PENICILIUMAS: CHARAKTERISTIKOS, TAKSONOMIJA, MORFOLOGIJA, BUVEINĖ - BIOLOGIJA - 2025

Peniciliumas yra bakterija, randama Ascomycota phyllum. Pirmą kartą jį aprašė vokiečių mikologas Heinrichas Linkas 1809 m., Jo taksonomija buvo sudėtinga.

Iš pradžių jis buvo Deuteromycetes (netobuli grybai), nes buvo žinoma tik jo anamorfinė (aseksualinė) būsena. Vėliau buvo nustatyta, kad Penicillium atitiko Ascomycetes Euomicillium ir Talaromyces genčių teleomorfines (seksualines) būsenas.

Penicillium sp. Autorius: AJC1, per „Wikimedia Commons“.

Anamorfinei Penicillium būsenai būdingos septatinės hyaline (bespalvės) hyphae. Įdėjus į laboratorinę terpę, kolonijos virsta iš mėlynos, melsvai žalios į rausvą.

„Penicillium“ etimologija kilusi iš teptuko, nes konidiopai (struktūros, iš kurių susidaro aseksualios sporos) yra išsišakoję.

Peniciliai kartu su kitomis grybų rūšimis yra žinomi kaip pelėsiai, nes jie auga ant skirtingų ekologiškų produktų, sudarydami skirtingų spalvų sluoksnį. Ši gentis yra saprofitinė ir gali augti įvairiose aplinkose.

Daugelis genties augalų rūšių turi didelę reikšmę žmonėms. Penicilinas (pirmasis antibiotikas, naudojamas medicinoje) buvo gautas iš P. chrysogenum. Kita vertus, vadinamieji mėlynieji sūriai įgyja savo savybes dėl Penicillium rūšių lipolitinio ir proteolitinio aktyvumo.

Kai kurios rūšys yra kenksmingos sveikatai. Jie gamina įvairius toksinus, tokius kaip ochratoksinai, kurie pažeidžia inkstų sistemą. Kitos rūšys kenkia įvairiems maisto produktams, tokiems kaip duona ir citrusiniai vaisiai. Kai kurie iš jų yra gyvūnų ir žmonių patogenai.

Bendrosios savybės

Grupė pasižymi septate hyphae ir grybienos formos gijomis. Auginant laboratorijoje, susidaro kolonijos su kompaktiška grybiena ir tiksliai apibrėžtomis paraštėmis.

Kolonijos greitai auga ir atrodo vilnoniai arba medvilniniai. Iš pradžių jie yra balti, o vėliau tampa melsvai žali, žalsvai geltoni arba rožiniai.

Lyties sporos (askosporos) gaminamos asciose (vaisiniuose kūnuose), kurios, atsižvelgiant į grupę, gali būti sumedėjusios arba minkštesnės struktūros.

Ryškiausias genties bruožas yra išsišakojusių, teptuko formos konidioforų išsivystymas. Skirtingi konidoforų išsišakojimo tipai leidžia diferencijuoti rūšis.

Konidioforas yra gerai struktūruotas ir turi ašį, iš kurios susidaro šakos (metallis). Fialidai (buteliuko formos ląstelės, kurios gamina konidijas) susidaro ant tarpdanų. Tai yra svarbiausias požymis, norint atskirti genties rūšis.

Konidioporų tipai

Paprasta : fialidai yra vieniši.

Monoverticilatai : fialidų grupė atsiranda konidioporos ašies viršūnėje.

Diviciaratai : methulai išsišakoja skirtingame aukštyje ir ant jų yra fialidų grupės.

Biverticilatai : veleno gale susidaro trys ar daugiau metalizų, kurių kiekvienoje viršūnėje yra fialidų grupė.

Terverticilatai : jie pateikia tarpinių atšakų, esančių tarp antilų ir fialidų, seką.

Mikotoksinų gamyba

Penicilijos rūšys gamina toksines medžiagas, užteršiančias maistą, kurios yra žinomos kaip mikotoksinai. Dažniausi yra ochratoksinai ir patulinai.

Ochratoksinai gali užteršti javus ir sūrius, taip pat kauptis žmonių vartojamuose gyvūnų riebaluose. Šie toksinai veikia inkstų sistemą.

Patulinų yra grūduose ir riešutuose. Tai gali susilpninti imuninę sistemą ir pulti nervų sistemą.

Mityba

Penicilijų rūšys yra saprofitai. Jie turi didelę gebą skaidyti organines medžiagas dėl to, kad gamina daug hidrolizinių fermentų. Šie fermentai turi savybę pagreitinti skilimo procesą.

Šie grybai yra žinomi kaip pelėsiai, o jų sporos yra pagrindiniai oro teršalai daugelyje uždarų pastatų. Be to, jie elgiasi kaip įvairių augalų patogenai ir lauke, ir nuėmus derlių.

Daugelis gali gaminti toksinus, kurie kenkia žmonėms. Kiti pasisako už kai kurių maisto produktų fermentaciją ir taip pat sugeba gaminti antibiotikus.

Filogenija ir taksonomija

Peniciliumo taksonomija yra gana sudėtinga, nes daugelyje grybų grupių buvo dažnai manoma, kad anamorfinės ir teleomorfinės būsenos yra skirtingos taksonai.

Iš pradžių gentis buvo dirbtinėje Deuteromycetes (netobulų grybų) grupėje, nes jų lytinės formos nebuvo žinomos. Teleomorfai yra „Ascomycota“ prieglobstyje pagal „Eurotiales“ užsakymą

Gentis buvo suskirstyta į keturias porūšius: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium ir Biverticillium, kurie skiriasi pagal konidioforo tipą. Vėliau Biverticillatum buvo susijęs su teleomorfine Talaromyces gentis ir kiti trys pogrupiai su Eupenicillium.

Vėliau, peržiūrint Penicillium senso stricto (neįskaitant Talaromyces), teleomorfas Eupenicillium buvo laikomas sinonimu, nes vardas Penicillium yra senesnis.

Lytis

Jis apibūdinamas asciumi, kurį sudaro hifų tinklas su lygiomis sienomis. Asci per kelias savaites subręsta kultūrinėje terpėje. Susidaro aštuonios vienaląsčiai askosporos. Anamorfas (Biverticillatum porūšis) turi siaurus fialidus.

Molekuliniai tyrimai nustatė, kad tai yra monofilinė grupė ir šiuo metu yra Trichocomaceae šeimoje. Pripažinta apie 110 rūšių, suskirstytų į septynias dalis.

Tarp dominčių rūšių išsiskiria T. marneffei - patogenas, sukeliantis sisteminę mikozę pacientams, sergantiems ŽIV.

Lytis

Šiuo metu genčiai priskiriamos visos Eupenicillium rūšys, taip pat Eladia, Torulomyces, Chromocleista ir Hemicarpenteles gentys.

Rūšys yra asci su izodimetrinėmis ląstelėmis (lygiomis pusėmis), su labai kietomis sienomis (sklerotizuotos). Asci subręsta mėnesiais, o kai kuriais atvejais askosporoms nesiseka subręsti.

Aseksualinei būsenai būdingi ampuliniai arba buteliuko formos plati fialidai.

Gentis yra Aspergillaceae šeimoje ir buvo padalinta į du porus (Aspergilloides ir Penicillium) ir 25 skyrius.

Buveinė

Penicilijos rūšys gali klestėti įvairiose aplinkose ir pasiskirstyti kosmopolitiškai. Jie gali gyventi ekstremaliomis temperatūros, druskingumo, pH ar vandens streso sąlygomis.

Pranešama, kad Penicillium yra daugiau nei 400 augalų rūšių. Jie buvo rasti labai šaltose vietose, tokiose kaip subarktika ir tundra.

Buvo pranešta, kad druskingoje aplinkoje Penicillium rūšys yra jūros žolių endofitai arba augančios didelio druskingumo dirvožemiuose.

Kitos rūšys, pavyzdžiui, kasybos nuotekos ir pramoninės nuotekos, gali augti labai parūgštintame dirvožemyje natūraliai arba dėl žmogaus veiklos.

Dauginimas

Penicillium ir Talaromyces rūšys dauginasi aseksualiai ir lytiškai.

Neseksualus dauginimasis

Tai gali atsirasti dėl gleivinės susiskaidymo, kurios vėliau ir toliau dalijasi. Kitais atvejais gali susiformuoti sklerotiumas (storosios sienelės grybiena), kuris gali atlaikyti nepalankią būklę ir tada pradeda skaidytis.

Dažniausia aseksualaus dauginimosi forma yra konidijų (lytinių sporų) gamyba iš konidioporų. Jie susidaro pasidalijus fialidų branduoliui.

Lytinis dauginimasis

Sekso sporos gaminasi asci. Susidaro antheridium (vyriškos struktūros) ir ascogonium (moteriškos struktūros). Abiejų struktūrų citoplazmos susilieja (plazmogamija), o po to branduoliai susijungia (karioamija).

Kai susidaro diploidinė ląstelė, atsiranda mejozė. Susidaro keturios haploidinės ląstelės, kurios patiria mitozę, todėl susidaro aštuonios askosporos.

Askosporos yra haploidinės su vienu branduoliu. Jų paviršius gali būti lygus arba puošnus, juos nubloškia vėjas arba išleidžia lietus.

Patogenai ir ligos

Įvairios Penicillium rūšys yra maisto sugadinimo priežastys, ypač kai drėgna ir šilta. Dėl jų vystosi kolonijos, o gaminantys fermentai greitai jas suardo. Kolonijos paprastai būna žalsvos spalvos.

Pastatai taip pat dažnai užteršiami Penicillium ir kitų genčių sporomis. Uždara ir drėgna aplinka skatina grybelio vystymąsi. Yra žmonių, kurie labai jautrūs sporoms, kurios sukelia įvairias kvėpavimo takų ligas ir alergijas.

T. marneffei (anksčiau buvusi Penicillium marneffei) sukelia peniciliozę - ligą, endeminę Pietryčių Azijoje. Tai pasireiškia tik pacientams, kurių imuninė sistema susilpnėjusi, daugiausia sergantiems ŽIV. Konidijos užkrečia šeimininką įkvėpus, o vėliau išsivysto į ląstelę ir daro įtaką kai kurių organų funkcijai.

Biotechnologijos

Kai kurios Penicillium rūšys yra plačiai naudojamos maisto ir farmacijos pramonėje.

Daugelio mėsos gaminių, kurie yra subrendę, grybelių kolonijų paviršiuje yra paprastai. Šie grybai sustiprina būdingą aromatą ir skonį dėl įvairių cheminių junginių gamybos.

Penicilijos rūšys sudaro paviršinę mikrobų florą kai kuriose fermentuojamose dešrose, tokiose kaip saliamis. Tai yra antioksidantai ir neleidžia išsausėti, be to, kad dėl jų proteolitinės savybės prisideda prie produktų sukietėjimo ir užkerta kelią patogenams.

Vadinamųjų mėlynųjų sūrių brandinimo metu pridedama P. roqueforti. Jo veikla sukuria fermentus, kurie skaido cheminius junginius, sukurdami būdingą šių sūrių aromatą ir skonį. Mėlynos dėmės yra grybelio, esančio ant sūrio, kolonijos.

Kai kurios rūšys yra pajėgios gaminti natūralius antibiotikus. Vienas iš jų yra penicilinas, daugiausia gaunamas iš P. chrysogenum. Penicilinas buvo pirmasis antibiotikas, naudojamas medicinoje.

Nuorodos

1. „Acosta R“ (2006) „Penicillium“ priešgrybelinių peptidų, skirtų naudoti mėsos produktuose, gamintojai. Atmintis norint gauti daktaro vardą. Estremadūros universiteto Veterinarinės medicinos fakultetas, Ispanija. 288 psl.
2. Cabañes J, MR Bragulat ir G Castellá (2010) Ochratoksinus gaminanti rūšis Penicillium gentis. Toksinai 2: 1111–1120.
3. Houbraken ir RA Samson (2011) Penicillium filogenija ir Trichocomaceae atskyrimas į tris šeimas. Mikologijos tyrimai 70: 1-51.
4. „Samsonas RA“, „N Yilmazi“, „J Houbraken“, „H Spierenburg“, „KA Seifert“, „SW Peterson“, „J Varga“ ir „JC Frisvad“ (2011) - Talaromyces genties ir taksonų, esančių Penicillium pošeimyje Biverticillium, filogenija ir nomenklatūra. Tyrimai mikologijoje 70: 159–183.
5. „Visagie CM“, „J Houbraken“, „JC Frisvad“, „SB Hong“, „CGW Klaassen“, „G Perrone“, „KA Seifert“, J. Varga, „T Yaguchi“ ir „RA Samson“ (2014) Penicillium genties identifikavimas ir nomenklatūra. Tyrimai mikologijoje 78: 343-371.
6. Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta and AK Saxena (2017) Penicillium genties biologinė įvairovė skirtingose ​​buveinėse. In: KV Gupta ir S Rodríguez-Canto (red.). Nauji ir būsimi pokyčiai mikrobų biotechnologijų ir bioinžinerijos srityse. Peniciliumo sistemos savybės ir taikymas. Elsevier, Jungtinė Karalystė.