PENICILIU: CARACTERISTICI, TAXONOMIE, MORFOLOGIE, HABITAT - BIOLOGIE - 2025

Penicillium este un gen de bacterii găsite în Ascomycota phyllum. A fost descris pentru prima dată de micologul german Heinrich Link în 1809 și taxonomia sa a fost complexă.

La început a fost localizat în Deuteromicete (ciuperci imperfecte), de vreme ce numai starea lui anamorfică (asexuală) era cunoscută. Ulterior s-a constatat că Penicillium corespundea stărilor teleomorfe (sexuale) ale genurilor Eupenicillium și Talaromyces ale Ascomycetes.

Conidioforul Penicillium sp. De AJC1, prin Wikimedia Commons.

Starea anamorfică a Penicillium este caracterizată de sept septic hialin (incolor). Când sunt plasate în mediile de cultură de laborator, coloniile se transformă de la albastru, verde-albăstrui, la roz.

Etimologia Penicillium provine din perie, deoarece conidioforii (structuri care produc spori asexuali) sunt ramificați.

Peniciliul, împreună cu alte tipuri de ciuperci, sunt cunoscute sub numele de mucegaiuri, deoarece cresc pe diferite produse organice, formând un strat de culori diferite. Acest gen este saprofit și poate crește în diverse medii.

Multe specii ale genului au o importanță deosebită pentru oameni. Penicilina (primul antibiotic utilizat în medicament) a fost obținută din P. chrysogenum. Pe de altă parte, așa-numitele brânzeturi albastre își obțin caracteristicile din activitatea lipolitică și proteolitică a speciilor Penicillium.

Unele specii sunt dăunătoare sănătății. Acestea produc diverse toxine precum ocratoxine care afectează sistemul renal. Alte specii afectează diverse alimente, cum ar fi pâinea și citricele. Unii sunt agenți patogeni ai animalelor și oamenilor.

Caracteristici generale

Grupul se caracterizează prin prezentarea de septuri hife și micelii formează filamente. Atunci când este cultivat în laborator produce colonii cu miceliu compact și margini bine definite.

Coloniile sunt în creștere rapidă și au aspect lânos sau bumbac. Sunt inițial albe și apoi devin albastru-verde, galben-verzui sau roz.

Sporii sexuali (ascospores) sunt produși în asci (corpuri de fructificare) care pot fi lemnoase sau mai moi, în funcție de grup.

Cea mai remarcabilă caracteristică a genului este dezvoltarea conidioforilor ramificați, în formă de perie. Diferitele tipuri de ramificare a conidioforului permit diferențierea speciilor.

Conidioforul este bine structurat și are o axă din care se formează ramuri (metalis). Fializele (celule în formă de sticlă care produc conidii) se formează pe metule. Acesta este cel mai important personaj pentru diferențierea speciilor din gen.

Tipuri de conidiofori

Simplu : phialidele sunt solitare.

Monoverticilați : un grup de filide apar la vârful axei conidioforului.

Divicariatele : metulele se ramifică la diferite înălțimi și pe acestea sunt grupuri de phialides.

Biverticilați : în vârful arborelui se formează trei sau mai multe metale , fiecare având un grup de phialide la vârf.

Terverticilați : prezintă o serie de ramuri intermediare între metule și filide.

Producția de micotoxine

Speciile Penicillium produc substanțe toxice care contaminează alimentele, care sunt cunoscute sub numele de micotoxine. Cele mai frecvente sunt ochratoxine și patuline.

Ochratoxinele pot contamina cerealele și brânzeturile, precum și se acumulează în grăsimea animalelor consumate de om. Aceste toxine afectează sistemul renal.

Patulinele se găsesc în cereale și nuci. Poate slăbi sistemul imunitar și poate ataca sistemul nervos.

Nutriție

Speciile Penicillium sunt saprofite. Au o capacitate mare de degradare a materiei organice, deoarece produc o cantitate mare de enzime hidrolitice. Aceste enzime au capacitatea de a accelera procesul de descompunere.

Acești ciuperci sunt cunoscuți sub formă de mucegaiuri și sporii lor sunt principalii poluanți ai aerului în multe clădiri închise. În plus, se comportă ca agenți patogeni ai diferitelor culturi, atât în ​​câmp, cât și în perioada de după recoltare.

Mulți pot produce toxine care produc rău oamenilor. Alții favorizează fermentarea unor alimente și sunt, de asemenea, capabili să producă antibiotice.

Filogenie și taxonomie

Taxonomia Penicillium este destul de complexă, deoarece în multe grupuri de ciuperci a fost frecvent ca statele anamorfice și teleomorfe să fie considerate diferite taxe.

La început, genul a fost localizat în grupul artificial Deuteromycetes (ciuperci imperfecte), deoarece formele lor sexuale nu erau cunoscute. Teleomorfele sunt situate pe filonul Ascomycota în ordinea Eurotiales

Genul a fost separat în patru sub-genuri: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium și Biverticillium, care sunt diferențiate în funcție de tipul conidioforului. Ulterior, Biverticillatum a fost asociat cu genul teleomorfic Talaromyces și celelalte trei subgenere cu Eupenicillium.

Mai târziu, într-o recenzie a Penicillium senso stricto (fără a include Talaromyces), teleomorful Eupenicillium a fost considerat un sinonim, deoarece numele Penicillium este mai vechi.

Gen

Se caracterizează prin prezentarea asciurilor formate dintr-o rețea de hibrizi cu pereți netezi. Asci maturează în câteva săptămâni în mediu de cultură. Se formează opt ascospore care sunt unicelulare. Anamorful (subgenul Biverticillatum) are phialide înguste.

Studiile moleculare au stabilit că acesta este un grup monofiletic și este în prezent situat în familia Trichocomaceae. Aproximativ 110 specii sunt recunoscute, grupate în șapte secțiuni.

Dintre speciile de interes, se remarcă T. marneffei, un agent patogen care provoacă micoză sistemică la pacienții cu HIV.

Gen

În prezent, genul include toate speciile de Eupenicillium, precum și genurile Eladia, Torulomyces, Chromocleista și Hemicarpenteles.

Speciile prezintă asci cu celule izodiametrice (laturi egale), cu pereți foarte duri (sclerotizate). Ascizii durează luni de zile pentru a se maturiza, iar în unele cazuri, ascosporele nu reușesc să se maturizeze.

Starea asexuală este caracterizată de filide largi ampuloase sau în formă de sticlă.

Genul este situat în familia Aspergillaceae și a fost sub-împărțit în două sub-genuri (Aspergilloides și Penicillium) și 25 de secțiuni.

habitat

Speciile Penicillium pot prospera în medii diverse și au o distribuție cosmopolită. Acestea sunt capabile să trăiască în condiții extreme de temperatură, salinitate, pH sau stres în apă.

Prezența Penicillium a fost raportată la peste 400 de specii de plante. Au fost găsite în zone foarte reci, cum ar fi sub-arctic și tundră.

În mediile saline, prezența speciilor Penicillium a fost raportată ca endofite ale pescărușilor sau în creștere în soluri cu salinitate ridicată.

Alte specii sunt capabile să crească în soluri puternic acidificate natural sau prin activități umane, cum ar fi efluenții minieri și apele uzate industriale.

Reproducere

Speciile Penicillium și Talaromyces se reproduc asexual și sexual.

Reproducere asexuată

Se poate produce prin fragmentarea miceliei care ulterior continuă să se împartă. În alte cazuri, se poate forma un sclerotiu (miceliu cu pereți groși) care poate rezista la condiții adverse și apoi începe să se împartă.

Cea mai frecventă formă de reproducere asexuală este producerea de conidii (spori sexuali) din conidiofori. Acestea sunt formate din diviziunea nucleului filialidelor.

Reproducere sexuală

Sporii sexuali sunt produși în asci. Se generează un antheridiu (structură masculină) și ascogoniu (structură feminină). Citoplasmele ambelor structuri fuzionează (plasmogamia) și apoi se alătură nucleele (cariogamie).

Odată formată celula diploidă apare meioza. Se formează patru celule haploide care suferă mitoză, producând astfel opt ascospore.

Ascosporesele sunt haploide cu un singur nucleu. Pot avea o suprafață netedă sau ornamentată și sunt suflate de vânt sau evacuate de ploaie.

Patogeni și boli

Diverse specii de Penicillium sunt agenți cauzali ai stricațiilor alimentare, în special atunci când condițiile sunt umede și calde. Coloniile se dezvoltă pe acestea și enzimele care produc le descompun rapid. Coloniile sunt în general de culoare verzuie.

Contaminarea clădirilor de către sporii Penicillium și a altor genuri este de asemenea frecventă. Mediile închise și umede favorizează dezvoltarea ciupercii. Există persoane care sunt foarte sensibile la spori, ceea ce provoacă diverse boli respiratorii și alergii.

T. marneffei (fosta Penicillium marneffei) provoacă penicilioza, o boală endemică din Asia de Sud-Est. Acest lucru afectează doar pacienții imunosuppressi, în principal cei cu HIV. Conidia infectează gazda prin inhalare și apoi se dezvoltă intracelular, afectând funcția unor organe.

Biotehnologie

Unele specii Penicillium sunt utilizate pe scară largă în industria alimentară și farmaceutică.

În multe produse din carne care sunt supuse proceselor de maturare, prezența coloniilor fungice la suprafață este frecventă. Aceste ciuperci sporesc aromele și aromele caracteristice datorate producerii de compuși chimici diferiți.

Speciile Penicillium alcătuiesc flora microbiană de suprafață în unele cârnați fermentați, cum ar fi salamul. Aceștia sunt antioxidanți și previn desecarea, pe lângă capacitatea lor proteolitică care contribuie la întărirea produselor și la evitarea atacului agenților patogeni.

În cazul așa-numitelor brânzeturi albastre, P. roqueforti se adaugă în timpul maturizării lor. Activitatea sa produce enzime care descompun compuși chimici producând aroma și aroma caracteristică a acestor brânzeturi. Petele albastre sunt coloniile ciupercii de pe brânză.

Unele specii sunt capabile să producă antibiotice naturale. Una dintre acestea este penicilina, care este obținută mai ales din P. chrysogenum. Penicilina a fost primul antibiotic utilizat în medicină.

Referințe

1. Acosta R (2006) Selecția producătorilor de peniciliu de peptide antifungice pentru utilizare în produse din carne. Memorie pentru a beneficia de titlul de doctor. Facultatea de Medicină Veterinară, Universitatea din Extremadura, Spania. 288 p.
2. Cabañes J, MR Bragulat și G Castellá (2010) Ochratoxin o specie producătoare din genul Penicillium. Toxinele 2: 1111-1120.
3. Houbraken și RA Samson (2011) Filogenia Penicillium și segregarea Trichocomaceae în trei familii. Studii în Micologie 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga și JC Frisvad (2011) Filogenia și nomenclatura din genul Talaromyces și taxoni cazați în subgenul Penicillium Biverticillium. Studii în Micologie 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi și RA Samson (2014) Identificarea și nomenclatura genului Penicillium. Studii în Micologie 78: 343-371.
6. Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta și AK Saxena (2017) Biodiversitatea genului Penicillium în diferite habitate. În: KV Gupta și S Rodríguez-Canto (ed). Evoluții noi și viitoare în biotehnologia microbiană și bioinginerie. Proprietățile și aplicațiile sistemului Penicillium. Elsevier, Marea Britanie.