Charakteristika Penicillium, taxonómia, morfológia, biotop

Penicillium je rod baktérií, ktorý sa nachádza v phyllum Ascomycota. Prvýkrát ho opísal nemecký mykológ Heinrich Link v roku 1809 a jeho taxonómia bola zložitá.

V zásade sa nachádzal v Deuteromycetes (nedokonalé huby), pretože bol známy len jeho anamorfný (asexuálny) stav. Následne sa zistilo, že Penicillium zodpovedali teleomorfným (pohlavným) stavom pohlaví Eupenicillium a Talaromyces Ascomycetes.

Anamorfný stav Penicillium Je charakterizovaná hyalínovým (bezfarebným) septom hyf. Keď sa kolónie umiestnia do kultivačného média v laboratóriu, obrátia sa z modrej, modrastej zelenej na ružovú.

Etymológia Penicillium pochádza z kefy, pretože konidiofory (štruktúry, ktoré produkujú asexuálne spóry) sú rozvetvené.

Penicillium spolu s ďalšími rodmi húb sú známe ako plesne, pretože rastú na rôznych organických produktoch, ktoré tvoria vrstvu rôzneho sfarbenia. Tento rod je saprofytický a môže rásť v rôznych prostrediach.

Mnohé druhy rodu majú veľký význam pre ľudskú bytosť. Získal sa penicilín (prvé antibiotikum používané v medicíne) P. chrysogenum. Na druhej strane takzvané modré syry získavajú svoje vlastnosti vďaka lipolytickej a proteolytickej aktivite druhov \ t Penicillium.

Niektoré druhy sú škodlivé pre zdravie. Tieto produkujú rôzne toxíny, ako sú ochratoxíny, ktoré poškodzujú obličkový systém. Iné druhy spôsobujú poškodenie rôznych potravín, ako je chlieb a citrusy. Niektoré sú patogény zvierat a ľudí.

index

• 1 Všeobecné charakteristiky
• 2 Typy konidioforov
  • 2.1 Výroba mykotoxínov
  • 2.2 Výživa
• 3 Fylogenéza a taxonómia
  • 3.1 Rod Talaromyces
  • 3.2 Rod Penicillium
• 4 Habitat
• 5 Reprodukcia
  • 5.1 Asexuálna reprodukcia
  • 5.2 Sexuálna reprodukcia
• 6 Patogény a choroby
• 7 Biotechnológia
• 8 Referencie

Všeobecné charakteristiky

Skupina sa vyznačuje tým, že má septové hyfy a mycelia tvoria vlákna. Keď sa pestuje v laboratóriu, produkuje kolónie s kompaktným myceliom a dobre definovanými okrajmi.

Kolónie rýchlo rastú a vyzerajú vlnené alebo bavlnené. V zásade sú biele a potom modrej, zelenkastej nažltlej alebo ružovo-zelenej.

Sexuálne spóry (ascospores) sú produkované v ascos (plodnice), ktoré môžu byť drevité alebo majú mäkšiu textúru v závislosti od skupiny.

Najvýraznejšou charakteristikou rodu je vývoj rozvetvených konidioforov vo forme kefy. Rôzne typy vetvenia konidiofóru umožňujú odlíšiť druh.

Conidiophore je dobre štruktúrovaný a má os, z ktorej sa tvoria vetvy (metullas). Liekovky sa tvoria na metullách (bunky v tvare fľaše, ktoré produkujú konídie). Toto je najdôležitejší znak na odlíšenie druhov od rodu.

Typy konidioforov

simples: phialides sú osamelé.

MonoverticiladosSkupina phialides sa vyskytuje na vrchole osi conidiophore.

Divicariados: sú prezentované vetvy metúlas do rôznych výšok a na tieto skupiny fialidov.

biverticillate: na špičke šachty sa tvoria tri alebo viac metulasov, každý so skupinou phialides na vrchole.

Terverticilados: Predstavte sériu medziľahlých vetiev medzi metullasmi a phialides.

Produkcia mykotoxínov

Druhy Penicillium produkujú toxické látky, ktoré kontaminujú potraviny, ktoré sú známe ako mykotoxíny. Najčastejšie sú ochratoxíny a patulíny.

Ochratoxíny môžu kontaminovať obilniny a syry a hromadiť sa v tukoch zvierat konzumovaných ľuďmi. Tieto toxíny ovplyvňujú renálny systém.

Patulíny sa nachádzajú v obilninách a orechoch. Môže oslabiť imunitný systém a napadnúť nervový systém.

výživa

Druhy Penicillium Sú to saprofyty. Majú vysokú schopnosť degradovať organické látky, pretože produkujú veľké množstvo hydrolytických enzýmov. Tieto enzýmy majú schopnosť urýchliť proces rozkladu.

Tieto huby sú známe ako plesne a ich spóry sú hlavnými znečisťujúcimi látkami v mnohých uzavretých budovách. Okrem toho sa správajú ako patogény rôznych plodín tak v teréne, ako aj po zbere úrody.

Mnohí môžu produkovať toxíny, ktoré poškodzujú ľudí. Iní podporujú fermentáciu niektorých potravín a sú tiež schopní produkovať antibiotiká.

Fylogenéza a taxonómia

Taxónia Penicillium Je to dosť zložité, pretože v mnohých skupinách húb bolo bežné, že anamorfné a teleomorfné stavy boli považované za rôzne taxóny..

Najprv bol rod umiestnený do umelej skupiny Deuteromycetes (nedokonalé huby), pretože ich sexuálne formy neboli známe. Teleomorfy sú umiestnené na okraji Ascomycota v rámci objednávky Eurotiales

Žáner bol rozdelený do štyroch sub-žánrov: Aspergilloides, furcatum, Penicillium a Biverticillium,ktoré sú diferencované typom conidiophore. neskôr Biverticillatum bol spojený s teleomorphic žánrom Talaromyces a ďalšie tri žánre Eupenicillium.

Neskôr, v recenzii Penicillium senso stricto (nezahŕňa. \ t Talaromyces), teleomorph Eupenicillium považovaný za synonymum, pretože názov Penicillium je to staršie.

rod Talaromyces

Vyznačuje sa prezentáciou ascosu tvoreného sieťou hýf s mäkkými stenami. Ascos dozrieva v kultivačnom médiu v priebehu niekoľkých týždňov. Vznikne osem askospór, ktoré sú jednobunkové. Anamorfa (podžáner) Biverticillatum) predstavuje úzke fialidy.

Molekulárne štúdie určili, že ide o monofyletickú skupinu, ktorá sa v súčasnosti nachádza v rodine Trichocomaceae. Rozoznáva sa približne 110 druhov, zoskupených do siedmich častí.

Medzi zaujímavé druhy vyniká T. marneffei, ktorý spôsobuje systémovú mykózu u pacientov s HIV.

rod Penicillium

V súčasnosti v rode všetky druhy Eupenicillium, ako aj žánrov Eladia, Torulomyces, Chromocleista a Hemicarpenteles.

Druhy predstavujú askos s izodiatrickými bunkami (s rovnakými stranami), s veľmi tvrdými stenami (sklerotizované). Ascos trvať mesiace dozrieť av niektorých prípadoch, ascospores nevyzrel.

Asexuálny stav je charakterizovaný flegmatickým hlienom širokého alebo fľaškového tvaru.

Rod sa nachádza v rodine Aspergillaceae a bol rozdelený na dva sub-rody (Aspergilloides a Penicillium) a 25 sekcií.

habitat

Druhy Penicillium môžu sa rozvíjať v rôznych prostrediach a mať kozmopolitnú distribúciu. Tie sú schopné žiť v extrémnych podmienkach teploty, slanosti, pH alebo vodného stresu.

Prítomnosť Penicillium viac ako 400 druhov rastlín. Boli nájdené vo veľmi chladných oblastiach, ako je subarktická a tundra.

V slanom prostredí, prítomnosť druhov Penicillium ako endofyty morských tráv alebo rastúce v pôdach s vysokou slanosťou.

Iné druhy sa môžu vyvíjať na veľmi okyslených pôdach prirodzene alebo ľudskou činnosťou, ako napríklad banské odpady a priemyselné odpadové vody. 

rozmnožovanie

Druhy Penicillium a Talaromyces rozmnožujú sa asexuálne a sexuálne.

Asexuálna reprodukcia

Môže sa vyskytnúť v dôsledku fragmentácie mycélia, ktorá sa neskôr aj naďalej delí. V iných prípadoch môžete vytvoriť sklerotium (hrubostenné mycélium), ktoré vydrží nepriaznivé podmienky a potom sa začne deliť.

Najčastejšou formou asexuálnej reprodukcie je produkcia konídií (pohlavných spór) z konidioforov. Tie sú tvorené rozdelením jadra fialidov.

Sexuálna reprodukcia

Sexuálne spóry sú produkované v ascos. Generuje sa anterídium (štruktúra samca) a askogonium (ženská štruktúra). Cytoplazmy oboch štruktúr sú fúzované (plazmogamy) a potom sú jadrá spojené (kariogamy).

Keď sa vytvorí diploidná bunka, objaví sa meióza. Vytvoria sa štyri haploidné bunky, ktoré trpia mitózou a produkujú osem askospor.

Askospóry sú haploidné s jedným jadrom. Môžu mať hladký povrch alebo s ozdobami a sú rozptýlené vetrom alebo vyfukované dažďom.

Patogény a choroby

Rôzne druhy Penicillium sú príčinnými činiteľmi znehodnocovania potravín, najmä keď sú podmienky vlhké a teplé. Na týchto sa vyvíjajú kolónie a enzýmy, ktoré ich produkujú, sa rýchlo rozkladajú. Vo všeobecnosti majú kolónie nazelenalé farby.

Častou je aj kontaminácia budov spórami Penicillium a iné žánre. Uzavreté a vlhké prostredie podporuje vývoj huby. Sú ľudia, ktorí sú veľmi citliví na spóry, čo im spôsobuje rôzne respiračné patológie a alergie.

T. marneffei (predtým Penicillium marneffei) je príčinou peniciliózy, endemického ochorenia v juhovýchodnej Ázii. Týka sa len imunosupresívnych pacientov, najmä pacientov s HIV. Konídie infikujú hostiteľa inhaláciou a potom sa vyvíjajú intracelulárne, čo ovplyvňuje fungovanie niektorých orgánov.

biotechnológie

Niektoré druhy Penicillium Široko sa používajú v potravinárskom a farmaceutickom priemysle.

V mnohých mäsových výrobkoch, ktoré podliehajú procesom zrenia, je bežná prítomnosť kolónií húb na povrchu. Tieto huby zvyšujú charakteristické arómy a chute vďaka výrobe rôznych chemických zlúčenín.

Druhy Penicillium predstavujú povrchovú mikrobiálnu flóru v niektorých fermentovaných salámach, ako je saláma. Sú to antioxidanty a zabraňujú vysušeniu, okrem ich proteolytickej kapacity prispieva k vytvrdzovaniu produktov a zabraňuje napadnutiu patogénmi..

V prípade tzv. Modrých syrov, P. roqueforti pridáva sa do dozrievania. Jeho aktivita produkuje enzýmy, ktoré degradujú chemické zlúčeniny produkujúce charakteristickú arómu a chuť týchto syrov. Modré škvrny sú kolóniami huby v syre.

Niektoré druhy sú schopné produkovať prírodné antibiotiká. Jedným z nich je penicilín, ktorý sa získava hlavne z P. chrysogenum. Penicilín bol prvým antibiotikom používaným v medicíne.

referencie

1. Acosta R (2006) Výber z Penicillium výrobcov protiplesňových peptidov na použitie v mäsových výrobkoch. Pamäť na získanie titulu Doctor. Veterinárna fakulta, Univerzita Extremadura, Španielsko. 288 s.
2. Cabañes J, MR Bragulat a G Castellá (2010) Ochratoxín produkujúci druh v rode Penicillium. Toxíny 2: 1111-1120.
3. Houbraken a RA Samson (2011) Fylogenéza Penicillium a segregáciu Trichocomaceae do troch rodín. Štúdie v Mycology 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga a JC Frisvad (2011) Fylogenéza a názvoslovie rodu Talaromyces a taxóny ubytované v Penicillium subgenus Biverticillium. Štúdie v Mycology 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi a RA Samson (2014) Identifikácia a názvoslovie rodu Penicillium. Štúdie v Mycology 78: 343-371.
6. Yadav A, Verma P, Kumar V, Sangwan P, Mishra S, Panjiar N, Gupta V a Saxena AK (2017) Biodiverzita rodu Penicillium v rôznych biotopoch. V: KV Gupta a S Rodríguez-Canto (ed). Nový a budúci vývoj mikrobiálnej biotechnológie a bioinžinierstva. Penicillium vlastnosti a aplikácie systému. Elsevier, Spojené kráľovstvo.