Таксономия и идентификация грибов

Таксономия и идентификация грибов — это раздел микологии, изучающий, как грибы классифицируются в связную эволюционную иерархию и как отдельные изоляты распознаются и именуются. Он охватывает высокоуровневое деление царства грибов на такие типы, как Ascomycota и Basidiomycota, морфологические и молекулярные признаки, используемые для различения таксонов, а также практические рабочие процессы, с помощью которых идентифицируется клинический или экологический гриб.

Definition

Таксономия грибов — это систематическая классификация и наименование грибов в рамках эволюционной структуры, тогда как идентификация грибов — это процесс отнесения неизвестного изолята к известному таксону с использованием морфологических, биохимических и молекулярных характеристик.

Scope

Эта область знакомит читателя с современной классификацией царства Fungi и методами, используемыми для идентификации грибов на уровне рода и вида. Она охватывает три темы: два крупнейших отдела (Ascomycota и Basidiomycota), зигомицеты и другие отделы, а также морфологические и молекулярные методы идентификации, лежащие в основе как таксономии, так и диагностической микологии. Это обзорный справочник, а не протокол диагностики или лечения.

Sub-topics

• Аскомицеты и базидиомицеты
• Морфология грибов и методы идентификации
• Зигомицеты и другие отделы грибов

Core questions

• Как царство Fungi делится на типы и как молекулярная филогенетика изменила это деление?
• Какие морфологические и репродуктивные структуры отличают основные группы грибов?
• Как идентифицируются клинические и экологические грибы, и где применяются морфология, секвенирование и масс-спектрометрия?
• Почему были пересмотрены старые группировки, такие как «зигомицеты» и формальная группа «Fungi imperfecti»?

Key concepts

• Царство Fungi и его типы
• Ascomycota и Basidiomycota
• Зигомицеты (Mucoromycota и родственные линии)
• Морфологическая идентификация (гифы, споры, плодовые тела)
• ДНК-баркодирование и область ITS
• Молекулярная филогенетика
• Телеоморф, анаморф и переход к принципу «один гриб, одно название»
• Идентификация с помощью масс-спектрометрии MALDI-TOF

Mechanisms

Классификация основывается на предполагаемых эволюционных связях: общее происхождение реконструируется по морфологическим признакам (например, по типу полового плодового тела) и, все чаще, по данным последовательностей ДНК, так что названные группы, по возможности, соответствуют монофилетическим линиям. Хиббетт и коллеги (2007) синтезировали молекулярные и морфологические данные в высокоуровневую классификацию царства, а область внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) была принята в качестве универсального ДНК-штрихкода для грибов (Schoch et al., 2012), что дало идентификации общую основу, основанную на последовательностях, которая дополняет традиционную микроскопию и культуру.

Clinical relevance

Точная идентификация лежит в основе диагностической микологии, поскольку род и вид гриба определяют ожидаемое поведение и лабораторную обработку, а гистопатология остается основным инструментом для распознавания грибковых элементов в тканях (Guarner & Brandt, 2011). Эта область описывает, как грибы именуются и распознаются, и как эти знания поддерживают лабораторную диагностику; она не является источником индивидуальных диагностических или терапевтических инструкций.

Evidence & guidelines

Основой для этой области является молекулярно-филогенетическая классификация царства Fungi, консолидированная Hibbett et al. (2007) и синтезом Deep Hypha (Blackwell et al., 2006), а также стандарт ITS-баркодирования (Schoch et al., 2012). Диагностическая идентификация дополнительно опирается на гистопатологические и лабораторные обзоры, такие как Guarner и Brandt (2011).

History

Ранняя классификация грибов основывалась на видимых репродуктивных структурах, разделяя грибы по способу образования половых спор и группируя бесполые формы отдельно как так называемые Fungi imperfecti. С конца двадцатого века секвенирование ДНК позволило напрямую проверять эволюционные связи; инициатива Deep Hypha (Blackwell et al., 2006) и высокоуровневая классификация Hibbett et al. (2007) реорганизовали царство по филогенетическим линиям, а ITS-баркодирование (Schoch et al., 2012) стандартизировало молекулярную идентификацию.

Key figures

• David Hibbett
• Meredith Blackwell
• John W. Taylor
• Conrad Schoch

Seminal works

• hibbett-2007
• schoch-2012
• blackwell-2006

Frequently asked questions

Каковы основные отделы царства грибов?

Два крупнейших — это Ascomycota (сумчатые грибы) и Basidiomycota (базидиальные грибы); дополнительные линии включают зигомицеты, теперь отнесенные к Mucoromycota и родственным типам, а также рано отделившиеся группы, такие как Chytridiomycota.

Как грибы идентифицируются в лаборатории?

Идентификация сочетает морфологию под микроскопом, культуральные характеристики и молекулярные методы, такие как секвенирование ITS, при этом масс-спектрометрия все чаще используется для быстрой идентификации; соответствующая комбинация зависит от организма и условий.