อนุกรมวิธานและการจำแนกชนิดของเชื้อรา

อนุกรมวิธานและการจำแนกชนิดของเชื้อราเป็นสาขาหนึ่งของวิชาเห็ดราวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการจัดจำแนกเชื้อราออกเป็นลำดับชั้นทางวิวัฒนาการที่สอดคล้องกัน และวิธีการระบุและตั้งชื่อเชื้อราแต่ละชนิด ครอบคลุมตั้งแต่การแบ่งอาณาจักรเชื้อราในระดับสูงออกเป็นไฟลัม เช่น Ascomycota และ Basidiomycota ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและโมเลกุลที่ใช้ในการแยกความแตกต่างของอนุกรมวิธาน ไปจนถึงขั้นตอนการปฏิบัติในการจำแนกเชื้อราทางคลินิกหรือเชื้อราในสิ่งแวดล้อม

Definition

อนุกรมวิธานของเชื้อราคือการจัดจำแนกและตั้งชื่อเชื้อราอย่างเป็นระบบภายใต้กรอบวิวัฒนาการ ในขณะที่การจำแนกชนิดของเชื้อราคือกระบวนการกำหนดเชื้อราที่ไม่ทราบชนิดให้เข้ากับอนุกรมวิธานที่ทราบโดยใช้ลักษณะทางสัณฐานวิทยา ชีวเคมี และโมเลกุล

Scope

เนื้อหาส่วนนี้จะนำผู้อ่านไปสู่การจัดจำแนกสมัยใหม่ของอาณาจักรเห็ดรา และวิธีการที่ใช้ในการจำแนกเห็ดราในระดับสกุลและชนิด โดยจะนำเสนอสามหัวข้อหลัก ได้แก่ การแบ่งกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดสองกลุ่ม (Ascomycota และ Basidiomycota) เห็ดรากลุ่มไซโกไมซีทและกลุ่มอื่นๆ และวิธีการจำแนกทางสัณฐานวิทยาและโมเลกุลที่เป็นพื้นฐานของทั้งอนุกรมวิธานและเห็ดราวิทยาทางการวินิจฉัย นี่คือภาพรวมอ้างอิง ไม่ใช่ระเบียบการวินิจฉัยหรือการรักษา

Sub-topics

• แอสโคไมซีทและเบสิดิโอไมซีท
• สัณฐานวิทยาของเชื้อราและวิธีการระบุชนิด
• ไซโกไมซีทและไฟลัมเห็ดราอื่นๆ

Core questions

• อาณาจักรเห็ดราแบ่งออกเป็นไฟลัมได้อย่างไร และวิวัฒนาการชาติพันธุ์โมเลกุลได้ปรับเปลี่ยนการแบ่งกลุ่มนั้นอย่างไร?
• โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาและการสืบพันธุ์ใดที่จำแนกกลุ่มเชื้อราหลักๆ?
• เชื้อราทางคลินิกและเชื้อราในสิ่งแวดล้อมถูกจำแนกได้อย่างไร และสัณฐานวิทยา การจัดลำดับ และแมสสเปกโทรเมตรีแต่ละวิธีนำไปใช้อย่างไร?
• เหตุใดการจัดกลุ่มแบบเก่า เช่น 'ไซโกไมซีท' และกลุ่มรูปแบบ 'Fungi imperfecti' จึงได้รับการแก้ไข?

Key concepts

• อาณาจักรเห็ดราและไฟลัมของมัน
• Ascomycota และ Basidiomycota
• เชื้อราไซโกไมซีท (Mucoromycota และสายเลือดที่เกี่ยวข้อง)
• การจำแนกชนิดทางสัณฐานวิทยา (เส้นใย, สปอร์, โครงสร้างผล)
• การทำบาร์โค้ด DNA และบริเวณ ITS
• วิวัฒนาการชาติพันธุ์โมเลกุล
• เทโลมอร์ฟ, อนามอร์ฟ และการเปลี่ยนไปสู่หนึ่งเชื้อรา หนึ่งชื่อ
• การจำแนกชนิดด้วย MALDI-TOF แมสสเปกโทรเมตรี

Mechanisms

การจัดจำแนกขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการที่อนุมานได้: บรรพบุรุษร่วมกันถูกสร้างขึ้นใหม่จากลักษณะทางสัณฐานวิทยา (เช่น ชนิดของโครงสร้างสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ) และเพิ่มขึ้นจากข้อมูลลำดับ DNA เพื่อให้กลุ่มที่ตั้งชื่อสอดคล้องกับสายเลือดโมโนไฟเลติกเท่าที่จะเป็นไปได้ Hibbett และคณะ (2007) ได้สังเคราะห์หลักฐานทางโมเลกุลและสัณฐานวิทยาเข้ากับการจัดจำแนกอาณาจักรในระดับสูง และบริเวณ internal transcribed spacer (ITS) ได้รับการยอมรับว่าเป็นบาร์โค้ด DNA สากลสำหรับเชื้อรา (Schoch et al., 2012) ทำให้การจำแนกชนิดมีสกุลเงินร่วมที่อิงลำดับซึ่งเสริมการใช้กล้องจุลทรรศน์และการเพาะเลี้ยงแบบดั้งเดิม

Clinical relevance

การจำแนกชนิดที่แม่นยำเป็นพื้นฐานของเห็ดราวิทยาทางการวินิจฉัย เนื่องจากสกุลและชนิดของเชื้อราให้ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมที่คาดการณ์ได้และการจัดการในห้องปฏิบัติการ และพยาธิวิทยาเนื้อเยื่อยังคงเป็นเครื่องมือหลักในการจดจำองค์ประกอบของเชื้อราในเนื้อเยื่อ (Guarner & Brandt, 2011) เนื้อหาส่วนนี้อธิบายว่าเชื้อราถูกตั้งชื่อและจดจำอย่างไร และความรู้นั้นสนับสนุนการวินิจฉัยในห้องปฏิบัติการอย่างไร ไม่ใช่แหล่งข้อมูลสำหรับคำแนะนำการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

กรอบอ้างอิงสำหรับเนื้อหาส่วนนี้คือการจัดจำแนกอาณาจักรเห็ดราตามสายวิวัฒนาการโมเลกุลที่รวบรวมโดย Hibbett et al. (2007) และการสังเคราะห์ Deep Hypha (Blackwell et al., 2006) พร้อมด้วยมาตรฐานการทำบาร์โค้ด ITS (Schoch et al., 2012) การจำแนกชนิดเพื่อการวินิจฉัยยังอาศัยการทบทวนทางพยาธิวิทยาเนื้อเยื่อและห้องปฏิบัติการเพิ่มเติม เช่น Guarner และ Brandt (2011)

History

การจัดจำแนกเชื้อราในยุคแรกสร้างขึ้นจากโครงสร้างสืบพันธุ์ที่มองเห็นได้ โดยแบ่งเชื้อราตามวิธีการสร้างสปอร์แบบอาศัยเพศ และจัดกลุ่มรูปแบบไม่อาศัยเพศแยกต่างหากเป็นสิ่งที่เรียกว่า Fungi imperfecti ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมา การจัดลำดับ DNA ทำให้สามารถทดสอบความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการได้โดยตรง โครงการ Deep Hypha (Blackwell et al., 2006) และการจัดจำแนกในระดับสูงของ Hibbett et al. (2007) ได้จัดระเบียบอาณาจักรใหม่ตามสายวิวัฒนาการ และการทำบาร์โค้ด ITS (Schoch et al., 2012) ได้กำหนดมาตรฐานการจำแนกชนิดทางโมเลกุล

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

การแบ่งกลุ่มหลักของอาณาจักรเห็ดรามีอะไรบ้าง?

สองกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดคือ Ascomycota (เชื้อราถุง) และ Basidiomycota (เชื้อรากระบอง) สายเลือดเพิ่มเติมรวมถึงเชื้อราไซโกไมซีทที่ปัจจุบันจัดอยู่ใน Mucoromycota และไฟลัมที่เกี่ยวข้อง พร้อมกับกลุ่มที่แยกตัวออกมาแต่เนิ่นๆ เช่น Chytridiomycota

เชื้อราถูกจำแนกในห้องปฏิบัติการอย่างไร?

การจำแนกชนิดเป็นการรวมกันของสัณฐานวิทยาภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ลักษณะการเพาะเลี้ยง และวิธีการทางโมเลกุล เช่น การจัดลำดับ ITS โดยมีการใช้แมสสเปกโทรเมตรีเพิ่มขึ้นสำหรับการจำแนกชนิดอย่างรวดเร็ว การผสมผสานที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อม