Penicillium chrysogenum īpašības, taksonomija, morfoloģija, biotops



Penicillium chrysogenum Penicilīna ražošanā visbiežāk tiek izmantotas sēņu sugas. Šī suga pieder pie ģints Penicillium Aspergilliaceae ģimenes Ascomycota.

To raksturo šķiedru sēne ar septāta hiphēzi. Ja audzē laboratorijā, to kolonijas strauji aug. Viņiem ir samtaina līdz kokvilnas izskats un zilgani zaļa krāsa.

Indekss

  • 1 Vispārīgi raksturlielumi
  • 2 Filogēnija un taksonomija
    • 2.1. Sinonīmi
    • 2.2 Pašreizējais ierobežojums
  • 3 Morfoloģija
  • 4 Dzīvotne
  • 5 Pavairošana
    • 5.1. Seksuāla reprodukcija
    • 5.2 Seksuālā reprodukcija
  • 6 Kultūras barotne
  • 7 Penicilīns
  • 8 Atsauces

Vispārīgās īpašības

P. chrysogenum Tā ir saprofītiska suga. Tā spēj sadalīt organiskās vielas, lai iegūtu vienkāršus oglekļa savienojumus, ko tā izmanto savā pārtikā.

Šī suga ir visuresoša (to var atrast jebkurā vietā), un tas ir bieži sastopams slēgtās telpās, augsnē vai saistīta ar augiem. Tā arī aug uz maizes un tās sporas ir bieži sastopamas putekļos.

Sporas P. chrysogenum tie var izraisīt elpošanas alerģijas un ādas reakcijas. Tas var arī ražot dažāda veida toksīnus, kas ietekmē cilvēkus.

Penicilīna ražošana

Vispazīstamākā sugas lietošana ir penicilīna ražošana. Šo antibiotiku pirmo reizi atklāja Aleksandrs Flemings 1928. gadā, lai gan viņš to principā identificēja kā P. rubrum.

Lai gan ir arī citas sugas Penicillium var ražot penicilīnu, P. chrysogenum Tas ir visizplatītākais. Tās vēlamais lietojums farmācijas nozarē ir saistīts ar tā augsto antibiotiku ražošanu.

Pavairošana

Tie pavairo aseksuāli, izmantojot konidijas (aseksuālas sporas), kas rodas konidioforos. Tās ir uzceltas un plānas, ar dažiem fialīdiem (šūnas, kas ražo konidiju).

Seksuālā reprodukcija notiek, izmantojot asosporas (seksuālās sporas). Tie tiek ražoti biezās sienās (augļi).

Askosporas (seksuālās sporas) tiek ražotas askos (augļu augos). Tie ir ciklistecijs (noapaļoti), un tiem ir sklerotizētas sienas.

Sekundāro metabolītu ražošana

Sekundārie metabolīti ir organiski savienojumi, ko rada dzīvās lietas, kas tieši neietekmē vielmaiņu. Sēņu gadījumā šie savienojumi palīdz noteikt to. 

P. chrysogenum to raksturo roquefortina C, meleagrina un penicilīna ražošana. Šī savienojumu kombinācija atvieglo to identifikāciju laboratorijā. Turklāt sēne rada citus krāsainus sekundāros metabolītus. Ksantoksilīni ir sugas tipiskās eksudāta dzeltenās krāsas cēlonis.

No otras puses, tas var radīt aflatoksīnus, kas ir cilvēka kaitīgi mikotoksīni. Šie toksīni uzbrūk aknu sistēmai un var izraisīt cirozi un aknu vēzi. Sēnītes sporas piesārņo dažādus pārtikas produktus, kas, ja tie norīti, var izraisīt šo patoloģiju.

Uzturs

Šī suga ir saprofītiska. Tā spēj ražot gremošanas fermentus, kas izdalās uz organiskām vielām. Šie fermenti noārda substrātu, izjaucot kompleksus oglekļa savienojumus.

Pēc tam vienkāršākie savienojumi tiek atbrīvoti un tos var absorbēt hiphē. Uzturvielas, kas netiek patērētas, uzkrājas kā glikogēns.

Filogēnija un taksonomija

P. chrysogenum pirmo reizi aprakstīja Čārlzs Thoms 1910. gadā. Sugai ir sinonīms (atšķirīgi nosaukumi pašai sugai)..

Sinonīms

Flemings 1929. gadā identificēja penicilīnu ražojošās sugas kā P. rubrum, sarkanās kolonijas klātbūtnes dēļ. Pēc tam suga tika piešķirta ar nosaukumu P. notatum.

1949. gadā to norādīja mikologi Raper un Thom P. notatum ir sinonīms P. chrysogenum. 1975. gadā tika veikta saistīto sugu grupas pārskatīšana P. chrysogenum un šim nosaukumam tika piedāvāti četrpadsmit sinonīmi.

Lielais šīs sugas sinonīmu skaits ir saistīts ar grūtībām noteikt diagnostikas rakstzīmes. Ir atzīts, ka kultūras barotnes izmaiņas ietekmē dažas īpašības. Tas ir radījis kļūdainu taksona identifikāciju.

Interesanti atzīmēt, ka prioritātes principam (vārds ir publicēts) vecākā taksona nosaukums ir P. griseoroseum, publicēts 1901. gadā, P. chrysogenum tas paliek kā nosaukums, kas saglabāts tā plašai izmantošanai.

Pašlaik visprecīzākās rakstzīmes sugas identificēšanai ir sekundāro metabolītu ražošana. Roquefortina C, penicilīna un meleagrīnas klātbūtne garantē pareizu identifikāciju.

Pašreizējais ierobežojums

P. chrysogenum ir ierobežota ar sadaļu Chrysogena ģints Penicillium. Šī ģints atrodas Eurotiales de los Ascomycota rīkojuma ģimenē Aspergilliaceae.

Chrysogena sadaļu raksturo terverticilados un četru verticilados conidiofhores klātbūtne. Fialīdi ir mazi un kolonijas parasti samtainas. Šīs grupas sugas ir izturīgas pret sāļumu un gandrīz visi ražo penicilīnu.

Par šo sadaļu ziņots par 13 sugām P. chrysogenum veida sugas. Šī sadaļa ir monofiliska grupa un ir Roquefortorum daļas brālis.

Morfoloģija

Šī sēnīte rada dzīslu micēliju. Hipē ir septāts, kas raksturīgs Ascomycota.

Konidiofori ir terverticilados (ar lielām sekām). Tās ir plānas un gludas sienas, kuru izmērs ir 250-500 μm.

Metullām (konidiofora zariem) ir gludas sienas, un fialīdi ir ampuliformas (pudeles formas) un bieži vien ar biezām sienām.

Konidija ir subgloboze līdz elipsveida, 2,5 - 3,5 μm diametrā un gludām sienām, ja to novēro ar optisko mikroskopu. Skenēšanas elektronu mikroskopā sienas tiek tuberkulētas.

Dzīvotne

P. chrysogenum Tas ir kosmopolīts. Šī suga ir konstatēta jūras ūdeņos, kā arī dabīgo mežu augsnē mērenajos vai tropiskajos apgabalos.

Tā ir mezofīla suga, kas var augt no 5 līdz 37 ° C, ar optimālo temperatūru 23 ° C temperatūrā. Turklāt tas ir kserofils, tāpēc tas var attīstīties sausā vidē. No otras puses, tas ir tolerants sāļumam.

Sakarā ar spēju augt dažādos vides apstākļos, tas ir bieži sastopams interjera telpās. Tas ir konstatēts arī gaisa kondicionēšanas sistēmās, ledusskapjos un tualetēs.

Tā ir bieža sēne kā augļu koku patogēns, piemēram, persiki, vīģes, citrusaugļi un guavas. Turklāt tas var piesārņot graudus un gaļu. Tā arī aug pārstrādātos pārtikas produktos, piemēram, maizes un krekeri.

Pavairošana

In P. chrysogenum pastāv asexual reprodukcijas pārsvars. Vairāk nekā 100 gadus ilgušās sēnītes izpētes laikā līdz 2013. gadam sugas reprodukcija nav pierādīta.

Aeksuāla reprodukcija

Tas notiek konidiju ražošanā konidiofos. Konidiju veidošanās ir saistīta ar specializētu reproduktīvo šūnu (fialīdu) diferenciāciju..

Konidiju veidošanās sākas, kad veģetatīvā hipha aptur augšanu un veido septuma formas. Tad šī joma sāk uzbriest un veidojas virkne zaru. Filiīdu apiciskā šūna atšķiras fidīdā, kas sāk sadalīties ar mitozi, lai radītu konidiju..

Konidijas galvenokārt izkliedē vējš. Kad conidiospores sasniedz labvēlīgu vidi, tās dīgst un izraisa sēnītes veģetatīvo ķermeni.

Seksuālā reprodukcija

Seksuālās fāzes izpēte. \ T P. chrysogenum Tas nebija viegli, jo laboratorijā izmantotie barotnes nesekmē seksuālo struktūru attīstību.

Vācijas mikologs Julia Böhm un līdzstrādnieki 2013. gadā spēja stimulēt sugu reprodukciju. Lai to izdarītu, viņi novietoja divas dažādas sacensības uz agara kopā ar auzu. Kapsulas tika pakļautas tumsai temperatūrā no 15 ° C līdz 27 ° C.

Pēc inkubācijas laika starp piecām nedēļām līdz trim mēnešiem tika novērota cleistoceci veidošanās (slēgtas apaļās askopas). Šīs struktūras veidojās kontaktu zonā starp abām sacīkstēm.

Šis eksperiments parādīja, ka P. chrysogenum seksuālā reprodukcija ir heterotāla. Ir jāveido asogonijs (sieviešu struktūra) un anteridijs (vīriešu struktūra) no divām dažādām sacīkstēm..

Pēc asogonija un antheridija veidošanās, citoplazmas (plazmogamija) un pēc tam kodoli (karogāmija) drošinātājs. Šī šūna nonāk meiozē un izraisa asosporas (seksuālās sporas).

Kultūras barotne

Kolonijas kultūras vidē aug ļoti strauji. Tās ir samtainas līdz kokvilnas izskats, ar baltajām miozijām pie malām. Kolonijas ir zilgani zaļas un rada bagātīgu, spilgti dzeltenu eksudātu. 

Augļu aromāti atrodas kolonijās, līdzīgi kā ananāsu. Tomēr dažām šķirnēm smarža nav ļoti izteikta.

Penicilīns

Penicilīns ir pirmā antibiotika, kas veiksmīgi izmantota medicīnā. To atklāja nejauši Zviedrijas mikologs Aleksandrs Flemings 1928. gadā.

Pētnieks veica eksperimentu ar ģints baktērijām Staphylococcus un barotne bija piesārņota ar sēnīti. Flemings atzīmēja, ka vietā, kur attīstījās sēne, baktērijas nepalielinājās.

Penicilīni ir beta-laktāma antibiotikas, un dabiskās izcelsmes vielas tiek klasificētas vairākos veidos atkarībā no to ķīmiskā sastāva. Tie galvenokārt iedarbojas uz Gram-pozitīvām baktērijām, kas uzbrūk tās šūnu sienai un sastāv galvenokārt no peptidoglikāna.

Ir vairākas sugas Penicillium var ražot penicilīnu, bet P. chrysogenum Tas ir augstākais ražīgums. Pirmais komerciālais penicilīns tika ražots 1941. gadā un jau 1943. gadā to varēja ražot lielā mērogā.

Dabiskie penicilīni nav efektīvi pret dažām baktērijām, kas ražo penicilīna fermentu. Šim enzīmam ir spēja iznīcināt penicilīna un neaktīvo ķīmisko struktūru.

Tomēr ir bijis iespējams ražot pussintētiskus penicilīnus, mainot buljona sastāvu Penicillium. To priekšrocība ir tā, ka tie ir rezistenti pret penicilīnu, tāpēc tie ir efektīvāki pret dažiem patogēniem.

Atsauces

  1. Böhm J, B Hoff, C O'Gorman, S Wolfer, V Klix, D Binger, I Zadra, H Kürnsteiner, S Pöggoler, P Dyer un U Kück (2013). - ražo sēnīti Penicillium chrysogenum. PNAS 110: 1476-1481.
  2. Houbraken un RA Samson (2011) Penicillium un Trichocomaceae segregācija trīs ģimenēs. Pētījumi Mycology 70: 1-51.
  3. Henk DA, CE Eagle, K Brown, MA Van den Berg, PS Dyer, SW Peterson un MC Fisher (2011) Specifikācija, neskatoties uz to, ka izplatīšana visā pasaulē pārklājas Penicillium chrysogenum: Aleksandra Fleminga laimīgās sēnītes populācijas ģenētika. Molekulārā ekoloģija 20: 4288-4301.
  4. Kozakiewicz Z, JC Frisvad, DL Hawksworth, JI Pitt, RA Samson, AC Stolk (1992) Priekšlikumi par nomina specifica conservanda un rejicienda in Aspergillus un Penicillium (Sēnes). Taxon 41: 109-113.
  5. Ledermann W (2006) Penicilīna vēsture un tās ražošana Čīlē. Čīle. Inficēt. 23: 172-176.
  6. Ronkala, T un U Ugalde (2003). \ T Penicillium. Pētījumi mikrobioloģijā. 154: 539-546.