Ciri-ciri penicillium chrysogenum, taksonomi, morfologi, habitat



Penicillium chrysogenum Ia adalah spesis kulat yang paling sering digunakan dalam pengeluaran penisilin. Spesies ini berada dalam genus Penicillium dari keluarga Aspergilliaceae Ascomycota.

Ia dicirikan dengan menjadi kulat filamen, dengan hiptosis septatus. Apabila ditanam di makmal, koloni mereka berkembang pesat. Mereka mempunyai bulu untuk penampilan kapas dan warna hijau kebiruan.

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 Phylogeny dan taksonomi
    • 2.1 Synonymy
    • 2.2 bulat semasa
  • 3 Morfologi
  • 4 Habitat
  • 5 Pengeluaran semula
    • 5.1 Pembiakan aseksual
    • 5.2 Pembiakan seksual
  • 6 Media kebudayaan
  • 7 penisilin
  • 8 Rujukan

Ciri umum

P. chrysogenum Ia adalah spesies saprophytic. Ia dapat menguraikan bahan organik untuk menghasilkan sebatian karbon mudah yang digunakan dalam makanannya.

Spesies ini ada di mana-mana (ia boleh didapati di mana sahaja) dan ia adalah perkara biasa untuk mencarinya di ruang tertutup, tanah atau yang berkaitan dengan tumbuh-tumbuhan. Ia juga tumbuh pada roti dan spora adalah biasa di dalam habuk.

Spora P. chrysogenum mereka boleh menjana alahan pernafasan dan reaksi kulit. Ia juga boleh menghasilkan pelbagai jenis toksin yang memberi kesan kepada manusia.

Pengeluaran penisilin

Penggunaan spesies yang paling terkenal adalah pengeluaran penisilin. Antibiotik ini pertama kali ditemui oleh Alexander Fleming pada tahun 1928, walaupun dia mengenalinya pada prinsipnya sebagai P. rubrum.

Walaupun terdapat spesies lain Penicillium mampu menghasilkan penisilin, P. chrysogenum Ia adalah yang paling biasa. Penggunaannya yang lebih baik dalam industri farmaseutikal adalah kerana pengeluaran antibiotik yang tinggi.

Pembiakan

Mereka menghasilkan asexually melalui conidia (spora aseksual) yang berlaku di conidiophores. Ini berdinding dan berdinding nipis, dengan beberapa fonida (sel yang menghasilkan conidia).

Pembiakan seksual berlaku melalui ascospores (spora seksual). Ini dihasilkan dalam ascos berdinding tebal (badan berbuah).

Ascospores (spora seksual) dihasilkan di ascos (badan berbuah). Ini adalah cleistothecium (bulat) dan mempunyai dinding bersisik mereka.

Pengeluaran metabolit sekunder

Metabolit sekunder adalah sebatian organik yang dihasilkan oleh makhluk hidup yang tidak secara langsung mengintervensi metabolisme mereka. Dalam kes kulat, sebatian ini membantu pengenalpastian mereka. 

P. chrysogenum ia dicirikan dengan menghasilkan roquefortina C, meleagrina dan penisilin. Gabungan sebatian ini memudahkan pengenalan mereka di makmal. Di samping itu, kulat menghasilkan metabolit sekunder berwarna lain. Xanthoxilins adalah penyebab warna kuning dari ekstrak spesis yang biasa.

Sebaliknya, ia boleh menghasilkan aflatoxin, yang mycotoxin berbahaya kepada manusia. Racun ini menyerang sistem hati dan boleh menyebabkan sirosis dan kanser hati. Spora kulat mencemari pelbagai makanan yang apabila ditelan, boleh menyebabkan patologi ini.

Pemakanan

Spesies ini adalah saprophytic. Ia mempunyai keupayaan untuk menghasilkan enzim pencernaan yang dikeluarkan pada bahan organik. Enzim-enzim ini merendahkan substrat, memecahkan sebatian karbon kompleks.

Selanjutnya, sebatian paling mudah dibebaskan dan boleh diserap oleh hiphae. Nutrien yang tidak dimakan, terkumpul sebagai glikogen.

Phylogeny dan taksonomi

P. chrysogenum pertama kali digambarkan oleh Charles Thom pada tahun 1910. Spesies ini mempunyai synonymy (nama yang berlainan untuk spesies yang sama)..

Synonymy

Fleming pada 1929 mengenal pasti spesies penghasil penisilin sebagai P. rubrum, kerana kehadiran koloni merah. Seterusnya, spesies itu telah ditugaskan di bawah nama P. notatum.

Pada tahun 1949 ahli-ahli miokologi Raper dan Thom menyatakan bahawa P. notatum adalah sinonim dengan P. chrysogenum. Pada tahun 1975, kajian semula kumpulan spesies yang berkaitan telah dibuat P. chrysogenum dan 14 sinonim dicadangkan untuk nama ini.

Sebilangan besar sinonim untuk spesies ini berkaitan dengan kesukaran untuk menubuhkan watak diagnostik. Ia telah dihargai bahawa variasi dalam medium budaya mempengaruhi beberapa ciri. Ini telah membawa kepada pengenalpastian kesilapan takson tersebut.

Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa untuk prinsip keutamaan (nama pertama diterbitkan) nama untuk takhta tertua adalah P. griseoroseum, diterbitkan pada tahun 1901. Walau bagaimanapun, P. chrysogenum ia kekal sebagai nama yang dipelihara untuk penggunaannya yang luas.

Pada masa ini, watak-watak yang paling tepat untuk mengenal pasti spesies adalah pengeluaran metabolit sekunder. Kehadiran roquefortina C, penisilin dan meleagrina, menjamin pengenalpastian yang betul.

Bulat semasa

P. chrysogenum dibentangkan kepada bahagian Chrysogena daripada genus Penicillium. Genus ini terletak dalam keluarga Aspergilliaceae daripada perintah Eurotiales de los Ascomycota.

Bahagian Chrysogena dicirikan oleh kehadiran terverticilados dan conidiophores empat vertisil. The phialides adalah kecil dan koloni biasanya berbulu. Spesies kumpulan ini adalah toleran kepada kemasinan dan hampir semua menghasilkan penisilin.

13 spesies telah dilaporkan untuk seksyen, iaitu P. chrysogenum jenis spesies. Bahagian ini adalah kumpulan monophyletik dan merupakan saudara seksyen Roquefortorum.

Morfologi

Kulat ini menyajikan mycelia filamen. Hyphae adalah septatus, yang merupakan ciri Ascomycota.

Conidiophores adalah terverticilados (dengan ramuan berlimpah). Ini adalah dinding nipis dan halus, berukuran 250-500 μm.

Metulla (cabang conidiophore) mempunyai dinding halus dan phialides adalah ampuliform (botol berbentuk), dan sering dengan dinding tebal.

Conidia adalah subglobosa untuk elips, 2.5 - 3.5 μm diameter dan dinding licin apabila diperhatikan dengan mikroskop optik. Dalam mikroskop elektron pengimbasan, dinding adalah bersubsidi.

Habitat

P. chrysogenum Ia adalah kosmopolitan. Spesies ini ditemui tumbuh di perairan marin, serta di dalam tanah hutan semula jadi di zon sederhana atau tropika.

Ia adalah spesies mesophilik yang boleh tumbuh antara 5 - 37 ° C, dengan optimumnya pada 23 ° C. Di samping itu, ia adalah xerophilous, jadi ia boleh berkembang dalam persekitaran kering. Sebaliknya, ia adalah toleran kepada kemasinan.

Disebabkan keupayaan untuk bertumbuh dalam keadaan alam sekitar yang pelbagai, ia adalah perkara biasa untuk mencari di ruang dalaman. Ia telah ditemui dalam sistem penyaman udara, peti sejuk dan tandas, antara lain.

Ia adalah kulat yang kerap sebagai patogen pokok buah seperti pic, buah ara, buah sitrus dan jambu. Juga, ia boleh mencemari bijirin dan daging. Ia juga tumbuh pada makanan yang diproses seperti roti dan keropok.

Pembiakan

In P. chrysogenum terdapat dominasi pembiakan aseksual. Dalam lebih daripada 100 tahun kajian kulat, sehingga 2013 pembiakan seksual dalam spesies itu tidak terbukti.

Pembiakan aseksual

Ini berlaku melalui pengeluaran conidia dalam conidiophores. Pembentukan conidia dikaitkan dengan pembezaan sel pembiakan khusus (phialides).

Pengeluaran conidia bermula apabila hypha vegetatif menghentikan pertumbuhan dan bentuk septum. Kemudian, kawasan ini mula membengkak dan satu siri cabang dibentuk. Sel apikal cawangan berbeza di dalam phialid yang mula dibahagikan dengan mitosis untuk menimbulkan conidia.

Kononnya disebarkan oleh angin. Apabila conidiospores mencapai persekitaran yang baik, mereka bercambah dan menimbulkan badan vegetatif kulat.

Pembiakan seksual

Kajian fasa seksual di Malaysia P. chrysogenum Ia tidak mudah, kerana media kebudayaan yang digunakan di makmal tidak menggalakkan pembangunan struktur seksual.

Pada tahun 2013 ahli matematik Jerman Julia Böhm dan rakan usaha sama, berjaya merangsang pembiakan seksual dalam spesies tersebut. Untuk ini, mereka meletakkan dua kaum berlainan pada agar digabungkan dengan oat. Kapsul itu tertakluk kepada kegelapan pada suhu antara 15 ° C hingga 27 ° C.

Setelah masa inkubasi antara lima minggu hingga tiga bulan, pembentukan cleistoceci (ascos tertutup tertutup) diperhatikan. Struktur ini dibentuk di zon hubungan antara kedua-dua kaum.

Percubaan ini menunjukkan bahawa dalam P. chrysogenum Pembiakan seksual adalah heterothal. Ia perlu menghasilkan ascogonium (struktur wanita) dan anteridium (struktur lelaki) dari dua kaum yang berlainan.

Selepas pembentukan ascogonio dan anteridio, cytoplasms (plasmogamia) dan kemudian teras (karyogamy) fius. Sel ini memasuki meiosis dan menimbulkan ascospores (spora seksual).

Media kebudayaan

Tanah jajahan di media kultur berkembang dengan pesat. Mereka berbulu dengan kain kapas dalam penampilan, dengan mycelia putih di tepi. Tanah jajahan berwarna hijau kebiruan dan menghasilkan exudate kuning yang kaya dan terang. 

Aroma buah-buahan hadir di tanah jajahan, sama dengan nanas. Walau bagaimanapun, dalam sesetengah baka bau tidak begitu jelas.

Penisilin

Penisilin adalah antibiotik pertama yang telah berjaya digunakan dalam perubatan. Ini ditemui secara kebetulan oleh pakar mycologist Sweden, Alexander Fleming pada tahun 1928.

Penyelidik sedang menjalankan eksperimen dengan bakteria genus Staphylococcus dan medium budaya telah tercemar dengan kulat. Fleming menyatakan bahawa di tapak di mana kulat berkembang, bakteria tidak berkembang.

Penisilin adalah antibiotik beta-laktam dan asal-usul semula jadi diklasifikasikan kepada beberapa jenis mengikut komposisi kimia mereka. Ini bertindak terutamanya pada bakteria Gram-positif menyerang dinding selnya yang terdiri terutamanya dari peptidoglycan.

Terdapat beberapa spesies Penicillium mampu menghasilkan penisilin, tetapi P. chrysogenum Ia adalah yang mempunyai produktiviti tertinggi. Penisilin komersil pertama dihasilkan pada tahun 1941 dan sudah pada tahun 1943 ia dapat dihasilkan secara besar-besaran.

Penisilin semulajadi tidak berkesan terhadap beberapa bakteria yang menghasilkan enzim penisilin. Enzim ini mempunyai keupayaan untuk memusnahkan struktur kimia penisilin dan yang tidak aktif.

Walau bagaimanapun, ia mungkin menghasilkan penisilin semi-sintetik dengan mengubah komposisi sup itu di mana Penicillium. Ini mempunyai kelebihan bahawa mereka adalah penisilin tahan, oleh itu lebih berkesan terhadap beberapa patogen.

Rujukan

  1. Böhm J, Hoff B, C O'Gorman, S Wolfer, Klix V, D Binger, saya Zadra, H Kürnsteiner, Pöggoler S, P dan U Kuck Dyer (2013) Pembiakan seksual dan kawin-jenis-pengantara pembangunan terikan dalam penisilin -mengeluarkan kulat Penicillium chrysogenum. PNAS 110: 1476-1481.
  2. Houbraken dan RA Samson (2011) Phylogeny of Penicillium dan pemisahan Trichocomaceae kepada tiga keluarga. Kajian dalam Mycology 70: 1-51.
  3. Henk DA, CE Eagle, K Brown, MA Van den Berg, PS Dyer, SW Peterson dan MC Fisher (2011) penspesiesan SEBALIK global bertindih agihan dalam Penicillium chrysogenum: genetik penduduk kulat bernas Alexander Fleming. Ekologi Molekul 20: 4288-4301.
  4. Kozakiewicz Z, JC Frisvad, DL Hawksworth, JI Pitt, Samson RA, AC Stolk (1992) Cadangan untuk conservanda gaji specifica dan rejicienda dalam Aspergillus dan Penicillium (Kulat). Tekan 41: 109-113.
  5. Ledermann W (2006) Sejarah penisilin dan pembuatannya di Chile. Wahyu Chil. Jangkitan. 23: 172-176.
  6. Roncal, T dan U Ugalde (2003) Induksi Conidiation in Penicillium. Penyelidikan Mikrobiologi. 154: 539-546.