פניציליום: מאפיינים, טקסונומיה, מורפולוגיה, בית גידול - ביולוגיה - 2025

פניציליום הוא מין של חיידקים שנמצאים בפילם Ascomycota. זה תואר לראשונה על ידי המיקולוג הגרמני היינריך לינק בשנת 1809 והטקסונומיה שלו הייתה מורכבת.

תחילה הוא היה ממוקם ב Deuteromycetes (פטריות לא מושלמות), מכיוון שרק מצבה האנאורפי (הלא-מיני) היה ידוע. מאוחר יותר נמצא כי פניציליון תואם את המצבים הטלומורפיים (המיניים) של הז'אנר Eupenicillium ו- Talaromyces של האסקומיציטים.

Conidiophore of Penicillium sp. מאת AJC1, באמצעות Wikimedia Commons.

המצב האנאורפי של פניציליום מאופיין בהיפות היפאליות (ללא צבע). כאשר הם מכניסים לתקשורת תרבותית במעבדה, מושבות הופכות מכחול, ירוק-כחלחל, לורוד.

האטימולוגיה של פניציליום מגיעה ממברשת, מכיוון שהקונידיופורים (מבנים המייצרים נבגים א-מיני) הם מסועפים.

פניציליום, יחד עם סוגים אחרים של פטריות, ידועים כתבניות, מכיוון שהם גדלים על מוצרים אורגניים שונים, ויוצרים שכבה בצבעים שונים. מין זה הוא ספראפיטי ויכול לצמוח בסביבות שונות.

מינים רבים מהסוג חשובים מאוד לבני אדם. פניצילין (האנטיביוטיקה הראשונה ששימשה ברפואה) התקבל מ- P. chrysogenum. לעומת זאת הגבינות הכחולות שנקראות משיגות את המאפיינים שלהן מהפעילות הליפוליטית והפרוטאוליטית של מיני הפניציליון.

מינים מסוימים מזיקים לבריאות. אלה מייצרים רעלים שונים כמו אוקרטוקסינים הפוגעים במערכת הכליות. מינים אחרים פוגעים במזונות שונים כמו לחם והדרים. חלקם הם פתוגנים של בעלי חיים ובני אדם.

מאפיינים כלליים

הקבוצה מאופיינת בהצגת מקפי ספטפט והצורות החיצוניות. כאשר הוא מעובד במעבדה הוא מייצר מושבות עם mycelium קומפקטי ושוליים מוגדרים היטב.

המושבות צומחות במהירות ויש להן מראה צמרירי או כותני. בתחילה הם לבנים ואז הופכים כחולים-ירוקים, ירוקים-צהובים או ורודים.

נבגי המין (אסקוספוריות) מיוצרים באסקי (גופי פרי) שיכולים להיות וודיים או רכים יותר במרקם בהתאם לקבוצה.

המאפיין הבולט ביותר של הסוג הוא התפתחות של קונפידיופורים מסועפים, בצורת מברשת. הסוגים השונים של הסתעפות הקונידיופור מאפשרים להבדיל בין המינים.

הקונידיופור מובנה היטב ובעל ציר ממנו נוצרים ענפים (מטאליס). הפיאלידים (תאים בצורת בקבוק המייצרים conidia) נוצרים על המטולות. זו הדמות החשובה ביותר להבדיל בין המינים של הסוג.

סוגי conidiophores

פשוט : הפיאלידים בודדים.

מונו -verticylates : קבוצה של פיאלידים מופיעה בקצהו של ציר conidiophore.

מתפללים : המתודולות מסתעפות בגבהים שונים ועל אלה קבוצות של פיאלידים.

Biverticylates : שלושה מתכתיים או יותר נוצרים בקצה הפיר, כאשר לכל אחד מהם קבוצה של פיאלידים בקצה המפתח.

טרוורטיקילטים : הם מציגים סדרה של ענפי ביניים בין המטולות לפיאלידים.

ייצור מיקרוטוקסינים

מיני הפניציליון מייצרים חומרים רעילים המזהמים מזון, הידועים כמיקוטוקסינים. הנפוצים ביותר הם אוקראטוקסינים ופטולינים.

אוקראטוקסינים יכולים לזהם דגנים וגבינות, כמו גם להצטבר בשומן של בעלי חיים הנצרכים על ידי בני אדם. רעלים אלה משפיעים על מערכת הכליות.

הפטולינים נמצאים בדגנים ואגוזים. זה יכול להחליש את מערכת החיסון ולתקוף את מערכת העצבים.

תְזוּנָה

מיני הפניציליון הם ספירופיטים. יש להם יכולת גבוהה להשפיל חומר אורגני מכיוון שהם מייצרים כמות גדולה של אנזימים הידרוליטיים. לאנזימים אלו יש יכולת להאיץ את תהליך הפירוק.

פטריות אלה ידועות כתבניות ונבגי עצמן הם מזהמי האוויר העיקריים במבנים סגורים רבים. בנוסף, הם מתנהגים כפתוגנים של יבולים שונים הן בשדה והן לאחר הקטיף.

רבים יכולים לייצר רעלים הגורמים נזק לבני אדם. אחרים מעדיפים תסיסה של מזונות מסוימים והם גם מסוגלים לייצר אנטיביוטיקה.

פילוגניות וטקסונומיה

הטקסונומיה של פניציליום מורכבת למדי, מכיוון שבקבוצות רבות של פטריות היה לעתים קרובות שהמדינות האנאורפיות והטלומורפיות נחשבו לטקסיות שונות.

תחילה נמצא הסוג בקבוצה המלאכותית Deuteromycetes (פטריות לא מושלמות) מכיוון שצורותיהם המיניות לא היו ידועות. Teleomorphs ממוקמים על תעלת Ascomycota במסגרת Eurotiales

הסוג הופרד לארבע תת-חוגים: אספרגילויידס, פורצ'אטום, פניציליום ובויברטיציליום, הנבדלים זה מזה בסוג הקונידיופור. מאוחר יותר, Biverticillatum היה קשור לסוג הטלומורפי Talaromyces ושלושת תת התאים האחרים עם Eupenicillium.

מאוחר יותר, בסקירה של Penicillium senso stringo (לא כולל Talaromyces), הטלומורף Eupenicillium נחשב לשם נרדף, מכיוון שהשם Penicillium ישן יותר.

מִין

הוא מאופיין בהצגת אסי שנוצרה על ידי רשת של היפים עם קירות חלקים. אסי בוגר בעוד מספר שבועות במדיום תרבות. נוצרים שמונה אסקוספורסים שהם חד-תאיים. באנאמרה (subgenus Biverticillatum) יש פיאלידים צרים.

מחקרים מולקולריים קבעו כי מדובר בקבוצה מונופילטית ונמצאת כיום במשפחת Trichocomaceae. כ -110 מינים מוכרים, המקובצים לשבעה חלקים.

מבין מיני העניין, בולטת T. marneffei, פתוגן הגורם למיקוזיס סיסטמי אצל חולי HIV.

מִין

נכון לעכשיו הסוג כולל את כל המינים של Eupenicillium, כמו גם את הסוגות Eladia, Torulomyces, Chromocleista ו- Hemicarpenteles.

המינים מציגים אסי עם תאים איזודיאמטריים (צדדים שווים), עם קירות קשים מאוד (sclerotized). אסי לוקחים חודשים כדי להתבגר, ובמקרים מסוימים אסקוספוריות לא מצליחות להתבגר.

המצב הבלתי-מיני מתאפיין בפיאלידים רחבים מדהימים או בצורת בקבוק.

הסוג ממוקם במשפחת אספרגילאהאה והוחלק לשתי תת-גנים (אספרגילוידס ופניציליון) ו -25 חלקים.

בית גידול

מיני הפניציליון יכולים לשגשג בסביבות מגוונות ויש להם תפוצה קוסמופוליטית. אלה מסוגלים לחיות בתנאים קיצוניים של טמפרטורה, מליחות, pH או לחץ מים.

דווח על נוכחותו של פניציליום על יותר מ -400 מיני צמחים. הם נמצאו באזורים קרים מאוד כמו התת-ארקטי והטונדרה.

בסביבות מלוחים דווח על נוכחותם של מיני פניציליום כאנדופיטים של עשב ים או גדלים בקרקעות של מליחות גבוהה.

מינים אחרים מסוגלים לגדול בקרקעות חומציות מאוד באופן טבעי או על ידי פעילויות אנושיות, כגון שפכים וכריית שפכים תעשייתיים.

שִׁעתוּק

מינים של פניציליום וטאלארומיקס מתרבים בצורה מינית ומינית.

רבייה א-מינית

זה יכול להתרחש על ידי פיצול של mycelia שלאחר מכן ממשיכים להתחלק. במקרים אחרים, נוצר סקלרוטיום (mycelium בעל קירות עבים) שיכול לעמוד בתנאים שליליים ואז מתחיל להתחלק.

הצורה הנפוצה ביותר של רבייה א-מינית היא ייצור של conidia (נבגי מין) מ conidiophores. אלה נוצרים החלוקה של גרעין הפיאלידים.

רבייה מינית

נבגי המין מיוצרים באסיה. נוצרים אנטרידיום (מבנה זכר) ואסקוגוניום (מבנה נשי). הציטופלסמות של שני המבנים מתמזגות (פלסמוגמיה) ואז הגרעינים מצטרפים (קריוגמיה).

ברגע שנוצר התא הדיפלואידי, מתרחשת מיוזה. נוצרים ארבעה תאים חצובים העוברים מיטוזה, ובכך מייצרים שמונה אסקוספרורים.

Ascospores הם haploid עם גרעין בודד. הם עשויים להיות בעלי משטח חלק או מעוטר והם מפוצצים ברוח או משוחררים בגשם.

פתוגנים ומחלות

מינים שונים של פניציליום הם גורם סיבתי לקלקול מזון, במיוחד כאשר התנאים לחים וחמים. מושבות מתפתחות על אלה והאנזימים המייצרים מפרקים אותם במהירות. מושבות בדרך כלל ירקרקות בצבע.

גם זיהום מבנים על ידי נבגי פניציליום ושל סוגים אחרים הוא תדיר. סביבות סגורות ולחות מעדיפות את התפתחות הפטרייה. ישנם אנשים שרגישים מאוד לנבגים, הגורמים למחלות נשימה ואלרגיות שונות.

T. marneffei (לשעבר Penicillium marneffei) גורם לפניצילוזיס, מחלה אנדמית בדרום מזרח אסיה. זה משפיע רק על חולים מדוכאי חיסון, בעיקר אלו עם HIV. Conidia מדביק את המארח בשאיפה ואז מתפתח תוך תאית, ומשפיע על תפקודם של איברים מסוימים.

ביוטכנולוגיה

חלק ממיני הפניציליום נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית המזון והתרופות.

במוצרי בשר רבים שעוברים תהליכי התבגרות, נוכחות מושבות פטריות על פני השטח. פטריות אלה משפרות את הניחוחות והטעמים האופייניים עקב ייצורם של תרכובות כימיות שונות.

מיני פניציליון מהווים את פלורת המיקרוביאלי השטח בכמה נקניקים מותססים כמו סלמי. אלה נוגדי חמצון ומונעים ייבוש, בנוסף ליכולתם הפרוטאוליטית התורמת לריפוי המוצרים ולהימנעות מהתקף של פתוגנים.

במקרה של הגבינות הכחולות כביכול, P. roqueforti מתווסף במהלך התבגרותן. פעילותו מייצרת אנזימים המפרקים תרכובות כימיות המייצרות את הארומה והטעם האופייניים לגבינות אלה. הכתמים הכחולים הם מושבות הפטרייה בגבינה.

מינים מסוימים מסוגלים לייצר אנטיביוטיקה טבעית. אחד מאלה הוא פניצילין, המתקבל בעיקר מ- P. chrysogenum. פניצילין היה האנטיביוטיקה הראשונה ששימשה ברפואה.

הפניות

1. Acosta R (2006) בחירת יצרני פניציליום של פפטידים נגד פטריות לשימוש במוצרי בשר. זיכרון העומד בתואר דוקטור. הפקולטה לרפואה וטרינרית, אוניברסיטת אקסטראמדורה, ספרד. 288 עמ '.
2. Cabañes J, MR Bragulat ו- G Castellá (2010) Ochratoxin מין המפיק בסוג Penicillium. רעלים 2: 1111-1120.
3. Houbraken ו- RA Samson (2011) פילוגניות של פניציליון והפרדה של Trichocomaceae לשלוש משפחות. מחקרים במיקולוגיה 70: 1-51.
4. שמשון RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga ו- JC Frisvad (2011) פילוגניות וננומטרית של הסוג Talaromyces ו- taxa המאכלסות ב Penicillium subgenus Biverticillium. מחקרים במיקולוגיה 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi ו- RA Samson (2014) זיהוי והנוסקלטוריה של הסוג Penicillium. מחקרים במיקולוגיה 78: 343-371.
6. ידב A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta ו- AK Saxena (2017) המגוון הביולוגי של הסוג Penicillium בבתי גידול שונים. בתוך: KV Gupta ו- S Rodríguez-Canto (עורכת). התפתחויות חדשות ועתידיות בתחום הביוטכנולוגיה המיקרוביאלית וההנדסה הביולוגית. תכונות ויישומים של מערכת הפניציליון. Elsevier, בריטניה.