Vlastnosti Penicillium, morfologie, stanoviště, rozmnožování

2927
Alexander Pearson

plísně Penicillium je rod mikroskopických vláknitých hub, běžných v životním prostředí. Naleznete je ve vzduchu, v půdě, v rostlinách a zelenině. Jsou kosmopolitní v distribuci. V přírodě plní roli rozkladačů organické hmoty.

Mnoho druhů se může stát patogeny ovoce, zeleniny a obilovin. Produkují toxické látky, jako jsou mykotoxiny, které mohou různými způsoby ovlivňovat člověka a další zvířata. Někteří vědci to však naznačují Penicillium marneffei je to jediný zástupce rodu, který způsobuje onemocnění u člověka.

Mikrokultura Penicillium sp. Převzato a upraveno: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Rod byl poprvé popsán v roce 1809 se třemi známými druhy. Jeho taxonomie od té doby byla složitá a velmi diskutovaná, stejně jako u mnoha jiných rodů hub. V současné době se nacházejí v rodině Trichocomaceae a je známo více než 350 popsaných a přijímaných druhů..

plísně Penicillium je celosvětově známý pro tento druh P. notatum z nichž Dr. Alexander Fleming v roce 1928 objevil silné antibakteriální činidlo, které bychom později poznali jako „penicilin“. Penicilin se v současné době nezíská z P. notatum ale jiných druhů s vyšší účinností, jako je P. roqueforti.

Rejstřík článků

  • 1 Funkce
  • 2 Morfologie
  • 3 Taxonomie
  • 4 Stanoviště a distribuce
  • 5 Přehrávání
    • 5.1 Nepohlavní
    • 5.2 Sexuální
  • 6 Výživa
  • 7 Pěstování
  • 8 Reprezentativní druhy a použití
    • 8.1 - Výroba sýrů
    • 8.2 - Farmaceutický význam
    • 8.3 - Klinický význam
    • 8.4 - Rostlinné patogeny
    • 8,5 - Biotechnologický význam
  • 9 Odkazy

Vlastnosti

Jedna z nejpozoruhodnějších charakteristik žánru plísně Penicillium je to jeho nepohlavní reprodukční forma s hustými strukturami ve formě štětců, ze kterých pochází název taxonu (penicillus).

Mají plodné tělo. Produkují struktury podobné vakům, které obsahují askospory. Askospory jsou jednobuněčné a asci jsou krátkodobé. To znamená, že se velmi rychle rozpadají a / nebo rozpouštějí ve srovnání s jinými taxonomickými skupinami..

Jsou to anamorfní organismy schopné degradovat substráty, jako jsou cukry, lipidy a celulóza. Na druhé straně zástupci rodu plísně Penicillium jsou formátory kolonií, které ve většině případů rychle rostou a vykazují různé barvy a textury.

Morfologie

Druh rodu plísně Penicillium, Kromě toho, že mají tvar štětce, objevují se v suchých řetězcích konidií, které se tvoří z phialidu. Fialid je specializovaná buňka conidiophore (struktura specializovaná na nepohlavní rozmnožování), tvarovaná jako láhev, spojená základnou s métula.

Metula podporuje fiálid, a to zase podporuje větev, ze které mohou začít další větve, nebo jedno stipe volání.

Konidiofory mohou měřit mezi 200 a 300 mikrometry, metuly mezi 8 a 12 mikrometry a phialid mezi 7 a 12 mikrometry. Konidie (nepohlavní a nepohyblivé spory), vytvořené ve phialidu, jsou hladké, elipsoidního tvaru a mohou měřit od 2,5 do 4 mikrometrů..

Konidie mohou být jednoduché (monoverticyláty), tj. S jedinou větví od konidií po třeně. V rámci rodu však existují odrůdy taxonů, které mohou mít více než jedno větvení, a to biverticyláty (2 větve), terverticyláty (3) a dokonce kvaterverticyláty (4).

Kolonie z makroskopického hlediska začínají bílé. Poté a v závislosti na druhu a dalších faktorech může získat barvy, jako je například zelená, modrozelená, šedá nebo růžová..

Některé bibliografie uvádějí, že struktura kolonií, stejně jako jejich zbarvení, závisí na druhu. The plísně Penicillium mohou mít mimo jiné hladké, bavlněné nebo sametové textury.

Části houby Penicillium. 1) hyfy, 2) konidiofor, 3) phialid, 4) konidie, 5) septum. Převzato a upraveno z: Y_tambe [CC BY-SA 3.0].

Taxonomie

Taxonomie plísně Penicillium je to docela složité a s mnoha nesrovnalostmi mezi taxonomy. Taxon poprvé popsal v roce 1809 německý přírodovědec Johann Heinrich Friedrich Link, který ve své době do těchto skupin seskupil nepohlavní houby ve tvaru štětce.

Link popsal rod se třemi druhy (Penicillium candidum, P. expansum Y P. glaucum). Později, v roce 1824, taxon P. expansum byl nepoužíván a organismy patřící k tomuto taxonu byly zahrnuty do P. glaucum, spolu se všemi zelenými formami, počínaje více než 190 lety taxonomických změn, kterými skupina prošla.

Během těchto více než 190 let bylo popsáno asi 1000 druhů rodu plísně Penicillium, z nichž více než ¾ aktuálně není platných z důvodu neúplného popisu, neplatných publikací a dalších důvodů, díky nimž jsou synonyma.

V současné době se rod nachází v království Fungi, kmen Ascomycota, třída Eurotiomycetes a čeleď Trichocomaceae. Někteří taxonomové uznávají několik podrodů a většina z nich dosud přijímá více než 350 druhů.

Stanoviště a distribuce

Je to rod s velkým počtem druhů, jehož distribuce je kosmopolitní. Obývají hlavně půdu, ale byly izolovány v ovoci, velkém množství potravin určených k lidské spotřebě, ve sladkovodním, mořském a ústí řek a dokonce i ve vzduchu..

The plísně Penicillium mohou se vyvíjet od nízkých teplot (5 ° C) po relativně teplé teploty (37 ° C). Studie ukazují, že ideální teploty pro jejich vývoj jsou mezi 20 a 25 ° C a při teplotě 37 ° C nebo více je jejich vývoj velmi špatný nebo nerostou přímo.

Pokud jde o roční období, průměrné druhy nevykazují zjevnou preferenci svého vývoje, i když mezi zimou a jarem byly zjištěny vysoké koncentrace některých druhů..

Dalším důležitým aspektem, který stojí za zmínku, je vlhkost. Je známo, že tento faktor je velmi důležitý a prakticky určuje vývoj a růst těchto hub..

Rostoucí a zrychlený vývoj lidstva mu dal nová stanoviště a rozšířila rozsah rozšíření mnoha druhů těchto mikroorganismů. Dnes je poměrně běžné najít plísně Penicillium ve vlhkých budovách, stavebních materiálech a jiných prostředích nebo strukturách vytvořených člověkem.

Reprodukce

Pohlaví plísně Penicillium představuje dva typy reprodukce: nepohlavní a sexuální.

Nepohlavní

Nejméně dva způsoby nepohlavní reprodukce jsou známy v plísně Penicillium, vegetativní a výtrusy. Vegetativní reprodukce sestává z fragmentace, kdy se hyfy dělí na krátké segmenty nebo fragmenty. Tyto segmenty se vyvíjejí nebo rostou opakovaným rozdělením v mycelium.

Na druhou stranu, reprodukce spory spočívá v tvorbě nepohlavních a nepohyblivých spór, kde každá spóra (haploidní buňka) produkovaná mitózou rodičem může generovat nové jedince bez nutnosti oplodnění, přičemž tito jedinci jsou totožní s rodičem.

Sexuální

Na plísně Penicillium, pohlavní rozmnožování nastává křížením dvou haploidních hyf. Během tohoto křížení se vytvoří spora zvaná zygospore, která představuje genetickou zátěž dvou rodičů, a nikoli pouze jednoho, jak se vyskytuje při nepohlavní reprodukci..

Sexuální reprodukce u tohoto rodu hub byla studována relativně málo. Přesto je známo, že některé druhy se množí prostřednictvím asků a askospor, které se produkují v malých průduchech..

Jsou také známy některé sexuální druhy, jejichž gamety jsou oogamní, tj. S různými morfologiemi.

Výživa

Druh rodu plísně Penicillium jsou to z velké části oportunistické saprotrofy; to znamená, že jsou schopné degradovat organickou hmotu a přeměnit ji na jednoduché komponenty, které později použijí pro svůj vývoj a růst. Dělají to díky syntéze hydrolytických enzymů, jako jsou amylázy, celulázy a xylanázy..

Některé z organických látek, které degradují, se nacházejí v půdě, jako jsou listy, spadané ovoce a odpad ze savců. Jiné druhy získávají potravu parazitováním na rostlinách, ovoci a zelenině, což často způsobuje velké ekonomické ztráty..

Kultura

Mnoho druhů rodu plísně Penicillium mají vysoký ekonomický, lékařský, ekologický a farmaceutický význam. A je nutné je reprodukovat v laboratorních podmínkách, aby bylo možné studovat například jejich antifungální kapacitu nebo rychlost, jakou degradují substráty..

Vzhledem k výše uvedenému bylo provedeno mnoho výzkumů, které hledaly efektivnější, jednodušší a ekonomičtější metody, které umožňují pěstování těchto hub za kontrolovaných podmínek. Existuje tedy široká škála komerčních balení, která zajišťují nutriční požadavky nezbytné pro tuto plodinu..

Tyto požadavky na výživu jsou založeny na extraktech glukózy, sacharózy, škrobu a kvasnic. Tito jsou také komerčně nazýváni CYA (Czapek kvasnicový autolyzátový agar), MEA, Oxoid nebo Difco (agar se sladovým extraktem) nebo CREA (agar s kreatin-sacharózou), mimo jiné. Preference jednoho nebo druhého bude záviset na cíli vyšetřování.

Typ řemeslné kultivace plísně Penicillium, Je to ten, který se provádí ve francouzské komunitě v Roquefortu, kde pečou velké bochníky žitného chleba, které pak rezervují ve vlhkých sklepích a čekají na získání plísně druhu. Penicillium roqueforti, který se používá při výrobě sýrů.

Reprezentativní druhy a použití

-Výroba sýrů

Plíseň, která roste na určitých sýrech, hraje při jejich zrání a / nebo zušlechťování velmi důležitou roli. Ačkoli na povrchu sýrů roste mnoho druhů plísní nebo hub, některé z nejvýznamnějších jsou:

Penicillium camemberti

Jedná se o houbu odpovědnou za produkci silné bílé vrstvy a za poskytnutí určitých příchutí sýrům, jako je Camembert (od kterého pochází název druhu), Brie, Coulommiers a Cambozola.

Camembert. Převzato a upraveno od: Jon Sullivan [public domain].

Penicillium glaucum

Tento druh houby se používá při výrobě sýra Rochebaron, druhu modrého sýra francouzského původu, ke kterému se v určitém okamžiku jeho zpracování a vytvrzení vloží houba. P. glaucum, takže se vytvářejí charakteristické modré pruhy tohoto sýra.

Penicillium roqueforti

Druh houby, který byl popsán v roce 1906. Tento mikroorganismus se používá při výrobě různých druhů modrých sýrů, jako jsou Valdeon, Cabrales a Roquefort. Tento druh nese epiteton roqueforti kvůli lokalitě, kde byla objevena, a ne kvůli slavnému sýru Roquefort.

-Farmaceutický význam

Penicillium notatum

Penicillium notatum je známo po celém světě, protože jde o druh, s nímž dr. Alexander Fleming v roce 1928 pozoroval inhibiční schopnost růstu bakterií, kromě toho, že byl předchůdcem antibiotika známého jako penicilin. Je třeba poznamenat, že Fleming nezjistil penicilin, ale antibakteriální účinek houby.

Penicillium chrysogenum

Druhy plísní, o nichž je známo, že mají lepší antibiotický účinek a vyšší produkci, v miligramech / litr kultury ve srovnání s druhy P. notatum.

-Klinický význam

Penicillium marneffei

Rodové druhy plísně Penicillium která produkuje patologii (mykózu), která postihuje savce, hlodavce a člověka, zvaná penicilioza. Toto onemocnění bylo nejprve pozorováno u dvou druhů krys z jihovýchodní Asie a později u lidí..

Onemocnění je charakterizováno přítomností kožních lézí, ztenčením těla, horečkou, příznaky pneumonie, lézemi ve stěnách tenkého střeva (pleyerovy plaky), hepatomegalií a splenomegalií.

Pozorovatelnými lézemi jsou tvorba abscesů a granulomů, ve kterých může být izolován P. marneffei jako blastospory v cytoplazmě makrofágů nebo jako volné blastospory v tkáni. Toto onemocnění se vyskytuje hlavně u imunosuprimovaných pacientů nebo lidí, zejména s HIV.

-Rostlinné patogeny

Penicillium brasilianum

Druhy, o nichž je známo, že jsou patogenní v rostlinách, zejména na cibulovitých plantážích. Z kmenů tohoto druhu se v současné době vyvíjejí bioaktivy a sekundární metabolity, které v oblasti biotechnologií vykazují velké sliby..

Penicillium funiculosum

Jedná se o rostlinný patogen, jako je ananas. Penicillium funiculosum infikuje květ ananasu před vytvořením ovoce. Tato infekce poškozuje reprodukční tkáně rostliny a zabraňuje šíření zdravých plodů, končící úplnými plodinami..

U vyvinutých plodů ananasu je od středu pozorována hnědá nebo černá hniloba. Toto onemocnění je známé jako FCR pro svou zkratku v angličtině, což znamená ve španělštině, chorobu jádra ovoce.

Penicillium italicum

Jedná se o patogen po sklizni, to znamená, že napadá ovoce po sklizni. To je běžné v citrusových plodech, jako je pomeranč. Nazývá se také „modrá plíseň citrusových plodů“ a na ovoce útočí, když má na povrchu léze nebo rány..

Je známo, že houba může zůstat na povrchu plodů měsíce a napadat ji pouze tehdy, když přijde do styku s tekutinami způsobenými poškozením ovocné kůže..

Penicillium italicum, infikující pomeranč. Převzato a upraveno z: Jean.claude [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

-Biotechnologický význam

Různé druhy rodu plísně Penicillium Používají se k extrakci a výrobě bioaktivních sloučenin a / nebo sekundárních metabolitů. Jak již bylo zmíněno dříve, Penicillium brasilianum je to jeden z druhů používaných k výrobě enzymů v biotechnologickém průmyslu.

Dalším druhem používaným v biotechnologii je Penicillium purpurogenum. Tato houba je v rostlinách patogenní, ale několik studií naznačuje, že z ní lze extrahovat produkty, jako jsou biopaliva. Používá se také k výrobě enzymů, které skotu pomáhají trávit potravu, jako jsou obiloviny a zbytky rostlin..

Reference

  1. J.M. Duque a J.A. Gutiérrez (2011). Návrh kultivačního média pro produkci biomasy a konidů plísně Penicillium sp. izolován z rýžových půd Tolimy. Papežská univerzita Javeriana. Titulní práce. 23 stran.
  2. plísně Penicillium. EcuRed. Obnoveno z ecured.cu.
  3. Národní institut pro bezpečnost a hygienu při práci (2016).plísně Penicillium spp. Databáze. Obnoveno z insht.es.
  4. plísně Penicillium. Argentinská biochemická nadace. Obnoveno z fba.org.ar.
  5. T. Chi-Ching, J.Y.M. Tanga, S.K.P. Lau, P.C.Y. Woo (2018). Taxonomie a vývoj Aspergillus, Penicillium a Talaromyces v éře omics - minulost, přítomnost a budoucnost. Výpočetní a strukturální biotechnologický časopis.
  6. CM. Visagie, J. Houbraken, J.C. Frisvad, S.-B. Hong, C.H.W. Klaassen, G. Perrone, K.A. Seifert, J. Varga, T. Yaguchi a R.A. Samson. dentifikace a nomenklatura rodu plísně Penicillium. Studie z mykologie.
  7. plísně Penicillium. Obnoveno z en.wikipedia.org.
  8. Podtřída Eurotiomycetidae. MYCO-UAL. University of Almería. Obnoveno z w3.ual.es.
  9. J. Moraes Bazioli, L. Da Silva Amaral, T. Pacheco Fill & E. Rodrigues-Filho (2017). Pohledy na Penicillium brasilianum Sekundární metabolismus a jeho biotechnologický potenciál. Molekuly.

Zatím žádné komentáře