- Основни характеристики
- Видове конидиофори
- Производство на микотоксини
- хранене
- Филогения и таксономия
- пол
- пол
- Среда на живот
- репродукция
- Безполово размножаване
- Полово размножаване
- Патогени и заболявания
- биотехнологии
- Препратки
Пеницилият е род бактерии, намиращи се в фикула Ascomycota. За първи път е описан от немския миколог Хайнрих Линк през 1809 г. и неговата таксономия е сложна.
Отначало то се намирало в Deuteromycetes (несъвършени гъбички), тъй като е било известно само неговото анаморфно (асексуално) състояние. По-късно се установява, че Penicillium съответства на телеоморфните (сексуални) състояния на родовете Eupenicillium и Talaromyces от Ascomycetes.
Conidiophore на Penicillium sp. От AJC1, чрез Wikimedia Commons.
Анаморфното състояние на Penicillium се характеризира със септатни хиалинови (безцветни) хифи. Когато се поставят в лабораторни културни среди, колониите се превръщат от сини, синкавозелени, в розови.
Етимологията на Penicillium идва от четка, тъй като конидиофорите (структури, които произвеждат асексуални спори) са разклонени.
Пеницилият, заедно с други видове гъби, са известни като плесени, защото растат върху различни органични продукти, образувайки слой от различни цветове. Този род е сапрофитен и може да расте в различни среди.
Много видове от рода са от голямо значение за хората. Пеницилин (първият антибиотик, използван в медицината) е получен от P. chrysogenum. От друга страна, така наречените сини сирена получават своите характеристики от липолитичната и протеолитична активност на видове Penicillium.
Някои видове са вредни за здравето. Те произвеждат различни токсини като охратоксини, които увреждат бъбречната система. Други видове увреждат различни храни като хляб и цитрусови плодове. Някои са патогени на животни и хора.
Основни характеристики
Групата се характеризира с представяне на септатни хифи и мицелията образува филаменти. Когато се култивира в лабораторията, той произвежда колонии с компактен мицел и добре дефинирани граници.
Колониите бързо се разрастват и имат вълнен или памучен вид. Първоначално те са бели, а след това стават синьо-зелени, зеленикаво-жълти или розови.
Половите спори (аскоспори) се произвеждат в асци (плододаващи тела), които могат да бъдат дървесни или по-меки по текстура в зависимост от групата.
Най-забележителната характеристика на рода е развитието на разклонени, с четка конидиофори. Различните видове разклонения на конидиофора позволяват да се разграничат видовете.
Конидиофорът е добре структуриран и има ос, от който се образуват клони (металис). Фиалиди (клетки във формата на бутилка, които произвеждат конидии) се образуват върху метулите. Това е най-важният характер за разграничаване на видовете от рода.
Видове конидиофори
Просто: фиалидите са самотни.
Моновертицилати: група фиалиди се срещат на върха на оста на конидиофор.
Дивикариати: метулите се разклоняват на различна височина и върху тях са групи от фиалиди.
Бивертицилати: три или повече метали се образуват на върха на вала, всеки с група фиалиди на върха.
Тервертицилати: те представляват серия от междинни клони между метулите и фиалидите.
Производство на микотоксини
Видовете пеницилий произвеждат токсични вещества, които замърсяват храната, известни като микотоксини. Най-често срещаните са охратоксини и патулини.
Охратоксините могат да замърсят зърнени храни и сирена, както и да се натрупват в мазнините на животни, консумирани от хората. Тези токсини влияят на бъбречната система.
Патулините се намират в зърнени храни и ядки. Може да отслаби имунната система и да атакува нервната система.
хранене
Видовете пеницилиум са сапрофити. Те имат висок капацитет да разграждат органичната материя поради факта, че произвеждат голямо количество хидролитични ензими. Тези ензими имат способността да ускорят процеса на разлагане.
Тези гъби са известни като плесени и техните спори са основните замърсители на въздуха в много затворени сгради. В допълнение, те се държат като патогени на различни култури както на полето, така и в след прибиране на реколтата.
Много от тях могат да произвеждат токсини, които причиняват вреда на хората. Други благоприятстват ферментацията на някои храни и също са способни да произвеждат антибиотици.
Филогения и таксономия
Таксономията на Penicillium е доста сложна, тъй като в много групи гъби често се случва анаморфните и телеоморфни състояния да се считат за различни таксони.
В началото родът е бил разположен в изкуствената група Deuteromycetes (несъвършени гъбички), тъй като техните сексуални форми не са били известни. Телеоморфите са разположени на типовете Ascomycota в рамките на реда Eurotiales
Родът беше разделен на четири подгенера: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium и Biverticillium, които се различават по вида на conidiophore. По-късно Biverticillatum се свързва с телеоморфния род Talaromyces, а останалите три подгенера с Eupenicillium.
По-късно, при преглед на Penicillium senso stricto (без Talaromyces), телеоморфът Eupenicillium се счита за синоним, тъй като името Penicillium е по-старо.
пол
Характеризира се с представяне на асци, образувани от мрежа от хифи с гладки стени. Асци узряват след няколко седмици в културална среда. Образуват се осем аскоспори, които са едноклетъчни. В анаморфата (подрод Biverticillatum) има тесни фиалиди.
Молекулярни изследвания установяват, че това е монофилетична група и понастоящем се намира в семейство Trichocomaceae. Признават се около 110 вида, групирани в седем секции.
Сред интересуващите се видове се откроява T. marneffei - патоген, който причинява системна микоза при пациенти с ХИВ.
пол
Понастоящем родът включва всички видове Eupenicillium, както и родовете Eladia, Torulomyces, Chromocleista и Hemicarpenteles.
Видът присъства asci с изодиаметрични клетки (равни страни), с много твърди стени (склеротизирани). Асци отнемат месеци, за да узреят, а в някои случаи аскоспорите не успяват да узреят.
Асексуалното състояние се характеризира с ампулни или шишевидни широки фиалиди.
Родът е разположен в семейство Aspergillaceae и е разделен на два под-рода (Aspergilloides и Penicillium) и 25 секции.
Среда на живот
Видовете пеницилий могат да процъфтяват в различни среди и да имат космополитно разпространение. Те са способни да живеят в екстремни условия на температура, соленост, pH или воден стрес.
Съобщава се за наличието на Penicillium на повече от 400 вида растения. Те са открити в много студени райони като субарктика и тундра.
В солените среди е отчетено наличието на видове Penicillium като ендофити на морски треви или растящи в почви с висока соленост.
Други видове са способни да растат в силно подкиселени почви по естествен път или от човешки дейности, като минни отпадни води и промишлени отпадни води.
репродукция
Видовете пеницилий и Talaromyces се възпроизвеждат асексуално и сексуално.
Безполово размножаване
Може да възникне чрез фрагментация на мицела, която по-късно продължава да се дели. В други случаи може да се образува склеротиум (мицел с дебели стени), който може да издържи на неблагоприятните условия и след това да започне да се дели.
Най-честата форма на асексуално възпроизвеждане е производството на конидии (полови спори) от конидиофори. Те се формират от разделянето на ядрото на фиалидите.
Полово размножаване
Секс спори се произвеждат в asci. Генерират се антеридий (мъжка структура) и аскогоний (женска структура). Цитоплазмите на двете структури се сливат (плазмогамия) и след това ядрата се съединяват (кариогамия).
След като се образува диплоидната клетка, настъпва мейоза. Образуват се четири хаплоидни клетки, които претърпяват митоза, като по този начин се получават осем аскоспори.
Аскоспорите са хаплоидни с едно ядро. Те могат да имат гладка или орнаментирана повърхност и са издухани от вятъра или изхвърлени от дъжд.
Патогени и заболявания
Различните видове Penicillium са причинители на развалянето на храната, особено когато условията са влажни и топли. Върху тях се развиват колонии и ензимите, които произвеждат, ги разграждат бързо. Обикновено колониите са зеленикави на цвят.
Замърсяването на сградите от спорите на Penicillium и други родове също е често. Затворената и влажна среда благоприятства развитието на гъбата. Има хора, които са много чувствителни към спорите, което причинява различни респираторни заболявания и алергии.
T. marneffei (по-рано Penicillium marneffei) причинява пеницилиоза, заболяване, ендемично за Югоизточна Азия. Това засяга само имуносупресирани пациенти, главно тези с ХИВ. Конидиите заразяват гостоприемника чрез вдишване и след това се развиват вътреклетъчно, засягайки функцията на някои органи.
биотехнологии
Някои видове Penicillium се използват широко в хранителната и фармацевтичната промишленост.
В много месни продукти, които са подложени на процеси на зреене, присъствието на гъбични колонии на повърхността е често срещано. Тези гъби засилват характерните аромати и аромати, дължащи се на производството на различни химични съединения.
Видовете пеницилий съставляват повърхностната микробна флора в някои ферментирали колбаси като салами. Това са антиоксиданти и предотвратяват изсушаването, в допълнение към техния протеолитичен капацитет, допринасящ за втвърдяването на продуктите и избягване на атаката на патогени.
В случай на така наречените сини сирена, P. roqueforti се добавя по време на тяхното узряване. Неговата активност произвежда ензими, които разграждат химичните съединения, произвеждащи характерния аромат и аромат на тези сирена. Сините петна са колониите на гъбата по сиренето.
Някои видове са способни да произвеждат естествени антибиотици. Един от тях е пеницилинът, който се получава главно от P. chrysogenum. Пеницилинът е първият антибиотик, използван в медицината.
Препратки
- Acosta R (2006) Селекция на производителите на пеницилиум на противогъбични пептиди за употреба в месни продукти. Памет, за да се класира за званието доктор. Факултет по ветеринарна медицина, Университет в Естремадура, Испания. 288 стр.
- Cabañes J, MR Bragulat и G Castellá (2010) Ochratoxin произвеждащ вид от рода Penicillium. Токсини 2: 1111-1120.
- Houbraken и RA Samson (2011) Phylogeny of Penicillium и сегрегацията на Trichocomaceae в три семейства. Проучвания по микология 70: 1-51.
- Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga и JC Frisvad (2011) Филогения и номенклатура от рода Talaromyces и таксони, настанени в Penicillium subgenus Biverticillium. Проучвания по микология 70: 159-183.
- Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi и RA Samson (2014) Идентификация и номенклатура на рода Penicillium. Проучвания по микология 78: 343-371.
- Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta и AK Saxena (2017) Биоразнообразие от рода Penicillium в различни местообитания. В: KV Gupta и S Rodríguez-Canto (изд.). Нови и бъдещи разработки в микробната биотехнология и биоинженеринг. Свойства и приложения на системата на пеницилия. Elsevier, Обединеното кралство.