Đặc điểm Penicillium, phân loại học, hình thái, môi trường sống



Penicillium là một loại vi khuẩn nằm trong phyllum Ascomycota. Nó được mô tả lần đầu tiên bởi nhà nấm học người Đức Heinrich Link vào năm 1809 và việc phân loại của nó rất phức tạp.

Về nguyên tắc, nó nằm ở Deuteromycetes (nấm không hoàn hảo), vì chỉ có trạng thái biến dạng (vô tính) của nó được biết đến. Sau đó, nó đã được tìm thấy rằng Penicillium tương ứng với trạng thái teleom định hình (tình dục) của giới tính Eupenicillium và Talaromyces của Ascomycetes.

Trạng thái biến dạng của Penicillium Nó được đặc trưng bởi sợi nấm vách ngăn hyaline (không màu). Khi được đặt trong môi trường nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, các khuẩn lạc chuyển từ màu xanh lam, xanh lục, sang hồng.

Từ nguyên của Penicillium đến từ bàn chải, vì conidiophores (cấu trúc tạo ra bào tử vô tính) được phân nhánh.

Penicillium cùng với các giống nấm khác được gọi là nấm mốc, vì chúng phát triển trên các sản phẩm hữu cơ khác nhau tạo thành một lớp màu đa dạng. Chi này là hoại sinh và có thể phát triển trong các môi trường khác nhau.

Nhiều loài thuộc chi có tầm quan trọng lớn đối với con người. Penicillin (loại kháng sinh đầu tiên được sử dụng trong y học) được lấy từ P. chrysogenum. Mặt khác, các loại phô mai xanh được gọi là có được đặc tính của chúng do hoạt động lipolytic và proteolytic của các loài Penicillium.

Một số loài có hại cho sức khỏe. Những chất này tạo ra nhiều độc tố khác nhau như ochratoxin gây hại cho hệ thống thận. Các loài khác gây thiệt hại cho các loại thực phẩm khác nhau như bánh mì và cam quýt. Một số là mầm bệnh của động vật và con người.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung
  • 2 loại conidiophores
    • 2.1 Sản xuất độc tố nấm mốc
    • 2.2 Dinh dưỡng
  • 3 Phylogeny và phân loại học
    • 3.1 Chi Talaromyces
    • 3.2 Chi Penicillium
  • 4 môi trường sống
  • 5 Sinh sản
    • 5.1 Sinh sản vô tính
    • 5.2 Sinh sản hữu tính
  • 6 mầm bệnh và bệnh tật
  • 7 Công nghệ sinh học
  • 8 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Nhóm này được đặc trưng bởi có sợi nấm vách ngăn và sợi nấm hình thành sợi nấm. Khi được trồng trong phòng thí nghiệm, nó tạo ra các khuẩn lạc có sợi nấm nhỏ gọn và lề được xác định rõ.

Các khuẩn lạc phát triển nhanh và trông có vẻ như len hoặc bông. Về nguyên tắc chúng có màu trắng và sau đó chuyển sang màu xanh lam, xanh lục vàng nhạt hoặc xanh hồng.

Các bào tử giới tính (ascospores) được sản xuất trong ascos (cơ thể đậu quả) có thể là gỗ hoặc có kết cấu mềm hơn tùy thuộc vào nhóm.

Đặc điểm nổi bật nhất của chi là sự phát triển của các conidiophores phân nhánh dưới dạng bàn chải. Các kiểu phân nhánh khác nhau của conidiophore cho phép phân biệt các loài.

Conidiophore có cấu trúc tốt và có một trục mà từ đó các nhánh (metullas) được hình thành. Các giai đoạn được hình thành trên metullas (tế bào hình chai tạo ra conidia). Đây là nhân vật quan trọng nhất để phân biệt các loài với chi.

Các loại conidiophores

Đơn giản: các phialide là đơn độc.

Monoverticilados: một nhóm các phialide xảy ra ở đỉnh của trục conidiophore.

Divicariados: nhánh metúlas lên các độ cao khác nhau và trên các nhóm phialide này được trình bày.

Sinh học: ở đầu trục, ba hoặc nhiều công thức được hình thành, mỗi công thức có một nhóm các phialide ở đỉnh.

Terverticilados: trình bày một loạt các nhánh trung gian giữa metullas và phialide.

Sản xuất độc tố nấm mốc

Loài của Penicillium chúng tạo ra các chất độc hại làm ô nhiễm thực phẩm, được gọi là mycotoxin. Thường xuyên nhất là ochratoxin và patulins.

Ochratoxin có thể làm ô nhiễm ngũ cốc và pho mát, cũng như tích tụ trong chất béo của động vật được con người tiêu thụ. Những độc tố này ảnh hưởng đến hệ thống thận.

Patulins được tìm thấy trong ngũ cốc và các loại hạt. Nó có thể làm suy yếu hệ thống miễn dịch và tấn công hệ thống thần kinh.

Dinh dưỡng

Các loài Penicillium Chúng là hoại sinh. Chúng có khả năng làm suy giảm chất hữu cơ cao vì chúng tạo ra một lượng lớn enzyme thủy phân. Những enzyme này có khả năng đẩy nhanh quá trình phân hủy.

Những loại nấm này được gọi là nấm mốc và bào tử của chúng là chất gây ô nhiễm không khí chính trong nhiều tòa nhà kín. Ngoài ra, chúng hành xử như mầm bệnh của các loại cây trồng khác nhau cả trên đồng ruộng và sau thu hoạch.

Nhiều loại có thể tạo ra độc tố gây hại cho con người. Những người khác ủng hộ quá trình lên men của một số thực phẩm và cũng có khả năng sản xuất kháng sinh.

Phylogeny và phân loại học

Phân loại Penicillium Nó khá phức tạp, bởi vì trong nhiều nhóm nấm, thông thường các trạng thái biến dạng và biến hình được coi là các phân loại khác nhau..

Lúc đầu, chi được đặt trong nhóm nhân tạo Deuteromycetes (nấm không hoàn hảo) vì hình thức tình dục của chúng không được biết đến. Các teleomor nằm ở rìa Ascomycota theo thứ tự Eurotiales

Thể loại được tách thành bốn thể loại phụ: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium và Biverticillium,được phân biệt bởi loại conidiophore. Sau đó Biverticillatum đã được liên kết với thể loại teleom định hình Talaromyces và ba thể loại phụ khác để Eupenicillium.

Sau đó, trong một đánh giá về Penicillium Sensoricto (không bao gồm Talaromyces), điện từ Eupenicillium tình cờ được coi là một từ đồng nghĩa, vì tên Penicillium nó già hơn.

Giới tính Talaromyces

Nó được đặc trưng bằng cách trình bày ascos được hình thành bởi một mạng lưới sợi nấm với các bức tường mềm. Ascos trưởng thành trong một vài tuần trong môi trường nuôi cấy. Tám ascospores được hình thành là đơn bào. Biến thái (thể loại phụ) Biverticillatum) trình bày các phialide hẹp.

Các nghiên cứu phân tử xác định rằng đây là một nhóm đơn thể và hiện nằm trong họ Trichocomaceae. Khoảng 110 loài được công nhận, được nhóm lại thành bảy phần.

Trong số các loài quan tâm nổi bật T. marneffei, mầm bệnh gây bệnh nấm toàn thân ở bệnh nhân nhiễm HIV.

Giới tính Penicillium

Hiện nay trong chi tất cả các loài Eupenicillium, cũng như các thể loại Eladia, Torulomyces, Chromocleista và Hemiaarpentele.

Các loài hiện diện ascos với các tế bào isodiametric (có cạnh bằng nhau), với các bức tường rất cứng (bị xơ cứng). Ascos mất vài tháng để trưởng thành và trong một số trường hợp, Ascospores không trưởng thành.

Trạng thái vô tính được đặc trưng bởi đờm rộng hoặc hình đờm.

Chi này nằm trong họ Aspergillaceae và được chia thành hai chi (Aspergilloides và Penicillium) và 25 phần.

Môi trường sống

Các loài Penicillium chúng có thể phát triển trong các môi trường khác nhau và có sự phân phối quốc tế. Chúng có thể sống trong điều kiện khắc nghiệt của nhiệt độ, độ mặn, pH hoặc áp lực nước.

Sự hiện diện của Penicillium trên hơn 400 loài thực vật. Chúng đã được tìm thấy ở những vùng rất lạnh như vùng cận Bắc cực và vùng lãnh nguyên.

Trong môi trường mặn, sự hiện diện của các loài Penicillium như nội bào của cỏ biển hoặc phát triển trong đất có độ mặn cao.

Các loài khác có thể phát triển trên đất bị axit hóa một cách tự nhiên hoặc do các hoạt động của con người, như nước thải khai thác và nước thải công nghiệp. 

Sinh sản

Các loài Penicillium và Talaromyces họ sinh sản vô tính và hữu tính.

Sinh sản vô tính

Nó có thể xảy ra do sự phân mảnh của sợi nấm mà sau đó tiếp tục được phân chia. Trong các trường hợp khác, bạn có thể tạo thành một xơ cứng (sợi nấm có thành dày) có thể chịu được các điều kiện bất lợi và sau đó bắt đầu phân chia.

Hình thức phổ biến nhất của sinh sản vô tính là sản xuất conidia (bào tử tình dục) từ conidiophores. Chúng được hình thành từ sự phân chia hạt nhân của các phialide.

Sinh sản hữu tính

Các bào tử tình dục được sản xuất trong ascos. Một anteridium (cấu trúc nam) và ascogonium (cấu trúc nữ) được tạo ra. Các tế bào chất của cả hai cấu trúc được hợp nhất (plasmogamy) và sau đó các hạt nhân được nối (cariogamy).

Một khi tế bào lưỡng bội được hình thành, bệnh teo cơ xảy ra. Bốn tế bào đơn bội được hình thành bị nguyên phân, tạo ra tám ascospores.

Ascospores là đơn bội với một nhân duy nhất. Chúng có thể có bề mặt nhẵn hoặc có trang trí và bị gió thổi bay hoặc thải ra bởi mưa.

Mầm bệnh

Nhiều loài Penicillium Chúng là tác nhân gây hư hỏng thực phẩm đặc biệt là khi điều kiện ẩm ướt và ấm áp. Các khuẩn lạc phát triển trên đó và các enzyme sản xuất chúng bị phân hủy nhanh chóng. Nói chung các thuộc địa có màu xanh lục.

Nó cũng thường xuyên bị ô nhiễm của các tòa nhà bởi các bào tử của Penicillium và các thể loại khác. Môi trường khép kín và ẩm ướt ủng hộ sự phát triển của nấm. Có những người rất nhạy cảm với bào tử, gây ra cho họ các bệnh lý hô hấp và dị ứng khác nhau.

T. marneffei (trước Penicillium marneffei) là nguyên nhân gây bệnh penicilliosis, một bệnh lưu hành ở Đông Nam Á. Nó chỉ ảnh hưởng đến những bệnh nhân bị ức chế miễn dịch, chủ yếu là những người nhiễm HIV. Conidia lây nhiễm ký chủ qua đường hô hấp và sau đó phát triển nội bào, ảnh hưởng đến hoạt động của một số cơ quan.

Công nghệ sinh học

Một số loài Penicillium Chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

Trong nhiều sản phẩm thịt là quá trình trưởng thành, sự hiện diện của các khuẩn nấm trên bề mặt là phổ biến. Những loại nấm này làm tăng hương vị đặc trưng và hương vị do sản xuất các hợp chất hóa học khác nhau.

Loài của Penicillium chúng tạo thành hệ vi sinh vật bề ngoài trong một số xúc xích lên men như xúc xích. Đây là những chất chống oxy hóa và ngăn ngừa hút ẩm, ngoài khả năng phân giải protein của chúng góp phần vào việc bảo dưỡng sản phẩm và ngăn chặn sự tấn công của mầm bệnh.

Trong trường hợp được gọi là pho mát xanh, P. roqueforti nó được thêm vào trong sự trưởng thành của chúng. Hoạt động của nó tạo ra các enzyme làm suy giảm các hợp chất hóa học tạo ra mùi thơm và hương vị đặc trưng của các loại phô mai này. Các đốm màu xanh là khuẩn lạc của nấm trong phô mai.

Một số loài có khả năng sản xuất kháng sinh tự nhiên. Một trong số đó là penicillin được lấy chủ yếu từ P. chrysogenum. Penicillin là kháng sinh đầu tiên được sử dụng trong y học.

Tài liệu tham khảo

  1. Acosta R (2006) Lựa chọn Penicillium các nhà sản xuất peptide kháng nấm để sử dụng trong các sản phẩm thịt. Bộ nhớ để đủ điều kiện cho danh hiệu Bác sĩ. Khoa Thú y, Đại học Extremadura, Tây Ban Nha. 288 p.
  2. Cabañes J, MR Bragulat và G Castellá (2010) Ochratoxin một loài sản xuất trong chi Penicillium. Độc tố 2: 1111-1120.
  3. Houbraken và RA Samson (2011) Phylogeny của Penicillium và sự phân chia của Trichocomaceae thành ba họ. Các nghiên cứu về Mycology 70: 1-51.
  4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga và JC Frisvad (2011) Phylogeny và danh pháp của chi Talaromyces và taxi thích hợp ở Penicillium thế hệ con Biverticillium. Nghiên cứu về Mycology 70: 159-183.
  5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi và RA Samson (2014) Nhận dạng và danh pháp của chi Penicillium. Nghiên cứu về Mycology 78: 343-371.
  6. Yadav A, Verma P, Kumar V, Sangwan P, Mishra S, Panjiar N, Gupta V và Saxena AK (2017) Đa dạng sinh học của chi Penicillium trong môi trường sống khác nhau. Trong: KV Gupta và S Rodríguez-Canto (chủ biên). Những phát triển mới và tương lai trong công nghệ sinh học vi sinh vật và kỹ thuật sinh học. Penicillium thuộc tính hệ thống và ứng dụng. Elsevier, Vương quốc Anh.