ПЕНИЦИЛИЈУМ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ТАКСОНОМИЈА, МОРФОЛОГИЈА, СТАНИШТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Пенициллиум је род бактерија које се налазе у пхиллуму Асцомицота. Први пут га је описао немачки миколог Хеинрицх Линк 1809. године и његова таксономија је била сложена.

У почетку се налазио у Деутеромицетес (несавршене гљивице), с обзиром да је познато само његово анаморфно (асексуално) стање. Касније је утврђено да Пенициллиум одговара телеоморфним (сексуалним) стањима родова Асцомицетес Еупенициллиум и Таларомицес.

Цонидиопхоре оф Пенициллиум сп. Написао АЈЦ1, путем Викимедиа Цоммонс.

Анаморфно стање Пенициллиум-а карактерише сепатска хиалинска (безбојна) хифа. Када се ставе у лабораторијске културе културе, колоније постају плаве, плавкасто-зелене, ружичасте.

Етимологија Пенициллиум-а потиче из четкице, пошто су конидиофори (структуре које производе асексуалне споре) разгранати.

Пеницилијум, заједно с другим врстама гљивица, познат је као плијесан, јер расте на различитим органским производима, формирајући слој различитих боја. Овај род је сапрофит и може да расте у различитим срединама.

Многе су врсте од великог значаја за људе. Пеницилин (први антибиотик који се користи у медицини) добијен је из П. цхрисогенум. С друге стране, такозвани плави сиреви добијају своје карактеристике липолитичком и протеолитичком активношћу врста Пенициллиум.

Неке су врсте штетне по здравље. Они производе разне токсине попут охратоксина који оштећују бубрежни систем. Остале врсте оштећују разне намирнице као што су хлеб и цитруси. Неки су патогени животиња и људи.

Опште карактеристике

Групу карактерише представљање сепатних хифа и мицелија који формирају филаменте. Када се узгаја у лабораторији, ствара колоније са компактним мицелијем и добро дефинисаним границама.

Колоније брзо расту и имају вунаст или памучан изглед. У почетку су беле, а затим постају плаво-зелене, зеленкасто-жуте или ружичасте.

Сполне споре (аскоспоре) настају у асци (плодним тијелима), који могу бити дрвенасти или мекши по текстури, овисно о групи.

Најистакнутија карактеристика рода је развој разгранатих конидиофора у облику четкице. Различите врсте гранања конидиофора омогућавају разликовање врста.

Конидиофор је добро структуриран и има осовину од које се формирају гране (металлис). На метилима се формирају фијалиди (ћелије у облику боца које производе конидије). Ово је најважнији лик за разликовање врста рода.

Врсте конидиофора

Једноставно : фиалиди су самотни.

Моноверцитилати : група фијалида настаје на врху осе конидиофоре.

Дивицариатес : метуле се гранају на различитим висинама и на њима су групе фијалида.

Бивертицилати : на врху осовине формирају се три или више металишта , а свака има групу фијалида на врху.

Тервертиилати : они представљају низ интермедијарних грана између метула и фијадата.

Производња микотоксина

Врсте пеницилија производе токсичне материје које контаминирају храну, а познате су као микотоксини. Најчешћи су охратоксини и патулини.

Охратоксини могу контаминирати житарице и сиреве, као и акумулирати се у масти животиња које конзумирају људи. Ови токсини утичу на систем бубрега.

Патулини се налазе у житарицама и орасима. Може да ослаби имуни систем и нападне нервни систем.

Прехрана

Пенициллиум врсте су сапрофити. Имају висок капацитет за разградњу органских материја због чињенице да производе велику количину хидролизних ензима. Ови ензими имају способност убрзавања процеса разградње.

Ове гљивице су познате као плијесни и њихове споре су главни загађивачи зрака у многим затвореним зградама. Поред тога, понашају се као патогени различитих култура и на пољу и у жетви.

Многи могу произвести токсине који штете људима. Друге фаворизују ферментацију неке хране и такође су способне да производе антибиотике.

Филогенија и таксономија

Таксономија Пенициллиум-а је прилично сложена, јер је у многим групама гљива било често да се анаморфна и телеоморфна стања сматрају различитим својтама.

У почетку се род налазио у вештачкој групи Деутеромицетес (несавршене гљивице), јер њихови сексуални облици нису били познати. Телеоморфи се налазе у типу Асцомицота унутар реда Еуротиалес

Род је издвојен у четири подгенере: Аспергиллоидес, Фурцатум, Пенициллиум и Бивертициллиум, који се разликују по врсти конидиофора. Касније је Бивертициллатум повезан са телеоморфним родом Таларомицес, а остале три подгенере са Еупенициллиум.

Касније је у прегледу на Пенициллиум сенсо стрицто (не укључујући Таларомицес) телеоморф Еупенициллиум сматран синонимом, будући да је назив Пенициллиум старији.

Пол

Карактерише га представљање асција формираних мрежом хифа са глатким зидовима. Асци сазревају за неколико недеља у медијуму за културу. Формирано је осам аскоспора које су једноћелијске. Анаморфа (субгенус Бивертициллатум) има уске фиалиде.

Молекуларне студије су утврдиле да се ради о монофилетној групи и да се тренутно налази у породици Трицхоцомацеае. Препознато је око 110 врста које су груписане у седам одељка.

Међу занимљивим врстама истиче се Т. марнеффеи, патоген који изазива системску микозу код пацијената са ХИВ-ом.

Пол

Тренутно род обухвата све врсте Еупенициллиум, као и родове Еладиа, Торуломицес, Цхромоцлеиста и Хемицарпентелес.

Врсте представљају асци са изодијаметријским ћелијама (једнаке стране), са врло тврдим зидовима (склеротизоване). Асци је потребно више месеци да сазри, а у неким случајевима аскоспоре не успевају.

Асексуално стање карактеришу ампулозни или широки фијали у облику боце.

Род је смештен у породици рода Аспергиллацеае и подељен је у две подгенере (Аспергиллоидес и Пенициллиум) и 25 одељка.

Станиште

Врсте пеницилија могу успевати у различитим окружењима и имати космополитску распрострањеност. Они су способни да живе у екстремним условима температуре, сланости, пХ или воденог стреса.

Забиљежено је присуство пенициллиума на више од 400 врста биљака. Пронађени су у веома хладним пределима, као што су субарктик и тундра.

У сланим срединама пријављено је присуство врста Пенициллиум као ендофити морске траве или растућих у тлима високе сланости.

Остале врсте су способне да расту на високо закисељеним тлима природним путем или људским активностима, попут рударских отпадних вода и индустријских отпадних вода.

Репродукција

Врсте пенициллиум и Таларомицес размножавају се асексуално и сексуално.

Асексуална репродукција

Може настати фрагментацијом мицелија који се касније и даље дијели. У другим случајевима, може се формирати склеротијум (мицелијум са дебелим зидом) који може издржати неповољне услове и затим почети да се дели.

Најчешћи облик асексуалне репродукције је стварање конидија (споре споре) из конидиофора. Оне се формирају од поделе нуклеуса фиалида.

Сексуално размножавање

Секс споре се производе у асци. Стварају се антхеридијум (мушка структура) и аскогонијум (женска структура). Цитоплазме обе структуре се стапају (плазмогамија), а затим се језгра спајају (кариогамија).

Једном када се формира диплоидна ћелија, долази до мејозе. Формиране су четири хаплоидне ћелије које су подвргнуте митози, стварајући тако осам аскоспора.

Аскоспоре су хаплоидне са једним једром. Могу имати глатку или украшену површину и отпухан је ветром или кишом.

Патогени и болести

Различите врсте Пенициллиума су узрочници кварења хране, посебно када су услови влажни и топли. На њима се развијају колоније, а ензими који их производе брзо се разграђују. Колоније су углавном зеленкасте боје.

Контаминација зграда спорама Пенициллиум-а и других родова је такође честа. Затворено и влажно окружење погодује развоју гљивице. Постоје људи који су веома осетљиви на споре, што изазива различите респираторне болести и алергије.

Т. марнеффеи (раније Пенициллиум марнеффеи) узрокује пеницилиозу, болест ендемичну за југоисточну Азију. Ово погађа само болеснике са имуносупресијом, углавном оне који имају ХИВ. Конидије инфицирају домаћина инхалацијом, а затим се развијају интраћелијски, утичући на функцију неких органа.

Биотехнологија

Неке врсте пеницилија се широко користе у прехрамбеној и фармацеутској индустрији.

У многим месним производима који су подвргнути процесима сазревања, присутно је присуство гљивичних колонија на површини. Ове гљиве појачавају карактеристичне ароме и ароме услед производње различитих хемијских једињења.

Врсте пеницилија чине површинску микробну флору у неким ферментираним кобасицама као што су саламе. То су антиоксиданти и спречавају исушивање, осим што њихови протеолитички капацитети доприносе излечењу производа и спречавају напад патогена.

У случају такозваних плавих сирева, П. рокуефорти се додаје током њиховог сазревања. Његова активност производи ензиме који разграђују хемијска једињења производећи карактеристичну арому и укус ових сирева. Плаве тачке су колоније гљивице на сиру.

Неке врсте су способне да производе природне антибиотике. Један од њих је пеницилин који се углавном добија из П. цхрисогенум. Пеницилин је био први антибиотик који се користио у медицини.

Референце

1. Ацоста Р (2006) Избор произвођача пенициљума антигљивичних пептида за употребу у месним производима. Памћење за квалификацију за титулу доктора. Факултет ветеринарске медицине, Универзитет у Екстремадури, Шпанија. 288 п.
2. Цабанес Ј, МР Брагулат и Г Цастелла (2010) Оцхратокин производи производјач из рода Пенициллиум. Токсини 2: 1111-1120.
3. Хоубракен и РА Самсон (2011) Пхилогени оф Пенициллиум и сегрегација Трицхоцомацеае у три породице. Студије из микологије 70: 1-51.
4. Самсон РА, Н Иилмази, Ј Хоубракен, Х Спиеренбург, КА Сеиферт, СВ Петерсон, Ј Варга и ЈЦ Фрисвад (2011) Филогенија и номенклатура рода Таларомицес и својте смештене у Пенициллиум субгенус Бивертициллиум. Студије из микологије 70: 159-183.
5. Висагие ЦМ, Ј. Хоубракен, ЈЦ Фрисвад, СБ Хонг, ЦГВ Клаассен, Г Перроне, КА Сеиферт, Ј. Варга, Т Иагуцхи и РА Самсон (2014) Идентификација и номенклатура рода Пенициллиум. Студије из микологије 78: 343-371.
6. Иадав А, П Верма, В Кумар, П Сангван, С Мисхра, Н Пањиар, В Гупта и АК Сакена (2017) Биодиверзитет рода Пенициллиум у различитим стаништима. У: КВ Гупта и С Родригуез-Цанто (ур.). Нови и будући развој микробне биотехнологије и биоинжињеринга. Својства и апликације пеницилијум система. Елсевиер, Уједињено Краљевство.