PENICILLIUM: JELLEMZŐK, TAXONÓMIA, MORFOLÓGIA, ÉLŐHELY - BIOLÓGIA - 2026

A Penicillium az Ascomycota phyllumban található baktériumok nemzetsége. Először Heinrich Link német mikológus írta le 1809-ben, és taxonómiája összetett.

Eleinte a Deuteromycetes-ben található (tökéletlen gombák), mivel csak anamorf (asexuális) állapota volt ismert. Később azt találták, hogy a Penicillium megfelel az Ascomycetes Eupenicillium és Talaromyces nemzetségeinek teleomorf (szexuális) állapotainak.

A Penicillium sp. Írta: AJC1, a Wikimedia Commonson keresztül.

A Penicillium anamorf állapotát septate hyaline (színtelen) hyphae jellemzi. A laboratóriumi tenyésztő tápközegbe helyezve a kolóniák kékkől, kékeszöldről rózsaszínűvé válnak.

A Penicillium etimológiája keféből származik, mivel a conidiophores (az aszexuális spórákat előállító szerkezetek) elágazóak.

A Penicilliumot más gombákkal együtt penészgomboknak is nevezik, mivel különféle ökológiai termékekben nőnek fel, és különböző színű réteget képeznek. Ez a nemzetség szaprofit és különféle környezetekben növekszik.

A nemzetség számos faja nagy jelentőséggel bír az emberek számára. A penicillint (az első gyógyszerként használt antibiotikumot) a P. chrysogenum-tól szereztük be. Másrészt az úgynevezett kék sajtok sajátosságaikat a Penicillium fajok lipolitikus és proteolitikus aktivitása révén szerezzék meg.

Egyes fajok károsak az egészségre. Ezek különféle toxinokat termelnek, például ochratoxinokat, amelyek károsítják a veserendszert. Más fajok károsítják a különféle ételeket, például a kenyeret és a citrusféléket. Egyesek állatok és emberek kórokozói.

Általános tulajdonságok

A csoportra jellemző, hogy septate hyphae és a mycelia filamenteket képeznek. A laboratóriumi termesztés során kompakt micéliummal és jól meghatározott margóval rendelkező kolóniákat hoz létre.

A kolóniák gyorsan növekednek, gyapjas vagy gyapjas megjelenésűek. Kezdetben fehérek, majd kék-zöld, zöldes-sárga vagy rózsaszínűvé válnak.

A nemi spórákat (aszkospórákat) asci-ban (gyümölcstestek) termesztik, amelyek fás vagy textúrájúak lehetnek a csoporttól függően.

A nemzetség legkiemelkedőbb tulajdonsága az elágazó, kefe alakú konidioforok kialakulása. A különféle típusú elágazások lehetővé teszik a fajok megkülönböztetését.

A conidiophore jól felépített és tengelye van, amelyből ágak (metallis) alakulnak ki. Fialidok (palack alakú sejtek, amelyek konídiumokat termelnek) képződnek a periódusokon. Ez a legfontosabb karakter a nemzetség fajtájának megkülönböztetésére.

A konídioforok típusai

Egyszerű: a fialidok magányosak.

Monoverticylates: egy csoport A bimbók fordul elő a csúcsa az konídiumtartója tengely.

Divicarátok: a methules különféle magasságokban elágaznak, és ezek a fialidok csoportjai.

Biverticilátok: a tengely végén három vagy több metallis képződik, mindegyiküknél a csúcson fialidcsoport van.

Terverticilátok: a közbenső és a fialidok között köztes ágak sorát mutatják be.

Mikotoxinok előállítása

A Penicillium fajok toxikus anyagokat termelnek, amelyek szennyezik az élelmiszereket, az úgynevezett mikotoxinokat. A leggyakoribb az ochratoxinok és a patulinok.

Az ochratoxinok szennyezhetik a gabonaféléket és a sajtokat, valamint felhalmozódhatnak az állatok által fogyasztott zsírokban. Ezek a méreganyagok befolyásolják a veserendszert.

A patulint a gabonafélékben és a dióban találják meg. Gyengítheti az immunrendszert és megtámadhatja az idegrendszert.

Táplálás

A Penicillium fajok szaprofitok. Nagyon képesek lebontani a szerves anyagokat, mivel nagy mennyiségű hidrolitikus enzimet termelnek. Ezek az enzimek képesek felgyorsítani a bomlási folyamatot.

Ezeket a gombákat penészgomboknak nevezik, és spóráik a legfontosabb légszennyező anyagok sok zárt épületben. Ezen felül különféle növények kórokozóiént viselkednek mind a szántóföldön, mind a betakarítás utáni időszakban.

Sok olyan toxint képes előállítani, amely kárt okoz az embereknek. Mások kedvelik egyes élelmiszerek erjesztését, és képesek antibiotikumok előállítására is.

Filogenia és taxonómia

A Penicillium taxonómiája meglehetősen bonyolult, mivel számos gombacsoportban gyakori volt, hogy az anamorf és teleomorf állapotokat különféle taxonoknak tekintik.

Először a nemzetet a Deuteromycetes (tökéletlen gombák) mesterséges csoportban helyezték el, mert szexuális formáik nem voltak ismertek. A teleomorfok az Eurotiales sorrendben találhatók az Ascomycota menedékhelyen

A nemzetet négy al nemzetségre osztottuk: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium és Biverticillium, amelyek a konidiopór típusa szerint különböznek egymástól. Később a Biverticillatum a Talaromyces teleomorf nemhez, a másik három al nemzetséghez pedig az Eupenicilliumhoz volt társítva.

Később, a Penicillium senso stricto (a Talaromyces kivételével) felülvizsgálatában az Eupenicillium teleomorf szinonimának tekintették, mivel a Penicillium név régebbi.

nem

Jellemző az, hogy sima falakkal rendelkező hifákból álló hálózat képez ascit. Az Asci néhány héten belül érlelődik a tápközegben. Nyolc egysejtű aszkospóra képződik. Az anamorfnak (a Biverticillatum al nemzetségnek) keskeny fialidjai vannak.

A molekuláris vizsgálatok megállapították, hogy ez egy monofületta csoport, és jelenleg a Trichocomaceae családban található. Körülbelül 110 faj van felismerve, hét szakaszra csoportosítva.

Az érdekes fajok közül kiemelkedik a T. marneffei, egy olyan kórokozó, amely szisztémás mycózist okoz a HIV-betegekben.

nem

Jelenleg a nemzetségbe beletartoznak az Eupenicillium összes faja, valamint az Eladia, Torulomyces, Chromocleista és Hemicarpenteles nemzetségek.

A fajok aszci-átmérőjű sejtekkel (egyenlő oldal), nagyon kemény falakkal (sklerotizált) vannak jelen. Az asci hónapokig tart, hogy érezzék magukat, és egyes esetekben az aszkospórák nem érik el.

Az asexuális állapotot ampulla vagy palack alakú széles fialidok jellemzik.

A nemzetség az Aspergillaceae családban található, és két al nemzetségre (Aspergilloides és Penicillium) és 25 szakaszra oszlik.

Habitat

A Penicillium fajok változatos környezetben virágzhatnak és kozmopolita eloszlásúak. Ezek képesek szélsőséges hőmérsékleti, sós, pH vagy vízhiányos körülmények között élni.

A Penicillium jelenlétéről több mint 400 növényfajról számoltak be. Nagyon hideg területeken, például a sarkvidéki sarkvidéken és az tundrában találtak.

Sós környezetben a Penicillium fajok jelenlétét a tengeri füvek endofitjaiként vagy a magas sótartalmú talajokban növekszik.

Más fajok képesek növekedni erősen savasodott talajokban természetes vagy emberi tevékenységek révén, például bányászati ​​szennyvíz és ipari szennyvíz.

Reprodukció

A Penicillium és Talaromyces fajok szaporodnak szexuálisan és szexuálisan.

Aszexuális szaporodás

Ez megtörténhet a micéliumok széttagolódásával, amelyek később tovább osztódnak. Más esetekben szklerotium (vastag falú micélium) alakulhat ki, amely képes ellenállni a kedvezőtlen feltételeknek, majd elkezdi megosztódni.

Az asexualis reprodukció leggyakoribb formája a conidia (nemi spórák) előállítása conidiophores-ból. Ezek a fialidok magjának megoszlásából származnak.

Szexuális szaporodás

A nemi spórák az asciban képződnek. Antheridium (férfi szerkezet) és ascogonium (női szerkezet) jön létre. Mindkét struktúra citoplazmái összeolvadnak (plazmogamia), majd a magok összekapcsolódnak (kariogamia).

Amint a diploid sejt kialakul, meiozis lép fel. Négy haploid sejt képződik, amelyek mitózison mennek keresztül, nyolc aszkozpórt termelve.

Az aszkospórák egymagos haploidok. Lehet, hogy sima vagy díszített felületük van, és szél fújt, vagy eső engedte őket.

Kórokozók és betegségek

A Penicillium különféle fajai az élelmiszer-romlás okozói, főleg ha nedves és meleg. Ezen településeken kolóniák alakulnak ki, és a termelő enzimek gyorsan lebontják őket. A telepek általában zöldes színűek.

Az épületek szennyeződése a Penicillium spóráinak és más nemzetségeknek is gyakori. Zárt és nedves környezet kedvez a gomba fejlődésének. Vannak olyan emberek, akik nagyon érzékenyek a spórákra, amelyek különféle légúti megbetegedéseket és allergiákat okoznak.

A T. marneffei (korábban Penicillium marneffei) penicilliosist okoz, a Délkelet-Ázsiában endemikus betegséget. Ez csak az immunszuppresszált betegeket érinti, elsősorban a HIV-vel szenvedőket. A konídiumok belégzéssel megfertőzik a gazdaszervezetet, majd intracellulárisan fejlődik ki, befolyásolva egyes szervek működését.

Biotechnológiai

Néhány Penicillium fajt széles körben használnak az élelmiszer- és gyógyszeriparban.

Sok érlelési folyamatnak alávetett húskészítményben a gombás kolóniák felszíni jelenléte gyakori. Ezek a gombák javítják a jellegzetes aromákat és aromákat, különféle vegyi anyagok előállítása miatt.

A Penicillium fajok képezik a felszíni mikrobiális növényeket néhány erjesztett kolbászban, például szalámiban. Ezek antioxidánsok és megakadályozzák a kiszáradást, amellett, hogy proteolitikus képességük hozzájárul a termékek kikeményedéséhez és elkerüli a kórokozók támadását.

Az úgynevezett kék sajtok esetében a P. roquefortit hozzáadják érlelésük során. Tevékenysége enzimeket termel, amelyek lebontják a kémiai vegyületeket, előállítva e sajtok jellegzetes aromáját és ízét. A kék foltok a sajt gombájának kolóniái.

Egyes fajok képesek természetes antibiotikumok előállítására. Ezek egyike a penicillin, amelyet főként a P. chrysogenumból nyernek. A penicillin volt az első antibiotikum, amelyet a gyógyászatban használtak.

Irodalom

1. Acosta R (2006) A húskészítményekben használt gombaellenes peptidek Penicillium-termelőinek kiválasztása. Memória, hogy doktor címet szerezzen. Spanyolország Extremadura Egyetemi Állatorvostudományi Kar. 288 p.
2. Cabañes J, MR Bragulat és G Castellá (2010) Ochratoxint termelő faj a Penicillium nemzetségbe. Toxins 2: 1111-1120.
3. Houbraken és RA Samson (2011) A Penicillium Phylogeny és a Trichocomaceae szegregációja három családba. Studies in Mycology 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga és JC Frisvad (2011) A Talaromyces nemzetség nemzetségének és a Penicillium Biserticillium nemzetségbe tartozó taxonok filogenémiája és nómenklatúrája. Studies in Mycology 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, Varga J., T Yaguchi és RA Samson (2014) A Penicillium nemzet azonosítása és nómenklatúrája. Studies in Mycology 78: 343-371.
6. Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta és AK Saxena (2017) A Penicillium nemzetség biodiverzitása különböző élőhelyekben. In: KV Gupta és S Rodríguez-Canto (szerk.). Új és jövőbeli fejlesztések a mikrobiális biotechnológia és a biogazdálkodás területén. A Penicillium rendszer tulajdonságai és alkalmazásai. Elsevier, Egyesült Királyság.