顶体(真菌)

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生长中的粉色面包霉菌菌丝的显微影像,在菌丝顶端可见顶体。在最下面的影像顶体以红色标示
编号11所指即为顶体

真菌学中,顶体(德语:Spitzenkörper、英语:apical body)指的是菌丝顶端负责菌丝生长、延长的区域,由许多囊泡组成,在孢子萌发及菌丝要分支时特别明显,在光学显微镜下即可看见。顶体在菌丝顶端的位置反映了菌丝将要生长的方向,另外在真菌细胞中,顶体可算是内膜系统的一部分[1]

结构

顶体中,囊泡围绕着由微丝构成的网状中心,多核糖体常出现在接近顶体后端边缘的区域,微管会伸入并穿透顶体,伏鲁宁体则可见于顶体的前端,但不被认为与菌丝的生长有关[2]。微管主要负责囊泡到顶体的运输过程,微丝则负责囊泡在顶体内部以及到膜上的运输,因此顶体可被视为微管与微丝运输转换的中继站。免疫染色已证实顶体可能含有微丝组装中心,有人进一步提出顶体可能是真菌的微管组织中心这一新颖的假说,也成功用免疫染色在顶体染到与微管组织中心密切相关的γ-微管蛋白[3],但后续实验未能成功将其定位。另外有研究以绿萤光蛋白标记α与β微管蛋白,结果也不支持微管是由顶体发出的假说[2][4]

在高等真菌(担子菌门子囊菌门)中,囊泡大至可分为两种,较大的顶体囊泡(直径70至90奈米)与较小的微囊泡(直径30至40奈米)。囊泡的配置常为分泌性囊泡包围著小型囊泡,形成明显的顶体,而在卵菌接合菌门等低等真菌中,囊泡通常较松散地分布在菌丝顶端,而不形成明显可辨的顶体[5]

顶体的囊泡应是用于运输菌丝生长所需要的物质,但尚不清楚其形成过程与内容物是否有特异性,已有研究成功分离一群有几丁质合成活性的微囊泡,并将其命名为chitosome,这些囊泡与酵母菌合成几丁质的内吞囊泡可能有关联[2]

在顶体后侧附近有一群囊泡被称为“卫星顶体”(satellite Spitzenkörper),这些囊泡与顶体囊泡的融合可能可以启动菌丝的延长[6]

历史

1924年,德国生物学家Brunswick在光学显微镜下观察鬼伞属染色后的菌丝时,首次发现顶体的存在,他将顶体描述为一块独立、暗色的胞器,可能与菌丝的延长有关。1955年Girbardt透过相位差显微镜首次在活菌丝中观察到顶体,他也认为顶体和菌丝延长有关,在环境压力下顶体会暂时分解消失,但当菌丝恢复生长时又出现,另外他也发现顶体可在菌丝前端移动位置,其位置标示菌丝的生长方向。之后Girbardt等人继续描述不同真菌的顶体,大致确定其构造为许多囊泡,而非一个独立的、由膜包覆的胞器[7]

参考资料

  1. Steinberg, G. Hyphal growth: a tale of motors, lipids, and the spitzenkörper. Eukaryotic Cell. 2007, 6 (3): 351–360 [2013-11-21]. PMC 1828937可免费查阅. PMID 17259546. doi:10.1128/EC.00381-06. 
  2. 2.0 2.1 2.2 Steven D. Harris, Nick D. Read, Robert W. Roberson, Brian Shaw, Stephan Seiler, Mike Plamann, Michelle Momany. Polarisome Meets Spitzenkörper: Microscopy, Genetics, and Genomics Converge. Eukaryotic Cell. 2005-02-01, 4 (2): 225–229 [2018-04-02]. ISSN 1535-9778. doi:10.1128/ec.4.2.225-229.2005 (英语). 
  3. Microtubules Are required for motility and positioning of vesicles and mitochondria in hyphal tip cells of Allomyces macrogynus. Fungal Genet Biol. 
  4. Freitag, M., P. C. Hickey, N. B. Raju, E. U. Selker, and N. D. Read. GFP as a tool to analyze the organization, dynamics and function of nuclei and microtubules in Neurospora crassa. 2004. 
  5. Webster, John; Weber, R. W. S. Introduction to Fungi Third. New York: Cambridge University Press. 2007. ISBN 0-521-80739-5. 
  6. Bracker, C. E., D. J. Murphy, and R. Lopez-Franco. Laser microbeam manipulation of cell morphogenesis in growing fungal hyphae. 
  7. Rosamaria Löpez-Franco, Charles E. Bracker. Diversity and dynamics of the Spitzenkörper in growing hyphal tips of higher fungi. Protoplasma. 1996.