主な相違点 – 形質転換と核形成
形質転換と核形成は、菌類が共役を行う2つの段階です。
菌類が有性生殖を行う際に行う組換え方法の一つ。
形質転換の後に核分裂が起こり、核分裂の後に二倍体核の分裂が起こる。
低級真菌の形質転換は、真菌の配偶子の2つの細胞質が結合することによって起こる。
しかし、高等真菌では、真菌のタテガミの2つの反対側の交配型も融合することができ、二倍体細胞期が形成される。
下等菌類では、形質転換の直後に核融合が起こる。
高等真菌では、核形成が数世代遅れ、二核性の細胞段階が維持される。
形質転換と核形成の大きな違いは、菌類では形質転換が2つの菌糸原形質の融合であるのに対し、核形成は2つのハプロイドの核の融合であることである。
この記事では、次のことを見ています。
- 形質転換とは
– 定義、菌類における形質転換について - カリオガミーとは
– 定義、菌類における核家族性 - プラスモガミーとカリオガミーの違いは何ですか？
プラズモガミーとは
菌類は、2倍体の配偶子の細胞質同士を結合させる「形質混合」を行う。
融合した細胞の2つの核の融合は、その後に起こる。
しかし、形質転換によって、2つのハプロイドの核を同じ細胞の中で近づけることで、融合が促進される。
形質転換の後、二核性の段階を経て、時には数世代にわたって核融合が行われる。
異種交配とは、異なる交配型に属する距骨が融合することである。
異型接合は、担子菌類が示す。
担子菌門では、菌糸からハプロイドの親細胞の2つの菌糸原基の結合が起こる。
一つの細胞は数世代にわたって二つのハプロイド核（二核体）からなる。
この細胞で二核を行いながら成長・細胞分裂が行われる。
担子菌の形質転換を図1に示す。
図1：担子菌類における形質転換の様子
下等真菌類の形質転換は、平面的交尾、配偶子接触、配偶子交尾の3つの方法で行われる。
平面配偶交尾はツボカビ類と担子菌類で起こり、配偶子の一方または両方が運動性を持つことが確認されている。
真菌類のような子嚢菌類は、配偶子接触において、運動性のない配偶子（aplanogametes）を産生する。
配偶子交尾では、ムコラ類などの陸上下等菌類が配偶子の融合を行う。
ホモタケは菌類の有性生殖の代替機構で、一つのタケと同じ生物の他のタケを融合させる。
図2に、ツボカビ類の単芽球扁平上皮を示す。
図2：ツボカビ類の単芽球扁平上体
カリオガミーとは
菌類は、二核細胞の2つのハプロイドが合体することにより合体することを核形成といいます。
核形成は、菌類が共生する過程の第二段階、あるいは最終段階です。
核融合では、2つの核の核膜が3つのステップを経て融合される。
まず、2つの核の外膜が融合される。
次に、2つの内膜が融合され、最後に紡錘体極体が融合される。
このような核分裂を経て、二核細胞は二倍体になる。
この2倍体の細胞は、接合子または接合胞と呼ばれる。
接合子は、真菌のライフサイクルで見られる唯一の二倍体相です。
核分裂は、二倍体核の減数分裂に続いて起こる。
減数分裂では、染色体の複製と遺伝物質の組み替えが起こり、最終的に4つの娘のハプロイド細胞が作られる。
つまり、核形成は菌類集団の遺伝的変異に寄与しているのです。
生成された娘細胞は、細胞数を増やすために有糸分裂を行う。
この娘細胞は胞子と呼ばれる。
最終的に、真菌の有性生殖の結果、ハプロイドの胞子が作られる。
子嚢菌類や担子菌類のような高等真菌類では、核形成が遅れ、数世代にわたって二核細胞が維持される。
この二核細胞は、通常の細胞質分裂に加え、有糸分裂を行うことができる。
このような真菌のライフサイクルの段階を二核期と呼ぶ。
2つの二核とともに菌糸が発生すると、同時に細胞分裂が起こり、姉妹核が2つの娘細胞に分離される。
しかし、子嚢菌類などの下等な菌類では、形質転換の直後に核分裂が起こる。
図3は、ホヤが細胞分裂を経て胞子を作る様子を示したものです。
図3：ホヤの胞子形成の様子。
形質転換と核形成の違い
定義
形質転換。
2つの菌糸体プロトプラストが融合すること。
核融合(Karyogamy) 菌糸交換は、菌類における2つのハプロイドの核の融合です。
シンガミー
プラスモガミー（Plasmogamy）。
形質転換：菌類では、形質転換の最初のステップとなる。
カリオガミー。
菌糸交換は、菌類における共生関係の第二段階です。
結果セル
プラスモガミー。
形質転換により、二核性の細胞ができる。
核形成。
核形成により、2倍体の核を持つ細胞ができる。
核の数
形質転換。
形質転換により、2つのハプロイドを含む細胞ができる。
核形成。
核形成：2倍体の核を1つ持つ細胞を形成する。
結果
形質転換。
プラスモガミーに続いてカリオガミーが起こる。
核家族化。
核形成の後、減数分裂が起こる。
結論
真菌類では、形質転換と核融合が共生時に起こる。
菌類は有性生殖を行うが、その際に行われる組換えの一種である。
形質転換に続いて核形成が起こる。
形質転換では、配偶子または異なる交配型のタテガミの2つのプロトプラストが融合される。
形質転換は、2つのハプロイド核を含む細胞を形成し、二核体とも呼ばれる。
担子菌のような高等菌類では、この二核の段階が何世代にもわたって維持される。
しかし、下等な菌類では、形質転換の後、すぐに核形成が起こる。
核形成期には、二核細胞内の2つのハプロイド核の融合が観察される。
担子菌では、2つの交配型の距骨の間で形質転換が行われる。
発育した二核性の距膜は担子菌を形成し、特徴的に大きな子実体を形成する。
しかし、真菌類のような下等な菌類では、2つの配偶子が合体する際に融合される。
この2つの核が核分裂して2倍体の核ができ、これが減数分裂を経て胞子をつくる。
胞子は発芽して、ハプロイド菌糸を生産する。
プラスモガミーとカリオガミーの主な違いは、融合しやすい構造です。
保存方法
