Penicillium adalah genus jamur berfilamen mikroskopis, umum di lingkungan. Mereka dapat ditemukan di udara, tanah, pada tanaman dan sayuran. Mereka kosmopolitan dalam distribusi. Di alam, mereka memenuhi peran dekomposer organik materi .
Banyak spesies dapat menjadi patogen buah-buahan, sayuran dan sereal. Mereka menghasilkan zat beracun seperti mikotoksin yang dapat mempengaruhi manusia dan hewan lain dengan cara yang berbeda. Namun, beberapa peneliti menyarankan bahwa Penicillium marneffei adalah satu-satunya perwakilan dari genus yang menyebabkan penyakit pada manusia.
Mikrokultur Penicillium sp. Diambil dan diedit dari: Dok.RNDR. Josef Reischig, CSc. [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].
Genus ini pertama kali dideskripsikan pada tahun 1809, dengan tiga spesies yang diketahui. Taksonominya sejak saat itu menjadi kompleks dan sangat diperdebatkan, seperti banyak genera jamur lainnya. Mereka saat ini berada di keluarga Trichocomaceae dan lebih dari 350 spesies yang dijelaskan dan diterima diketahui.
Penicillium dikenal di seluruh dunia untuk spesies P. notatum di mana Dr. Alexander Fleming, pada tahun 1928, menemukan antibakteri kuat yang kemudian kita kenal sebagai “penisilin”. Saat ini penisilin tidak diperoleh dari P. notatum tetapi dari spesies lain yang lebih efektif seperti P. roqueforti .
Indeks artikel
Karakteristik
Salah satu karakteristik yang paling menonjol dari genus Penicillium adalah bentuk reproduksi aseksualnya, dengan struktur padat dalam bentuk sikat, dari mana nama takson (penicillus) berasal.
Mereka memiliki tubuh yang subur. Mereka menghasilkan struktur seperti kantung yang mengandung askospora. Askospora adalah uniseluler dan asci berumur pendek. Ini berarti bahwa mereka terurai dan / atau larut dengan sangat cepat dibandingkan dengan kelompok taksonomi lainnya.
Mereka adalah organisme anamorphic, mampu mendegradasi substrat seperti gula, lipid dan selulosa. Di sisi lain, perwakilan dari genus Penicillium adalah pembentuk koloni yang, dalam banyak kasus, tumbuh cepat dan menunjukkan berbagai warna dan tekstur.
Morfologi
Spesies dari genus Penicillium, selain berbentuk sikat, terdapat pada rantai kering konidia yang terbentuk dari phialid. Phialid adalah sel khusus dari konidiofor (struktur khusus dalam reproduksi aseksual), berbentuk seperti botol, melekat pada dasarnya ke metula.
Metula mendukung fiálid, dan ini pada gilirannya mendukung cabang, dari mana cabang lain dapat memulai, atau satu panggilan stipe.
Konidiofor dapat mengukur antara 200 dan 300 mikrometer, metul antara 8 dan 12 mikrometer dan phialid antara 7 dan 12 mikrometer. Konidia (spora aseksual dan tidak bergerak), terbentuk di phialid, halus, berbentuk elips dan dapat berukuran 2,5 hingga 4 mikrometer.
Konidia bisa sederhana (monoverticylates), yaitu dengan satu cabang dari konidia ke stipe. Namun, ada varietas taksa dalam genus yang dapat memiliki lebih dari satu percabangan, seperti biverticylate (2 cabang), terverticylate (3) dan bahkan quaterverticylate (4).
Koloni, dari sudut pandang makroskopik, mulai berwarna putih. Kemudian dan tergantung pada spesies dan faktor lainnya, ia dapat memperoleh warna seperti hijau, hijau kebiruan, abu-abu atau merah muda, antara lain.
Beberapa bibliografi melaporkan bahwa tekstur koloni, serta warnanya, bergantung pada spesiesnya. Penicillium mungkin memiliki tekstur halus, kapas atau beludru, antara lain.
Bagian dari jamur Penicillium. 1) hifa, 2) konidiofor, 3) phialid, 4) konidia, 5) septum. Diambil dan diedit dari: Y_tambe [CC BY-SA 3.0].
Taksonomi
Taksonomi Penicillium cukup kompleks dan dengan banyak perbedaan antara ahli taksonomi. Takson ini pertama kali dijelaskan pada tahun 1809 oleh naturalis Jerman Johann Heinrich Friedrich Link, yang pada masanya mengelompokkan jamur aseksual berbentuk sikat ke dalam takson ini.
Link menggambarkan genus dengan tiga spesies ( Penicillium candidum, P. expansum dan P. glaucum ). Kemudian, pada tahun 1824, takson P. expansum tidak digunakan lagi dan organisme yang termasuk dalam takson ini dimasukkan dalam P. glaucum , bersama dengan semua bentuk hijau, sehingga menimbulkan lebih dari 190 tahun perubahan taksonomi yang telah dialaminya. grup.
Selama lebih dari 190 tahun ini, sekitar 1000 spesies dari genus Penicillium telah dideskripsikan , yang lebih dari saat ini tidak valid, karena deskripsi yang tidak lengkap, publikasi yang tidak valid, dan alasan lain yang membuat mereka identik.
Saat ini genus tersebut berada dalam kingdom Fungi, filum Ascomycota, kelas Eurotiomycetes dan famili Trichocomaceae. Beberapa ahli taksonomi mengenali beberapa subgenera dan sebagian besar menerima lebih dari 350 spesies hingga saat ini.
Habitat dan distribusi
Ini adalah genus dengan sejumlah besar spesies, yang distribusinya bersifat kosmopolitan. Mereka terutama menghuni tanah, tetapi telah diisolasi dalam buah-buahan, berbagai macam makanan untuk konsumsi manusia, lingkungan air tawar, laut dan muara, dan bahkan di udara.
Penicillium dapat berkembang dari suhu rendah (5 ° C) ke suhu yang relatif hangat (37 ° C). Studi mengungkapkan bahwa suhu ideal untuk perkembangannya adalah antara 20 dan 25 C, dan pada 37 C atau lebih perkembangannya sangat buruk, atau tidak tumbuh sama sekali.
Mengenai musim dalam setahun, spesies rata-rata tidak menunjukkan preferensi yang jelas untuk perkembangannya, meskipun konsentrasi tinggi dari beberapa spesies telah terdeteksi antara musim dingin dan musim semi.
Aspek penting lainnya yang perlu diperhatikan adalah kelembaban. Diketahui bahwa faktor ini sangat penting dan praktis menentukan perkembangan dan pertumbuhan jamur tersebut.
Pertumbuhan dan percepatan perkembangan umat manusia telah memberinya habitat baru, dan mereka telah memperluas jangkauan distribusi banyak spesies mikroorganisme ini. Saat ini relatif umum untuk menemukan Penicillium di bangunan lembab, bahan konstruksi, dan lingkungan atau struktur buatan manusia lainnya.
Reproduksi
Genus Penicillium menyajikan dua jenis reproduksi: aseksual dan seksual.
aseksual
Setidaknya dua rute reproduksi aseksual yang dikenal di Penicilliums, vegetatif dan dengan spora. Reproduksi vegetatif terdiri dari fragmentasi, di mana hifa dibagi menjadi segmen atau fragmen pendek. Segmen ini berkembang atau tumbuh, dengan pembelahan berulang, dalam miselium.
Di sisi lain, reproduksi dengan spora terdiri dari pembentukan spora aseksual dan tidak bergerak, di mana setiap spora (sel haploid) yang dihasilkan melalui mitosis oleh induk dapat menghasilkan individu baru tanpa perlu pembuahan, individu-individu ini identik dengan induknya.
seksual
Pada Penicillium, reproduksi seksual terjadi dengan persilangan dua hifa haploid. Selama persilangan ini, spora yang disebut zigospora terbentuk, yang menyajikan muatan genetik dari dua orang tua dan bukan hanya satu seperti yang terjadi pada reproduksi aseksual.
Reproduksi seksual dalam genus jamur ini relatif sedikit dipelajari. Meski begitu, diketahui bahwa beberapa spesies berkembang biak dengan askus dan askospora, yang diproduksi di dalam stomata kecil .
Beberapa spesies seksual juga diketahui yang gametnya oogami, yaitu dengan morfologi yang berbeda.
Nutrisi
Spesies dari genus Penicillium , sebagian besar, adalah saprotrof oportunistik; artinya, mereka mampu mendegradasi bahan organik dan mengubahnya menjadi komponen sederhana yang nantinya akan mereka gunakan untuk perkembangan dan pertumbuhannya. Mereka melakukan ini berkat sintesis enzim hidrolitik seperti amilase, selulase dan xilanase.
Beberapa bahan organik yang mereka degradasi ditemukan di dalam tanah, seperti daun, buah yang jatuh, dan kotoran mamalia. Spesies lain mendapatkan makanan mereka dengan parasit tanaman, buah-buahan dan sayuran, sering menyebabkan kerugian ekonomi yang besar.
Budaya
Banyak spesies dari genus Penicillium memiliki kepentingan ekonomi, medis, ekologi dan farmasi yang tinggi. Dan perlu untuk mereproduksi mereka di bawah kondisi laboratorium untuk mempelajari, misalnya, kapasitas antijamur mereka atau kecepatan mereka mendegradasi substrat.
Karena hal di atas, banyak penyelidikan telah dilakukan, mencari metode yang lebih efektif, sederhana dan ekonomis yang memungkinkan budidaya jamur ini dalam kondisi terkendali. Jadi, ada berbagai macam paket komersial yang menyediakan kebutuhan nutrisi yang diperlukan untuk tanaman ini.
Kebutuhan nutrisi tersebut didasarkan pada glukosa, sukrosa, pati, dan ekstrak ragi. Ini juga secara komersial disebut CYA (Czapek yeast autolysate agar), MEA, Oxoid atau Difco (agar ekstrak malt), atau CREA (creatine sukrosa agar), antara lain. Preferensi untuk satu atau yang lain akan tergantung pada tujuan penyelidikan.
Jenis budidaya artisanal Penicillium dilakukan di komunitas Prancis Roquefort, di mana mereka memanggang roti gandum besar, yang kemudian mereka simpan di ruang bawah tanah yang lembab, menunggu untuk mendapatkan cetakan dari spesies Penicillium roqueforti , yang digunakan dalam pembuatan keju. .
Spesies dan kegunaan yang representatif
-Produksi keju
Kapang yang tumbuh pada keju tertentu memainkan peran yang sangat penting selama pematangan dan/atau penyempurnaannya. Meskipun ada banyak jenis kapang atau fungi yang tumbuh di permukaan keju, beberapa yang paling menonjol adalah:
Penicillium camemberti
Ini adalah jamur yang bertanggung jawab untuk menghasilkan lapisan putih tebal dan memberikan rasa tertentu pada keju seperti Camembert (dari mana nama spesies berasal), Brie, Coulommiers dan Cambozola.
Keju Camembert. Diambil dan diedit dari: Jon Sullivan [Domain publik].
Penicillium glaucum
Jenis jamur ini digunakan dalam produksi keju Rochebaron, sejenis keju biru asal Perancis, yang pada saat tertentu elaborasi dan curing, batang atau kabel dimasukkan dengan jamur P. glaucum , sehingga karakteristik garis-garis biru keju ini.
Penicillium roqueforti
Spesies jamur yang dideskripsikan pada tahun 1906. Mikroorganisme ini digunakan dalam produksi berbagai jenis keju biru seperti Valdeon, Cabrales dan Roquefort. Spesies ini menyandang julukan Roqueforti karena lokasi di mana ia ditemukan dan bukan karena keju Roquefort yang terkenal.
-Kepentingan farmasi
Penicillium notatum
Penicillium notatum dikenal di seluruh dunia, sebagai spesies yang diamati oleh Dr. Alexander Fleming pada tahun 1928 dalam daya hambat pertumbuhan bakteri, serta sebagai pendahulu antibiotik yang dikenal sebagai penisilin. Perlu dicatat bahwa Fleming tidak menemukan penisilin tetapi efek antibakteri dari jamur.
Penicillium chrysogenum
Spesies jamur diketahui menghasilkan efek antibiotik yang lebih baik dan produksi yang lebih tinggi, dalam miligram / liter kultur, dibandingkan dengan spesies P. notatum .
-Kepentingan klinis
Penicillium marneffei
Spesies dari genus Penicillium yang menghasilkan patologi (mikosis) yang mempengaruhi hewan pengerat dan mamalia manusia, yang disebut penicillium. Penyakit ini pertama kali diamati pada dua spesies tikus dari Asia Tenggara dan kemudian pada manusia.
Penyakit ini ditandai dengan adanya lesi kulit, penipisan tubuh, demam, gejala pneumonia, lesi pada dinding usus halus (plak pleyer), hepatomegali, dan splenomegali.
Lesi yang dapat diamati adalah pembentukan abses dan granuloma, dimana P. marneffei dapat diisolasi sebagai blastospora dalam sitoplasma makrofag atau sebagai blastospora bebas dalam jaringan. Penyakit ini terjadi terutama pada pasien atau orang yang mengalami imunosupresi, terutama dengan HIV.
-Patogen tanaman
Penicillium brasilianum
Spesies yang diketahui bersifat patogen pada tanaman, khususnya perkebunan bawang merah. Bioaktif dan metabolit sekunder saat ini sedang dikembangkan dari galur spesies ini, yang menjanjikan di bidang bioteknologi.
Penicillium funiculosum
Ini adalah patogen tanaman seperti nanas. Penicillium funiculosum menginfeksi bunga nanas sebelum pembentukan buah. Infeksi ini merusak jaringan reproduksi tanaman dan mencegah penyebaran buah yang sehat, berakhir dengan tanaman lengkap.
Pada buah nanas yang sudah berkembang, busuk coklat atau hitam diamati dari tengah. Penyakit ini dikenal sebagai FCR karena akronimnya dalam bahasa Inggris, yang berarti dalam bahasa Spanyol, penyakit inti buah.
Penicillium italicum
Ini adalah patogen pasca panen, yaitu menyerang buah setelah dipanen. Ini biasa terjadi pada buah jeruk seperti jeruk. Ini juga disebut “jamur biru buah jeruk”, dan menyerang buah ketika memiliki lesi atau luka di permukaan.
Diketahui bahwa jamur dapat bertahan di permukaan buah selama berbulan-bulan dan menyerangnya hanya ketika melakukan kontak dengan cairan yang dihasilkan oleh luka pada kulit buah.
Penicillium italicum, menginfeksi jeruk. Diambil dan diedit dari: Jean.claude [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
-Kepentingan bioteknologi
Beberapa spesies dari genus Penicillium digunakan untuk ekstraksi dan produksi senyawa bioaktif dan/atau metabolit sekunder. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, Penicillium brasilianum adalah salah satu spesies yang digunakan untuk produksi enzim dalam industri bioteknologi.
Spesies lain yang digunakan dalam bioteknologi adalah Penicillium purpurogenum. Jamur ini bersifat patogen pada tanaman, tetapi beberapa penelitian menunjukkan bahwa produk seperti biofuel dapat diekstraksi darinya. Ini juga telah digunakan untuk menghasilkan enzim yang membantu ternak mencerna makanan, seperti sereal dan sisa-sisa tanaman.
Referensi
- JM Duque & JA Gutiérrez (2011). Perancangan media kultur untuk produksi biomassa dan konid dari Penicillium sp. diisolasi dari tanah padi Tolima. Universitas Kepausan Javeriana. Pekerjaan gelar. 23 hal.
- Penisilium. EcuRed. Dipulihkan dari ecured.cu.
- Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kebersihan Kerja (2016). Penicilium spp. biodata. Dipulihkan dari insht.es.
- Penisilium. Yayasan Biokimia Argentina. Dipulihkan dari fba.org.ar.
- T. Chi-Ching, JYM Tanga, SKP Lau, PCY Woo (2018). Taksonomi dan evolusi Aspergillus, Penicillium dan Talaromyces di era omics – Dulu, sekarang dan masa depan. Jurnal Bioteknologi Komputasi dan Struktural.
- CM Visagie, J. Houbraken, JC Frisvad, S.-B. Hong, CHW Klaassen, G. Perrone, KA Seifert, J. Varga, T. Yaguchi, & RA Samson. identifikasi dan tata nama genus Penicillium . Studi di Mikologi.
- Penisilium. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
- Subkelas Eurotiomycetidae. MYCO-UAL. Universitas Almeria. Dipulihkan dari w3.ual.es.
- J. Moraes Bazioli, L. Da Silva Amaral, T. Pacheco Fill & E. Rodrigues-Filho (2017). Wawasan Metabolisme Sekunder Penicillium brasilianum dan Potensi Bioteknologinya. Molekul.
