Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Branching of fungal hyphae


Published on

Para clase de Microbiología

Published in: Education
  • Be the first to comment

Branching of fungal hyphae

  1. 1. Branching of fungal hyphae: regula2on, mechanisms and comparison with other  branching systems   Steven D. Harris1  Department of Plant Pathology and Center for Plant Science Innova<on, University of Nebraska, Lincoln, Nebraska  68588  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  2. 2. Abstract:  The ability of rapidly growing hyphae to generate new polarity axes that result in the forma2on of a branch represents one of the most important yet least understood aspects of fungal cell  biology. Branching is central to the development of mycelial  colonies and also appears to play a key role in fungal  interac2ons with other organisms.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  3. 3. Abstract: This review presents a descrip2on of the two major paMerns  of hyphal branching, apical and lateral, and highlights  the roles of internal and external factors in the  induc2on of branch forma2on.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  4. 4. Abstract:  In addi2on, poten2al mechanisms underlying branch site  selec2on are outlined, and the possible roles of mul2ple signaling pathways (i.e., G protein alpha, Cdc42, NDR kinases)  and subcellular structures (i.e., the Spitzenkorper, sep2ns)  are discussed.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  5. 5. Abstract:  Finally, other forms of branching in the plant and animal kingdoms are briefly summarized and compared to hyphal  branching.  Key words: apical branch, hyphal morphogenesis,  lateral branch, polarity establishment  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  6. 6. INTRODUCTION The success of fungi in colonizing terrestrial ecosystems can be  largely aMributed to their ability to form hyphae and mycelia  (Rayner et al 1995).  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  7. 7. INTRODUCTION Hyphae are highly polarized cylinders that usually grow by apical  extension at rates that can approach >1 mm/s (Seiler and  Plamann 2003). Fungal hyphae are typically  composed of mul2ple cells demarcated by septa  (Carlile 1995).  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  8. 8. INTRODUCTION  This modular paMern of organiza2on contributes to the  differen2a2on of hyphae; apical cells (or hyphal‐2p cells) are generally engaged in nutrient acquisi2on and sensing of the local  environment, whereas sub‐apical cells generate new hyphae  by lateral branching.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  9. 9. INTRODUCTION The resul2ng network of hyphae is known as a mycelium.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  10. 10. INTRODUCTION Hyphal branching appears to serve two general purposes. First, it  increases the surface area of the colony, which presumably  enhances nutrient assimila2on. Second, branches mediate  hyphal fusion events that appear to be important for  exchange of nutrients and signals between different  hyphae in the same colony.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  11. 11. INTRODUCTION Nevertheless, liMle is known about the molecular basis of hyphal  branching.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  12. 12. INTRODUCTION  Although the molecular processes involved in polarized hyphal growth would obviously be needed for the forma2on and growth of a branch, the recent iden2fica2on of mutants with branching‐ specific phenotypes suggests that branch forma2on does not  involve a simple recapitula2on of the polarity establishment  mechanisms that underlie polariza2on of germina2ng spores.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  13. 13. INTRODUCTION  The characteris2c paMern of mycelial organiza2on implies that individual fungal hyphae exhibit a phenomenon known as apical dominance, whereby the growing 2p is dominant and suppresses  the forma2on of lateral branches in its vicinity (Schmid and  Harold 1988, Semighini and Harris 2008).  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  14. 14. INTRODUCTION  The characteris2c paMern of mycelial organiza2on implies that individual fungal hyphae exhibit a phenomenon known as apical dominance, whereby the growing 2p is dominant and suppresses  the forma2on of lateral branches in its vicinity (Schmid and  Harold 1988, Semighini and Harris 2008).  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  15. 15. FIG. 2. Branching paMerns in fungal mycelia. A. Branched hyphae from the leading edge of a growing Neurospora crassa (strain FGSC9716) colony. Asterisks mark examples of apical branching. B. Segment of an Aspergillus nidulans (strain FGSC28) hypha stained with Calcofluor White (to show septa) and Hoechst 33258 (to show nuclei). Three lateral branches are shown; 1 and 2 emerge from the middle of their respec2ve compartments, whereas 3 appears to be associated with a septum. C. Segment of a Galactomyces candidum (strain NRRL Y17569) hypha stained with Calcofluor. Both lateral branches are associated with septa. D. Hyphal segment from an A. nidulans sepH1 mutant (strain AKS71) stained with Calcofluor. Note the presence of both apical and lateral branches. Bars, 30 mm (A), 3 mm (B–D). 
  16. 16. FUTURE QUESTIONS Mycologists have long recognized the importance of hyphal branching in the development of the fungal  colony (Carlile 1995, Rayner et al 1995).  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  17. 17. FUTURE QUESTIONS So too have industrial microbiologists, who are well aware that  branching is a cri2cal determinant of colony morphology  that ul2mately affects the yield of fungal fermenta2ons (e.g.  Trinci 1994).  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  18. 18. FUTURE QUESTIONS  Accordingly, considerable effort has been expended in an aMempt to understand the cri2cal temporal and spa2al signals  that trigger branching.  Mycologia, 100(6), 2008, pp. 823–832. Issued 23 December 2008 
  19. 19. An environmental isolate of Penicillium 1. hypha 2. conidiophore 3. phialide 4. conidia 5. septa