Penicillium chrysogenum jellemzői, taxonómia, morfológia, élőhely

Penicillium chrysogenum A penicillin termelésében leggyakrabban a gombafajok használatosak. A faj a nemzetségen belül van Penicillium Aspergilliaceae család Ascomycota családja.

Jellemzője, hogy fonalas gomba, szeptátos hyphae. A laboratóriumban termesztett telepek gyorsan növekszik. Ezek bársonyos vagy gyapjú megjelenésűek és kékes-zöld színűek.

index

• 1 Általános jellemzők
• 2 Phylogeny és taxonómia
  • 2.1 Szinonimia
  • 2.2 Jelenlegi körvonal
• 3 Morfológia
• 4 Élőhely
• 5 Szaporodás
  • 5.1 Szexuális reprodukció
  • 5.2 Szexuális reprodukció
• 6 Kulturális táptalaj
• 7 Penicillin
• 8 Hivatkozások

Általános jellemzők

P. chrysogenum Ez egy szaprofitikus faj. Képes lebontani a szerves anyagot olyan egyszerű szénvegyületek előállítására, amelyeket az ételében használ.

A faj mindenütt megtalálható (bárhol megtalálható), és gyakori, hogy zárt térben, a talajban vagy a növényekben találhatók. A kenyéren is növekszik, és spórái gyakoriak a porban.

A spórák P. chrysogenum légúti allergiákat és bőrreakciókat okozhatnak. Ezenkívül különböző típusú toxinokat is előállíthat az emberre.

Penicillin termelés

A faj legismertebb alkalmazása a penicillin termelése. Ezt az antibiotikumot először Alexander Fleming fedezte fel 1928-ban, bár elvileg azonosította P. rubrum.

Bár vannak más fajok is Penicillium képes penicillint termelni, P. chrysogenum Ez a leggyakoribb. Előnyös alkalmazása a gyógyszeriparban az antibiotikum magas termelésének köszönhető.

reprodukció

Az aszimmetrikusan konidiumokon (aszeksuális spórákon) reprodukálódnak, amelyek a conidioforokban fordulnak elő. Ezek egyenesek és vékonyfalúak, kevés fialiddal (sejtek, amelyek konídiumokat termelnek).

A szexuális reprodukció az aszkopporákon (szexuális spórákon) keresztül megy végbe. Ezeket vastagfalú aszkokban (termő testek) állítják elő..

Az aszkopporákat (szexuális spórákat) ascosokban (gyümölcsös testek) állítják elő. Ezek cleistothecium (kerekek), és szklerotizált faluk vannak.

Másodlagos metabolitok előállítása

A másodlagos metabolitok olyan szerves vegyületek, amelyeket olyan élő dolgok hoznak létre, amelyek nem befolyásolják közvetlenül az anyagcseréjüket. Gombák esetében ezek a vegyületek segítik az azonosításukat. 

P. chrysogenum azt jellemzi, hogy termelnek a roquefortina C, a meleagrina és a penicillin. Ez a vegyületek kombinációja megkönnyíti azonosításukat a laboratóriumban. Ezenkívül a gomba más színezett másodlagos metabolitokat termel. A xantoxilinek a faj tipikus váladékának sárga színét okozzák.

Másrészt aflatoxinokat termel, amelyek az emberre káros mikotoxinok. Ezek a toxinok megtámadják a májrendszert, és cirrózishoz és májrákhoz vezethetnek. A gomba spórái szennyezik a különféle ételeket, amelyek lenyelése esetén ezt a patológiát okozhatja.

táplálás

A faj szaprofitikus. Képes arra, hogy emésztőenzimeket állítson elő, amelyek szerves anyagként szabadulnak fel. Ezek az enzimek lebontják a szubsztrátumot, bontva a komplex szénvegyületeket.

Ezt követően a legegyszerűbb vegyületek szabadulnak fel, és a hiphae felszívódhat. A nem fogyasztott tápanyagok glikogénként felhalmozódnak.

Phylogeny és taxonómia

P. chrysogenumot először Charles Thom írta le 1910-ben. A fajnak szinonimája van (ugyanaz a faj különböző nevei)..

szinonima

Fleming 1929-ben azonosította a penicillint termelő fajokat P. rubrum, piros kolónia jelenléte miatt. Ezt követően a fajt a P. notatum.

1949-ben Raper és Thom mikológusok ezt jelezték P. notatum szinonimája P. chrysogenum. 1975-ben áttekintették a kapcsolódó fajok csoportját P. chrysogenum és tizennégy szinonimát javasoltak erre a névre.

A faj szinonimáinak nagy száma a diagnosztikai karakterek létrehozásának nehézségéhez kapcsolódik. Nyilvánvaló, hogy a tenyésztőközeg változatai bizonyos jellemzőket befolyásolnak. Ez hibásan azonosította a taxont.

Érdekes megjegyezni, hogy az elsődleges elv (első név) esetében a legrégebbi taxon neve P. griseoroseum, Mindazonáltal, P. chrysogenum a széles körű használat szempontjából konzervált név marad.

Jelenleg a fajok azonosítására a legpontosabb karakterek a másodlagos metabolitok termelése. A roquefortina C, penicillin és meleagrina jelenléte garantálja a helyes azonosítást.

Jelenlegi körvonal

P. chrysogenum a szekcióra korlátozódik Chrysogena a nemzetség Penicillium. Ez a nemzetség az Eurotiales de los Ascomycota rend Aspergilliaceae családjában található.

A Chrysogena szakaszt a terverticilados és a négy-verticilados conidioforok jelenléte jellemzi. A fialidok kicsi és a telepek általában bársonyosak. Ennek a csoportnak a fajai tolerálják a sótartalmat, és szinte mindegyik penicillint termel.

13 fajról számoltak be a szekcióban P. chrysogenum a fajta faj. Ez a rész egy monofil csoport, és a Roquefortorum szakasz testvére.

morfológia

Ez a gomba fonalas micéliumot mutat. A hyphae szeptát, ami az Ascomycotára jellemző.

A konidioforok terverticiladosok (bőséges következményekkel). Ezek vékony és sima falak, amelyek mérete 250-500 μm.

A metulusz (a conidiophore ágai) sima falakkal rendelkeznek, a fialidok pedig ampullaformák (palack alakú), és gyakran vastag falak.

A konídiumok elliptikusak, 2,5–3,5 μm átmérőjűek és sima falak, ha az optikai mikroszkóp alatt megfigyelhető. A pásztázó elektronmikroszkópban a falakat tuberkuláljuk.

élőhely

P. chrysogenum Kozmopolita. A fajokat a tengeri vizekben, valamint a mérsékelt vagy trópusi övezetekben élő természetes erdők talajában találták.

Ez egy mezofil faj, amely 5-37 ° C között növekszik, optimálisan 23 ° C-on. Ezenkívül xerofil, így száraz környezetben fejlődhet. Másrészt a sótartalom ellenáll.

A különböző környezeti körülmények között való növekedésre való képesség miatt a belső terekben gyakori. Megtalálták többek között légkondicionáló rendszerekben, hűtőszekrényekben és WC-kben.

Gyakori gomba, mint a gyümölcsfák kórokozója, mint például az őszibarack, a füge, a citrusfélék és a guavák. Szintén szennyezheti a gabonaféléket és a húst. Továbbá olyan feldolgozott élelmiszereken is növekszik, mint a kenyér és a keksz.

reprodukció

-ban P. chrysogenum az asszexi reprodukció túlnyomó része. A gomba tanulmányozásának több mint 100 évében 2013-ig nem bizonyították a fajok szexuális reprodukcióját.

Szexuális reprodukció

Ez a conidioforok konidiumainak előállításán keresztül történik. A konídiumok képződése a speciális szaporítósejtek (fialidok) differenciálódásához kapcsolódik..

A konídiumok előállítása akkor kezdődik, amikor a vegetatív hipha megállítja a növekedését és a szeptumformákat. Ezután a terület megduzzad, és egy sor ágat alakítanak ki. Az ágak apikális sejtjei különböznek a fialidban, amely mitózissal kezd osztani a konídiumokat..

A konídiumokat főleg a szél szétszórja. Amikor a konidioszterek kedvező környezetet érnek el, csíráznak és a gomba vegetatív testét idézik elő.

Szexuális reprodukció

A szexuális fázis vizsgálata P. chrysogenum Nem volt könnyű, mert a laboratóriumban használt táptalaj nem támogatja a szexuális struktúrák fejlődését.

2013-ban a német mikológus Julia Böhm és munkatársainak sikerült ösztönözniük a faj szexuális szaporodását. Ehhez két különböző futamot helyeztek az agarra zabpehellyel kombinálva. A kapszulákat sötétségnek vetettük alá 15 ° C és 27 ° C közötti hőmérsékleten.

Öt hét és három hónap közötti inkubálás után a cleistoceci (zárt, kerekített aszkok) képződését figyeltük meg. Ezeket a szerkezeteket a két faj közötti érintkezési zónában alakították ki.

Ez a kísérlet azt mutatja, hogy P. chrysogenum a szexuális reprodukció heterotális. Két különböző fajból álló aszkogóniumot (női struktúra) és anteridiumot (férfi struktúra) kell létrehozni..

Az aszkogónium és az anteridium, a citoplazmák (plazmogámia), majd a magok (kariogápia) kialakulása után. Ez a sejt belép a meiózisba, és aszkopporákat (szexuális spórákat) hoz létre.

Tenyésztő táptalaj

A tenyésztőközegben lévő telepek nagyon gyorsan nőnek. Ezek bársonyosak, mint a bélszín, fehér margaréták. A telepek kékes-zöldek és gazdag, világos sárga váladékot képeznek. 

Gyümölcsös aromák vannak jelen a kolóniákban, hasonlóan az ananászhoz. Bizonyos fajtákban azonban a szag nem nagyon markáns.

penicillin

A penicillin az első antibiotikum, amelyet sikeresen alkalmaztak a gyógyászatban. Ezt véletlenül felfedezte Alexander Fleming svéd mikológus 1928-ban.

A kutató kísérletet végzett a nemzetség baktériumokkal Staphylococcus és a tenyésztőközeg a gomba szennyezett. Fleming megjegyezte, hogy azon a helyen, ahol a gomba fejlődött, a baktériumok nem növekedtek.

A penicillinek béta-laktám antibiotikumok, és a természetes eredetű anyagok kémiai összetételük szerint több típusba sorolhatók. Ezek elsősorban a Gram-pozitív baktériumokra hatnak, amelyek a sejtfalát támadják, elsősorban peptidoglikánból.

Számos faj létezik Penicillium képes penicillint termelni, de P. chrysogenum Ez a legnagyobb termelékenységű. Az első kereskedelmi penicillint 1941-ben állították elő, és már 1943-ban nagy mennyiségben tudták előállítani.

A természetes penicillinek nem hatékonyak a penicillin enzimet termelő néhány baktérium ellen. Ez az enzim képes elpusztítani a penicillin és az inaktív kémiai szerkezetét.

Ugyanakkor lehetséges volt félszintetikus penicillinek előállítása a húsleves összetételének megváltoztatásával, ahol a Penicillium. Ennek az az előnye, hogy penicillin rezisztensek, ezért hatékonyabbak bizonyos patogének ellen.

referenciák

1. Böhm J, B Hoff, C O'Gorman, S Wolfer, V Klix, D Binger, I Zadra, H Kürnsteiner, S Pöggoler, P Dyer és U Kück (2013). -termelő gomba Penicillium chrysogenum. PNAS 110: 1476-1481.
2. Houbraken és RA Samson (2011) Phylogeny of Penicillium és a Trichocomaceae szegregációja három családba. Tanulmányok Mycology 70: 1-51.
3. Henk DA, CE Eagle, K Brown, MA Van den Berg, PS Dyer, SW Peterson és MC Fisher (2011) specifikáció a globális átfedések ellenére Penicillium chrysogenum: Alexander Fleming szerencsés gomba populációs genetikája. Molecular Ecology 20: 4288-4301.
4. Kozakiewicz Z, JC Frisvad, DL Hawksworth, JI Pitt, RA Samson, AC Stolk (1992) Javaslatok a nomina specifica conservanda és rejicienda in Aspergillus és Penicillium (gombák). Taxon 41: 109-113.
5. Ledermann W (2006) A penicillin története és gyártása Chilében. Chil. Megfertőzni. 23, 172-176.
6. Roncal, T és U Ugalde (2003) Penicillium. Mikrobiológiai kutatás. 154: 539-546.