Пенициллий - Penicillium

Пенициллий
Penicillium Pengo.jpg
Пенициллий sp.
Научная классификация е
Королевство:Грибы
Подразделение:Аскомикота
Класс:Евротиомицеты
Порядок:Евротиалы
Семья:Trichocomaceae
Род:Пенициллий
Ссылка на сайт (1809)
Типовой вид
Penicillium expansum
Ссылка (1809)
Виды

более 300
Список видов Penicillium

Синонимы[1]

Floccaria Grev. (1827)
Аспергиллоиды Dierckx (1901)
Вальция Сорокин (1871)
Pritzeliella Хенн. (1903)

Пенициллий (/ˌпɛпɪˈsɪляəм/) является родом аскомицетичный грибы это имеет большое значение для окружающей среды, при порче пищевых продуктов, а также при производстве пищевых продуктов и лекарств.

Некоторые представители рода производят пенициллин, молекула, которая используется как антибиотик, который убивает или останавливает рост определенных видов бактерий. Другие виды используются в сыроделие. Согласно Словарь грибов (10-е издание, 2008 г.) широко распространенный род насчитывает более 300 видов.[2]

Таксономия

Впервые в научной литературе род был описан Иоганн Генрих Фридрих Линк в его работе 1809 года Наблюдения у обыкновенных подорожников натурных; он написал: «Penicillium. Thallus e floccis caespitosis septatis simplicibus aut ramosis Feribus erectis apice penicillatis», где penicillatis обозначается «похожим на карандаш» (имея в виду Кисть для карандашей из верблюжьей шерсти.[3][4] Ссылка включала три вида -P. Candidum, P. expansum, и P. glaucum —Все это привело к появлению щеточного конидиофор (бесполая спорообразующая структура). Гриб яблочной гнили обыкновенный P. expansum позже был выбран в качестве типовой вид.[5]

В его 1979 монография, Джон И. Питт разделил Пенициллий на четыре подроды на основе конидиофор морфология и шаблон ветвления: Аспергиллоиды, Бивертицилл, Фуркатум, и Пенициллий.[6] Виды, входящие в подрод Бивертицилл позже были объединены в Таларомицеты.

Виды

Основная статья: Список видов Penicillium
Различные грибы, в том числе Пенициллий и Аспергиллы виды, произрастающие в аксеническая культура
Пенициллий плесень на мандарины, наверное Penicillium digitatum.

Выбранные виды включают;

Этимология

Название рода происходит от латинский корень пеницилла, что означает «кисть художника» и относится к цепочкам конидий, которые напоминают метлу.[7]

Характеристики

Пенициллий sp. под светлопольной микроскопией (увеличение 10 × 100) с окрашиванием лактофеноловым хлопковым синим

В слоевище (мицелий ) состоит из сильно разветвленных сетей многоядерный, обычно бесцветный гифы, где каждая пара ячеек разделена перегородка. Конидиеносцы в конце каждой ветви сопровождаются зелеными сферическими узлами сужения, называемыми конидии. Эти пропагулы играют важную роль в воспроизводстве; конидии - основная стратегия распространения этих грибов.

Половое размножение предполагает производство аскоспоры, начиная с слияния архегоний и антеридий, с разделением ядер. Нерегулярно распределенные asci содержат по восемь одноклеточных аскоспор каждая.

Экология

Виды Пенициллий Повсеместно распространенные почвенные грибы, предпочитающие прохладный и умеренный климат, обычно присутствующие везде, где есть органический материал. Сапрофитный виды Пенициллий и Аспергиллы являются одними из самых известных представителей Евротиалы и живут в основном за счет органических биоразлагаемых веществ. В Америке широко известен как формы, они являются одной из основных причин порча пищи, особенно виды подрод Пенициллий.[8] Многие виды производят высокотоксичные микотоксины. Способность этих Пенициллий возможность роста на семенах и других хранящихся пищевых продуктах зависит от их склонности к размножению в условиях низкой влажности и к быстрой колонизации за счет распространения по воздуху, пока семена достаточно влажные.[9] Некоторые виды имеют синий цвет, обычно растут на старом хлебе и придают ему голубую нечеткую текстуру.

Немного Пенициллий виды поражают плоды и луковицы растений, в том числе P. expansum, яблоки и груши; P. digitatum, цитрусовые;[10] и P. allii, чеснок.[11] Известно, что некоторые виды являются патогенными для животных; P. corylophilum, П. фелутанум, P. implatum, П. janthinellum, P. viridicatum, и P. waksmanii являются потенциальными возбудителями комары.[12]

Пенициллий виды присутствуют в воздухе и пыли в помещениях, таких как дома и общественные здания. Грибок можно легко переносить с улицы и выращивать в помещении, используя строительный материал или накопленную почву для получения питательных веществ для роста. Пенициллий рост может происходить в помещении даже при низкой относительной влажности, если на данной поверхности имеется достаточное количество влаги. Британское исследование показало, что Аспергиллы- и Пенициллий-тип споры были наиболее распространены в воздухе жилых помещений и превышали уровни на открытом воздухе.[13] Даже потолочные плитки может поддерживать рост Пенициллий- как показало одно исследование, - если относительная влажность составляет 85%, а влажность плитки превышает 2,2%.[14]

Немного Пенициллий виды вызывают повреждение оборудования и горючих материалов и смазочных материалов, используемых для их работы 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 вызвать повреждение масел и смазок; P. regulosum повреждает оптическое и защитное стекло.[15]

Экономическая ценность

Основная структура пенициллина
Гризеофульвин

Несколько видов рода Пенициллий играют центральную роль в производстве сыра и различных мясных продуктов. Чтобы быть конкретным, Пенициллий формы находятся в Голубой сыр. Penicillium camemberti и Penicillium roqueforti формы на камамбер, Бри, Рокфор, и многие другие сыры. Penicillium nalgiovense используется в мягких созревших сырах, таких как сыр Nalžovy (ellischau), а также для улучшения вкуса колбас и ветчины, а также для предотвращения колонизации другими плесневыми грибами и бактериями.[16][17]

Помимо важности для пищевой промышленности, виды Пенициллий и Аспергиллы служат в производстве ряда биотехнологических ферменты и другие макромолекулы, такие как глюконовый, лимонный, и винная кислота, а также несколько пектиназы, липаза, амилазы, целлюлазы, и протеазы. Немного Пенициллий виды показали потенциал для использования в биоремедиация, более конкретно mycoremediation из-за их способности расщеплять различные ксенобиотические соединения.[18] Penicillium также предотвращает попадание бактерий на организм.[нужна цитата ]

Род включает в себя большое количество разновидностей плесневых грибов, которые являются источником основных антибиотики. Пенициллин, препарат, производимый P. chrysogenum (ранее P. notatum), был случайно обнаружен Александр Флеминг в 1929 году, и было обнаружено, что он подавляет рост Грамположительный бактерии (см. бета-лактамы ). Его потенциал как антибиотика был реализован в конце 1930-х годов, и Говард Флори и Эрнст Чейн очищенное и концентрированное соединение. Успех препарата в спасении солдат во время Второй мировой войны, которые умирали от инфицированных ран, привел к тому, что Флеминг, Флори и Чейн совместно выиграли Нобелевская премия по медицине в 1945 г.[19]

Гризеофульвин является противогрибковый препарат и потенциал химиотерапевтическое средство[20] что было обнаружено в P. griseofulvum.[21] Дополнительные виды, которые производят соединения, способные ингибировать рост опухолевых клеток in vitro включают: P. pinophilum,[22] P. canescens,[23] и P. glabrum.[23]

Размножение

Хотя многие эукариоты способны воспроизводить сексуально, аж 20% грибковый считалось, что виды размножаются исключительно бесполый означает. Однако недавние исследования показали, что секс встречается даже у некоторых предположительно бесполых видов. Например, недавно была показана сексуальная способность грибка. Penicillium roqueforti, используется в качестве стартера для голубой сыр производство.[24] Этот вывод был частично основан на доказательствах функциональной тип вязки (MAT) гены, которые участвуют в сексуальной совместимости грибов, и наличие в секвенированном геноме большинства важных генов, которые, как известно, участвуют в мейоз. Penicillium chrysogenum имеет большое медицинское и историческое значение как оригинальный 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 Bohm et al.[25] наконец продемонстрировал половое размножение в P. chrysogenum.

Эти выводы с Пенициллий виды согласуются с накоплением доказательств из исследований других эукариотический вид, что пол, вероятно, присутствовал у общего предка всех эукариоты.[26] Более того, эти недавние результаты показывают, что секс можно поддерживать, даже если очень мало генетическая изменчивость производится.

До 2013 года, когда "один гриб, одно название "изменение номенклатуры вступило в силу, Пенициллий использовался как род анаморфов (клональных форм) грибов и Таларомицеты использовался для телеоморфов (половых форм) грибов. Однако после 2013 года грибы были переклассифицированы на основе их генетического родства друг с другом, и теперь оба Пенициллий и Таларомицеты оба рода содержат виды, способные только к клональному и половому воспроизводству.

использованная литература

  1. ^ "Пенициллий Ссылка 1809 ". MycoBank. Международная микологическая ассоциация. Получено 2011-07-14.
  2. ^ Кирк, премьер-министр; Пушка, ПФ; Минтер, DW; Сталперс, Дж. А. (2008). Словарь грибов (10-е изд.). Уоллингфорд, Великобритания: CABI. п.505. ISBN  978-0-85199-826-8.
  3. ^ Идентификация и номенклатура рода Penicillium, C.M. Visagie1, J. Houbraken1``, J.C. Frisvad2``, S.-B. Hong3, C.H.W. Клаассен4, Г. Перроне5, К.А. Seifert6, J. Varga7, T. Yaguchi8, R.A. Самсон, 22 сентября 2014 г., https://dx.doi.org/10.1016/j.simyco.2014.09.001
  4. ^ Ссылка, JHF (1809). "Observationes in ordines plantarum naturales. Диссертация I". Magazin der Gesellschaft Naturforschenden Freunde Berlin (на латыни). 3: 3–42.
  5. ^ Samson, R.A .; Питт, Дж. (1985). Достижения в Пенициллий и Аспергиллы Систематика. Springer. ISBN  978-0-306-42222-5.
  6. ^ Питт, Дж. (1979). Род Пенициллий и его телеоморфные состояния Eupenicillium и Таларомицеты. Академическая пресса. ISBN  978-0-12-557750-2.
  7. ^ Haubrich, W.S. (2003). Медицинские значения: глоссарий происхождения слов (2-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Американский колледж врачей. п. 175. ISBN  978-1-930513-49-5. Получено 2013-02-03.
  8. ^ Самсон Р.А., Зайферт К.А., Куиджперс А.Ф., Хубракен Дж. А., Фрисвад Дж. К. (2004). «Филогенетический анализ Пенициллий подрод Pencillium с использованием частичных последовательностей бета-тубулина » (PDF). Исследования в области микологии. 49: 175–200.
  9. ^ Питт Дж. И., Базилико Дж. К., Абарка М. Л., Лопес К. (2000). «Микотоксины и токсигенные грибы». Медицинская микология. 38 (Дополнение 1): 41–46. Дои:10.1080/714030911. PMID  11204163.
  10. ^ Балгри, Б. (2003). Вкусы и привкусы в пище. CRC Press. п. 134. ISBN  978-1-85573-449-4. Получено 2013-02-03.
  11. ^ Вальдес Дж. Г., Макуч М. А., Ордовини А. Ф., Масуэлли Р. В., Овери Д. П., Пикколо Р. Дж. (2006). "Первый отчет Penicillium allii как полевой возбудитель чеснока (Allium sativum)". Патология растений. 55 (4): 583. Дои:10.1111 / j.1365-3059.2006.01411.x.
  12. ^ да Коста, GL; де Мораес, AM; де Оливейра, PC (1998). «Патогенное действие Пенициллий виды на комаров-переносчиков тропических болезней человека ". Журнал базовой микробиологии. 38 (5–6): 337–41. Дои:10.1002 / (SICI) 1521-4028 (199811) 38: 5/6 <337 :: AID-JOBM337> 3.0.CO; 2-N. PMID  9871331.
  13. ^ Ярмарки, А .; Wardlaw, AJ; Томпсон, младший; Пэшли, CH (2010). «Рекомендации по окружающим, интрамурально переносимым по воздуху спорам грибов». Журнал исследовательской аллергологии и клинической иммунологии. 20 (6): 490–98. PMID  21243933.
  14. ^ Чанг, JCS; Foarde, KK; Ваносделл, DW. (1995). «Оценка роста грибов (Пенициллий и Aspergillus spp.) на потолочной плитке ». Атмосферная среда. 29 (17): 2331 37. Bibcode:1995AtmEn..29.2331C. Дои:10.1016/1352-2310(95)00062-4.
  15. ^ Семенов С.А., Гумаргалиева К.З., Зайков Г.Е. (01.08.2003). Биодеградация и стойкость материалов под действием микроорганизмов (новые концепции в науке о полимерах). V.S.P. Intl Science. С. 34–35. ISBN  978-90-6764-388-7.
  16. ^ Mrázek, J; Пахлова, В; Buka, F; Черникова, М; Dráb, V; Бейблова, М; Станек, К; Булькова, Л. (11 сентября 2015 г.). «Влияние различных штаммов Penicillium nalgiovense на сыр Nalžovy во время созревания». Журнал продовольственной науки и сельского хозяйства. 96 (7): 2547–54. Дои:10.1002 / jsfa.7375. PMID  26251231.
  17. ^ Марианский, С .; Марианский, А. (2009). Искусство приготовления ферментированных колбас. Семинол, Флорида: Bookmagic. п. 47. ISBN  978-0-9824267-1-5. Получено 2013-02-03.
  18. ^ Лейтао, А.Л. (2009). "Потенциал Пенициллий виды в области биоремедиации ". Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения. 6 (4): 1393–417. Дои:10.3390 / ijerph6041393. ЧВК  2681198. PMID  19440525.
  19. ^ Рифкинд, Д .; Фриман, Г. (2005). Открытия по инфекционным болезням, получившие Нобелевскую премию. Лондон, Великобритания: Academic Press. С. 43–46. ISBN  978-0-12-369353-2. Получено 2013-02-03.
  20. ^ Сингх П., Ратинасами К., Мохан Р., Панда Д. (2008). «Динамика сборки микротрубочек: привлекательная мишень для противоопухолевых препаратов». IUBMB Life. 60 (6): 368–75. Дои:10.1002 / iub.42. PMID  18384115. S2CID  111334.
  21. ^ De Carli, L .; Ларица, Л. (1988). «Гризеофульвин». Мутационные исследования. 195 (2): 91–126. Дои:10.1016/0165-1110(88)90020-6. PMID  3277037.
  22. ^ Николетти Р., Манзо Э., Чаватта М.Л. (2009). «Встречаемость и биоактивность соединений, родственных фукону». Международный журнал молекулярных наук. 10 (4): 1430–44. Дои:10.3390 / ijms10041430. ЧВК  2680625. PMID  19468317.
  23. ^ а б Nicoletti, R .; Buommino, E .; De Filippis, A .; Lopez-Gresa, M .; Manzo, E .; Карелла, А; Петраццуоло, М; Туфано, М.А. (2009). «Биоразведка антагонистических Пенициллий штаммы как ресурс новых противоопухолевых препаратов ». Всемирный журнал микробиологии. 24 (2): 185–95. Дои:10.1007 / s11274-007-9455-у. S2CID  86101370.
  24. ^ Ропарс Дж., Дюпон Дж., Фонтанильяс Э., Родригес де ла Вега RC, Маланьяк Ф., Котон М., Жиро Т., Лопес-Вильявисенсио М. (2012). «Секс в сыре: свидетельство сексуальности в грибке Penicillium roqueforti». PLOS ONE. 7 (11): e49665. Bibcode:2012PLoSO ... 749665R. Дои:10.1371 / journal.pone.0049665. ЧВК  3504111. PMID  23185400.
  25. ^ Бём Дж., Хофф Б., О'Горман К.М., Вольферс С., Кликс В., Бингер Д., Задра И., Кюрнштайнер Х., Пёггелер С., Дайер П.С., Кюк Ю. (январь 2013 г.). «Половое размножение и развитие штаммов, опосредованных спариванием, у пенициллин-продуцирующего гриба Penicillium chrysogenum». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 110 (4): 1476–81. Дои:10.1073 / pnas.1217943110. ЧВК  3557024. PMID  23307807.
  26. ^ Малик С.Б., Пайтлинг А.В., Стефаниак Л.М., Щурко А.М., Логсдон Дж.М. (2008). «Расширенный перечень консервативных мейотических генов предоставляет доказательства пола у Trichomonas vaginalis». PLOS ONE. 3 (8): e2879. Bibcode:2008PLoSO ... 3,2879 млн. Дои:10.1371 / journal.pone.0002879. ЧВК  2488364. PMID  18663385.

внешние ссылки