ПЕНІЦИЛІЙ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СИСТЕМАТИКА, МОРФОЛОГІЯ, СЕРЕДОВИЩЕ ПРОЖИВАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Пеніцилій - рід бактерій, що знаходяться в фікулі Ascomycota. Вперше його описав німецький міколог Генріх Лінк у 1809 році, і його систематика була складною.

Спочатку він розташовувався в Дейтороміцетах (недосконалі гриби), оскільки відомий лише його анаморфний (безстатевий) стан. Пізніше було встановлено, що Penicillium відповідає телеоморфним (статевим) станам родів аскоміцетів Eupenicillium та Talaromyces.

Конідіофор Penicillium sp. Автор AJC1, через Wikimedia Commons.

Анаморфний стан пеніцилію характеризується септатом гіалінових (безбарвних) гіфів. Розміщуючись у лабораторних культуральних середовищах, колонії перетворюються з синього, синювато-зеленого в рожевий.

Етимологія Penicillium походить із щітки, оскільки конідіофори (структури, що виробляють безстатеві спори) розгалужені.

Пеніцилій разом з іншими видами грибів відомий як плісняви, оскільки вони ростуть на різних органічних продуктах, утворюючи шар різного забарвлення. Цей рід сапрофітний і може рости в різних середовищах.

Багато видів роду мають велике значення для людини. Пеніцилін (перший антибіотик, що застосовується в медицині) отримували з P. chrysogenum. З іншого боку, так звані сині сири отримують свої характеристики завдяки ліполітичній та протеолітичній активності видів Penicillium.

Деякі види шкідливі для здоров’я. Вони виробляють різні токсини, такі як охратоксини, які пошкоджують ниркову систему. Інші види пошкоджують різні продукти, такі як хліб та цитрусові. Деякі є збудниками тварин і людини.

Загальна характеристика

Група характеризується представленням гіптів септату та міцелії, що утворюють нитки. При вирощуванні в лабораторії він дає колонії з компактним міцелієм і чітко визначеними краями.

Колонії швидко ростуть і мають шерстяний або бавовняний вигляд. Спочатку вони білі, а потім стають синьо-зеленими, зеленувато-жовтими або рожевими.

Статеві спори (аскоспори) виробляються в асци (плодоносні тіла), які можуть бути деревними або м'якими за фактурою залежно від групи.

Найвидатнішою характеристикою роду є розвиток гіллястих, щітоподібних конідіофорів. Різні типи розгалуження конідіофору дозволяють диференціювати види.

Конідіофор добре структурований і має вісь, з якої утворюються гілки (металіси). Фіаліди (пляшкоподібні клітини, що виробляють конідії) утворюються на метлулях. Це найважливіший персонаж для розмежування видів роду.

Типи конідіофорів

Просто : фіаліди є одиночними.

Монорветілати : група фіалідів виникає на верхівці осі конідіофору.

Дівікаріати : метули розгалужуються на різній висоті і на них розташовуються групи фіалідів.

Бівертицилати : три або більше металісів утворюються на кінчику валу, кожна з групою фіалідів на верхівці.

Тервертицилати : вони представляють ряд проміжних гілок між металевими і фіалідами.

Виробництво мікотоксинів

Види пеніцилію виробляють токсичні речовини, що забруднюють їжу, відомі як мікотоксини. Найбільш поширені охратоксини та патуліни.

Охратоксини можуть забруднювати крупи та сири, а також накопичуватися у жирі тварин, що споживаються людиною. Ці токсини впливають на систему нирок.

Патуліни містяться в крупах і горіхах. Це може послабити імунну систему і напасти на нервову систему.

Харчування

Види пеніцилію - сапрофіти. Вони мають високу здатність до руйнування органічної речовини через те, що вони виробляють велику кількість гідролітичних ферментів. Ці ферменти мають здатність прискорювати процес розкладання.

Ці гриби відомі як плісняви, і їх спори є основними забруднювачами повітря у багатьох закритих будівлях. Крім того, вони поводяться як збудники різних культур як у полі, так і в післязбиральний період.

Багато хто може виробляти токсини, які завдають шкоди людині. Інші сприяють бродінню деяких продуктів харчування, а також здатні виробляти антибіотики.

Філогенія та систематика

Таксономія Penicillium є досить складною, оскільки у багатьох групах грибів нерідко траплялися анаморфні та телеоморфні стани різними таксонами.

Спочатку рід був розташований у штучній групі Deuteromycetes (недосконалі гриби), оскільки їх статеві форми не були відомі. Телеоморфи розміщені на типі Ascomycota в порядку Eurotiales

Рід був розділений на чотири підродини: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium і Biverticillium, які відрізняються за типом конідіофору. Пізніше Biverticillatum асоціювався з телеоморфним родом Talaromyces, а інші три субгенери - Eupenicillium.

Пізніше, в огляді Penicillium senso stricto (не включаючи Talaromyces), телеоморф Eupenicillium став вважатися синонімом, оскільки назва Penicillium є давнішою.

Стать

Він характеризується представленням асків, утворених мережею гіф з гладкими стінками. Асци дозрівають через кілька тижнів у культуральному середовищі. Утворюється вісім аскоспор, які є одноклітинними. В анаморфі (підрід Biverticillatum) є вузькі фіаліди.

Молекулярні дослідження визначили, що це монофілетична група і в даний час знаходиться в сім'ї Trichocomaceae. Визнано приблизно 110 видів, згрупованих у сім розділів.

Серед видів, що цікавлять, виділяється T. marneffei, збудник, який викликає системний мікоз у хворих на ВІЛ.

Стать

В даний час рід включає всі види Eupenicillium, а також роди Eladia, Torulomyces, Chromocleista та Hemicarpenteles.

У виду присутній асці з ізодіаметричними клітинами (рівними сторонами), з дуже твердими стінками (склерозовані). Асці потрібні місяці для дозрівання, а в деяких випадках аскоспори не дозрівають.

Для безстатевого стану характерні ампулозні або пляшкоподібні широкі фіаліди.

Рід розташований у родині Aspergillaceae і був поділений на два підродини (Aspergilloides і Penicillium) та 25 розділів.

Хабітат

Види пеніцилію можуть процвітати в різних середовищах і мають космополітичне поширення. Вони здатні жити в екстремальних умовах температури, солоності, рН або водяних стресів.

Повідомлялося про наявність пеніцилію на понад 400 видах рослин. Вони були виявлені в дуже холодних районах, таких як субарктичний та тундрний.

У засолених середовищах про наявність видів Penicillium повідомлялося як ендофіти морської трави або зростаючі на ґрунтах високої солоності.

Інші види здатні рости на висококислих ґрунтах природним шляхом або людською діяльністю, такі як видобуток стоків та промислові стічні води.

Відтворення

Види пеніцілій та талароміцес розмножуються безстатево та статево.

Безстатеве розмноження

Це може статися фрагментацією міцелії, яка згодом продовжує ділитися. В інших випадках може утворюватися склероцій (міцелій товстостінний), який може протистояти несприятливим умовам і потім починає ділитися.

Найпоширенішою формою безстатевого розмноження є вироблення конідій (статевих спор) з конідіофорів. Вони утворюються при поділі ядра фіалідів.

Статеве розмноження

Статеві спори виробляються в асках. Утворюються антеридій (чоловіча структура) та аскогоній (жіноча структура). Цитоплазми обох структур зливаються (плазмогамія), а потім ядра приєднуються (каріогамія).

Після формування диплоїдної клітини настає мейоз. Утворюються чотири гаплоїдні клітини, які піддаються мітозу, утворюючи таким чином вісім аскоспор.

Аскоспори гаплоїдні з одним ядром. Вони можуть мати гладку або орнаментовану поверхню і здувається вітром або скидається дощем.

Збудники та захворювання

Різні види пеніцилію є збудниками псування їжі, особливо коли умови вологі та теплі. На них розвиваються колонії, а ферменти, що виробляють їх, швидко розпадаються. Колонії, як правило, зеленуватого кольору.

Забруднення будівель спорами Penicillium та інших пологів також часто. Закриті та вологі середовища сприяють розвитку гриба. Є люди, які дуже чутливі до спор, що викликає різні захворювання органів дихання та алергію.

T. marneffei (раніше Penicillium marneffei) викликає пеніциліоз, хворобу, ендемічну для Південно-Східної Азії. Це впливає лише на імуносупресивних пацієнтів, переважно хворих на ВІЛ. Конідії заражають господаря шляхом вдихання, а потім розвиваються внутрішньоклітинно, впливаючи на функції деяких органів.

Біотехнологія

Деякі види пеніцилію широко застосовуються в харчовій та фармацевтичній промисловості.

У багатьох м'ясних продуктах, які піддаються процесам дозрівання, присутність грибкових колоній на поверхні. Ці гриби підсилюють характерні аромати та ароматизатори завдяки виробництву різних хімічних сполук.

Види пеніцилію складають поверхневу мікробну флору в деяких ферментованих ковбасах, таких як салямі. Це антиоксиданти і запобігають висушування, крім їх протеолітичної здатності сприяють затвердінню продуктів та уникненню нападу хвороботворних мікроорганізмів.

Що стосується так званих блакитних сирів, P. roqueforti додається під час їх дозрівання. Його активність виробляє ферменти, які розщеплюють хімічні сполуки, створюючи характерний аромат і аромат цих сирів. Сині плями - це колонії гриба на сирі.

Деякі види здатні виробляти природні антибіотики. Одним з таких є пеніцилін, який отримують переважно з P. chrysogenum. Пеніцилін був першим антибіотиком, який застосовувався в медицині.

Список літератури

1. Acosta R (2006) Вибір виробників пеніцилію протигрибкових пептидів для використання в м'ясних продуктах. Пам'ять, щоб отримати право на звання доктора. Факультет ветеринарної медицини, Університет Естремадури, Іспанія. 288 с.
2. Cabañes J, MR Bragulat та G Castellá (2010) Ochratoxin - вид-виробник у роді Penicillium. Токсини 2: 1111-1120.
3. Houbraken та Р.А. Самсон (2011) Філогенез пеніцилію та поділ Trichocomaceae на три сім'ї. Дослідження з мікології 70: 1-51.
4. Самсон Р.А., Н Йілмазі, Дж. Хоубракен, Н Шпіренбург, К.А. Зейферт, Ю.В. Петерсон, Дж. Варга та Ж.К. Фрісвад (2011 р.). Дослідження з мікології 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi та Р.А. Самсон (2014) Ідентифікація та номенклатура роду Penicillium. Дослідження з мікології 78: 343-371.
6. Ядав А, П Верма, В. Кумар, П Сангван, С Мішра, Н Панджар, В. Гупта та А. К. Саксен (2017) Біорізноманіття роду Penicillium у різних місцях існування. В: К. В. Гупта та С. Родрігес-Канто (ред.). Нові та майбутні розробки в галузі мікробної біотехнології та біоінженерії. Властивості та застосування системи пеніцилій. Elsevier, Великобританія.