Penicillium karakteristika, taksonomi, morfologi, habitat

1767
Jonah Lester

Penicillium er en slægt af bakterier, der findes i phyllum Ascomycota. Det blev først beskrevet af den tyske mykolog Heinrich Link i 1809, og dets taksonomi har været kompleks.

Først var den placeret i Deuteromycetes (ufuldkomne svampe), da kun dens anamorfe (aseksuelle) tilstand var kendt. Senere blev det konstateret, at Penicillium svarede til kønens teleomorfe (seksuelle) tilstande Eupenicillium Y Talaromyces af Ascomycetes.

Conidiophore of Penicillium sp. Af AJC1 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons.

Den anamorfe tilstand af Penicillium Det er kendetegnet ved at præsentere septat hyaline (farveløs) hyfer. Når de placeres i laboratoriekulturmedier, bliver kolonier fra blå, blågrøn til lyserød.

Etymologi af Penicillium kommer fra pensel, da konidioforer (strukturer, der producerer aseksuelle sporer) er forgrenede.

Penicillium Sammen med andre typer svampe er de kendt som forme, fordi de vokser på forskellige organiske produkter og danner et lag i forskellige farver. Denne slægt er saprofytisk og kan vokse i forskellige miljøer.

Mange arter af slægten er af stor betydning for mennesker. Penicillin (det første antibiotikum, der blev brugt i medicin) blev opnået fra P. chrysogenum. På den anden side opnår de såkaldte blå oste deres egenskaber ved den lipolytiske og proteolytiske aktivitet af arter af Penicillium.

Nogle arter er sundhedsskadelige. Disse producerer forskellige toksiner, såsom ochratoksiner, der beskadiger nyresystemet. Andre arter skader forskellige fødevarer såsom brød og citrus. Nogle er dyre- og menneskelige patogener.

Artikelindeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 typer conidiophores
    • 2.1 Produktion af mykotoksiner
    • 2.2 Ernæring
  • 3 fylogeni og taksonomi
    • 3.1 Slægt Talaromyces
    • 3.2 Slægt Penicillium
  • 4 Habitat
  • 5 Afspilning
    • 5.1 Aseksuel reproduktion
    • 5.2 Seksuel reproduktion
  • 6 Patogener og sygdomme
  • 7 Bioteknologi
  • 8 Referencer

Generelle egenskaber

Gruppen er kendetegnet ved at præsentere septathyfer og mycelier fra filamenter. Når det dyrkes i laboratoriet, producerer det kolonier med et kompakt mycelium og veldefinerede margener..

Kolonierne vokser hurtigt og har et uldigt eller bomuldsfarvet udseende. De er oprindeligt hvide og bliver derefter blågrønne, gulgrønne eller lyserøde.

Sexsporer (ascosporer) produceres i asci (frugtlegemer), der kan være træagtige eller blødere i struktur afhængigt af gruppen.

Det mest fremragende kendetegn ved slægten er udviklingen af ​​forgrenede, børsteformede konidioforer. De forskellige typer forgrening af conidiophore gør det muligt at differentiere arten.

Conidiophore er godt struktureret og har en akse, hvorfra grene (metules) dannes. Phialides (flaskeformede celler, der producerer konidier) dannes på metallis. Dette er den vigtigste karakter til at differentiere arten af ​​slægten.

Typer af konidioforer

Enkel: phialiderne er ensomme.

Monoverticylater: en gruppe af phialider forekommer i toppen af ​​conidiophore-aksen.

Delt op: metylerne forgrener sig i forskellige højder, og på disse er der grupper af phialider.

Biverticylater: Ved spidsen af ​​skaftet dannes der tre eller flere metallier, hver med en gruppe af phialider i toppen.

Terverticylater: de præsenterer en række mellemgrene mellem metallis og phialider.

Produktion af mykotoksiner

Arter af Penicillium De producerer giftige stoffer, der forurener mad, der er kendt som mykotoksiner. De mest almindelige er ochratoksiner og patuliner.

Ochratoksiner kan forurene korn og oste såvel som ophobes i fedtet fra dyr, der forbruges af mennesker. Disse toksiner påvirker nyresystemet.

Patuliner findes i korn og nødder. Det kan svække immunforsvaret og angribe nervesystemet.

Ernæring

Arten af Penicillium de er saprofytter. De har en høj kapacitet til at nedbryde organisk materiale på grund af det faktum, at de producerer en stor mængde hydrolytiske enzymer. Disse enzymer har evnen til at fremskynde nedbrydningsprocessen.

Disse svampe er kendt som skimmelsvampe, og deres sporer er de vigtigste luftforurenende stoffer i mange lukkede bygninger. Derudover opfører de sig som patogener for forskellige afgrøder både i marken og efter høsten.

Mange kan producere toksiner, der skader mennesker. Andre foretrækker gæring af nogle fødevarer og er også i stand til at producere antibiotika.

Fylogeni og taksonomi

Taxonomien af Penicillium er ret kompleks på grund af det faktum, at i mange svampegrupper var det hyppigt, at de anamorfe og teleomorfe tilstande blev betragtet som forskellige taxa.

Først var slægten placeret i den kunstige gruppe Deuteromycetes (ufuldkomne svampe), fordi deres seksuelle former ikke var kendt. Teleomorphs er placeret på Ascomycota phylum inden for rækkefølgen Eurotiales

Slægten blev opdelt i fire undergenrer: Aspergilloider, Furcatum, Penicillium Y Biverticillium,der er differentieret efter typen af ​​conidiophore. Senere Biverticillatum var forbundet med den teleomorfe slægt Talaromyces og de andre tre undergenrer a Eupenicillium.

Senere i en gennemgang af Penicillium senso stricto (ikke inklusive Talaromyces), teleomorfen Eupenicillium blev betragtet som et synonym, da navnet Penicillium er ældre.

Køn Talaromyces

Det er kendetegnet ved at præsentere ASCI dannet af et netværk af hyfer med glatte vægge. Asci modnes om få uger i kulturmedium. Otte ascosporer dannes, der er encellede. Anamorfen (under-slægten Biverticillatum) har smalle phialider.

Molekylære undersøgelser fastslog, at dette er en monofyletisk gruppe og i øjeblikket er placeret i familien Trichocomaceae. Cirka 110 arter genkendes, grupperet i syv sektioner.

Blandt de arter af interesse skiller sig ud T. marneffei, patogen, der forårsager systemisk mykose hos HIV-patienter.

Køn Penicillium

I øjeblikket omfatter slægten alle arter af Eupenicillium, såvel som genrer Eladia, Torulomyces, Chromocleista og Hemicarpenteles.

Arten præsenterer asci med isodiametriske celler (lige sider) med meget hårde vægge (sklerotiseret). Asci tager måneder at modne, og i nogle tilfælde modnes ascosporer ikke.

Den aseksuelle tilstand er kendetegnet ved store eller flaskeformede brede phialider.

Slægten er placeret i familien Aspergillaceae og er opdelt i to undergener (Aspergilloider Y Penicillium) og 25 sektioner.

Habitat

Arten af Penicillium de kan udvikle sig i forskellige miljøer og have en kosmopolitisk fordeling. Disse er i stand til at leve under ekstreme forhold med temperatur, saltholdighed, pH eller vandstress.

Tilstedeværelsen af Penicillium over mere end 400 arter af planter. De er fundet i meget kolde områder som subarktis og tundra.

I saltvandsmiljøer er tilstedeværelsen af ​​arter af Penicillium som endofytter af havgræs eller vokser i jord med høj saltholdighed.

Andre arter er i stand til at vokse i stærkt forsuret jord naturligt eller ved menneskelige aktiviteter, såsom mineaffald og industrielt spildevand.. 

Reproduktion

Arten af Penicillium Y Talaromyces reproducere aseksuelt og seksuelt.

Asexual reproduktion

Det kan forekomme ved fragmentering af mycelier, der senere fortsætter med at dele sig. I andre tilfælde kan der dannes et sclerotium (tyktvægget mycelium), der kan modstå ugunstige forhold og derefter begynde at dele sig..

Den mest almindelige form for aseksuel reproduktion er produktion af konidier (kønssporer) fra konidioforer. Disse er dannet ud fra delingen af ​​kernen af ​​phialiderne.

Seksuel reproduktion

Sexsporer produceres i ASCI. Et antheridium (hanstruktur) og ascogonium (hunstruktur) genereres. Cytoplasmerne i begge strukturer smelter sammen (plasmogami), og derefter forenes kernerne (karyogami).

Når den diploide celle er dannet, opstår meiose. Der dannes fire haploide celler, der gennemgår mitose og dermed producerer otte ascosporer.

Ascospores er haploide med en enkelt kerne. De kan have en glat eller udsmykket overflade og blæses væk af vinden eller udledes af regn..

Patogener og sygdomme

Forskellige arter af Penicillium de er årsagssammenhængende for fødevareforringelse, især når forholdene er fugtige og varme. Kolonier udvikler sig på disse og de enzymer, der producerer, nedbryder dem hurtigt. Kolonier har generelt grønlige farver.

Forurening af bygninger med sporer af Penicillium og andre genrer. Lukkede og fugtige omgivelser favoriserer udviklingen af ​​svampen. Der er mennesker, der er meget følsomme over for sporer, hvilket forårsager forskellige luftvejssygdomme og allergier..

T. marneffei (Før Penicillium marneffei) er årsagen til penicilliose, en endemisk sygdom i Sydøstasien. Dette påvirker kun immunsupprimerede patienter, primært dem med hiv. Conidia inficerer værten ved indånding og udvikler sig derefter intracellulært og påvirker funktionen af ​​nogle organer..

Bioteknologi

Nogle arter af Penicillium anvendes i vid udstrækning i fødevare- og medicinalindustrien.

I mange kødprodukter, der udsættes for modningsprocesser, er tilstedeværelsen af ​​svampekolonier på overfladen almindelig. Disse svampe forbedrer de karakteristiske aromaer og smag på grund af produktionen af ​​forskellige kemiske forbindelser.

Arter af Penicillium de udgør den overfladiske mikrobielle flora i nogle gærede pølser såsom salami. Disse er antioxidanter og forhindrer udtørring ud over deres proteolytiske kapacitet, der bidrager til hærdningen af ​​produkterne og forhindrer angreb af patogener..

For såkaldte blå oste, P. roqueforti det tilføjes i deres modning. Dens aktivitet producerer enzymer, der nedbryder kemiske forbindelser, der producerer den karakteristiske aroma og smag af disse oste. De blå pletter er svampens kolonier på osten.

Nogle arter er i stand til at producere naturlige antibiotika. En af disse er penicillin, som hovedsageligt opnås fra P. chrysogenum. Penicillin var det første antibiotikum, der blev brugt i medicin.

Referencer

  1. Acosta R (2006) Valg af Penicillium Producenter af svampedræbende peptider til anvendelse i kødprodukter. Hukommelse for at kvalificere sig til titlen som læge. Fakultet for veterinærmedicin, University of Extremadura, Spanien. 288 s.
  2. Cabañes J, MR Bragulat og G Castellá (2010) Ochratoxin en producerende art i slægten Penicillium. Toksiner 2: 1111-1120.
  3. Houbraken og RA Samson (2011) fylogeni fra Penicillium og adskillelsen af ​​Trichocomaceae i tre familier. Undersøgelser i mykologi 70: 1-51.
  4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga og JC Frisvad (2011) Fylogeni og nomenklatur for slægten Talaromyces og taxa indkvarteret i Penicillium undergener Biverticillium. Undersøgelser i mykologi 70: 159-183.
  5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi og RA Samson (2014) Identifikation og nomenklatur for slægten Penicillium. Undersøgelser i mykologi 78: 343-371.
  6. Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta og AK Saxena (2017) Biodiversitet af slægten Penicillium i forskellige levesteder. I: KV Gupta og S Rodríguez-Canto (red). Ny og fremtidig udvikling inden for mikrobiel bioteknologi og bioteknologi. Penicillium systemegenskaber og applikationer. Elsevier, Storbritannien.

Endnu ingen kommentarer