Penicillium egenskaper, taxonomi, morfologi, livsmiljö

Penicillium är ett slag av bakterier som ligger i phyllum Ascomycota. Det beskrivs först av den tyska mykologen Heinrich Link år 1809 och dess taxonomi har varit komplex.

Det var ursprungligen belägen i Deuteromycetes (ofullkomliga svampar), eftersom endast den statliga anamorph (asexuell) var känd. Senare visade det sig att Penicillium motsvarade könens teleomorfa (sexuella) tillstånd Eupenicillium och Talaromyces av ascomyceten.

Den anamorfe tillståndet av Penicillium Det kännetecknas av hyalin (färglös) septathyphae. När de placeras i kulturmedia i laboratoriet, blir kolonierna blått, blåaktigt grönt och rosa.

Etymologin av Penicillium kommer från borsten, eftersom konidioforer (strukturer som producerar asexuala sporer) är förgrenade.

Penicillium tillsammans med andra svampgenera är kända som formar, eftersom de växer på olika organiska produkter som bildar ett lager av olika färgämnen. Detta släkt är saprophytic och kan växa i olika miljöer.

Många arter av släktet är av stor betydelse för människan. Penicillin (det första antibiotikumet som användes i medicin) erhölls från P. chrysogenum. Å andra sidan erhåller de så kallade blåostarna sina egenskaper på grund av den lipolytiska och proteolytiska aktiviteten hos arter av Penicillium.

Vissa arter är hälsofarliga. Dessa producerar olika toxiner som ochratoxiner som skadar njursystemet. Andra arter orsakar skador på olika livsmedel som bröd och citrus. Vissa är patogener från djur och människor.

index

• 1 Allmänna egenskaper
• 2 Typer av konidioforer
  • 2.1 Framställning av mykotoxiner
  • 2.2 Näring
• 3 Phylogeny och taxonomi
  • 3.1 Genus Talaromyces
  • 3.2 Genus Penicillium
• 4 Habitat
• 5 Reproduktion
  • 5.1 Sexuell reproduktion
  • 5.2 Sexuell reproduktion
• 6 patogener och sjukdomar
• 7 Bioteknik
• 8 referenser

Allmänna egenskaper

Gruppen kännetecknas av att ha septathyphae och myceliaformfilamenten. När den odlas i laboratoriet producerar den kolonier med ett kompakt mycelium och väldefinierade marginaler.

Kolonierna växer snabbt och ser ull eller bomullsartade ut. I princip är de vita och så blir de blåa, grönaktiga eller rosa gröna.

Sexuella sporer (ascospores) produceras i Ascl (fruktkroppar) som kan vara woody eller mjukare textur enligt gruppen.

Den mest framstående egenskapen hos släktet är utvecklingen av grenade konidioforer i form av en pensel. De olika typerna av förgrening av konidiofen tillåter att skilja arten.

Conidioforen är välstrukturerad och har en axel från vilken grenar (metullor) bildas. Fialerna bildas på metullorna (flaskformade celler som producerar conidierna). Detta är den viktigaste karaktären för att skilja arter från släktet.

Typer av konidioforer

simples: phialiderna är ensamma.

Monoverticilados: en grupp av phialider förekommer vid toppen av conidiofor-axeln.

Divicariados: Metullasgrenen till olika höjder och på dessa grupper av phialider presenteras.

biverticillate: på axelns spets bildas tre eller flera metuler, var och en med en grupp av phialider vid toppen.

Terverticilados: presentera en serie mellanliggande grenar mellan metullor och phialider.

Produktion av mykotoxiner

Arter av Penicillium de producerar giftiga ämnen som förorenar mat, som är kända som mykotoxiner. De vanligaste är ochratoxiner och patuliner.

Ochratoxiner kan förorena spannmål och ostar, samt ackumulera i fett hos djur som konsumeras av människor. Dessa toxiner påverkar njursystemet.

Patuliner finns i spannmål och nötter. Det kan försvaga immunsystemet och attackera nervsystemet.

näring

Arten av Penicillium De är saprofyter. De har en hög kapacitet att bryta ned organiskt material eftersom de producerar en stor mängd hydrolytiska enzymer. Dessa enzymer har förmågan att accelerera sönderdelningsprocessen.

Dessa svampar är kända som formar och deras sporer är de viktigaste luftföroreningarna i många slutna byggnader. Dessutom beter sig de som patogener av olika grödor både i fält och efter skörd.

Många kan producera toxiner som orsakar skador på människor. Andra gynnar jäsningen av vissa livsmedel och kan också producera antibiotika.

Fylogeni och taxonomi

Taxonomin av Penicillium Det är ganska komplicerat, eftersom det i många grupper av svampar var ofta anamorfiska stater och Teleomorphs ansågs olika taxa.

Kön ursprungligen började artificiell grupp Deuteromycetes (ofullkomliga svampar) eftersom deras sexuella former som inte var kända. Teleomorphs ligger på kanten Ascomycota inom ordern eurotiales

Genren separerades i fyra undergenrer: Aspergilloides, furcatum, Penicillium och Biverticillium,vilka differentieras av typen konidiofor. senare Biverticillatum var associerad med den teleomorfa genren Talaromyces och de andra tre undergenren till Eupenicillium.

Senare i en översyn av Penicillium senso stricto (ej inklusive Talaromyces), teleomorfen Eupenicillium råkade anses vara en synonym, eftersom namnet Penicillium det är äldre.

kön Talaromyces

Det kännetecknas av att det presenteras ascos som bildas av ett nätverk av hyphae med mjuka väggar. Ascoset mognar om några veckor i odlingsmediet. Åtta ascosporer bildas som är unicellulära. Anamorfen (undergenren) Biverticillatum) presenterar smala phialider.

Molekylära studier bestämde att detta är en monofyletisk grupp och är för närvarande lokaliserad i Trichocomaceae-familjen. Cirka 110 arter är erkända, grupperade i sju sektioner.

Bland intressanta arter står ut T. marneffei, patogen som orsakar systemisk mykos hos patienter med HIV.

kön Penicillium

För närvarande i släktet alla arter av Eupenicillium, såväl som genrerna Eladia, Torulomyces, Chromocleista och Hemicarpenteles.

De arter som förekommer askos med isodiametriska celler (med lika sidor), med mycket hårda väggar (sklerotiserad). Ascos tar månader för att mogna och i vissa fall kan ascosporer inte mogna.

Den asexuala tillståndet kännetecknas av phlegmatisk bred eller flaskformad slem.

Släktet ligger i familjen Aspergillaceae och har delats upp i två subgenerera (Aspergilloides och Penicillium) och 25 sektioner.

livsmiljö

Arten av Penicillium De kan utvecklas i olika miljöer och ha en kosmopolitisk fördelning. Dessa kan leva i extrema förhållanden med temperatur, salthalt, pH eller vattenstress.

Närvaron av Penicillium på mer än 400 arter av växter. De har hittats i mycket kalla områden som sub-arktiska och tundran.

I saltlösningsmiljöer är närvaron av arter av Penicillium som endofytor av seagrasses eller växer i hög salthalt jordar.

Andra arter kan utvecklas på mycket surgjorda jordar naturligt eller genom mänskliga aktiviteter, som utvinningsavlopp och industriellt avloppsvatten. 

reproduktion

Arten av Penicillium och Talaromyces De reproducerar aseksuellt och sexuellt.

Sexuell reproduktion

Det kan uppstå på grund av fragmentering av myceli som senare fortsätter att delas. I andra fall kan du bilda ett sklerotium (tjockväggigt mycelium) som klarar negativa förhållanden och sedan börjar delas.

Den vanligaste formen av asexuell reproduktion är framställning av konidier (sexuella sporer) från konidioforer. Dessa bildas från delningen av kärnan i phialiderna.

Sexuell reproduktion

De sexuella sporerna produceras i ascos. Ett anteridium (manlig struktur) och ascogonium (kvinnlig struktur) alstras. Cytoplasmerna hos båda strukturerna är fuserade (plasmogamy) och sedan förenas kärnorna (cariogamy).

När den diploida cellen har bildats uppstår meios. Fyra haploida celler bildas som lider av mitos och producerar åtta ascosporer.

Ascosporer är haploid med en enda kärna. De kan ha en slät yta eller med prydnad och sprids av vinden eller tömmas av regnet.

Patogener och sjukdomar

Olika arter av Penicillium De är orsakssammanhängande föroreningsmedel, särskilt när förhållandena är fuktiga och varma. Kolonierna utvecklas på dessa och enzymerna som producerar dem sönderdelas snabbt. Kolonierna har i allmänhet gröna färger.

Det är också frekvent kontaminering av byggnader med sporer av Penicillium och andra genrer. De stängda och fuktiga miljöerna gynnar utvecklingen av svampen. Det finns människor som är mycket känsliga för sporer, vilket medför olika respiratoriska patologier och allergier.

T. marneffei (tidigare Penicillium marneffei) är orsaken till penicillios, en endemisk sjukdom i Sydostasien. Det påverkar endast immunsupprimerade patienter, främst de som har HIV. Konidierna infekterar värden genom inandning och utvecklas sedan intracellulärt och påverkar hur vissa organ fungerar.

bioteknik

Vissa arter av Penicillium De används ofta i livsmedels- och läkemedelsindustrin.

I många köttprodukter som är föremål för mognadsprocesser är närvaron av svampkolonier på ytan vanlig. Dessa svampar ökar karaktäristiska aromer och smaker på grund av produktionen av olika kemiska föreningar.

Arter av Penicillium utgör ytan mikrobiella floran i vissa fermenterade korvar som salami. Dessa är antioxidanter och förhindra uttorkning, utöver dess proteolytiska kapacitet bidrar till härdningsprodukter och förhindra patogen attack.

I fråga om så kallade blåostar, P. roqueforti det läggs till i modningen av dem. Dess aktivitet producerar enzymer som bryter ned kemiska föreningar som producerar karaktäristiska arom och smak av dessa ostar. De blå fläckarna är svampens kolonier i osten.

Vissa arter kan producera naturliga antibiotika. En av dessa är penicillin som erhålls huvudsakligen från P. chrysogenum. Penicillin var det första antibiotikum som användes i medicin.

referenser

1. Acosta R (2006) Urval av Penicillium producenter av antifungala peptider för användning i köttprodukter. Minne för att kvalificera sig till titeln doktor. Veterinärmedicinska högskolan i Extremadura, Spanien. 288 sid.
2. Cabañes J, MR Bragulat och G Castellá (2010) Ochratoxin en producerande art i släktet Penicillium. Toxiner 2: 1111-1120.
3. Houbraken och RA Samson (2011) Phylogeny of Penicillium och segregation av Trichocomaceae i tre familjer. Studier i mykologi 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga och Frisvad JC (2011) Phylogeny och nomenklatur av släktet Talaromyces och taxa inrymd i Penicillium subgenus 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 och Samson (2014) Identifiering och nomenklatur av släktet Penicillium. Studier i Mykologi 78: 343-371.
6. Yadav A, P Verma, Kumar V, P Sangwan, Mishra S, N Panjiar, V Gupta AK och Saxena (2017) Biologisk mångfald av släktet Penicillium i olika livsmiljöer. I: KV Gupta och S Rodríguez-Canto (ed). Ny och framtida utveckling inom mikrobiell bioteknik och bioengineering. Penicillium systemegenskaper och applikationer. Elsevier, Förenade kungariket.