Характеристики Penicillium chrysogenum, таксономия, морфология, среда обитания



Penicillium chrysogenum Этот вид грибов наиболее часто используется при производстве пенициллина. Вид находится в пределах рода пеницилл семейства Aspergilliaceae Ascomycota.

Характеризуется тем, что является нитевидным грибом с отдельными гифами. Когда их выращивают в лаборатории, их колонии быстро растут. Они имеют бархатистый или хлопковый вид и голубовато-зеленую окраску.

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 Филогения и таксономия
    • 2.1 Синонимия
    • 2.2 Текущее ограничение
  • 3 Морфология
  • 4 Хабитат
  • 5 Репродукция
    • 5.1 Бесполое размножение
    • 5.2. Половое размножение
  • 6 Культура СМИ
  • 7 пенициллин
  • 8 ссылок

Общие характеристики

P. chrysogenum Это сапрофитный вид. Он способен разлагать органические вещества с образованием простых соединений углерода, которые он использует в своих продуктах питания..

Этот вид встречается повсеместно (его можно найти где угодно), и его можно найти в замкнутых пространствах, в почве или у растений. Это также растет на хлебе, и его споры распространены в пыли.

Споры P. chrysogenum они могут вызывать респираторные аллергии и кожные реакции. Он также может производить различные типы токсинов, которые влияют на человека.

Производство пенициллина

Наиболее известным применением этого вида является производство пенициллина. Этот антибиотик был впервые открыт Александром Флемингом в 1928 году, хотя в принципе он идентифицировал его как P. rubrum.

Хотя есть и другие виды пеницилл способен производить пенициллин, P. chrysogenum Это самый распространенный. Его предпочтительное использование в фармацевтической промышленности обусловлено высоким уровнем производства антибиотиков..

воспроизведение

Они размножаются бесполым путем через конидии (бесполые споры), которые встречаются в конидиеносцах. Они прямые и тонкостенные, с небольшим количеством фиалидов (клеток, которые производят конидии).

Половое размножение происходит через аскоспоры (половые споры). Они производятся в толстостенных аскосах (плодовых телах).

Аскоспоры (половые споры) образуются в аскосах (плодоносящих телах). Это клеистотеций (округлый) и имеют склеротизированные стенки.

Производство вторичных метаболитов

Вторичные метаболиты - это органические соединения, вырабатываемые живыми существами, которые непосредственно не влияют на их метаболизм. В случае грибов эти соединения помогают их идентификации. 

P. chrysogenum он характеризуется выработкой рокфорфина С, мелеагрина и пенициллина. Эта комбинация соединений облегчает их идентификацию в лаборатории. Кроме того, гриб производит другие цветные вторичные метаболиты. Ксантоксилины являются причиной желтого цвета типичного экссудата вида.

С другой стороны, он может производить афлатоксины, которые являются вредными для человека микотоксинами. Эти токсины атакуют систему печени и могут привести к циррозу и раку печени. Споры гриба загрязняют различные продукты, которые при попадании в организм могут вызвать эту патологию..

питание

Вид сапрофитный. Он обладает способностью вырабатывать пищеварительные ферменты, которые выделяются на органическом веществе. Эти ферменты разрушают субстрат, расщепляя сложные соединения углерода.

Впоследствии самые простые соединения высвобождаются и могут поглощаться гифами. Питательные вещества, которые не потребляются, накапливаются в виде гликогена.

Филогения и таксономия

P. chrysogenum был впервые описан Чарльзом Томом в 1910 году. Этот вид имеет синонимию (разные названия для одного и того же вида)..

синонимия

Флеминг в 1929 году идентифицировал производящие пенициллин виды как P. rubrum, из-за наличия красной колонии. Впоследствии вид был присвоен под названием P. notatum.

В 1949 году микологи Рапер и Том указали, что P. notatum является синонимом P. chrysogenum. В 1975 году был проведен обзор группы родственных видов. P. chrysogenum и четырнадцать синонимов были предложены для этого имени.

Большое количество синонимов для этого вида связано со сложностью установления диагностических признаков. Понятно, что изменения в питательной среде влияют на некоторые характеристики. Это привело к ошибочной идентификации таксона.

Интересно отметить, что для принципа приоритета (имя опубликовано) название самого старого таксона P. griseoroseum, опубликовано в 1901 году. Тем не менее, P. chrysogenum это остается как имя, сохраненное для его широкого использования.

В настоящее время наиболее точными признаками для идентификации вида является производство вторичных метаболитов. Наличие рокфорфина С, пенициллина и мелеагрина, гарантирует правильную идентификацию.

Текущее ограничение

P. chrysogenum описан в разделе Chrysogena рода пеницилл. Этот род находится в семействе Aspergilliaceae отряда Eurotiales de los Ascomycota..

Разрез Chrysogena характеризуется наличием terverticilados и четырехвертикулидных конидиеносцев. Фиалиды небольшие, а колонии обычно бархатистые. Виды этой группы толерантны к засолению и почти все производят пенициллин.

13 видов были зарегистрированы для раздела, будучи P. chrysogenum типовой вид. Этот раздел является монофилетической группой и является братом раздела Roquefortorum..

морфология

Этот гриб представляет мицелию мицелий. Гифы раздельные, что характерно для аскомикоты.

Конидиеносцы - это terverticilados (с многочисленными разветвлениями). Это тонкие и гладкие стенки размером 250-500 мкм..

Метуллы (ветви конидиеносца) имеют гладкие стенки, а фиалиды ампулистые (в форме бутылки) и часто с толстыми стенками..

Конидии имеют субглобозную или эллиптическую форму, диаметр 2,5-3,5 мкм и гладкие стенки при наблюдении с помощью оптического микроскопа. В растровом электронном микроскопе стенки туберкулированы.

среда обитания

P. chrysogenum Это космополит. Вид был найден в морских водах, а также в почве естественных лесов в умеренных или тропических зонах..

Это мезофильный вид, который может расти при температуре от 5 до 37 ° C, а его оптимум - при 23 ° C. Кроме того, он ксерофильный, поэтому может развиваться в сухих условиях. С другой стороны, это терпимо к солености.

Из-за способности расти в различных условиях окружающей среды, это обычно можно найти во внутренних помещениях. Это было найдено в системах кондиционирования воздуха, холодильниках и туалетах, среди других.

Это частый гриб как патоген фруктовых деревьев, таких как персики, инжир, цитрусовые и гуавы. Также он может загрязнять крупы и мясо. Это также растет на обработанных продуктах как хлеб и крекеры.

воспроизведение

в P. chrysogenum преобладает бесполое размножение. За более чем 100 лет изучения грибка, до 2013 года половое размножение у вида не было доказано.

Бесполое размножение

Это происходит через производство конидий в конидиеносцах. Образование конидий связано с дифференциацией специализированных репродуктивных клеток (фиалидов).

Производство конидий начинается, когда вегетативная гифа прекращает свой рост и образуется перегородка. Затем эта область начинает набухать и образуется ряд ветвей. Апикальная клетка ветвей отличается фиалидом, который начинает делиться митозом, вызывая конидии.

Конидии в основном рассеиваются ветром. Когда конидиоспоры достигают благоприятной среды, они прорастают и дают начало растительному телу гриба.

Половое размножение

Исследование половой фазы в P. chrysogenum Это было непросто, потому что питательные среды, используемые в лаборатории, не способствуют развитию половых структур..

В 2013 году немецкому микологу Юлии Бём и сотрудникам удалось стимулировать половое размножение у вида. Для этого они поместили две разные расы на агар в сочетании с овсянкой. Капсулы подвергали воздействию темноты при температуре от 15 до 27 ° С..

После времени инкубации от пяти недель до трех месяцев наблюдалось образование cleistoceci (закрытые округлые аскоты). Эти структуры образовались в зоне контакта двух рас.

Этот эксперимент показал, что в P. chrysogenum половое размножение гетеротально. Необходимо произвести аскогониум (женская структура) и антеридий (мужская структура) двух разных рас..

После образования аскогония и антеридия цитоплазмы (плазмогамия), а затем ядра (кариогамия) сливаются. Эта клетка входит в мейоз и порождает аскоспоры (половые споры).

Культура СМИ

Колонии в питательных средах растут очень быстро. По внешнему виду они бархатистые или хлопчатобумажные, с белыми мицелиями на полях. Колонии голубовато-зеленые и дают насыщенный ярко-желтый экссудат. 

В колониях присутствуют фруктовые ароматы, похожие на ананас. Однако у некоторых пород запах не очень выражен.

пенициллин

Пенициллин является первым антибиотиком, который успешно применяется в медицине. Это было случайно обнаружено шведским микологом Александром Флемингом в 1928 году..

Исследователь проводил эксперимент с бактериями рода стафилококк и культуральная среда была загрязнена грибком. Флеминг отметил, что на месте, где развивался грибок, бактерии не росли.

Пенициллины - это бета-лактамные антибиотики, а те, что природного происхождения, подразделяются на несколько типов в зависимости от их химического состава. Они действуют в основном на грамположительные бактерии, поражающие клеточную стенку, состоящую в основном из пептидогликана.

Есть несколько видов пеницилл способен производить пенициллин, но P. chrysogenum Это тот, который имеет самую высокую производительность. Первый коммерческий пенициллин был произведен в 1941 году, и уже в 1943 году он был в состоянии производить в больших масштабах.

Природные пенициллины не эффективны против некоторых бактерий, которые производят фермент пенициллин. Этот фермент обладает способностью разрушать химическую структуру пенициллина и неактивных.

Однако было возможно получить полусинтетические пенициллины, изменив состав бульона, где пеницилл. Их преимущество в том, что они устойчивы к пенициллину, поэтому более эффективны против некоторых патогенов.

ссылки

  1. Бём Дж., Б. Хофф, С. О'Горман, С. Вулфер, В. Кликс, Д. Бингер, И. Задра, Х. Кюрнштайнер, С. Пегголер, П. Дайер и У Кюк (2013). грибок Penicillium chrysogenum. PNAS 110: 1476-1481.
  2. Губракен и Р.А. Самсон (2011) Филогения пеницилл и разделение Trichocomaceae на три семейства. Исследования по микологии 70: 1-51.
  3. Хенк Д. А., Э. Э., К. Браун, М. А. Ван ден Берг, П. С. Дайер, С. В. Петерсон и М. К. Фишер (2011) Видообразование, несмотря на глобально перекрывающиеся распределения в Penicillium chrysogenum: популяционная генетика счастливого гриба Александра Флеминга. Молекулярная экология 20: 4288-4301.
  4. Kozakiewicz Z, JC Frisvad, DL Hawksworth, JI Pitt, RA Samson, AC Stolk (1992) Предложения для номинальной консерватории и рецензии в Aspergillus и пеницилл (Грибы). Таксон 41: 109-113.
  5. Ледерманн В. (2006) История пенициллина и его производства в Чили. Преподобный Чил. Infect. 23: 172-176.
  6. Roncal, T and U Ugalde (2003). пеницилл. Исследования в области микробиологии. 154: 539-546.