Penicillium karakteristika, taxonomi, morfologi, habitat



Penicillium er en genus af bakterier, der er placeret i phyllum Ascomycota. Den blev først beskrevet af den tyske mykolog Heinrich Link i 1809, og dens taxonomi har været kompleks.

I princippet var det placeret i Deuteromycetes (ufuldkomne svampe), da kun dets anamorfe (aseksuelle) tilstand var kendt. Derefter blev det konstateret, at Penicillium svarede til kønnes teleomorfe (seksuelle) tilstande Eupenicillium og Talaromyces af ascomyceterne.

Den anamorfe tilstand af Penicillium Det er karakteriseret ved hyalin (farveløs) septathyphae. Når de placeres i kulturmedier i laboratoriet, vender kolonierne fra blå, blålig grøn til rosa.

Etymologien af Penicillium kommer fra børste, da conidiophorer (strukturer, der producerer aseksuelle sporer) er forgrenede.

Penicillium sammen med andre svampe slægter er kendt som forme, fordi de vokser på forskellige organiske produkter, der danner et lag af forskellig farve. Denne slægt er saprofytisk og kan vokse i forskellige miljøer.

Mange arter af slægten er af stor betydning for mennesket. Penicillin (det første antibiotika anvendt i medicin) blev opnået fra P. chrysogenum. På den anden side opnår de såkaldte blå oste deres egenskaber på grund af den lipolytiske og proteolytiske aktivitet af arter af Penicillium.

Nogle arter er sundhedsskadelige. Disse producerer forskellige toksiner som ochratoxiner, der beskadiger nyresystemet. Andre arter forårsager skade på forskellige fødevarer som brød og citrus. Nogle er patogener af dyr og mennesker.

indeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 Typer af konidioforer
    • 2.1 Produktion af mykotoksiner
    • 2.2 Ernæring
  • 3 Phylogeni og taksonomi
    • 3.1 Genus Talaromyces
    • 3.2 Genus Penicillium
  • 4 habitat
  • 5 reproduktion
    • 5.1 Ældre reproduktion
    • 5.2 Seksuel gengivelse
  • 6 patogener og sygdomme
  • 7 Bioteknologi
  • 8 referencer

Generelle egenskaber

Gruppen er karakteriseret ved at have septathyphae og myceliaformfilamentet. Når den dyrkes i laboratoriet, producerer den kolonier med et kompakt mycelium og veldefinerede margener.

Kolonierne vokser hurtigt og ser uld eller bomuldsstoffer ud. I princippet er de hvide og så bliver blå, grønlig gullig eller pinkegrøn.

Kønsporer (ascosporer) produceres i ascos (fruiting bodies), der kan være woody eller har en blødere tekstur afhængigt af gruppen.

Den mest fremragende egenskab af slægten er udviklingen af ​​forgrenede conidiophorer i form af en pensel. De forskellige former for forgrening af conidioforen gør det muligt at differentiere arten.

Conidioforen er velstruktureret og har en akse, hvorfra der er dannet grene (metuller). Phialerne er dannet på metullerne (flaskeformede celler, der producerer conidia). Dette er den vigtigste karakter for at differentiere arter fra slægten.

Typer af conidioforer

simples: phialiderne er ensomme.

Monoverticilados: En gruppe af phialider forekommer ved apex af conidiofor-akse.

Divicariados: Metullasafdelingen til forskellige højder og på disse grupper af phialider præsenteres.

biverticillate: Ved aksens spids dannes tre eller flere metuler, hver med en gruppe af phialider ved toppunktet.

Terverticilados: præsentér en række mellemliggende grene mellem metullerne og phialiderne.

Fremstilling af mykotoksiner

Arter af Penicillium de producerer giftige stoffer, der forurener mad, der er kendt som mykotoksiner. De hyppigste er ogratoxiner og patuliner.

Ochratoxiner kan forurene korn og oste, samt akkumulere i fedtet hos dyr, der forbruges af mennesker. Disse toksiner påvirker nyresystemet.

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

ernæring

Arten af Penicillium De er saprophytes. De har en høj kapacitet til nedbrydning af organisk materiale, fordi de producerer en stor mængde hydrolytiske enzymer. Disse enzymer har evnen til at accelerere nedbrydningsprocessen.

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

Mange kan producere toksiner, der forårsager skade på mennesker. Andre favoriserer gæringen af ​​nogle fødevarer og er også i stand til at producere antibiotika.

Phylogeni og taksonomi

Taxonomien af Penicillium Det er ret komplekst, for i mange grupper af svampe var det almindeligt, at de anamorfe og teleomorfe tilstande blev betragtet som forskellige taxa..

Først blev slægten placeret i den kunstige gruppe Deuteromycetes (ufuldkomne svampe), fordi deres seksuelle former ikke var kendt. Teleomorferne er placeret på Ascomycota-kanten i Eurotiales rækkefølge

Genren blev adskilt i fire undergenrer: Aspergilloides, furcatum, Penicillium og Biverticillium,som er differentieret af typen conidiofor. senere Biverticillatum var forbundet med den teleomorfe genre Talaromyces og de andre tre undergenrer til Eupenicillium.

Senere i en anmeldelse af Penicillium senso stricto (ikke inklusive Talaromyces), teleomorfen Eupenicillium Skete betragtes som et synonym, siden navnet Penicillium den er ældre.

køn Talaromyces

Det er kendetegnet ved at præsentere askos dannet af et netværk af hyphae med bløde vægge. Ascosen modnes om et par uger i kulturmediet. Otte ascosporer dannes, der er enhedsformede. Anamorfen (undergenre) Biverticillatum) præsenterer smalle phialider.

Molekylære undersøgelser har fastslået, at dette er en monofyletisk gruppe og er i øjeblikket placeret i familien Trichocomaceae. Omkring 110 arter er anerkendt, grupperet i syv sektioner.

Blandt de interessante arter skiller sig ud T. marneffei, patogen, der forårsager systemisk mykose hos patienter med HIV.

køn Penicillium

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

De arter, der er til stede askos med isodiametriske celler (med lige sider), med meget hårde vægge (sclerotiseret). Ascos tager måneder for at modne, og i nogle tilfælde er ascosporer ikke modne.

Den aseksuelle tilstand er kendetegnet ved phlegmatisk bred eller flaskeformet slim.

Slægten er beliggende i familien Aspergillaceae og er blevet opdelt i to subgeneraler (Aspergilloides og Penicillium) og 25 sektioner.

levested

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

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

I saltvandsmiljøer forekommer forekomsten af ​​arter af Penicillium som endophytes af seagrasses eller vokser i høj saltholdig jord.

Andre arter kan udvikle sig på meget syrnede jordarter naturligt eller ved menneskelige aktiviteter som minedrift og spildevand. 

reproduktion

Arten af Penicillium og Talaromyces de reproducerer aseksuelt og seksuelt.

Ældre reproduktion

Det kan forekomme på grund af fragmentering af myceli, som senere fortsætter med at blive delt. I andre tilfælde kan du danne et sclerotium (tykvægget mycelium), der kan modstå ugunstige forhold og derefter begynde at opdele.

Den mest almindelige form for aseksuel reproduktion er fremstillingen af ​​conidier (seksuelle sporer) fra conidiophorer. Disse er dannet ud fra opdelingen af ​​kernerne i phialiderne.

Seksuel gengivelse

De seksuelle sporer produceres i ascosen. Et anteridium (mandlig struktur) og ascogonium (kvindelig struktur) er dannet. Ciroplasmaerne af begge strukturer er fusioneret (plasmogamy), og derefter forbindes kernerne (cariogamy).

Når den diploide celle er dannet, forekommer meiosi. Fire haploide celler dannes, der lider af mitose, hvilket producerer otte ascosporer.

Ascosporer er haploide med en enkelt kerne. De kan have en glat overflade eller med ornamentation og spredes af vinden eller udledes af regnen.

Patogener og sygdomme

Forskellige arter af Penicillium de er årsagssager til madforkølelse, især når forholdene er fugtige og varme. Kolonierne udvikler sig på disse, og de enzymer, der producerer dem, nedbrydes hurtigt. Kolonierne har generelt grønlige farver.

Det er også hyppigt kontaminering af bygninger ved sporer af Penicillium og andre genrer. De lukkede og fugtige omgivelser favoriserer udviklingen af ​​svampen. Der er mennesker, der er meget følsomme for sporer, hvilket forårsager dem forskellige respiratoriske patologier og allergier.

T. marneffei (tidligere Penicillium marneffei) er årsagen til penicilliosis, en endemisk sygdom i Sydøstasien. Det påvirker kun immunsupprimerede patienter, især de med HIV. Konidierne inficerer værten ved indånding og udvikler derefter intracellulært, hvilket påvirker visse organers funktion.

bioteknologi

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

I mange kødprodukter, der er underkastet modningsprocesser, er forekomsten af ​​svampekolonier på overfladen almindelig. Disse svampe øger de karakteristiske aromaer og smag som følge af produktionen af ​​forskellige kemiske forbindelser.

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

I tilfælde af såkaldte blå oste, P. roqueforti det er tilføjet i modningen af ​​dem. Aktivitet producerer enzymer, der nedbryder kemikalier, der producerer aroma og karakteristisk smag af disse oste. De blå pletter er svampens kolonier i osten.

Nogle arter kan producere naturlige antibiotika. En af disse er penicillin, der hovedsageligt opnås fra P. chrysogenum. Penicillin var det første antibiotikum, der blev anvendt i medicin.

referencer

  1. Acosta R (2006) Udvælgelse af Penicillium producenter af antifungale peptider til brug i kødprodukter. Hukommelse til at kvalificere sig til titlen Doctor. Fakultet for Veterinær, Universitetet i Extremadura, Spanien. 288 s.
  2. Cabanes J, MR Bragulat og G CASTELLA (2010) Ochratoksin til producerende arter i slægten Penicillium. Toksiner 2: 1111-1120.
  3. Houbraken og RA Samson (2011) Phylogeny of Penicillium og adskillelse af trichocomaceae i tre familier. Studier i Mykologi 70: 1-51.
  4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga og Frisvad JC (2011) Fylogeni og nomenklatur af slægten Talaromyces og taxa indkvarteret i Penicillium underslægt Biverticillium. Studier i mykologi 70: 159-183.
  5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi RA og Samson (2014) Identifikation og nomenklatur af slægten Penicillium. Studier i Mykologi 78: 343-371.
  6. Yadav A, P Verma, Kumar V, P Sangwan, Mishra S, N Panjiar, V Gupta AK og Saxena (2017) Biodiversitet af slægten Penicillium i forskellige levesteder. I: KV Gupta og S Rodríguez-Canto (ed). Ny og fremtidig udvikling inden for mikrobiell bioteknologi og bioteknologi. Penicillium systemegenskaber og applikationer. Elsevier, Det Forenede Kongerige.