البنسيليوم: الخصائص ، التشكل ، الموائل ، التكاثر ، الأنواع

البنسيليوم هو جنس من الفطريات الخيطية المجهرية ، وهو شائع في البيئة. يمكن العثور عليها في الهواء والتربة والنباتات والخضروات. فهي عالمية في التوزيع. في الطبيعة ، فإنها تؤدي دور تحلل المواد العضوية.

يمكن أن تصبح العديد من الأنواع مسببة للأمراض من الفواكه والخضروات والحبوب. أنها تنتج مواد سامة مثل السموم الفطرية التي يمكن أن تؤثر على الإنسان والحيوانات الأخرى بطرق مختلفة. ومع ذلك ، يشير بعض الباحثين إلى أن Penicillium marneffei هو الممثل الوحيد للجنس الذي يسبب الأمراض في الإنسان.

تم وصف الجنس لأول مرة في عام 1809 ، مع ثلاثة أنواع معروفة. كان تصنيفها منذ ذلك التاريخ معقدًا ومناقشته كثيرًا ، كما هو الحال مع العديد من الأجناس الفطرية الأخرى. وهي موجودة حاليًا في عائلة Trichocomaceae وأكثر من 350 من الأنواع الموصوفة والمقبولة معروفة.

البنسيليوم معروف في جميع أنحاء العالم بالأنواع P. notatum التي اكتشف الدكتور ألكسندر فليمنج ، في عام 1928 ، مضادًا للجراثيم قويًا سنعرفه لاحقًا باسم "البنسلين". حاليا لا يتم الحصول على البنسلين من P. notatum ولكن من الأنواع الأخرى ذات فعالية أكبر مثل P. roqueforti .

ملامح

واحدة من أبرز خصائص جنس البنسيليوم هو شكله التناسلي اللاإرادي ، بهياكل كثيفة في شكل فرش ، والتي يأتي منها اسم التاكسون (البنسيلوس).

لديهم جسم مثمر. أنها تنتج هياكل على شكل كيس التي تحتوي على ascospores. الأسكوسبوريات أحادية الخلية والأسكوس قصيرة الأجل. هذا يعني أنهم يكسرون و / أو يذوبون بسرعة كبيرة مقارنة بالمجموعات التصنيفية الأخرى.

فهي كائنات مجهرية ، قادرة على تحطيم ركائز مثل السكريات والدهون والسليلوز. من ناحية أخرى ، فإن ممثلي جنس Penicillium هم مستعمرة تشكل ، في معظم الحالات ، سريعة النمو وتظهر مجموعة متنوعة من الألوان والقوام.

مورفولوجيا

أنواع جنس Penicillium ، بالإضافة إلى وجود شكل الفرشاة ، تحدث في السلاسل الجافة من البواسير التي تتكون من phialide. phialide هي خلية متخصصة في conidiophore (بنية متخصصة في التكاثر اللاجنسي) ، على شكل قنينة ، مرتبطة بقاعدتها إلى metula.

تقدم métula الدعم إلى phialid ، والتي بدورها تقدم الدعم للفرع الذي يمكن من خلاله تقسيم الفروع الأخرى أو سحق مكالمة واحدة.

يمكن أن تصل conidiophores إلى ما بين 200 و 300 ميكرومتر ، والخلايا بين 8 و 12 ميكرومتر وفياليد من 7 إلى 12 ميكرومتر. تكون البواسير (جراثيم اللاجنسي وغير المتحرك) ، التي تكونت في المبيد ، ملساء وذات شكل بيضاوي الشكل ويمكن قياسها من 2.5 إلى 4 ميكرومتر.

يمكن أن تكون البواسير بسيطة (monoverticilados) ، وهذا يعني ، مع فرع واحد من conidio إلى ستيب. ومع ذلك ، هناك أنواع مختلفة من الأصناف داخل الجنس والتي يمكن أن تحتوي على أكثر من فرع واحد ، يتم تحويلها إلى biverticilated (فرعين) ، terverticilados (3) وحتى cuaterverticilados (4).

المستعمرات ، من وجهة نظر ماكروسكوب ، تبدأ في أن تكون بيضاء. وبعد ذلك اعتمادًا على الأنواع والعوامل الأخرى ، يمكنك الحصول على ألوان مثل الأخضر أو ​​الأخضر المزرق أو الرمادي أو الوردي ، من بين أشياء أخرى.

تشير بعض المراجع إلى أن نسيج المستعمرات ، وكذلك تلوينها ، يعتمد على النوع. يمكن أن يكون للبنسيليوم قوام ناعم أو قطن أو مخملي ، من بين أشياء أخرى.

التصنيف

تصنيف البنسلوم معقد للغاية وله العديد من التناقضات بين علماء التصنيف. تم وصف التصنيف للمرة الأولى في عام 1809 من قبل عالم الطبيعة الألماني يوهان هاينريش فريدريش لينك ، الذي قام بتجميعها في ذلك الوقت في شكل فرشاة عيش الغراب.

وصف لينك الجنس بثلاثة أنواع ( Penicillium candidum و P. expansum و P. glaucum ). في وقت لاحق ، في عام 1824 ، تم ترك taxon P. expansum قيد الاستخدام وتم إدراج الكائنات الحية التابعة لهذه الأصناف في P. glaucum ، جنبًا إلى جنب مع جميع أشكال الألوان الخضراء ، مما أدى إلى أكثر من 190 عامًا من التغييرات التصنيفية التي عانت المجموعة

خلال هذه أكثر من 190 عامًا ، تم وصف حوالي 1000 نوع من جنس Penicillium ، منها أكثر من ¾ غير صالحة حاليًا ، بسبب الأوصاف غير المكتملة والمنشورات غير الصالحة ، والأسباب الأخرى التي جعلتها مترادفة.

يوجد الجنس حاليًا داخل مملكة الفطريات وفصيلة أسكوميكوتا وفصيلة Eurotiomycetes وعائلة التريكوكوماسيا. يتعرف بعض خبراء التصنيف على عدة أنواع فرعية ويقبل معظمهم حتى الآن أكثر من 350 نوعًا.

الموئل والتوزيع

إنه جنس يحتوي على عدد كبير من الأنواع ، التي يكون توزيعها عالميًا. وهم يسكنون التربة بشكل أساسي ، لكنهم عزلوا في ثمار ، ومجموعة كبيرة ومتنوعة من الأطعمة للاستهلاك البشري ، والمياه العذبة ، والبيئات البحرية ومصبات الأنهار ، وحتى في الهواء.

يمكن أن يتطور البنسيليوم من درجات حرارة منخفضة (5 درجات مئوية) إلى درجات حرارة دافئة نسبيًا (37 درجة مئوية). تكشف الدراسات أن درجات الحرارة المثالية لتنميتها تتراوح بين 20 و 25 درجة مئوية ، وعند 37 درجة مئوية أو أكثر ، يكون تنميتها رديئة للغاية ، أو أنها لا تنمو بشكل مباشر.

فيما يتعلق بموسم السنة ، لا يُظهر متوسط ​​الأنواع تفضيلًا واضحًا لتنميتها ، على الرغم من أن التركيزات العالية لبعض الأنواع قد تم اكتشافها بين الشتاء والربيع.

جانب مهم آخر يستحق الإشارة هو الرطوبة. من المعروف أن هذا العامل مهم للغاية ويحدد عملياً تطور ونمو هذه الفطريات.

أعطى التطور المتزايد والمتسارع للبشرية موائل جديدة ، وسعت نطاق توزيع العديد من الأنواع من هذه الكائنات الحية الدقيقة. اليوم من الشائع نسبياً العثور على Penicillium في المباني الرطبة ومواد البناء وغيرها من البيئات أو الهياكل التي أنشأها البشر.

استنساخ

جنس البنسليوم لديه نوعان من التكاثر: الجنس والجنسي.

عديم الجنس

يُعرف ما لا يقل عن مسارين للتكاثر اللاجنسي في البنسيليوم والنباتات والجراثيم. يتكون التكاثر الخضري من التجزئة ، حيث تصبح الواصلة مقسمة إلى شرائح قصيرة أو أجزاء. هذه القطاعات تتطور أو تنمو ، عن طريق الانقسامات المتكررة ، في الفطورة.

من ناحية أخرى ، يتكون التكاثر عن طريق الجراثيم من تكوين جراثيم غير جنسية وغير متحركة ، حيث يمكن لكل بوغ (خلية أحادية الصبغية) تنتج عن طريق الانقسام من قبل السلف ، توليد أفراد جدد دون الحاجة إلى الإخصاب ، ويكون هؤلاء الأفراد متطابقين مع الوالد.

جنسي

في البنسيليوم ، يحدث التكاثر الجنسي عن طريق عبور خيطين فرديين. خلال هذا المعبر تتشكل بوغة تسمى zigospora ، والذي يمثل الحمل الوراثي لاثنين من السلف وليس واحد كما يحدث في التكاثر اللاجنسي.

التكاثر الجنسي في هذا الجنس الفطري قد درس قليلا نسبيا. ومع ذلك ، فمن المعروف أن بعض الأنواع تتكاثر بواسطة أسكوس وأسكوسبوريس ، والتي يتم إنتاجها داخل ثغور صغيرة.

هناك أيضًا بعض الأنواع الجنسية المعروفة التي تكون طرائفها هي طحالب ، أي مع أشكال مختلفة.

تغذية

أنواع جنس البنسيليوم هي ، في معظم الأحيان ، الأبرشية الانتهازية ؛ أي أنهم قادرون على تحطيم المادة العضوية وتحويلها إلى مكونات بسيطة سيستخدمونها بعد ذلك لتطويرها ونموها. يفعلون ذلك بفضل توليف إنزيمات التحلل المائي مثل الأميليز والسيليلاز وزيلاناز.

تم العثور على بعض المواد العضوية التي تتحلل في التربة ، مثل الأوراق والفواكه الساقطة ونفايات الثدييات. الأنواع الأخرى تحصل على طعامها الذي يتطفل على النباتات والفواكه والخضروات ، وغالبًا ما يتسبب في خسائر اقتصادية كبيرة.

زراعة

العديد من أنواع جنس البنسيليوم لها أهمية اقتصادية وطبية وبيئية وصيدلانية عالية. ومن الضروري إعادة إنتاجها في ظروف مختبرية لدراسة ، على سبيل المثال ، قدرتها المضادة للفطريات أو السرعة التي تتحلل بها ركائز.

بسبب ما سبق ، تم إجراء العديد من التحقيقات ، بحثًا عن طرق أكثر فاعلية وبسيطة واقتصادية تسمح بزراعة هذه الفطريات في ظل ظروف محكومة. وبالتالي ، هناك مجموعة واسعة من الحزم التجارية التي توفر الاحتياجات الغذائية اللازمة لهذا المحصول.

وتستند هذه المتطلبات الغذائية على مستخلصات الجلوكوز والسكروز والنشا والخميرة. وتسمى هذه أيضًا تجاريًا CYA (خميرة autolysate agar Czapek) أو MEA أو Oxoid أو Difco (أجار مستخلص الشعير) أو CREA (الكرياتين أجاروزوز أجار) ، من بين أشياء أخرى. التفضيل لواحد أو آخر يعتمد على هدف التحقيق.

هناك نوع من زراعة Penicillium الحرفية هي تلك التي يتم إجراؤها في مجتمع Roquefort الفرنسي ، حيث يخبزون أرغفة كبيرة من خبز الجاودار ، ثم يقومون بتخزينها في أقبية رطبة ، في انتظار الحصول على قوالب من أنواع Penicillium roqueforti ، والتي يتم استخدامها في صنع الجبن.

الأنواع التمثيلية والاستخدامات

إنتاج الجبن

يلعب القالب الذي ينمو على أجبان معينة دورًا مهمًا أثناء نضوجها و / أو تنقيتها. في حين أن هناك العديد من أنواع الفطريات أو الفطريات التي تنمو على سطح الأجبان ، إلا أن من أبرزها:

البنسيليوم camemberti

إنها الفطريات المسؤولة عن إنتاج طبقة بيضاء سميكة وتوفير بعض النكهات للأجبان مثل Camembert (الذي يأتي منه اسم النوع) ، Brie ، Coulommiers و Cambozola.

البنسيليوم glaucum

يستخدم هذا النوع من الفطر في إنتاج جبن روشبارون ، وهو نوع من الجبن الأزرق من أصل فرنسي ، والذي يتم تقديم قضبان أو أسلاك مع فطر P. glaucum في لحظة معينة من تطوره وعلاجه . الشرائط الزرقاء المميزة لهذا الجبن.

البنسيليوم روكفورتي

أنواع الفطريات التي تم وصفها في عام 1906. تستخدم هذه الكائنات الحية الدقيقة في تحضير أنواع متعددة من الجبن الأزرق مثل Valdeon و Cabrales و Roquefort. يحمل النوع صفة الروكفورتي بسبب المكان الذي اكتشفت فيه وليس جبن الروكفور الشهير.

- أهمية الصيدلانية

البنسيليوم نوتاتوم

البنسيليوم نوتاتوم معروف في جميع أنحاء العالم ، لأنه النوع الذي لاحظ الدكتور ألكساندر فليمنغ في عام 1928 القوة المثبطة لنمو البكتيريا ، إلى جانب كونه مقدمة للمضادات الحيوية المعروفة باسم البنسلين. تجدر الإشارة إلى أن فليمنغ لم يكتشف البنسلين ولكن تأثير مضاد للجراثيم من الفطريات.

البنسيليوم الاقحوان

أنواع الفطريات المعروفة لإنتاج تأثير مضاد حيوي أفضل وإنتاج أعلى منه ، بالملليجرامات / لتر من الثقافة ، مقارنة مع الأنواع P. notatum .

الأهمية السريرية

البنسيليوم مارنفي

أنواع جنس البنسيليوم التي تنتج أمراض (الفطريات) التي تصيب القوارض والبشر في الثدييات ، تسمى البنسيليا. وقد لوحظ هذا المرض لأول مرة في نوعين من الفئران من جنوب شرق آسيا ثم في البشر.

يتميز المرض بوجود آفات جلدية ، وترقق الجسم ، والحمى ، وأعراض الالتهاب الرئوي ، والآفات في جدران الأمعاء الدقيقة (لويحات الرأس) ، تضخم الكبد وتضخم الطحال.

الآفات التي يمكن ملاحظتها هي تكوين الخراجات والأورام الحبيبية ، حيث يمكن عزل P. marneffei كعامل انفجاري في السيتوبلازم من البلاعم أو كبسولات ستراسبوسيب مجانية في الأنسجة. يحدث هذا المرض بشكل رئيسي في المرضى أو الأشخاص الذين يعانون من كبت المناعة ، خاصة مع فيروس نقص المناعة البشرية.

- نباتات النبات

البنسيليوم برازيليانوم

الأنواع المعروفة بأنها مسببة للأمراض في النباتات ، وخاصة مزارع البصل. يتم تطوير المستقلبات النشطة حاليًا والثانويًا من سلالات هذا النوع ، والتي تعد بالكثير في مجال التكنولوجيا الحيوية.

البنسليوم فونيكولوسوم

إنه عامل ممرض للنباتات مثل الأناناس. البنسيليوم فريكولوسوم يصيب زهرة الأناناس ، قبل تشكيل الثمرة. هذه العدوى تلحق الضرر بالأنسجة التناسلية للنبات وتمنع انتشار الثمار الصحية وتنتهي بمحاصيل كاملة.

في ثمار الأناناس المتقدمة ، يلاحظ وجود فساد من المركز ، بني أو أسود. يُعرف هذا المرض باسم FCR في اختصاره باللغة الإنجليزية ، وهو ما يعني باللغة الإسبانية مرض نواة الثمرة.

Penicillium italicum

إنه أحد مسببات الأمراض بعد الحصاد ، أي أنه يهاجم الثمرة التي يتم حصادها. ومن الشائع في ثمار الحمضيات مثل البرتقال. ويسمى أيضًا "القالب الأزرق لثمار الحمضيات" ، ويهاجم الثمرة عندما تظهر آفات أو جروح على السطح.

من المعروف أن الفطريات يمكن أن تبقى على سطح الفاكهة لعدة أشهر وتهاجمها فقط عندما تتلامس مع السوائل الناتجة عن الإصابة في قشرة الفاكهة.

أهمية التكنولوجيا الحيوية

تستخدم عدة أنواع من الجنس Penicillium لاستخراج وإنتاج المركبات النشطة بيولوجيا و / أو المستقلبات الثانوية. كما ذكرنا سابقًا ، يعتبر Penicillium brasilianum أحد الأنواع المستخدمة لإنتاج الإنزيمات في صناعة التكنولوجيا الحيوية.

الأنواع الأخرى المستخدمة في التكنولوجيا الحيوية هي Penicillium purpurogenum. هذه الفطريات مسببة للأمراض في النباتات ، لكن العديد من الدراسات تشير إلى أنه يمكن استخراج منتجات مثل الوقود الحيوي منها. كما تم استخدامه لإنتاج الإنزيمات التي تساعد الماشية على هضم الطعام ، مثل الحبوب وبقايا الخضار.