Penicillium chrysogenumi omadused, taksonoomia, morfoloogia, elupaik



Penicillium chrysogenum Penitsilliini tootmisel kasutatakse kõige sagedamini seeneliike. Liigid kuuluvad perekonda Penicillium Aspergilliaceae perekonnast Ascomycota.

Seda iseloomustab see, et see on filamentne seen, millel on septate hüphee. Laboratooriumis kasvatatuna kasvavad nende kolooniad kiiresti. Neil on sametine kuni puuvillane välimus ja sinakasroheline värvus.

Indeks

  • 1 Üldised omadused
  • 2 Phylogeny ja taksonoomia
    • 2.1 Sünonüüm
    • 2.2 Praegused piirangud
  • 3 Morfoloogia
  • 4 Elupaik
  • 5 Paljundamine
    • 5.1 Axxual reproduktsioon
    • 5.2 Seksuaalne reproduktsioon
  • 6 Kultuurikeskkond
  • 7 Penitsilliin
  • 8 Viited

Üldised omadused

P. chrysogenum See on saprofüütiline liik. See on võimeline lagundama orgaanilist ainet, et toota lihtsaid süsinikühendeid, mida ta oma toidus kasutab.

Liik on üldlevinud (seda võib leida kõikjal) ja on tavaline, et see on suletud ruumides, pinnases või taimedega seotud. See kasvab ka leiva peal ja selle eosed on tolmus tavalised.

Spoorid P. chrysogenum nad võivad tekitada hingamisteede allergiat ja nahareaktsioone. Samuti võib see toota erinevaid toksiine, mis mõjutavad inimesi.

Penitsilliini tootmine

Liigi kõige tuntum kasutamine on penitsilliini tootmine. Alexander Fleming avastas selle antibiootikumi esmakordselt 1928. aastal, kuigi ta tuvastas selle põhimõtteliselt P. rubrum.

Kuigi on ka teisi liike Penicillium võimeline tootma penitsilliini, P. chrysogenum See on kõige levinum. Selle eelistatud kasutamine farmaatsiatööstuses on tingitud antibiootikumi suurest tootmisest.

Paljundamine

Nad reprodutseerivad aseksuaalselt conidiofoorides esinevate konidide (aseksuaalsete spooride) kaudu. Need on püstised ja õhukese seinaga, väheste fialiididega (rakud, mis toodavad konideid).

Seksuaalne reproduktsioon toimub asosporide (seksuaalsete eosed) kaudu. Neid toodetakse paksu seinaga asfaltides..

Ascospores (seksuaalsed eosed) toodetakse ascos (puuviljakorpuses). Need on cleistothecium (ümardatud) ja nende sklerotiseeritud seinad.

Teiseste metaboliitide tootmine

Sekundaarsed metaboliidid on orgaanilised ühendid, mida toodavad elusolendid, mis ei mõjuta otseselt nende ainevahetust. Seente puhul aitavad need ühendid nende identifitseerimist. 

P. chrysogenum seda iseloomustab roquefortina C, meleagrina ja penitsilliini tootmine. See ühendite kombinatsioon hõlbustab nende identifitseerimist laboris. Lisaks toodab seene teisi värvilisi sekundaarseid metaboliite. Ksantoksiliinid on liikide tüüpilise eritumise kollase värvuse põhjuseks.

Teisest küljest võib see toota aflatoksiine, mis on inimestele kahjulikud mükotoksiinid. Need toksiinid ründavad maksa süsteemi ja võivad põhjustada tsirroosi ja maksavähki. Seene eosed saastavad erinevaid toiduaineid, mis allaneelamisel võivad põhjustada selle patoloogia.

Toitumine

Liik on saprofüütiline. See on võimeline tootma seedetrakti ensüüme, mis vabanevad orgaanilistes ainetes. Need ensüümid lagundavad substraati, lagundavad kompleksseid süsinikühendeid.

Seejärel vabastatakse lihtsaimad ühendid ja need võivad imenduda hüphee poolt. Toitained, mida ei tarbita, kogunevad glükogeenina.

Filogeenia ja taksonoomia

P. chrysogenumi kirjeldas Charles Thom 1910. aastal. Liigil on sünonüüm (sama liigi erinevad nimed)..

Sünonüüm

Fleming tuvastas 1929. aastal penitsilliini tootvad liigid P. rubrum, punase koloonia olemasolu tõttu. Seejärel määrati liik nimega P. notatum.

1949. aastal teatasid mükoloogid Raper ja Thom P. notatum on sünonüüm P. chrysogenum. 1975. aastal tehti ülevaade seotud liikide rühmast P. chrysogenum sellele nimele pakuti välja 14 sünonüümi.

Selle liigi sünonüümide suur arv on seotud raskustega diagnoosimärkide loomisel. On mõistetud, et kultuurisöötme variatsioonid mõjutavad mõningaid omadusi. See on toonud kaasa taksoni vale tuvastamise.

On huvitav märkida, et prioriteedipõhimõtte (eesnimi avaldamine) puhul on vanima taksoni nimi P. griseoroseum, avaldatud 1901. aastal, P. chrysogenum see jääb oma laialdaseks kasutamiseks konserveeritud nime all.

Praegu on kõige täpsemad tähemärgid liikide tuvastamiseks teiseste metaboliitide tootmine. Roquefortina C, penitsilliini ja meleagrina olemasolu tagab õige identifitseerimise.

Praegune piiramine

P. chrysogenum on piiratud sektsiooniga Chrysogena perekonnast Penicillium. See perekond asub perekonnas Aspergilliaceae, mis kuulub järjekorda Eurotiales de los Ascomycota.

Chrysogena sektsiooni iseloomustab terverticilados ja nelja-verticilados conidiofhores. Fiaalid on väikesed ja kolooniad üldiselt sametised. Selle rühma liigid on soolsuse suhtes tolerantsed ja peaaegu kõik toodavad penitsilliini.

Sektsiooni kohta on teatatud 13 liigist P. chrysogenum tüüpi liigid. See osa on monofüütiline rühm ja on Roquefortorumi sektsiooni vend.

Morfoloogia

Sellel seenel on filamentne mütsia. Hüpha on asefükodale iseloomulik septate.

Konidiofoorid on terverticilados (rohkete tagajärgedega). Need on õhukesed ja siledad seinad, mõõtmetega 250-500 μm.

Metullasel (conidiophore'i harud) on siledad seinad ja fialiidid on ampuliform (pudelikujulised) ja sageli paksud seinad.

Koniidid on subgloboosi elliptilised, läbimõõduga 2,5-3,5 μm ja optilise mikroskoobi puhul siledad. Skaneeriva elektronmikroskoobiga seintakse.

Elupaik

P. chrysogenum See on kosmopoliitne. Liigid on leitud merevees kasvavatena, samuti mõõdukates või troopilistes piirkondades looduslike metsade pinnases.

See on mesofiilne liik, mis võib kasvada vahemikus 5–37 ° C ja optimaalne temperatuur 23 ° C juures. Lisaks on see kserofiilne, nii et see võib areneda kuivas keskkonnas. Teisest küljest on see tolerantsus soolsuse suhtes.

Tänu võimetele kasvada erinevates keskkonnatingimustes on tavaline, et see on siseruumides. Seda on leitud muu hulgas ka kliimaseadmetes, külmkappides ja tualettruumides.

See on sagedane seen, nagu puuviljapuude patogeen, nagu virsikud, viigimarjad, tsitrusviljad ja guajaavid. Samuti võib see saastata teravilja ja liha. Samuti kasvab see töödeldud toiduainetes nagu leib ja küpsised.

Paljundamine

Sisse P. chrysogenum esineb ülekaalus ebatavaline reproduktsioon. Enam kui 100 aastat seeneproovist ei ole kuni 2013. aastani liigi seksuaalset paljunemist tõestatud.

Axxual reproduktsioon

See toimub konidiooni tootmise teel konidiofoorides. Koniidide moodustumine on seotud spetsiifiliste reproduktiivrakkude (fialiidide) diferentseerumisega..

Koniidide tootmine algab siis, kui vegetatiivne hüpha peatab selle kasvu ja vaheseinad. Siis hakkab see ala paisuma ja moodustatakse mitmeid harusid. Filiaalide apikaalne rakk erineb füsiidi poolest, mis hakkab mitoosiga jagunema, et tekitada konideid.

Konidiad hajuvad peamiselt tuulest. Kui konidiosporid jõuavad soodsasse keskkonda, idanevad nad ja tekitavad seene vegetatiivse keha.

Seksuaalne reproduktsioon

Uuring seksuaalse faasi kohta. \ T P. chrysogenum See ei olnud kerge, sest laboris kasutatavad söötmed ei soodusta seksuaalsete struktuuride arengut.

2013. aastal õnnestus Saksa mükoloogil Julia Böhmil ja kaastöölistel liikide seksuaalset paljunemist stimuleerida. Selleks paigutasid nad agarile kaks erinevat võistlust koos kaerahelbedega. Kapslid allutati pimedusele temperatuurivahemikus 15 ° C kuni 27 ° C.

Pärast inkubeerimist viie ja kolme kuu vahel täheldati cleistoceci moodustumist (suletud ümarad asükid). Need struktuurid moodustati kahe võistluse vahelises kontaktvööndis.

See katse näitas seda P. chrysogenum seksuaalne reprodutseerimine on heterotaalne. On vaja toota askogoonium (emane struktuur) ja kahe erineva rassi anteriidium (meesstruktuur).

Pärast asogogooniumi ja anteridiumi moodustumist, tsütoplasmasid (plasmogaamiat) ja seejärel tuumasid (kariogaamiat) kaitseb. See rakk siseneb meioosi ja tekitab askopore (seksuaalsed eosed).

Kultuurikeskkond

Kultuurisöötmes asuvad kolooniad kasvavad väga kiiresti. Nad on sametised ja puuvillased väliskujul, valge servaga. Kolooniad on sinakasrohelised ja tekitavad rikkaliku, helekollase eksudaadi. 

Puuvilja aroomid on kolooniates sarnased ananassile. Kuid mõnedel tõugudel ei ole lõhn väga märgatav.

Penitsilliin

Penitsilliin on esimene antibiootikum, mida on meditsiinis edukalt kasutatud. Seda avastas juhuslikult Rootsi mükoloog Alexander Fleming 1928. aastal.

Uurija tegi perekonna bakteritega katse Staphylococcus ja söötmega saastati söötmega. Fleming märkis, et seene arenenud kohas ei kasvanud bakterid.

Penitsilliinid on beeta-laktaamantibiootikumid ja loodusliku päritoluga tooted klassifitseeritakse vastavalt nende keemilisele koostisele mitut liiki. Need toimivad peamiselt Gram-positiivsetel bakteritel, mis ründavad selle rakuseina, mis koosneb peamiselt peptiidoglükaanist.

On mitmeid liike Penicillium võimeline tootma penitsilliini, kuid P. chrysogenum See on kõrgeima tootlikkusega. Esimene kaubanduslik penitsilliin toodeti 1941. aastal ja juba 1943. aastal oli see võimeline tootma suures ulatuses.

Looduslikud penitsilliinid ei ole efektiivsed mõnede bakterite suhtes, mis toodavad penitsilliini ensüümi. See ensüüm on võimeline hävitama penitsilliini ja mitteaktiivse aine keemilise struktuuri.

Siiski on olnud võimalik valmistada poolsünteetilisi penitsilliine, muutes puljongi kompositsiooni Penicillium. Nende eeliseks on see, et nad on penitsilliiniresistentsed, mistõttu on need mõnede patogeenide suhtes tõhusamad.

Viited

  1. Böhm J, B Hoff, C O'Gorman, S Wolfer, V Klix, D Binger, I Zadra, H Kürnsteiner, S Pöggoler, P Dyer ja U Kück (2013) Seksuaalne paljunemine ja paaritumist tüüpi vahendatud tüve areng penitsilliinis - toota seen Penicillium chrysogenum. PNAS 110: 1476-1481.
  2. Houbraken ja RA Samson (2011). \ T Penicillium ja Trichocomaceae eraldamine kolme perekonda. Mükoloogia uuringud 70: 1-51.
  3. Henk DA, CE Eagle, K Brown, MA Van den Berg, PS Dyer, SW Peterson ja MC Fisher (2011) Spetsifikatsioon vaatamata ülemaailmselt kattuvatele jaotustele Penicillium chrysogenum: Alexander Flemingi õnneliku seene populatsioonigeneetika. Molecular Ecology 20: 4288-4301.
  4. Kozakiewicz Z, JC Frisvad, DL Hawksworth, JI Pitt, RA Samson, AC Stolk (1992) Ettepanekud nomina specifica conservanda ja rejicienda in Aspergillus ja Penicillium (Seened). Taxon 41: 109-113.
  5. Ledermann W (2006) Penitsilliini ajalugu ja selle valmistamine Tšiilis. Chil. Nakatada. 23: 172-176.
  6. Roncal, T ja U Ugalde (2003). \ T Penicillium. Mikrobioloogia uurimine. 154: 539-546.