Charakteristika Penicillium, taxonomie, morfologie, stanoviště

Penicillium je rod bakterií, který se nachází v phyllum Ascomycota. Poprvé ho popsal německý mykolog John Heinrich Link v roce 1809 a jeho taxonomie byla složitá.

V zásadě se nacházela v Deuteromycetech (nedokonalé houby), protože byl znám pouze jeho anamorfní (asexuální) stav. Následně bylo zjištěno, že Penicillium odpovídalo teleomorfním (pohlavním) stavům pohlaví Eupenicillium a Talaromyces Ascomycetes.

Anamorfní stav Penicillium Je charakterizován hyalinním (bezbarvým) septem hyphae. Když se kolonie umístí do kultivačního média v laboratoři, mění se z modré, modravé zelené na růžovou.

Etymologie Penicillium pochází z kartáče, protože konidiofory (struktury, které produkují asexuální spory) jsou rozvětvené.

Penicillium spolu s dalšími houbovými rody jsou známy jako plísně, protože rostou na různých organických produktech, které tvoří vrstvu různého zbarvení. Tento rod je saprofytický a může růst v různých prostředích.

Mnoho druhů rodu má pro lidskou bytost velký význam. Byl získán penicilin (první antibiotikum používané v medicíně) P. chrysogenum. Na druhé straně tzv. Modré sýry získávají své vlastnosti díky lipolytické a proteolytické aktivitě druhů \ t Penicillium.

Některé druhy jsou zdraví škodlivé. Tyto produkují různé toxiny, jako jsou ochratoxiny, které poškozují renální systém. Jiné druhy způsobují poškození různých potravin, jako je chléb a citrusy. Některé jsou patogeny zvířat a lidí.

Index

• 1 Obecné charakteristiky
• 2 Typy konidioforů
  • 2.1 Produkce mykotoxinů
  • 2.2 Výživa
• 3 Fylogeneze a taxonomie
  • 3.1 Rod Talaromyces
  • 3.2 Rod Penicillium
• 4 Lokalita
• 5 Reprodukce
  • 5.1 Asexuální reprodukce
  • 5.2 Sexuální reprodukce
• 6 Patogeny a nemoci
• 7 Biotechnologie
• 8 Odkazy

Obecné vlastnosti

Skupina se vyznačuje tím, že má septální hyphae a mycelie tvoří vlákna. Když se pěstuje v laboratoři, produkuje kolonie s kompaktním myceliem a dobře definovanými okraji.

Kolonie jsou rychle rostoucí a vypadají jako vlněné nebo bavlněné. V zásadě jsou bílé a pak se modří, nazelenalé nažloutlé nebo narůžověle zelené.

Sexuální spory (ascospores) jsou produkovány v ascos (plodnice), které mohou být dřevité nebo mají měkčí texturu v závislosti na skupině.

Nejvýraznější charakteristikou rodu je vývoj rozvětvených konidioforů ve formě štětce. Různé typy větvení konidioforu umožňují odlišit tento druh.

Conidiophore je dobře strukturovaný a má osu, ze které se tvoří větve (metullas). Fialky jsou vytvořeny na metullasech (buňky ve tvaru lahve, které produkují konidie). Toto je nejdůležitější charakter rozlišovat druhy od rodu.

Typy konidioforů

Jednoduché: phialides jsou osamocení.

Monoverticilados: skupina phialides nastane u vrcholu conidiophore osy.

Divicariados: jsou prezentovány větve metúlas do různých výšek a na těchto skupinách fialidů.

BiverticilátyNa špičce šachty jsou vytvořeny tři nebo více metulasů, každý se skupinou phialides na vrcholu.

Terverticilados: představit řadu mezilehlých větví mezi metullasy a phialidy.

Produkce mykotoxinů

Druhy Penicillium produkují toxické látky, které kontaminují potraviny, známé jako mykotoxiny. Nejčastější jsou ochratoxiny a patuliny.

Ochratoxiny mohou kontaminovat obiloviny a sýry a hromadit se v tuku zvířat konzumovaných lidmi. Tyto toxiny ovlivňují renální systém.

Patuliny se nacházejí v obilninách a ořechech. To může oslabit imunitní systém a napadnout nervový systém.

Výživa

Druhy Penicillium Jsou to saprofyty. Mají vysokou schopnost degradovat organické látky, protože produkují velké množství hydrolytických enzymů. Tyto enzymy mají schopnost urychlit proces rozkladu.

Tyto houby jsou známé jako plísně a jejich spory jsou hlavními znečišťujícími látkami v mnoha uzavřených budovách. Kromě toho se chovají jako patogeny různých plodin jak na poli, tak i po sklizni.

Mnozí mohou produkovat toxiny, které poškozují člověka. Jiní upřednostňují fermentaci některých potravin a jsou také schopni produkovat antibiotika.

Fylogeneze a taxonomie

Taxonomie Penicillium To je docela komplexní, protože v mnoha skupinách hub bylo běžné, že anamorfní a teleomorfní stavy byly považovány za různé taxony..

Zpočátku byl rod umístěn do umělé skupiny Deuteromycetes (nedokonalé houby), protože jejich sexuální formy nebyly známy. Teleomorfy jsou umístěny na okraji Ascomycota v rámci řádu Eurotiales

Žánr byl rozdělen do čtyř sub-žánrů: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium a Biverticillium,které jsou rozlišeny typem conidiophore. Následně Biverticillatum byl spojován s teleomorphic žánrem Talaromyces a další tři dílčí žánry Eupenicillium.

Později, v recenzi Penicillium senso stricto (nezahrnuje Talaromyces), teleomorph Eupenicillium za jméno synonymem Penicillium je to starší.

Pohlaví Talaromyces

Vyznačuje se prezentací askosů tvořených sítí hyphae s měkkými stěnami. Ascos zraje v kultivačním médiu během několika týdnů. Vzniká osm askospor, které jsou jednobuněčné. Anamorph (sub-žánr) Biverticillatum) představuje úzké fialidy.

Molekulární studie zjistily, že se jedná o monofyletickou skupinu, která je v současnosti umístěna v rodině Trichocomaceae. Rozeznává se přibližně 110 druhů, seskupených do sedmi sekcí.

Mezi zajímavými druhy vyniká T. marneffei, patogen, který způsobuje systémovou mykózu u pacientů s HIV.

Pohlaví Penicillium

V současné době v rodu všech druhů Eupenicillium, stejně jako žánry Eladia, Torulomyces, Chromocleista a Hemicarpenteles.

Druhy představují askos s isodiametrickými buňkami (stejných stran), s velmi tvrdými stěnami (sklerotizovanými). Ascos trvat měsíce dozrát a v některých případech, ascospores nezralé.

Asexuální stav je charakterizován flegmatickým širokým nebo lahvovitým hlenem.

Rod se nachází v rodině Aspergillaceae a byl rozdělen do dvou sub-rodů (Aspergilloides a Penicillium) a 25 sekcí.

Lokalita

Druhy Penicillium mohou se vyvíjet v různých prostředích a mají kosmopolitní distribuci. Jsou schopny žít v extrémních podmínkách teploty, slanosti, pH nebo vodního stresu.

Přítomnost Penicillium více než 400 druhů rostlin. Byly nalezeny ve velmi chladných oblastech, jako je subarktida a tundra.

V solném prostředí, přítomnost druhů Penicillium jako endofyty mořských tráv nebo pěstování v půdách s vysokou slaností.

Jiné druhy jsou schopny se vyvíjet na velmi okyselených půdách přirozeně nebo lidskou činností, jako jsou např. Důlní odpady a průmyslové odpadní vody. 

Reprodukce

Druhy Penicillium a Talaromyces rozmnožují se asexuálně a sexuálně.

Asexuální reprodukce

To může nastat kvůli fragmentaci mycelia to později pokračovat být rozdělen. V jiných případech můžete vytvořit sklerotium (silně zděné mycelium), které vydrží nepříznivé podmínky a pak se začne dělit.

Nejběžnější formou asexuální reprodukce je produkce konidií (pohlavních spór) z konidioforů. Tito jsou tvořeni z rozdělení jádra phialides.

Sexuální reprodukce

Sexuální spory jsou produkovány v ascos. Generuje se anteridium (mužská struktura) a askogonium (ženská struktura). Cytoplazmy obou struktur jsou fúzovány (plasmogamie) a pak jsou jádra spojena (cariogamy).

Jakmile se vytvoří diploidní buňka, dojde k meióze. Vznikly čtyři haploidní buňky, které trpí mitózou a produkují osm askospor.

Askospory jsou haploidní s jedním jádrem. Mohou mít hladký povrch nebo ozdobu a jsou rozptýleny větrem nebo vypouštěny deštěm.

Patogeny a nemoci

Různé druhy Penicillium jsou kauzálními činiteli znehodnocování potravin, zejména pokud jsou podmínky vlhké a teplé. Kolonie se na nich vyvíjejí a enzymy, které je produkují, se rychle rozkládají. Obecně mají kolonie zelenkavé barvy.

Je to také častá kontaminace budov spóry Penicillium a další žánry. Uzavřené a vlhké prostředí podporuje vývoj houby. Existují lidé, kteří jsou velmi citliví na spory, což jim způsobuje různé respirační patologie a alergie.

T. marneffei (dříve Penicillium marneffei) je příčinou peniciliosy, endemického onemocnění v jihovýchodní Asii. Týká se pouze imunosupresivních pacientů, zejména pacientů s HIV. Konidie infikují hostitele inhalací a pak se vyvíjejí intracelulárně, což ovlivňuje fungování některých orgánů.

Biotechnologie

Některé druhy Penicillium Jsou široce používány v potravinářském a farmaceutickém průmyslu.

V mnoha masných výrobcích, které podléhají procesu zrání, je přítomnost kolonií houb na povrchu běžná. Tyto houby zvyšují charakteristické aroma a chuť díky produkci různých chemických sloučenin.

Druhy Penicillium představují povrchovou mikrobiální flóru v některých fermentovaných uzeninách, jako je salám. Jedná se o antioxidanty a zabraňují vysychání, navíc k jejich proteolytické kapacitě přispívají k vytvrzování produktů a zabraňují napadení patogeny..

V případě tzv. Modrých sýrů, P. roqueforti přidává se do zrání. Jeho aktivita produkuje enzymy, které degradují chemické sloučeniny produkující charakteristickou vůni a chuť těchto sýrů. Modré skvrny jsou koloniemi houby v sýru.

Některé druhy jsou schopny produkovat přírodní antibiotika. Jedním z nich je penicilin, který se získává hlavně z P. chrysogenum. Penicilin byl prvním antibiotikem používaným v medicíně.

Odkazy

1. Acosta R (2006) Výběr z Penicillium výrobci protiplísňových peptidů pro použití v masných výrobcích. Paměť se kvalifikuje pro titul Doctor. Veterinární fakulta, Univerzita Extremadura, Španělsko. 288 s.
2. Cabañes J, MR Bragulat a G Castellá (2010) Ochratoxin produkující druh v rodu Penicillium. Toxiny 2: 1111-1120.
3. Houbraken a RA Samson (2011) Fylogeneze Penicillium a segregaci Trichocomaceae do tří rodin. Studie v mykologii 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga a JC Frisvad (2011) Fylogeneze a názvosloví rodu Talaromyces a taxony ubytované v Penicillium subgenus Biverticillium. Studie 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) Identifikace a názvosloví rodu Penicillium. Studie 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 různých stanovištích. V: KV Gupta a S Rodríguez-Canto (ed). Nový a budoucí vývoj mikrobiální biotechnologie a bioinženýrství. Penicillium vlastnosti a aplikace systému. Elsevier, Spojené království.