Penicilliumkenmerken, taxonomie, morfologie, habitat

penicillium is een geslacht van bacteriën dat zich bevindt in de phyllum Ascomycota. Het werd voor het eerst beschreven door de Duitse mycoloog Heinrich Link in 1809 en de taxonomie ervan was complex.

In principe bevond het zich in de Deuteromycetes (onvolmaakte paddenstoelen), omdat alleen de anamorfe (aseksuele) staat bekend was. Vervolgens bleek dat penicillium kwam overeen met de teleomorfische (seksuele) toestanden van de geslachten Eupenicillium en Talaromyces van de Ascomycetes.

De anamorfische staat van penicillium Het wordt gekenmerkt door hyaline (kleurloze) septate hyphae. Wanneer ze in kweekmedia in het laboratorium worden geplaatst, veranderen de koloniën van blauw, blauwachtig groen naar roze.

De etymologie van penicillium komt van penseel, omdat conidioforen (structuren die aseksuele sporen produceren) vertakt zijn.

penicillium samen met andere schimmelsoorten staan ​​bekend als schimmels, omdat ze groeien op verschillende organische producten die een laag van verschillende kleuring vormen. Dit geslacht is saprofytisch en kan groeien in verschillende omgevingen.

Veel soorten van het geslacht zijn van groot belang voor de mens. Penicilline (het eerste antibioticum dat in de geneeskunde wordt gebruikt) werd verkregen van P. chrysogenum. Aan de andere kant verkrijgen de zogenaamde blauwe kazen hun eigenschappen vanwege de lipolytische en proteolytische activiteit van soorten penicillium.

Sommige soorten zijn schadelijk voor de gezondheid. Deze produceren verschillende toxines zoals ochratoxins die het renale systeem beschadigen. Andere soorten veroorzaken schade aan verschillende soorten voedsel, zoals brood en citrus. Sommige zijn ziekteverwekkers van dieren en mensen.

index

• 1 Algemene kenmerken
• 2 soorten conidioforen
  • 2.1 Productie van mycotoxinen
  • 2.2 Voeding
• 3 Fylogenie en taxonomie
  • 3.1 Genus Talaromyces
  • 3.2 Geslacht Penicillium
• 4 Habitat
• 5 Voortplanting
  • 5.1 Ageseksuele voortplanting
  • 5.2 Seksuele reproductie
• 6 Pathogenen en ziekten
• 7 Biotechnologie
• 8 Referenties

Algemene kenmerken

De groep wordt gekenmerkt door het hebben van septate hyphae en de mycelia-vormfilamenten. Wanneer het in het laboratorium wordt gekweekt, produceert het kolonies met een compact mycelium en goed gedefinieerde marges.

De kolonies groeien snel en zien er wollig of donzig uit. In principe zijn ze wit en worden ze blauw, groenachtig gelig of roze groen.

Seksesporen (ascosporen) worden geproduceerd in asco's (vruchtlichamen) die houtachtig kunnen zijn of een zachtere textuur hebben, afhankelijk van de groep.

Het meest opvallende kenmerk van het geslacht is de ontwikkeling van vertakte conidioforen in de vorm van een borstel. De verschillende vertakkingen van de conidiofoor maken het mogelijk de soort te differentiëren.

De conidiofoor is goed gestructureerd en heeft een as waaruit takken (metullas) worden gevormd. De flesjes worden gevormd op de metullas (flesvormige cellen die de conidia produceren). Dit is het belangrijkste karakter om soorten van het geslacht te onderscheiden.

Soorten conidioforen

simples: de phialides zijn solitair.

Monoverticilados: een groep van phialides komt voor op de top van de conidiophore-as.

Divicariados: de metula-tak naar verschillende hoogtes en op deze groepen van phialides worden gepresenteerd.

biverticillate: aan het uiteinde van de schacht worden drie of meer metula's gevormd, elk met een groep van phialides aan de top.

Terverticilados: presenteer een reeks tussenliggende vertakkingen tussen de metullas en phialides.

Productie van mycotoxinen

Soorten penicillium ze produceren giftige stoffen die voedsel besmetten, die bekend staan ​​als mycotoxinen. De meest voorkomende zijn ochratoxines en patulines.

Ochratoxinen kunnen granen en kazen besmetten en zich ophopen in het vet van dieren die door mensen worden geconsumeerd. Deze gifstoffen beïnvloeden het renale systeem.

Patulinen worden gevonden in granen en noten. Het kan het immuunsysteem verzwakken en het zenuwstelsel aanvallen.

voeding

De soort penicillium Het zijn saprofyten. Ze hebben een hoog vermogen om organische stoffen af ​​te breken, omdat ze een grote hoeveelheid hydrolytische enzymen produceren. Deze enzymen hebben het vermogen om het afbraakproces te versnellen.

Deze schimmels staan ​​bekend als schimmels en hun sporen zijn de belangrijkste luchtverontreinigende stoffen in veel gesloten gebouwen. Bovendien gedragen ze zich als pathogenen van verschillende gewassen, zowel in het veld als in de naoogst.

Velen kunnen gifstoffen produceren die mensen schade berokkenen. Anderen begunstigen de fermentatie van sommige voedingsmiddelen en zijn ook in staat om antibiotica te produceren.

Fylogenie en taxonomie

De taxonomie van penicillium Het is vrij complex, omdat in veel groepen schimmels het gebruikelijk was dat de anamorfe en teleomorfische toestanden als verschillende taxa werden beschouwd..

Aanvankelijk werd het geslacht geplaatst in de kunstmatige groep Deuteromycetes (imperfecte schimmels) omdat hun seksuele vormen niet bekend waren. De teleomorfieën bevinden zich aan de Ascomycota-rand binnen de Eurotiales-volgorde

Het genre was onderverdeeld in vier subgenres: Aspergilloides, Furcatum, penicillium en Biverticillium,die worden gedifferentieerd door het type conidiofoor. later Biverticillatum was geassocieerd met het teleomorfische genre Talaromyces en de andere drie subgenres voor Eupenicillium.

Later, in een recensie van Penicillium senso stricto (niet inbegrepen Talaromyces), de teleomorph Eupenicillium toevallig als een synoniem beschouwd, sinds de naam penicillium het is ouder.

geslacht Talaromyces

Het wordt gekenmerkt door het presenteren van ascos gevormd door een netwerk van hyfen met zachte wanden. De ascos rijpen in een paar weken in het kweekmedium. Acht ascosporen worden gevormd die eencellig zijn. De anamorf (sub-genre) Biverticillatum) presenteert smalle phialides.

Moleculaire studies hebben vastgesteld dat dit een monofyletische groep is en zich momenteel in de Trichocomaceae-familie bevindt. Ongeveer 110 soorten worden herkend, gegroepeerd in zeven secties.

Onder de soorten van belang opvalt T. marneffei, pathogeen dat systemische mycose veroorzaakt bij patiënten met HIV.

geslacht penicillium

Momenteel in het geslacht alle soorten Eupenicillium, evenals de genres Eladia, Torulomyces, Chromocleista en Hemicarpenteles.

De soort presenteert ascos met isodiametrische cellen (van gelijke zijden), met zeer harde wanden (gescleroteerd). Ascos nemen maanden om te rijpen en in sommige gevallen rijpen ascosporen niet.

De aseksuele toestand wordt gekenmerkt door flegmatisch breed of flesvormig slijm.

Het geslacht bevindt zich in de familie Aspergillaceae en is onderverdeeld in twee subgenera (Aspergilloides en penicillium) en 25 secties.

leefgebied

De soort penicillium ze kunnen zich in verschillende omgevingen ontwikkelen en een kosmopolitische distributie hebben. Deze kunnen leven in extreme omstandigheden van temperatuur, zoutgehalte, pH of waterstress.

De aanwezigheid van penicillium op meer dan 400 soorten planten. Ze zijn gevonden in zeer koude gebieden zoals de subarctische wateren en de toendra.

In zoute omgevingen is de aanwezigheid van soorten van penicillium als endofyten van zeegras of groeien in gronden met een hoog zoutgehalte.

Andere soorten kunnen zich op natuurlijke of menselijke activiteiten ontwikkelen op zeer verzuurde gronden, zoals mijnafvalwater en industrieel afvalwater. 

reproduktie

De soort penicillium en Talaromyces ze reproduceren aseksueel en seksueel.

Aseksuele voortplanting

Het kan optreden als gevolg van fragmentatie van mycelia die later nog steeds wordt verdeeld. In andere gevallen kun je een sclerotium (dikwandig mycelium) vormen dat ongunstige omstandigheden kan weerstaan ​​en dan beginnen te delen.

De meest voorkomende vorm van aseksuele voortplanting is de productie van conidia (seksuele sporen) van conidioforen. Deze worden gevormd door de verdeling van de kern van de phialides.

Seksuele reproductie

De seksuele sporen worden geproduceerd in de ascos. Een anteridium (mannelijke structuur) en ascogonium (vrouwelijke structuur) worden gegenereerd. De cytoplasma's van beide structuren worden gefuseerd (plasmogamie) en vervolgens worden de kernen samengevoegd (cariogamie).

Zodra de diploïde cel is gevormd, vindt meiose plaats. Vier haploïde cellen worden gevormd die lijden aan mitose en acht ascosporiën produceren.

Ascospores zijn haploïde met een enkele kern. Ze kunnen een glad oppervlak of versiering hebben en worden verspreid door de wind of worden afgevoerd door de regen.

Ziekteverwekkers en ziektes

Verschillende soorten penicillium het zijn veroorzakers van voedselbederf, vooral als de omstandigheden vochtig en warm zijn. De kolonies ontwikkelen zich op deze en de enzymen die ze produceren ontleden snel. Over het algemeen hebben de kolonies groenachtige kleuren.

Het is ook vaak de besmetting van gebouwen door de sporen van penicillium en andere genres. De gesloten en vochtige omgeving bevordert de ontwikkeling van de schimmel. Er zijn mensen die erg gevoelig zijn voor sporen, waardoor ze verschillende respiratoire pathologieën en allergieën hebben.

T. marneffei (voorheen Penicillium marneffei) is de oorzaak van penicilliose, een endemische ziekte in Zuidoost-Azië. Het treft alleen patiënten met immunosuppressie, voornamelijk degenen met HIV. De conidia infecteren de gastheer door inhalatie en ontwikkelen zich vervolgens intracellulair, wat het functioneren van sommige organen beïnvloedt.

biotechnologie

Sommige soorten penicillium Ze worden veel gebruikt in de voedings- en farmaceutische industrie.

In veel vleesproducten die onderhevig zijn aan rijpingsprocessen, is de aanwezigheid van schimmelkolonies aan de oppervlakte gebruikelijk. Deze paddenstoelen verbeteren de karakteristieke aroma's en smaken dankzij de productie van verschillende chemische verbindingen.

Soorten penicillium ze vormen de oppervlakkige microbiële flora in sommige gefermenteerde worsten zoals salami. Dit zijn antioxidanten en voorkomen uitdroging, dragen naast hun proteolytische capaciteit bij aan het uitharden van producten en voorkomen de aantasting van ziekteverwekkers.

In het geval van zogenaamde blauwe kazen, P. roqueforti het wordt toegevoegd tijdens de rijping ervan. De activiteit ervan produceert enzymen die chemische verbindingen afbreken die het karakteristieke aroma en de smaak van deze kazen produceren. De blauwe vlekken zijn de kolonies van de schimmel in de kaas.

Sommige soorten zijn in staat om natuurlijke antibiotica te produceren. Een daarvan is penicilline dat voornamelijk wordt verkregen uit P. chrysogenum. Penicilline was het eerste antibioticum dat in de geneeskunde werd gebruikt.

referenties

1. Acosta R (2006) Selectie van penicillium producenten van schimmelwerende peptiden voor gebruik in vleesproducten. Geheugen om in aanmerking te komen voor de titel van Doctor. Faculteit voor diergeneeskunde, Universiteit van Extremadura, Spanje. 288 p.
2. Cabañes J, MR Bragulat en G castella (2010) Ochratoxine aan soorten in de genus penicillium. Toxinen 2: 1111-1120.
3. Houbraken en RA Samson (2011) Fylogenie van penicillium en de segregatie van Trichocomaceae in drie families. Studies in Mycology 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga en Frisvad JC (2011) Fylogenie en nomenclatuur van de genus Talaromyces en taxa gehuisvest in penicillium subgenus Biverticillium. Studies in Mycology 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi RA en Samson (2014) en benamingen van het geslacht penicillium. Studies in Mycology 78: 343-371.
6. Yadav A, P Verma, Kumar V, P Sangwan, Mishra S, N Panjiar, V Gupta AK en Saxena (2017) biodiversiteit van het genus penicillium in verschillende habitats. In: KV Gupta en S Rodríguez-Canto (ed). Nieuwe en toekomstige ontwikkelingen in microbiële biotechnologie en bio-engineering. penicillium systeemeigenschappen en toepassingen. Elsevier, Verenigd Koninkrijk.