stringtranslate.com

пенициллиум

Penicillium ( / ˌ p ɛ n ɪ ˈ s ɪ l i əm / ) — род аскомицетовых грибов , который является частью микобиома многих видов и имеет большое значение в природной среде, при порче пищевых продуктов, а также в продуктах питания и лекарствах . производство.

Некоторые представители этого рода производят пенициллин , молекулу, которая используется в качестве антибиотика , который убивает или останавливает рост определенных видов бактерий. Остальные виды используются в сыроделиях . По данным Словаря грибов (10-е издание, 2008 г.), широко распространенный род насчитывает более 300 видов. [2]

Таксономия

Род был впервые описан в научной литературе Иоганном Генрихом Фридрихом Линком в его работе 1809 года Observationes in ordines plantarum naturales ; он написал: « Penicillium. Thallus e floccis caespitosis septatis simplicibus aut ramosisfertilibus erectis apice penicillatis », где penicillatis означает «имеющий пучки тонких волос». [3] [4] Линк включал три вида — P. candidum , P. expansum и P. glaucum — каждый из которых имел щеткообразный конидиеносец (бесполую структуру, производящую споры). Позднее в качестве типового вида был выбран гриб обыкновенной гнили яблони P. expansum . [5]

В своей монографии 1979 года Джон И. Питт разделил Penicillium на четыре подрода на основе морфологии конидиеносцев и структуры ветвления: Aspergilloides , Biverticillium , Furcatum и Penicillium . [6] Виды, включенные в подрод Biverticillium , позже были объединены в Talaromyces .

Разновидность

Различные грибы, включая виды Penicillium и Aspergillus , растущие в аксенической культуре.
Некоторые пенициллезные плесени на мандаринах , вероятно, Penicillium digitatum .

Выбранные виды включают;

Этимология

Название рода происходит от латинского корня penicillum , что означает «кисть художника», и относится к цепочкам конидий, напоминающих метлу. [7]

Характеристики

Пенициллиум сп. под светлопольной микроскопией (увеличение 10×100) с окраской лактофеноловым хлопковым синим

Таллом ( мицелий ) состоит из сильно разветвленной сети многоядерных , обычно бесцветных гиф , каждая пара клеток которых разделена перегородкой . Конидиеносцы находятся на конце каждой ветви в сопровождении зеленых сферических суженных единиц, называемых конидиями . Эти побеги играют значительную роль в размножении; конидии являются основной стратегией распространения этих грибов. [8]

Половое размножение включает образование аскоспор , начиная со слияния архегония и антеридия с разделением ядер. Неравномерно расположенные аски содержат по восемь одноклеточных аскоспор каждая.

Экология

Виды Penicillium — это повсеместно распространенные почвенные грибы, предпочитающие прохладный и умеренный климат, обычно присутствующие везде, где доступен органический материал. Сапрофитные виды Penicillium и Aspergillus относятся к наиболее известным представителям евротиалесов и питаются преимущественно органическими биоразлагаемыми веществами. Широко известные в Америке как плесень , они являются одной из основных причин порчи пищевых продуктов , особенно видов подрода Penicillium . [9] Многие виды производят высокотоксичные микотоксины . Способность этих видов Penicillium расти на семенах и других хранящихся продуктах зависит от их склонности процветать при низкой влажности и быстро колонизироваться путем распространения по воздуху, пока семена достаточно влажные. [10] Некоторые виды имеют синий цвет, обычно растут на старом хлебе и придают ему синюю нечеткую текстуру.

Некоторые виды Penicillium поражают плоды и луковицы растений, в том числе P. expansum , яблоки и груши; P. digitatum , цитрусовые; [11] и P. allii , чеснок. [12] Известно, что некоторые виды патогенны для животных; P. corylophilum , P. felutanum , P. implicatum , P. janthinellum , P. viridicatum и P. waksmanii являются потенциальными возбудителями комаров . [13]

Виды Penicillium присутствуют в воздухе и пыли помещений, таких как дома и общественные здания. Гриб можно легко переносить с улицы и выращивать в помещении, используя строительный материал или скопившуюся почву для получения питательных веществ для роста. Рост пенициллий все еще может происходить в помещении, даже если относительная влажность низкая, если на данной поверхности имеется достаточно влаги. Британское исследование показало, что споры типа Aspergillus и Penicillium наиболее распространены в воздухе жилых помещений и превышают уровни на открытом воздухе. [14] Даже потолочная плитка может способствовать росту Penicillium , как показало одно исследование, если относительная влажность составляет 85%, а содержание влаги в плитке превышает 2,2%. [15]

Некоторые виды Penicillium повреждают машины, а также горючие материалы и смазочные материалы, используемые для их эксплуатации и обслуживания. Например, P. chrysogenum (ранее P. notatum) , P. steckii , P. cyclopium и P. nalgiovensis влияют на топливо; P. chrysogenum , P. rubrum и P. verrucosum вызывают повреждение масел и смазочных материалов; P. regulosum повреждает оптическое и защитное стекло. [16] 

Экономическая ценность

Несколько видов рода Penicillium играют центральную роль в производстве сыра и различных мясных продуктов. Если быть точным, плесень Penicillium встречается в сыре с плесенью . Penicillium camberti и Penicillium roqueforti — это плесень на камамбере , бри , рокфоре и многих других сырах. Penicillium nalgiovense используется в мягких сырах, созревших с плесенью, таких как сыр Нальжовый (ellischau), а также для улучшения вкуса колбас и ветчины, а также для предотвращения колонизации другими плесенями и бактериями. [17] [18]

Помимо своего значения в пищевой промышленности, виды Penicillium и Aspergillus служат для производства ряда биотехнологически полученных ферментов и других макромолекул, таких как глюконовая , лимонная и винная кислоты , а также некоторых пектиназ , липазы , амилазы , целлюлазы и протеазы . Некоторые виды Penicillium продемонстрировали потенциал для использования в биоремедиации , в частности в микоремедиации , из-за их способности расщеплять различные ксенобиотические соединения . [19]

Род включает большое разнообразие видов плесневых грибов, которые являются источником основных антибиотиков . Пенициллин , препарат, вырабатываемый P. chrysogenum (ранее P. notatum), был случайно открыт Александром Флемингом в 1929 году и, как было установлено, подавляет рост грамположительных бактерий (см. бета-лактамы ). Его потенциал как антибиотика был реализован в конце 1930-х годов, и Говард Флори и Эрнст Чейн очистили и сконцентрировали это соединение. Успех препарата в спасении солдат во время Второй мировой войны, умиравших от инфицированных ран, привел к тому, что Флеминг, Флори и Чейн совместно получили Нобелевскую премию по медицине в 1945 году . [20]

Гризеофульвин — противогрибковый препарат и потенциальный химиотерапевтический агент [21] , обнаруженный у P. griseofulvum . [22] Дополнительные виды, которые производят соединения, способные ингибировать рост опухолевых клеток in vitro, включают: P. pinophilum , [23] P. canescens , [24] и P. glabrum . [24]

Воспроизведение

Хотя многие эукариоты способны размножаться половым путем , считается, что около 20% видов грибов размножаются исключительно бесполым путем. Однако недавние исследования показали, что секс встречается даже у некоторых предположительно бесполых видов. Например, недавно была продемонстрирована сексуальная способность гриба Penicillium roqueforti , используемого в качестве закваски при производстве сыра с плесенью . [25] Этот вывод был частично основан на доказательствах наличия генов функционального типа спаривания (MAT), которые участвуют в половой совместимости грибов, а также на присутствии в секвенированном геноме большинства важных генов, которые, как известно, участвуют в мейозе . Penicillium chrysogenum имеет важное медицинское и историческое значение как первоначальный и современный промышленный источник антибиотика пенициллина. Этот вид считался бесполым более 100 лет, несмотря на согласованные усилия по стимулированию полового размножения. Однако в 2013 году Бом и др. [26] наконец продемонстрировали половое размножение у P. chrysogenum .

Эти результаты, полученные в отношении видов Penicillium , согласуются с накопленными данными исследований других видов эукариот о том, что пол, вероятно, присутствовал у общего предка всех эукариот . [27] Более того, эти недавние результаты показывают, что пол может сохраняться даже при очень незначительной генетической изменчивости .

До 2013 года, когда вступило в силу изменение номенклатуры « один гриб, одно название », Penicillium использовался в качестве рода для анаморфов (клональных форм) грибов, а Talaromyces использовался для телеоморфов (половых форм) грибов. Однако после 2013 года грибы были реклассифицированы на основе их генетического родства друг с другом, и теперь роды Penicillium и Talaromyces содержат некоторые виды, способные только к клональному размножению, и другие, которые могут размножаться половым путем.

Рекомендации

  1. ^ Страница Penicillium в «Микобанке». Вестердейкский институт грибного биоразнообразия . Проверено 20 сентября 2023 г.
  2. ^ Кирк, премьер-министр; Кэннон, ПФ; Минтер, Д.В.; Сталперс, Дж. А. (2008). Словарь грибов (10-е изд.). Уоллингфорд, Великобритания: CABI. п. 505. ИСБН 978-0-85199-826-8.
  3. ^ Идентификация и номенклатура рода Penicillium, CM Visagie1, J. Houbraken1, , , JC Frisvad2, , , S.-B. Хонг3, CHW Клаассен4, Г. Перроне5, К.А. Зейферт6, Дж. Варга7, Т. Ягучи8, Р.А. Самсон, 22 сентября 2014 г., https://dx.doi.org/10.1016/j.simyco.2014.09.001
  4. ^ Линк, JHF (1809 г.). «Наблюдения за ordines plantarum naturales. Диссертация I». Magazin der Gesellschaft Naturforschenden Freunde Berlin (на латыни). 3 :3–42.
  5. ^ Самсон, РА; Питт, Дж.И. (1985). Достижения в систематике пенициллов и аспергиллов . Спрингер. ISBN 978-0-306-42222-5.
  6. ^ Питт, JI (1979). Род Penicillium и его телеоморфные состояния Eupenicillium и Talaromyces.. Академическая пресса. ISBN 978-0-12-557750-2.
  7. ^ Хаубрих, WS (2003). Медицинские значения: глоссарий происхождения слов (2-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Американский колледж врачей. п. 175. ИСБН 978-1-930513-49-5. Проверено 3 февраля 2013 г.
  8. ^ Питт, Дж. (1985). «Лабораторный справочник по распространенным видам Penicillium». 79 : 491. дои : 10.2307/3807483. JSTOR  3807483. S2CID  84610634. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  9. ^ Самсон Р.А., Зайферт К.А., Куйперс А.Ф., Хубракен Дж.А., Фрисвад Дж.К. (2004). «Филогенетический анализ Penicillium подрода Pencillium с использованием частичных последовательностей бета-тубулина» (PDF) . Исследования по микологии . 49 : 175–200. Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2012 г. Проверено 14 июля 2011 г.
  10. ^ Питт Дж.И., Базилико Х.К., Абарка М.Л., Лопес С. (2000). «Микотоксины и токсигенные грибы». Медицинская микология . 38 (Приложение 1): 41–46. дои : 10.1080/714030911. ПМИД  11204163.
  11. ^ Балгри, Б. (2003). Привкусы и неприятные привкусы в продуктах питания. ЦРК Пресс. п. 134. ИСБН 978-1-85573-449-4. Проверено 3 февраля 2013 г.
  12. ^ Вальдес Дж.Г., Макуч М.А., Ордовини А.Ф., Масуелли Р.В., Овери Д.П., Пикколо Р.Дж. (2006). «Первое сообщение о Penicillium allii как полевом патогене чеснока (Allium sativum)». Патология растений . 55 (4): 583. doi : 10.1111/j.1365-3059.2006.01411.x . hdl : 11336/147639 .
  13. ^ да Коста, GL; де Мораес, AM; де Оливейра, ПК (1998). «Патогенное действие видов Penicillium на комаров-переносчиков тропических болезней человека». Журнал фундаментальной микробиологии . 38 (5–6): 337–41. doi :10.1002/(SICI)1521-4028(199811)38:5/6<337::AID-JOBM337>3.0.CO;2-N. PMID  9871331. S2CID  221867835.
  14. ^ Ярмарки, А.; Уордлоу, AJ; Томпсон-младший; Пэшли, CH (2010). «Руководство по переносимости внутримуральных спор грибков, передающихся по воздуху». Журнал исследовательской аллергологии и клинической иммунологии . 20 (6): 490–98. ПМИД  21243933.
  15. ^ Чанг, JCS; Фоард, КК; Ваносделл, Д.В. (1995). «Оценка роста грибов ( Penicillium и Aspergillus spp. ) на потолочной плитке». Атмосферная среда . 29 (17): 2331 37. Бибкод : 1995AtmEn..29.2331C. дои : 10.1016/1352-2310(95)00062-4.
  16. ^ Семенов С.А., Гумаргалиева К.З., Зайков Г.Е. (01.08.2003). Биодеградация и долговечность материалов под воздействием микроорганизмов (новые концепции полимероведения). ВСП Международная наука. стр. 34–35. ISBN 978-90-6764-388-7.
  17. ^ Мразек, Дж; Пахлова, В; Бунька, Ф; Черникова, М; Драб, В; Бейблова, М; Станек, К; Бунькова, Л (11 сентября 2015 г.). «Влияние различных штаммов Penicillium nalgiovense на нальжовский сыр во время созревания». Журнал науки о продовольствии и сельском хозяйстве . 96 (7): 2547–54. doi : 10.1002/jsfa.7375. ПМИД  26251231.
  18. ^ Мариански, С.; Мариански, А. (2009). Искусство приготовления ферментированных колбас. Семинол, Флорида: Bookmagic. п. 47. ИСБН 978-0-9824267-1-5. Проверено 3 февраля 2013 г.
  19. ^ Лейтан, Алабама (2009). «Потенциал видов Penicillium в области биоремедиации». Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 6 (4): 1393–417. дои : 10.3390/ijerph6041393 . ПМК 2681198 . ПМИД  19440525. 
  20. ^ Рифкинд, Д.; Фриман, Г. (2005). Открытия в области инфекционных заболеваний, лауреаты Нобелевской премии. Лондон, Великобритания: Академическая пресса. стр. 43–46. ISBN 978-0-12-369353-2. Проверено 3 февраля 2013 г.
  21. ^ Сингх П., Ратинасами К., Мохан Р., Панда Д. (2008). «Динамика сборки микротрубочек: привлекательная мишень для противораковых препаратов». ИУБМБ Жизнь . 60 (6): 368–75. дои : 10.1002/iub.42 . PMID  18384115. S2CID  111334.
  22. ^ Де Карли, Л.; Ларица, Л. (1988). «Гризеофульвин». Мутационные исследования . 195 (2): 91–126. дои : 10.1016/0165-1110(88)90020-6. ПМИД  3277037.
  23. ^ Николетти Р., Манзо Э., Чиаватта М.Л. (2009). «Распространение и биологическая активность соединений, родственных фуниконам». Международный журнал молекулярных наук . 10 (4): 1430–44. дои : 10.3390/ijms10041430 . ПМК 2680625 . ПМИД  19468317. 
  24. ^ Аб Николетти, Р.; Буоммино, Э.; Де Филиппис, А.; Лопес-Греса, М.; Манзо, Э.; Карелла, А; Петраццуоло, М; Туфано, Массачусетс (2009). «Биопоиск антагонистических штаммов Penicillium как источник новых противоопухолевых соединений». Всемирный журнал микробиологии и биотехнологии . 24 (2): 185–95. doi : 10.1007/s11274-007-9455-y. S2CID  86101370.
  25. ^ Ропарс Дж, Дюпон Дж, Фонтанильяс Э, Родригес де ла Вега RC, Маланьяк Ф, Котон М, Жиро Т, Лопес-Вильявисенсио М (2012). «Секс в сыре: доказательства сексуальности гриба Penicillium roqueforti». ПЛОС ОДИН . 7 (11): e49665. Бибкод : 2012PLoSO...749665R. дои : 10.1371/journal.pone.0049665 . ПМК 3504111 . ПМИД  23185400. 
  26. ^ Бём Дж., Хофф Б., О'Горман С.М., Вулферс С., Кликс В., Бингер Д., Задра И., Кюрнштайнер Х., Поггелер С., Дайер П.С., Кюк У (январь 2013 г.). «Половое размножение и развитие штаммов, опосредованное типом спаривания, у пенициллинпродуцирующего гриба Penicillium chrysogenum». Учеб. Натл. акад. наук. США . 110 (4): 1476–81. дои : 10.1073/pnas.1217943110 . ПМК 3557024 . ПМИД  23307807. 
  27. ^ Малик С.Б., Пайтлинг А.В., Стефаниак Л.М., Щурко А.М., Логсдон Дж.М. (2008). «Расширенный перечень консервативных мейотических генов свидетельствует о наличии пола у Trichomonas vaginalis». ПЛОС ОДИН . 3 (8): e2879. Бибкод : 2008PLoSO...3.2879M. дои : 10.1371/journal.pone.0002879 . ПМЦ 2488364 . ПМИД  18663385. 

Внешние ссылки