هاگ چیست؟ هاگ قارچ یا اسپور قارچ (spore)، ساختار تولیدمثل گونههای زیستی قارچها است که وظیفه تکثیر و بقای نسل قارچ را بر عهده دارد. به زبان ساده و عامیانه میتوان گفت اسپور یا هاگ همان تخم قارچ است.
هاگ قارچ چیست؟
هاگ قارچ یا اسپور قارچ چیست؟ هاگها در حقیقت ارگانهای بسیار ریز و کوچکی از اجتماعات قارچی هستند که اغلب در اندامهای اختصاصی تولید میشوند و توانایی ایجاد اجتماعات و تودههای جدید و مستقل از قارچهای اصلی، حتی دور از پایههای مادری خود را دارند.
البته فقط قارچها هاگ (اسپور قارچ) تولید نمیکنند، بلکه در چرخه زندگی بسیاری از گیاهان، گونههای متنوع قارچها، تکسلولیها، جلبکها و برخی پروتوزوآ و باکتریهای گرممثبت نیز اسپور (هاگ) وجود دارد. این هاگها در هاگدانها قرار دارند که معمولاً بهصورت تجمعی رویت میشوند و به این اجتماع سور (sori) میگویند. سور توسط ساختاری به نام ایندوزی (endusium) محافظت میشود.
مطالعه بیشتر: قارچ چیست
آناتومی هاگ یا اسپور قارچ چیست؟
ابعاد هاگها عموما میکروسکوپی است و بنابراین با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند. آناتومی اصلی آنها از یک سلول واحد تشکیل میشود که توسط دیواره سلولی محصور شده است. در داخل هاگ، مواد ژنتیکی، سیتوپلاسم، آنزیمها، اسیدها و ریبوزومها قرار دارند.
هاگ دارای دیواره دولایه است که لایه خارجی، بیرونه (exine) و لایه داخلی، درونه (intine) نام دارد. بیرونه خود از دو زیرلایه تشکیل شده است؛ زیرلایه خارجی به نام اکتکسین یا سکسین (sexine) و زیرلایه داخلی به نام اندکسین یا نکسین (nexine). زیرلایه خارجی بیرونه (سکسین) دارای تزیینات مختلفی است و این الگوی تزیینی نقش مهمی در علم تاکسونومی دارد.
رنگ اسپورها از سفید تا سبز، زرد، قرمز، قهوهای و سیاه تغییر میکند و در طبیعت در رنگهای بسیار متنوعی دیده میشوند.
هاگ چگونه به وجود میآید؟
هاگ یا اسپور قارچ که بهعنوان واحدهای تولیدمثل در بدن برخی موجودات زنده (از جمله قارچ) نقشآفرینی میکنند، در فرآیندی به نام هاگزایی یا هاگسازی، از طریق سلولهای رویشی به وجود میآیند.
تشکیل هاگها در موجودات مختلف متفاوت است. بهعنوان مثال، هاگها در قارچها در ساختارهای ویژهای به نام میوه تولید میشوند که تولیدمثل هاگ را آغاز میکنند. اسپورانژیوم یکی از اندامهای باردهی قارچها است. در باکتریها و مخمرها، هاگزایی زمانی آغاز میشود که این موجودات سعی میکنند خود را با شرایط محیطی جدید وفق دهند. در این فرآیند، اگر شرایط بسیار نامساعد شود، هاگها از طریق میوز تشکیل میشوند.
تشکیل اسپور
قارچها عمدتا از طریق تشکیل اسپورها تکثیر مییابند. اسپورها وقتی در شرایط مساعد قرار میگیرند رشد یافته و لولهای به نام لوله تندش (germtube) ایجاد میکنند و رشد هیف از بخش انتهایی لوله تندش انجام میگیرد. اسپورها در قارچهای آبزی دارای تاژک هستند و دیواره سلولی نازکتری دارند؛ در صورتی که در قارچهای خشکیزی، دیواره سلولی ضخیمتر بوده و ممکن است از سه لایه آندوسپور، اپیاسپور و پریاسپور تشکیل شود. از نظر ساختمان سلولی شبیه به سایر سلولهای قارچی هستند و دارای هسته، میتوکندریهای بزرگ، شبکه آندوپلاسمی، واکوئل و مواد غذایی ذخیرهای در فرم گلیکوژن و چربی هستند.
اسپورها معمولاً در داخل محفظهای به نام اسپورانژیوم تشکیل میگردند. اسپورانژیومها روی هیف تخصصیافتهای به نام اسپورانژیوفور قرار میگیرند.
نقش هاگ یا اسپور قارچ چیست؟
اسپورها با تولید افراد جدید تداوم نسل را تضمین میکنند. پس از بالغ شدن موجود، هاگها آزاد و از والد پراکنده میشوند، رشد میکنند یا به افراد جدید جوانه میزنند. هاگهای آزادشده میتوانند غیرجنسی یا جنسی باشند. هاگهای غیرجنسی از طریق میتوز تشکیل میشوند و برای پراکندگی مناسباند؛ در حالی که هاگهای جنسی از طریق میوز تشکیل میشوند.
هاگها همچنین میتوانند بهعنوان وسیلهای برای بقا در شرایط محیطی سخت، از ژنوم محافظت کنند. اینگونه هاگها تا زمانی که شرایط مساعد برای بقای آنها فراهم شود، غیرفعال میمانند و در نتیجه ماده ژنتیکی حفظ میشود. این پدیده در باکتریها بسیار رایج است.
تکثیر و نقش هاگ قارچ چیست؟
از آنجایی که در مقوله انتشار و پراکنش برخی از هاگ قارچها، شتاب تنها در حدود چند سانتیمتر در هر ساعت است و چون هیچ موجود زنده تکسلولی تنها در یک خط مستقیم شنا نمیکند و ذخایر انرژی آن نیز تنها چند ساعت دوام میآورند، فاصله و مسافت حرکت بسیار اندک است.
انتقال هاگها در مسافتهای بیش از یک متر، مکانیزمهای دیگری را میطلبد که بهخوبی توسط mycete ماده نمایان است. پراکندگی و انتشار، علیرغم موفقیت ظاهری تولید هاگ، همانطور که در نمونه پنیسیلیوم یا اسپرگیلوس نشان داده شد، تنها بهطور متوسط و معتدل کافی و مفید است.
با توجه به تودههای فراوان هاگهای مورد نیاز برای ضمانت بقای گونهها، غیرمنتظره نیست که موجودات راههایی برای افزایش موفقیت در استقرار اجتماعات جدید در زمینههای تازه توسعه داده باشند. زگیلها یا برآمدگیها و دیگر دنبالهها، اصطکاک در برابر هوا (یا آب برای قارچهای آبزی) را افزایش میدهند و بنابراین به حفظ تجمع هاگها در محیط کشت کمک میکنند. این دنبالهها همچنین به چسبیدن هاگها بر سطح خارجی یک گیاه، حیوان میزبان یا سایر بسترها کمک میکنند.
هاگها چگونه طبقهبندی میشوند؟
هاگها را میتوان بر اساس عوامل مختلفی طبقهبندی کرد که شامل موارد زیر است:
- تحرک: برخی از هاگها میتوانند با استفاده از تاژک حرکت کنند. به این نوع هاگها زئوسپور میگویند. برخی ممکن است تاژک داشته باشند اما نتوانند حرکت کنند. به این نوع هاگها آپلانوسپور میگویند. برخی از هاگها دارای تاژک نیستند و بنابراین غیرمتحرک هستند. به این نوع هاگها اتوسپور میگویند.
- اندامهای میوهدهی: بدنهای میوهای مختلف، انواع مختلفی از هاگها را تولید میکنند. بهعنوان مثال، بازیدیاها بازیدیوسپور تولید میکنند، کونیدیوفورها کنیدیها، آسکها آسکوسپورها، تلیمها تلیوسپورها و اوگونیاها اوسپورها را تولید میکنند.
- عملکرد: هاگهای مختلفی را میتوان برای عملکردهای مختلف تولید کرد؛ برخی برای پراکندگی و برخی دیگر برای بقا هستند. اندوسپورها عمدتاً برای بقا و دیاسپورها برای پراکندگی تشکیل میشوند. برخی از هاگها، بهویژه در باکتریها، صرفاً برای ایجاد عفونت آزاد میشوند.
- اسپوروژنز: تشکیل هاگ میتواند از طریق میتوز یا میوز رخ دهد. میوسپورها از طریق میوز و میتوسپورها از طریق میتوز تشکیل میشوند. علاوهبر این، برخی از هاگهای هاپلوئید توسط گامتوفیت والد در گیاهان عالی تشکیل میشوند که شامل میکروسپورها و مگاسپورها هستند.
چند نوع هاگ یا اسپور وجود دارد؟
انواع مختلفی از هاگ وجود دارند که از ارگانیسمی به موجود دیگر متفاوتاند. از جمله این انواع میتوان به اسپورانژیوسپور، کلامیدوسپور و آتروسپور اشاره کرد.
همچنین میتوان هاگها را در دستههای زیر نیز قرار داد:
- هاگ جنسی: از طریق میوز تولید میشوند و شامل اتحاد دو هستهاند.
- هاگ غیرجنسی: از طریق میتوز تشکیل میشوند.
- هاگ رویشی: با تمایز مستقیم میسلیوم تشکیل میشوند؛ نمونهای از آنها کلامیدوسپورها هستند.
- مگاهاگ: این هاگها در ژیمنوسپرمها و آنژیوسپرمها رایج هستند و به گامتوفیت ماده جوانه میزنند.
تفاوتها و تمایزات میان انواع هاگ قارچ
بدیهی است که چنین تعریف گستردهای از هاگ نیاز به دستهبندیهای متعدد بر اساس نوع، شکل و عملکرد آنها دارد. اساساً تمایز و اختلافاتی بین هاگها وجود دارد؛ هسته برخی از هاگها (نظیر آسکوسپور یا بازیدیوسپور) محصول تقسیم سلولی مستقیم است و برخی دیگر توسط تقسیم غیرمستقیم تولید میشوند. باید به یاد داشته باشیم که همانگونه که در آسکومیستهای چهارهاگی یا بازیدیومیستهای دوهاگی دیده میشود، تقسیم سلولی هاگها همواره تکهستهای نیست و یا برای پراکندگیهای وسیع تولید نمیشود. با این حال بر حسب نقش اکولوژیکی، این استثناها معمولاً نادیده گرفته میشوند.
قابلیت شنای برخی از هاگ قارچها در آب سبب میشود آنها به زمینهها و اقلیمهای جدید برای تکثیر هرچه بیشتر دست یابند. با این حال در درازمدت این توانایی کافی نیست و انتشار قارچ توسط آب محدود میشود؛ شناور شدن بهتنهایی روش مؤثری برای انتقال گسترده هاگ این قارچها در طبیعت نیست.
نکته ایمنی: هنگام جمعآوری هاگ از قارچهای وحشی، همواره خطر اشتباه گرفتن گونههای خوراکی با گونههای سمی وجود دارد. پیش از هرگونه جمعآوری، شناسایی دقیق و قطعی گونه ضروری است.
بیشتر بخوانید: از کجا بفهمیم قارچ سمی است
تولید مثل قارچها
قارچها بهطریق غیرجنسی و جنسی تکثیر مییابند. در ادامه به شرح این دو نوع تولیدمثل در قارچها میپردازیم.
تولید مثل غیرجنسی
تولید مثل غیرجنسی در قارچها رایجتر است، در صورتی که تولیدمثل جنسی ممکن است تنها یکبار در سال اتفاق بیفتد. در تولیدمثل غیرجنسی تلفیق هستهها صورت نمیگیرد و نوترکیبی بهوجود نمیآید.
در تکثیر غیرجنسی، فرزندان بسیار شبیه به سلول مادری خواهند بود؛ اما در تولیدمثل جنسی تلفیق گامتها الزامی است، به این صورت که ترکیب گامتها صورت میگیرد و با تلفیق هستهها، نوترکیبی ژنتیکی رخ میدهد. بنابراین نتایج از نظر ژنتیکی با والدین خود متفاوت هستند. تولیدمثل غیرجنسی روشهای مختلفی برای بروز دارد که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
قطعهقطعه شدن
در اثر قطعهقطعه شدن ریسه، قطعات هیف یا ریسه در شرایط مطلوب رشد کرده و نسل جدیدی بهوجود میآورند. این روش در طبیعت بسیار رخ میدهد و همچنین برای تکثیر قارچها در آزمایشگاه از آن استفاده میشود.
جوانه زدن
روش جوانه زدن در مخمرها بسیار رایج است. هنگام جوانه زدن، بر اثر کشیده شدن دیواره یاختهای، یک برآمدگی در یاخته مادر بهوجود میآید؛ سپس هسته به دو نیمه تقسیم میشود و یک نیمه وارد جوانه میگردد. جوانه یا یاخته دختر شکل میگیرد و از یاخته مادر جدا میشود. در برخی موارد، جوانه پس از جدا شدن از یاخته مادر، خود به همان روش جوانه دیگری ایجاد میکند.
تقسیم دو تایی
این روش تولیدمثل در باکتریها متداول است؛ اما در برخی مخمرها نیز تکثیر بهصورت تقسیم دوتایی انجام میشود. در این روش، یاخته مادر به دو یاخته دختر تبدیل میگردد.
تکثیر به وسیله اسپور ها
متداولترین نوع تولیدمثل غیرجنسی در قارچها، تولید هاگ است. در تعریف، به هر ذره کوچک زایشی که از هیف یا یاخته مولد اسپور جدا شود و به نسل جدیدی از قارچ تبدیل شود، هاگ یا اسپور گفته میشود.
در تولیدمثل جنسی حضور گامتها الزامی است. گامتها معمولاً در داخل ساختمانهایی به نام گامتانژ تشکیل میگردند. اگر گامتها از یک ریسه حاصل شوند، چنین قارچهایی را هموتالیک میگویند؛ اما به گامتهایی که از هیفهای مختلف بهدست میآیند، هتروتالیک میگوییم.
یکی شدن گامتها در سه مرحله انجام میگیرد:
- پلاسموگامی (اتحاد پروتوپلاسمهای سلولی)
- کاریوگامی
- اتحاد کروموزومها یا ژنها
تکثیر جنسی یا کشت اسپور قارچ چیست؟
هاگ خالص بهمنظور تهیه اسپان مورد نیاز برای تکثیر قارچ خوراکی را میتوان به دو روش تهیه کرد؛ کشت هاگ که به نوعی میتوان آن را تکثیر جنسی نامید و دارای تفکیک صفات و تنوع بالای نتایج از نظر کیفیت و کمیت محصول است.
از این روش بیشتر برای تهیه اسپان قارچ استفاده میشود. روش دوم، کشت بافت زنده یا به اصطلاح تکثیر غیرجنسی و یا کلونینگ است. این روش بهدلیل شباهت بالای نتایج تولیدی با والدین، بیشتر در تکثیر قارچهایی که از نظر کیفیت و کمیت محصول در حد مطلوبی هستند استفاده میشود. پرورشدهندگان قارچ، کشت هاگ را بهدلیل راحتی اجرا و ماندگاری بالای هاگها حتی تا ماهها بعد از تجزیه کلاهکها ترجیح میدهند؛ اما ماندگاری کلاهکها یا بافت زنده بسیار کم (۱ تا ۲ روز) است و باید بلافاصله بعد از برداشت بافت اقدام به کشت کرد.
مدلهای مختلف قارچ خوراکی:
چگونه هاگ قارچ یا اسپور را از قارچ سالم بهدست آوریم؟
مرحله اول در کشت هاگ، جمعآوری مقداری هاگ (نقش اسپور) از قارچهای سالم و مناسب است. بدین منظور کلاهک سالم، تازه و کاملاً تمیزی را از ساقه جدا کرده و بهطور واژگون روی یک کاغذ سفید یا سطح شیشهای تمیز (اسلاید میکروسکوپ) یک تا دو ساعت میگذاریم.
چنانچه کلاهک موردنظر خشک باشد، جهت رهاسازی آسانتر هاگ یک تا دو قطره آب مقطر به آن میزنیم و برای جلوگیری از تبخیر و جریان هوای مستقیم، یک بشر روی آن میگذاریم. پس از چند ساعت که هاگها کاملاً رها شد و نقش تیغهها روی کاغذ افتاد، کاغذ هاگها را از وسط تا میزنیم و در ظرفی کاملاً دربسته میگذاریم و روی آن برچسبی حاوی زمان جمعآوری، گونه قارچ و شماره جمعآوری میزنیم.
در صورت جمعآوری هاگها روی لامل میکروسکوپ، کافی است هاگها را میان دو لامل قرار دهیم و دور تا دور لبه این دو لامل را با نوار چسب بچسبانیم تا از نفوذ هاگهای آلاینده ایمن بماند. اگر در جمعآوری و نگهداری هاگها دقت کافی نشود، محیط کشت هاگ آلوده میشود و امکان دستیابی به یک کشت خالص نیز کاهش مییابد.
انتخاب نمونه سالم از قارچها
قارچهای دکمهای و سیلوسیبه و بسیاری دیگر از گونههای خوراکی، در دوران جوانی غشای نازکی به نام پرده کوچک دارند. این پرده از لبه کلاهک تا ساقه کشیده شده و از هاگها در برابر شرایط نامساعد محیطی و آلایندهها حفاظت میکند.
هنگام انتخاب نمونه سالم و جوان سعی کنید قارچهایی را انتخاب کنید که پرده آنها پاره نشده باشد؛ در این صورت میتوانید با برداشتن دقیق و استریل این پرده، به هاگهای خالصتری دست یابید.
تکنیکهای تلقیح و جوانهزنی هاگ قارچ چیست؟
پس از تهیه هاگهای لازم و مطلوب میتوان کشت هاگ را آغاز کرد. بدین ترتیب که ابتدا حلقه تلقیح را با تیغ جراحی و با حرارت شعله به مدت ۵ تا ۱۰ ثانیه استریل کرده، سپس آن را داخل یک پتری دیش حاوی محیط کشت استریل فرو میبریم و میگذاریم کمی خنک شود.
جوانه زنی
سپس بهوسیله آن، هاگها را کمکم از روی کاغذ برمیداریم و بهصورت خطخط یا زیگزاگ روی سطح آگار پخش میکنیم. برای افزایش شانس موفقیت جوانهزنی هاگها، میتوان بهطور همزمان و سریع سه پتری دیش را تلقیح کرد که به این روش اصطلاحاً کشت چندگانه یا تودهای هاگ میگویند. بهمرور زمان که از تلقیح میگذرد، هاگها رطوبت جذب کرده، متورم میشوند و درصد جوانهزنی آنها افزایش مییابد. چنانچه به رطوبت کافی دست نیابند، چروکیده میشوند و بهسختی جوانه میزنند که در این حالت میتوان با مرطوب کردن هاگهای خشک با آب استریل، جوانهزنی آنها را بهبود بخشید.
برای مرطوبسازی هاگها بهتر است از ابزار مناسبی همچون قطرهچکان چشمی، پیپت یا سرنگ آمپول، یک لوله آزمایش پر از آب مقطر یا یک فلاسک ارلنمایر به حجم ۲۵ تا ۲۵۰ سانتیمتر مکعب استفاده شود که درب آن با پنبه بسته و روی آن با یک فویل آلومینیومی کاملاً مسدود شده باشد.
این ظروف باید در شرایط ۰.۷ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و به مدت ۳۰ دقیقه با دمای ۱۲۱ درجه سانتیگراد کاملاً استریل شده باشند. پس از این مرحله، با دقت مقداری هاگ را با تیغ جراحی استریل از محیط کشت بردارید و درون آب مقطر بریزید، آن را محکم ببندید و ۶ تا ۱۲ ساعت در مکانی ساکن نگه دارید.
پس از این مدت، چند میلیلیتر از این محلول را با قطرهچکان استریل بردارید و چند پتری دیش را با یک یا دو قطره از آن تلقیح کنید و آماده مراحل بعدی باشید.
خصوصیات میسلیوم قارچ خوراکی بعد از جوانهزنی
۳ تا ۷ روز بعد از تلقیح، هاگها شروع به جوانهزنی میکنند و بهصورت رشتههای سلولی نخمانند (هیف) منشعب از یک نقطه مرکزی در سطح محیط کشت ظاهر میشوند و بهسرعت با گسترش و درهمرفتن این رشتهها، شبکه میسلیومی بهوجود میآید. شبکه میسلیومی در ابتدا خاکستریرنگ است و پس از مدت کوتاهی، با تقسیم و گسترش بیشتر هیفها در محیط کشت، به رنگ سفید درمیآید.
رنگ میسلیوم اکثر گونهها، بهویژه دکمهای، شیتاکه، قارچ رقیب کلاهکدار، پانئولوس و سیلوسیبه، خاکستری مایل به سفید است. در گونههای دیگر مانند Lepista nuda آبی مایل به ارغوانی است و در گونهای خاص از سیلوسیبه، قهوهای دیده میشود. در مجموع، تنوع رنگ تابع نژاد قارچ، روش تکثیر و محیط رشد است.
از دیگر خصوصیات ظاهری میسلیوم میتوان به نوع رویش آن اشاره کرد که از این نظر به انواع هوایی، مسطح، پنبهای یا ریشهمانند دیده میشود. میسلیوم هوایی بیشتر در گونههای مرطوبزی و میسلیوم مسطح بیشتر در شرایط خشک دیده میشود.
چگونه کلونی ایجاد میشود؟
به رشد میسلیوم از محل تلقیح واحد و ظهور انشعابات مختلفالشکل، در اصطلاح کلونی یا پیکربندی میگویند. هر کلونی تنها در مقایسه با کلونی میسلیومی مجاور آن قابل تشخیص است. انواع عمده کلونیهای میسلیومی عبارتاند از ریشهای و پنبهای؛ البته نوع حدواسط این دو نیز وجود دارد.
کلونی ریشهای بهشکل شعاعی میروید، اما برخلاف آن بههم تابیده و ضخیم نیست و خطی و تارمانند دیده میشود. میسلیوم ریشهای بیشتر مستعد تولید پریموردیوم است؛ میسلیوم خطی نیز توان تولید پریموردیوم را دارد، اما باید به شکل ریشهای تبدیل شود.
کلونیها عموماً در محیطهای کشت قارچ دیده میشوند و هرچند اطلاعات ما درباره علت پیدایش و کارکرد آنها محدود است، بدیهی است که ژنتیک، تغذیه و سن میسلیوم نقش مهمی ایفا میکنند. پس از شناخت نوع میسلیوم، باید بخش رویان هاگها را به ظروف کشت جدید منتقل کرد.
دستیابی به کشت خالص از آلودگیها
پرورشدهنده بهطور انتخابی میسلیومهای خوب و بد را از یکدیگر جدا میکند و پس از مدت کوتاهی به کشت خالص و عاری از هرگونه آلودگی دست مییابد. در این مرحله نیز اگر آلودگی اندکی دیده شود، بهتر است آن را از کلونی قارچ جدا کرد. از آنجا که بسیاری از آلودگیهای متداول ناشی از کپکهای هاگزا هستند، باید مراقب بود تا محیط کشت تکان نخورد و کاری انجام نشود که باعث انتشار هاگ این قبیل قارچها شود.
همچنین باید پیش از ورود تیغ جراحی به محیط آگار، از خنک بودن آن اطمینان حاصل کرد؛ زیرا هر تیغ یا وسیله داغی که وارد آگار شود، باعث تولید بخار ناگهانی درون پتری دیش و در نتیجه رهاسازی هاگ کپکهای مجاور میشود.
نتایج کشت تودهای یا چندگانه هاگ قارچ چیست؟
همانطور که پیشتر اشاره شد، در صورت عدم امکان تولید نژادی صددرصد خالص میتوان با تهیه چندین کشت هاگ، به سادهترین صورت ممکن، یک نژاد نسبتاً سالم و قابل استفاده تولید کرد. در صورت جوانهزنی چنین توده هاگ، نژادهای متنوعی تولید میشود که برخی از آنها با یکدیگر سازگاری نداشته و هرکدام در شرایط آزمایشگاهی از نظر روش و میزان محصول تفاوت زیادی با هم خواهند داشت.
چنین ترکیب ناهمگن ژنتیکی میتواند بر کل عملکرد تأثیر محدودکنندهای داشته باشد؛ به این صورت که نژادهای کمبازده مانع فعالیت نژادهای پربازده دیگر میشوند. بهطور کلی تنوع نژادی نتایج حاصل از کشت هاگ بالا است، اما از نظر رفتاری این نتایج شباهت زیادی به والدین خود دارند. بنابراین چنانچه والدین آن در شرایط آزمایشگاهی عملکرد خوبی داشته باشند، انتظار میرود نتایج آنها نیز همینگونه رفتار کنند.
در مقابل، گونههای وحشی ممکن است در شرایط آزمایشگاهی عملکرد بسیار کمی داشته باشند؛ بنابراین باید درباره آنها انتخاب (انفرادی یا تودهای) صورت گیرد تا تنها گونههای پرمحصول و مناسب کشت شوند.
از میان تعداد زیادی از نژادهای تازه ایجادشده در کشت تودهای هاگها، ممکن است تنها اندکی قادر به رشد رویشی باشند. هرچند میسلیوم چنین قارچهایی قادر به جذب مواد غذایی و آب هستند، اما توانایی تولید اندام باردهی (کلاهک) را ندارند. به شبکه سلولی حاصل از یک هاگ که عموماً هاپلوئید (n کروموزومی) است و یک هسته دارد، مونوکاریون میگویند. مونوکاریونها معمولاً فاقد توانایی تولید قارچ بارور هستند.
پنجهدوانی و اتصال هیفها
از برخورد و تلاقی دو مونوکاریون سازگار با هم، مواد سلولی و ژنتیکی آنها با یکدیگر مبادله میشود و در نتیجه یک میسلیوم دوهستهای ایجاد میشود که قادر به تولید نتایج بارور است. به این پیوند شبکهای هیفها یا میسلیومهای سازگار دوهستهای، پنجهدوانی یا اتصال (جوشخوردن) میگویند. چنین فرآیندی در هر مرحله از تولید (روی آگار، اسپان یا بستر کاشت) میتواند اتفاق بیفتد. تلاقی نژادهای خویشاوند قارچها با یکدیگر مشابه ایجاد گیاهان دورگه در باغبانی است.
کشت هاگ قارچ با رقیقسازی هاگها در محیط کشت
روش دیگر کشت هاگ، ایجاد ایزولههای تکهاگ از طریق رقیقسازی هاگها با مقداری آب مقطر است. محلول هاگ حاصل را میتوان با انتقال به ظرف حاوی آب مقطر بیشتر، رقیقتر کرد و سپس از آن برای تلقیح نهایی در ظروف کشت استفاده کرد. پرورشدهنده با این روش میتواند هر یک از میسلیومهای جوان تکهستهای را تشخیص دهد و برنامه زمانبندی منظمی برای تلاقی و توسعه نژادهای پربازده تدوین کند. این روش برای پرورشدهندگانی که قصد انجام تلاقیهای ساده بین نژادهای تکهستهای و مطالعه روی خصوصیات نتایج حاصل از تلاقی را دارند، ارزش زیادی دارد. توجه کنید که از هر ۱۰۰ گرم هاگ، بهطور متوسط تنها ۱ تا ۵ عدد جوانه میزند و رشد میکند.
بزرگترین خطر تهدیدکننده کشتهای حاوی توده اسپور قارچ چیست؟
بزرگترین خطری که کشتهای تودهاسپوری را تهدید میکند، افزایش ضریب آلودگی، بهویژه آلودگی باکتریایی است. برخی باکتریها دیواره سلولی میسلیومها را مورد حمله قرار میدهند، در حالی که دسته دیگری باعث تحریک جوانهزنی هاگ در قارچ میشوند تا بعداً میسلیوم آن را مورد استفاده خود قرار دهند.
از این رو، برخی نژادهای خویشاوند بهطور طبیعی بیمار هستند و آلودگی زیادی بهدنبال خواهند داشت که در صورت جوانهزنی تودههای آنها، احتمال پخش آلودگی در محیط افزایش مییابد. بسیاری از قارچها رابطه همزیستی مناسبی (میکوریزا) با موجودات دیگر دارند.
بعضی از باکتریها و مخمرها قادرند جوانهزنی هاگهایی را که در شرایط استریل و بهتنهایی بسیار دشوار است، تسهیل کنند. یک قارچشناس سوئدی به نام فریس دریافته است که با افزودن مقداری زغال فعال (به میزان دو دهم درصد حجمی) و مخمر قرمز به محیط کشت، میتوان جوانهزنی را تسریع کرد.
بنا به گزارش بسیاری از پرورشدهندگان، با افزودن عمدی یا تصادفی برخی باکتریهای خاص به تعدادی از محیطهای کشت، میتوان رشد و نمو آنها را تشدید کرد. برای مثال باکتریهای ازتوباکتر، باسیل و نوعی پزئودوموناس، اثر تحریککنندگی بر انواع مختلف قارچ خوراکی و در مراحل مختلف رشد و نمو آنها (جوانهزنی هاگها، رشد میسلیومی، تولید کلاهک) دارند.
در هر صورت، بیشتر عوامل باکتریایی که پرورشدهنده در پرورش قارچ با آنها مواجه میشود مفید نیستند، بهطوری که میتوان آنها را زیانبارترین رقیبان قارچ به شمار آورد. با رعایت دقیق نکات بهداشتی، استفاده از صافیهای بسیار ریز (هپا) و فناوری نوین آزمایشگاهی میتوان تا حدی آنها را از محیط حذف کرد.
حفظ خاصیت ژنتیکی قارچهای خوراکی با استفاده از کشت بافت
کشت بافت روش مطمئنی برای حفظ خاصیت ژنتیکی قارچ خوراکی است که طی آن نمونه بافت زنده با حفظ خصوصیات والد آن تکثیر میشود؛ در حالی که در کشت هاگ نژادهایی با خصوصیات جدید ایجاد میشوند. نمونه بافت باید از کلاهکهایی گرفته شود که حداکثر ۲۴ تا ۴۸ ساعت از برداشت آنها گذشته باشد؛ در غیر این صورت کلاهک خشک یا پیر میشود و دستیابی به کشت خالص با مشکل همراه خواهد بود.
کشت سالم از کلاهک قارچها
از آنجا که کل کلاهک ترکیبی از میسلیومهای بههمفشرده است، میتوان از هر قسمت آن یک کشت سالم بهدست آورد؛ با این حال توصیه میشود نمونه بیشتر از لبه کلاهک یا زیر آن (حدفاصل محل اتصال ساقه تا لبه کلاهک، از محل صفحه تیغهها) گرفته شود. سپس پوسته کوتیکولی ضخیم روی آن برداشته و از بافت گوشتی زیر آن نمونهبرداری شود؛ در پایان سطح آن با یک پارچه نمدی آغشته به الکل از هرگونه آلودگی احتمالی پاک میشود.
بلافاصله پس از قرار دادن یک تیغ جراحی داغ در پتری دیش حاوی آگار (برای خنک شدن)، آن را داخل بافت هیفی قارچ فرو میبریم و قطعه کوچکی از آن جدا میکنیم، سپس قطعه جداشده را سریع به پتری دیش پر از ماده غذایی منتقل میکنیم و تا حد امکان بافت و محیط آگار را از تماس با هوا دور نگه میداریم. این کار حداقل برای سه و ترجیحاً پنج ظرف دیگر نیز تکرار میشود. سپس روی هر ظرف برچسبی حاوی گونه، تاریخ، نوع بافت کشتشده و فرمول آگار مصرفی زده میشود. در صورت موفقیت این مرحله، میسلیومها پس از ۳ تا ۷ روز جوانه میزنند.
آستانه تحمل آلودگی محیط کشت به باکتریها
آستانه تحمل آلودگی در اکثر سالنهای تولید ۱۰ درصد است؛ با این حال، در کشتهای اولیهای که مستقیماً از بافت قارچ وحشی گرفته میشود، این مقدار تا ۲۵ درصد نیز میرسد که امری عادی است. آلودگیهای رنگبهرنگ و متنوع اغلب در نزدیکی محل بافت انتقالی دیده میشوند که میزان آنها ارتباط نزدیکی با تمیزی بافت یا هاگهای انتقالی و وضعیت بهداشت کل آزمایشگاه دارد. در مجموع، در کشت بافت بیشترین آلودگی توسط باکتریها ایجاد میشود.
آلودگی جزء جداییناپذیر محیط کشت قارچ است. با افزایش آلایندههای باکتریایی بیش از آستانه تحمل ۱۰ درصد، مشکلی زودهنگام و گسترده در آزمایشگاه رخ میدهد که باید هرچه زودتر با آن مقابله کرد.
چگونگی انتقال به محیط کشت دوم
با ظهور علائم رشد در بافت، باید آن را به محیط کشت دیگری منتقل کرد؛ در صورت عدم آلودگی، انتقال سریع لزومی ندارد. اما در صورت رشد کلونی کپک در اطراف میسلیوم در حال رشد، باید هرچه سریعتر محیط کشت میسلیوم را جدا کرد تا به کپک آلوده نشود.
جداسازی میسلیوم از محیط کشت نیمهآلوده بهمراتب از انتقال آن از یک محیط خالص و سالم دشوارتر است، زیرا جداسازی میسلیوم قارچ از آلاینده نزدیک آن همراه با خطر انتشار بیشتر آلودگی است. همچنین معلوم نیست هنگام برداشتن درب پتری دیش آلوده، هاگهای کپک به بیرون منتقل میشوند یا خیر. بنابراین هرچه پرورشدهنده زودتر کشت نیمهآلوده را شناسایی و حذف کند، نگهداشتن باقی کشتهای خالص از آلودگی آسانتر خواهد شد.
همچنین باید در نظر داشت نژادی که از ظرف آلوده جدا شده، میتواند با وجود ظاهر سالم، آلوده باشد؛ این آلودگی معمولاً تنها در مرحله تلقیح به بذور استریل (تهیه اسپان) آشکار میشود. برای کاهش آلودگی در آزمایشگاه روشهای زیادی وجود دارد، از جمله نصب صافیهای بسیار ریز (هپا)، استفاده از محفظههای شیشهای استریل، تهویه ملایم هوا، ضدعفونی هوای اتاق و رعایت پاکیزگی لباس و دستها.
نکات کلیدی برای موفقیت در کشت هاگ
در مرحله اول، بهترین کار ضدعفونی محیط کشت، آزمایشگاه، البسه، ابزار، ظروف و بهویژه خود فرد است. پس از آن باید تمام تلاش خود را صرف حفظ تمیزی کنید؛ تنها کلونیهای سالم را نگه دارید و ظروف آلوده یا حتی نیمهآلوده را از سالن دور کنید.
محیط کشت آگار یکی از مهمترین حلقههای زنجیره کاشت و پرورش قارچ خوراکی است. آگار یک پلیساکارید با توده مولکولی بالاست که قدرت جذب آب دارد و معمولاً با غلظت ۰.۶ تا ۰.۸ درصد استفاده میشود.
اگر غلظت کمتر از این مقدار (حدود ۰.۴ درصد) باشد، محیط کشت بهخصوص در PH پایین سفت نمیشود؛ و اگر غلظت بالاتر (حدود ۱ درصد) انتخاب شود، محیط کشت بیش از حد سفت میشود و جذب مواد غذایی توسط بافت یا هاگ دشوار خواهد شد.
سوالات متداول درباره هاگ قارچ
چرا هاگ؟
در سلسله قارچها، تولیدمثل و تکثیر عمدتاً بر پایه تولید هاگ استوار است و تداوم نسل قارچ به آن وابسته است.
هاگها چگونه پراکنده میشوند؟
سرعت پراکنش طبیعی بسیاری از هاگها بسیار کم و در حد چند سانتیمتر در ساعت است، به همین دلیل برای انتقال در مسافتهای طولانیتر به مکانیزمهای کمکی دیگری مانند باد یا آب نیاز دارند.
جوانهزدن هاگها چگونه اتفاق میافتد؟
در بسیاری از مخمرها، جوانهزدن از طریق ایجاد یک برآمدگی در یاخته مادر رخ میدهد که پس از تقسیم هسته، به یاختهای مستقل تبدیل میشود.
تقسیم دوتایی در هاگدان به چه معناست؟
تقسیم دوتایی روشی رایج در باکتریها و برخی مخمرهاست که در آن یاخته مادر مستقیماً به دو یاخته دختر تبدیل میشود.
اسپور چگونه تشکیل میشود؟
اسپورها در شرایط مساعد رشد کرده و با ایجاد لوله تندش، رشد هیف و در نهایت میسلیوم را آغاز میکنند.
کشت هاگ در پرورش قارچ چه کاربردی دارد؟
کشت هاگ یکی از دو روش اصلی تهیه اسپان قارچ خوراکی است که بهدلیل ماندگاری بالای هاگها، نسبت به کشت بافت زنده در عمل کاربردیتر است.
جمعبندی
هاگ یا اسپور قارچ، واحد اصلی تولیدمثل قارچها است که از شکلگیری در اسپورانژیوم تا جوانهزنی و تشکیل میسلیوم، مسیری مشخص را طی میکند. آشنایی با آناتومی، انواع و روشهای کشت هاگ، پایه اصلی پرورش علمی و موفق قارچ خوراکی به شمار میرود.
آموزش اصلاح نمونه اسپور قارچ
ویدیوی آموزشی: نحوه اصلاح نمونه میسلیوم از اسپور قارچ
در این ویدیو میتوانید نحوه اصلاح نمونه میسلیوم از اسپور قارچ را مشاهده کنید. ممکن است اسپور قارچی در دسترس داشته باشید که قصد دارید از آن محصولی قویتر و بهتر بهدست آورید و تکثیر کنید؛ اصلاح نمونه میسلیوم این امکان را فراهم میکند. اصلاح نمونه بذر قارچ باعث افزایش پینهای موفق و افزایش اثرگذاری قارچ میشود و در رشد همزمان قارچها نیز تأثیر مثبتی دارد.
مولف:
گردآوری، ترجمه و تحریر از تیم رسانه هاگ. کپی فقط با ذکر منبع مجاز است
برای آشنایی با اطلاعات پایه قارچشناسی، با هاگ همراه باشید.
چطوری هاگ قارچ را استخراج کنیم؟ روی چی کشتش کنیم؟
لطفا مطلب کشت اسپور را مطالعه کنید. هاگ قارچ از این طریق تولید میشود