفاده شده است(Puran etal,2007)
۴-۱- قارچها، بعنوان مواد غذایی
کشت قارچها برای اهداف غذایی از سال ۶۰۰(A.D.) در چین شروع شد (چانگ،۱۹۹۳). در اروپا کشت قارچ از سال۱۹۵۰ میلادی در فرانسه آغاز شده و از آنجا به سایر کشورهای اروپایی و احتمالا آمریکا توسعه پیدا کرده است. سپس تولید تجارتی قارچها، صنعت سودمند و بزرگی نه تنها در آمریکا بلکه در مکزیک و آسیای جنوبی شده است و تولید جهانی آن در مدت ۱۲ماه (۱۹۹۰-۱۹۸۹) به بیش از ۷/۳ تن رسید (چانگ،۱۹۹۳) یکی از گونه هایی که به طور وسیع کشت می شود
bisporus Ayaricus(مترادفA.brunnescens) معروف به قارچ دکمه ای است. گونه های خوراکی زیادی وجود دارند و کشت می شوند اما فقط تعداد محدودی به طور صنعتی کشت و تولید می شوند که سه گونه Lentinula edodes(معروف به شیتاکه)، Pleurotus ostreatus (معروف به قارچ صدفی) وvolvaceaVolvaliella(معروف به قارچ کاه) از معروف ترین آنها هستند. قارچهای خوراکی علاوه برلذیذ بودن،ارزش غذایی قابل توجهی دارند(بوسول وچانگ،۱۹۹۳) بعنوان مثالAyaricus bisporus ازنظرداشتن اسیدهای آمینه ضروری از بسیاری از سبزیجات به استثنای اسفناج و سویا برتر است. در میان قارچهای خوراکی، دنبلان ها و قارچهای کلاهک دار اسفنجی نیز به لحاظ قیمت و طعم لذیذ در برخی کشورها معروف اند. برخی از مخمرها، برای تولید پروتئین های قارچی (میکوپروتئین) در روی بسترهای طبیعی ارزان قیمت به کار می رود .میکوپروتئین کورن از توده میسلیومی قارچ Fusarium Venenatum تولید می شود(Webster and weber,2007).
۵-۱-کاربرد قارچها در صنایع تخمیری
مخمرها عناصر اصلی تولید نان و نوشابه های الکلی اند و در واقع این دو صنعت وابسته به توانایی مخمرها در تبدیل گلوکز به الکل اتیلیک و دی اکسیدکربن هستند. در نان سازی حبابهای کوچکی از دی اکسیدکربن طی تخمیر گلوکز آرد می شود که سبب ور آمدن نان می شود. در آبجوسازی هم، الکل است که مهمترین محصول نهایی می باشد. در واقع هر قسمت از گیاه که حاوی شکر یا نشاسته باشد می تواند برای ساخت الکل به کار رود. علاوه بر تولید الکل اتیلیک، قارچها به طور تجارتی برای تولید انواع ترکیبات شیمیایی هم به کار می روند از جمله ارگوسترول، کورتیزون، آنزیم ها (آلفا آمیلاز، رنین، سلولاز، کاتالاز، لاکتاز و لیپاز) و اسیدهای (لاکتیک، سیتریک، سوکینیک و اگزالیک) و هورمون های رشد گیاهی (جیبرالین) به کار می روند. همچنین مخمرهای تولید کننده ویتامین های B نیز هستند. بدلیل کاربرد وسیع قارچها، امروزه مهندسی ژنتیک برای افزایش راندمان تولید این مواد کاربرد قابل توجهی پیدا کرده است و بیوتکنولوژی قارچها از اهمیت شایانی برخوردار است. (تیمبرگ،۱۹۹۱)
۶-۱-تولید بیماری در گیاهان و حیوانات
قارچها بدلیل ایجاد بیماریهای گیاهی، اهمیت فوق العاده ای برای انسان دارند. انواع گیاهان توسط انواع مختلف پاتوژنها موردحمله قرار می گیرند. نتیجه این حمله ها متفاوت است اما محدوده آن از گسترش مرگ افراد یک گونه خاص تا توسعه علائم غیر واضح با خسارت اندک به میزبان فرق می کند.علاوه برخسارت های اقتصادی جدی به گونه های مهم کشاورزی، بعضی از قارچها، از جمله بعضی گونه های متعلق به شاخه Oomycota مسیر تاریخ را تغییر دادند و همچنین به عادات محلی و جهانی جوامع تاثیر گذاشته اند (شومان،۱۹۹۱وماتوسیان،۱۹۹۸). برخی قارچها بیمارگر انسان و دام هستند. اگرچه تعداد این گروه از قارچها خیلی زیاد نیست، این موضوع از اهمیت قارچی انسان ودام نمی کاهد. آلودگیهای قارچی (میکوزین) گاهی بسیار خطرناک و کشنده اند. در سالهای اخیر آلودگی انسان به بیماری های قارچی در سراسر دنیا افزایش یافته است، افرادی که به نحوی سیستم ایمنی بدن آنها ضعیف شده باشد، در معرض آلودگی شدیدتر به قارچها هستند، بعنوان مثال افراد مبتلا به ایدز معمولا در خطر آلودگی به قارچها قرار دارند. علاوه بر این اسپور بسیاری از قارچها ساپروفیت یا بیمارگر گیاهی موجب آلرژی می شوند. درطی سالهای پیش، در مورد حفاظت بسیاری از گیاهان مهم از حمله قارچها با کاربرد تلفیقی از روش های موجود پیشرفت های بزرگی حاصل شده است.از جمله: عملیات کشاورزی صحیح مثل بهداشت وتناوت زراعی،توسعه برنامه های اصلاحی و مهندسی ژنتیک برای تولید گیاهانی که از نظر ژنیتیکی به برخی قارچهای پاتوژن مقاومند، حتی اصلاح خود پاتوژن، استفاده از قرنطینه که مانع انتشار پاتوژن می شود. برخی از بیماری های قارچی گیاهی سبب قحطی های مهمی در طول تاریخ شده اند. برخی دیگر در از بین بردن و نابودی در
ختان، درختچه ها ، جنگلها، پارک ها و زمین های بازی نقش دارند. نمونه هایی از بیماری های قارچی شامل: سفیدک داخل انگور (مو)، سوختگی دیررس سیب زمینی (که هر دو توسط قارچهای Oomycota ایجاد می شوند) سیاهک ذرت، زنگ سیاه ساقه گندم، بیماری رشد زیاد برنج (Foolish seediny)، آرگوت چاودار، ریشه گرزی چیلپائیان، بیماری هلندی نارون و سوختگی شاه بلوط تلفات زیادی را وارد کرده است. تخمین زده می شود چندین میلیون درخت شاه بلوط بالغ توسط قارچ Crtphonectria parasitica از بین رفته است (چوئی وناس،۱۹۹۲).
۷-۱- قارچها، همزیست گیاهان و حیوانات
همه قارچهای مرتبط با گیاهان عالی، زیان آورنیستند، ریسه های بعضی قارچها اندامهای مخصوصی باریشه گیاهان تشکیل می دهند که مایکوریز (Mycorhize) نامیده می شود. که معمولا در این نوع رابطه هر دو موجود سود می برند. اگرچه ابتدا تصور می شد مایکوریزها نادر و فقط در ارکیدها مهم هستند اما امروزه نقش آنها در رشد بسیاری از گیاهان شناخته شده است. حدود ۸۵% از گیاهان همراه قارچهای مایکوریز هستند. یک تنوع حیرت آور از قارچها به عنوان اندوفیت ها (درون گیاه) شناخته شده اند که در برگها و ساقه های گیاه سالم از مخروطیان گرفته تا گرامنیه ها حضور دارند (لانگن هیم ورولینگر۱۹۹۳).
بسیاری از این قارچها، میزبانهایشان را از قارچهای بیماری گر، حشرات و پستانداران چراکننده محافظت می کنند. متاسفانه چندین گرامنیه مرتعی مثل نی بلند (Festuca arundinacea) و علف چاودارLoliumperenne اغلب حاوی قارچهای اندوفیت هستند که به مقادیر زیاد، آلکالوئیدهای فعال فیزیولوژیکی تولید می کنند که برای پستانداران اهلی سمی هستند (کلای،۱۹۸۹) و باعث اختلال فیزیکی و رفتاری وحشتناکی می شوند وسمیت قارچ اندوفیت می تواندیک مشکل بسیارجدی درجنوب شرق آمریکا باشد.ازلحاظ تاریخی بیشترمشکلات دراین ناحیه رامی توان به عرضه سویه مخصوص وتجارتی ازنی که بعنوانKentucky-31 شناخته شده(هاوکثورت،۱۹۹۱) نسبت داد.در واقع Kentucky-31 حاوی قارچهای درونی(اندوفیت)سمی بود که سرانجام دراواسط سال۱۹۷۰ توسط محققی بنام جورجیا کشف شد(باکون وهمکاران،۱۹۷۷).جالب توجه اینکه،قارچهای موجود درنی(Fescue)وهمچنین علف چاودار(Rye grass) به قارچ آرگوت (Claviceps purpurea) وابستگی تردیکس دارند.یکی ازمواردی که قارچها بخوبی انجام می دهند تعامل بادیگرموجودات زنده است وهنوزاین موضوع به پایان نرسیده است.هرچندهمکاری قارچهاباحشرات ممکن است مستقیمامربوط به کاروبارانسان نیاید،اما به آنها مربوطند.ظاهرا تعدادزیادی ازقارچها باحشرات جمع آوری شده اند،اما قارچ شناسان به آنها توجه کمی نموده اند.درتخمین تعداد
هاوکثورت(۱۹۹۱)اطلاعاتی ازقارچهای همزیست بندپایان نداشت، چرا که آنها بسیار کم شناخته شده بودند.
۸-۱قارچها، بعنوان عوامل کنترل بیولوژیک
قارچها انگل گیاهی تنها به گیاهان مهم کشاورزی یا مفید محدود نمی شوند، در حقیقت یک جنبه تحت مطالعه از اکولوژی تاثیر پاتوژنهای قارچی روی جمعیت های طبیعی گیاهی است و قارچ شناسان باید با اکولوژیست های گیاهی درجهت جبران این کمبود معلومات، کار کنند. تمامی انواع گیاهان توسط قارچهای انگل مورد حمله قرار می گیرند، حتی گونه های علف های هرزکه مشکلاتی جدی برای کشاورزان، سرپرستان زمین های گلف، افرادی که درچمن کاری تجارتی و پارک داری کار می کنند و افرادی که می خواهند باغ وزمین منزلشان ازعلف های هرز پاک باشد، به وجود می آورند.ازاین نظردانشمندان فعالانه توسعه برخی پاتوژنهای قارچی گیاهی را بعنوان عامل کنترل زیست شناسی علفهای هرزبه کارمی روند.البته این کارهای تحقیقاتی به دلیل شرایط محیط زیستی درارتباط با کاربرد انواع موادشیمیایی ازجمله علف کش هاکه برای کنترل علف های هرزبه کار می رود، بسیاربه موقع و بجا هستند.شاید بهترین مثال ازعلف کش های قارچی زیرگونه ای ازقارچ Cclletotrichum yloeosporioides باشد که اسپورهایش تحت نام تجارتیColleyo به بازارعرضه شده است.این قارچ برای کنترل علف هرزAeschynomene درمزارع برنج درآمریکا باموفقیت به کاربرده شده است.(استروبل،۱۹۹۱) تلاشهایی هم صورت گرفته است که برخی ازفیتوتوکسین های قارچی بعنوان علف کش استفاده شوند.این مواد ترکیباتی اند که توسط برخی ازقارچهای بیمارگرگیاهی تولید می شوندواثرمنفی روی سلولهای گیاهی دارند.تعدادی ازقارچها پارازیت قارچهای دیگرند و اهمیت زیادی درکنترل بیولوژیکی آنهادارند.ازجمله مهمترین قارچهایی که ازآنها برای مبارزه بیولوژیک استفاده شده است Trichoderma است که روی قارچهای متعددی نظیر Sclerotium،Sclerotinia ،Fusarium،Rhazoctonia موثر بوده است. برخی ازقارچها بیمارگر هستند وازموجودات مهم برای کنترل بیولوژیکی به حساب مب آیند. روابط متقابل بیمارگری قارچها باحشرات ودیگربندپایان برای توانایی کنترل بیولوژیکی آنهامثل اطلاعات زیستی آنها مهم است.هرچند بسیاری ازانگل های قارچی حشرات ودیگربندپایان محدوده میزبانی وسیعی دارند،اما برخی درانتخاب میزبان،بسیاراختصاصی عمل می کنندو ممکن است تنها یک گونه راآلوده کنند.اختصاصی بودن برای میزبان خاص درکنترل بیولوژیک مهم است.یکی ازگونه های بسیار شناخته شده گونهBeauveria bassiana است که برای مبارزه باحشرات آفت مختلف موردبررسی قرارگرفته ودرمواردی کاربرد پیدا کرده است (Prioretal.1998). انگل های مرده پرور(نکروتروفیک) در تمامی رده های سلسله قارچها و همچنین Oomycota یافت می شوند. آنها گونه هایی هستندکه روی برخی، مگس ها، سوسک ها، پشه ها، زنبورها، کنه ها، عنکبوت ها و حتی روی زنب
ورعسل اختصاصی می باشند.انگل های موجودات زنده (بیوتروفیک)کمتر متداول هستند اما در گروه بزرگی ازAscomycota بنام Laboulbeniales ودرتعامل میانSeptobasidum (از بازیدیو میکوتا) با شپشک ها دیده می شوند(مارتین۱۹۸۷).
۹-۱قارچها، بعنوان موجودات آزمایشگاهی با ارزش
قارچها ویژگی هایی دارند که استفاده ازآنها را برای مطالعات آزمایشگاهی وژنیتیکی مطلوب می سازد(تایلور وهمکاران۱۹۹۲):
الف)قارچها به آسانی درشرایط آزمایشگاهی قابل کشت اند.ازاین رو اثرشرایط محیطی که ممکن است روی بیان ژنها تاثیرداشته باشد به حداقل می رسد.
ب)بسیاری ازقارچها دارای چرخه زندگی هاپلوئیدی هستند و اغلب ژنها، درحالت هاپلوئیدی بیان می شوند . درحالی که درموجودات دیپلوئیدی ژنهای غالب درمرحله دیپلوئیدی بیان می شوند و مغلوب درحالت هموزیگوس بودن قابل تشخیص هستند.
پ)بسیاری ازقارچهای هاپلوئیدی تک هسته ای را درمرحله ای ازچرخه زندگی خودتولید می کنندکه وجوداین اسپورها تولیدوجداسازی جهش یافتگان راتسهیل می کند
ت)نیازهای غذایی قارچها ساده است.درنتیجه امکان دستیابی به جهش یافتگان خاص نسبت به موادغذایی آسان است.این جهش یافتگان برای مطالعه مختلف کاربرد دارند.
ث)خصوصیات دیگری نظیر سرعت رشد بالا، تعداد زیاد نتایج در هر نسل، چرخه زندگی کوتاه، ژنوم کوچک وتعداد کروموزومهای کم نیز مطالعه ژنتیک قارچها را آسان و مناسب کرده است. موجودات پیشرفته، بسیاری از این خصوصیات را ندارند، اگرچه ویژگیهای دیگری ممکن است داشته باشند که برتریهایی را برای آنها فراهم می کند. یکی از قارچهای بسیار مشهور به کار رفته درمطالعات ژنتیکی، کپک قرمز نان Neurospora است.این قارچ درسال۱۹۲۷توسط قارچ شناسان آمریکایی،شییرودودگ کشف شد، کسانی که خواص آن را مشخص کردندواین خواص،آن رایک موجودتقریبا ایده آل برای مطالعه وراثت کرده است.برخی ازقارچها مانند Ollomyces macrogynus،Ustilago maydis،Aspergillus nidulans، charomyces cerevisiae،Schizosaccharomyces pombe بعنوان موجودات الگو وارزشمندآزمایشگاهی برای مطالعه ژنتیکی، انتقال ژن و تولید مولکول های شیمیایی تغییریافته مورد استفاده قرارگرفته اند، بویژه گونه S.pombe(پرکنیز،۱۹۹۱). مطالعه روی قارچ N.crassa باعث ارائه

دیدگاهتان را بنویسید