Penicillium: karakteristik, taksonomi, morfologi, habitat

Penicillium adalah genus bakteri yang ditemukan dalam phyllum Ascomycota . Ini pertama kali dijelaskan oleh ahli mikologi Jerman Heinrich Link pada tahun 1809 dan taksonominya rumit.

Pada awalnya terletak di Deuteromycetes (jamur tidak sempurna), karena hanya keadaan anamorphic (aseksual) yang diketahui. Kemudian ditemukan bahwa Penicillium berhubungan dengan keadaan teleomorfik (seksual) dari genus Eupenicillium dan Talaromyces dari Ascomycetes.

Konidiofor Penicillium sp. Oleh AJC1 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], melalui Wikimedia Commons.

Keadaan anamorph dari Penicillium ditandai dengan hifa hialin (tidak berwarna) bilik. Ketika ditempatkan di media kultur laboratorium, koloni berubah dari biru, hijau kebiruan, menjadi merah muda.

Etimologi Penicillium berasal dari sikat, karena konidiofor (struktur yang menghasilkan spora aseksual) bercabang.

Penicillium, bersama dengan jenis jamur lainnya, dikenal sebagai kapang, karena mereka tumbuh pada produk organik yang berbeda, membentuk lapisan warna yang berbeda. Genus ini bersifat saprofit dan dapat tumbuh di berbagai lingkungan.

Banyak spesies dari genus yang sangat penting bagi manusia. Penisilin (antibiotik pertama yang digunakan dalam pengobatan) diperoleh dari P. chrysogenum . Di sisi lain, apa yang disebut keju biru memperoleh karakteristiknya dari aktivitas lipolitik dan proteolitik spesies Penicillium .

Beberapa spesies berbahaya bagi kesehatan. Ini menghasilkan berbagai racun seperti okratoksin yang merusak sistem ginjal. Spesies lain merusak berbagai makanan seperti roti dan jeruk. Beberapa adalah patogen hewan dan manusia.

Indeks artikel

Karakteristik umum

Kelompok ini ditandai dengan menyajikan hifa bersepta dan miselia membentuk filamen. Ketika dibudidayakan di laboratorium menghasilkan koloni dengan miselium kompak dan margin yang jelas.

Koloni tumbuh cepat dan memiliki penampilan seperti wol atau kapas. Mula-mula mereka berwarna putih dan kemudian berubah menjadi hijau kebiruan, hijau kekuningan atau merah muda.

Spora kelamin (ascospores) diproduksi di asci (tubuh buah) yang dapat berkayu atau teksturnya lebih lembut tergantung pada kelompoknya.

Karakteristik paling menonjol dari genus ini adalah perkembangan konidiofor bercabang dan berbentuk sikat. Berbagai jenis percabangan konidiofor memungkinkan untuk membedakan spesies.

Konidiofor terstruktur dengan baik dan memiliki sumbu dari mana cabang (metallis) terbentuk. Phialides (sel berbentuk botol yang menghasilkan konidia) terbentuk pada metallis. Ini adalah karakter yang paling penting untuk membedakan spesies dari genus.

Jenis-jenis konidiofor

Sederhana : phialides itu soliter.

Monoverticylates : sekelompok phialides terjadi di puncak sumbu konidiofor.

Divicariates : methule bercabang pada ketinggian yang berbeda dan pada ini ada kelompok phialides.

Biverticylates : tiga atau lebih metallis terbentuk di ujung poros, masing-masing dengan sekelompok phialides di puncak.

Terverticylate : mereka menyajikan serangkaian cabang perantara antara methule dan phialides.

Produksi mikotoksin

Spesies Penicillium menghasilkan zat beracun yang mencemari makanan, yang dikenal sebagai mikotoksin. Yang paling sering adalah okratoksin dan patulin.

Okratoksin dapat mencemari sereal dan keju, serta menumpuk di lemak hewan yang dikonsumsi manusia. Racun ini mempengaruhi sistem ginjal.

Patulin ditemukan dalam sereal dan kacang-kacangan. Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh dan menyerang sistem saraf .

Nutrisi

Spesies Penicillium adalah saprofit. Mereka memiliki kapasitas yang tinggi untuk mendegradasi organik peduli karena fakta bahwa mereka menghasilkan sejumlah besar enzim hidrolitik. Enzim ini memiliki kemampuan untuk mempercepat proses dekomposisi.

Jamur ini dikenal sebagai jamur dan spora mereka adalah polutan udara utama di banyak bangunan tertutup. Selain itu, mereka berperilaku sebagai patogen tanaman yang berbeda baik di lapangan maupun pasca panen.

Banyak yang bisa menghasilkan racun yang membahayakan manusia. Yang lain menyukai fermentasi beberapa makanan dan juga mampu menghasilkan antibiotik.

Filogeni dan taksonomi

Taksonomi Penicillium cukup kompleks, karena dalam banyak kelompok jamur sering kali keadaan anamorfik dan teleomorfik dianggap taksa yang berbeda.

Pada awalnya genus tersebut berada dalam kelompok buatan Deuteromycetes (jamur tidak sempurna) karena bentuk seksualnya tidak diketahui. Teleomorph terletak di filum Ascomycota dalam ordo Eurotiales

Genus ini dipisahkan menjadi empat sub-genera: Aspergilloides , Furcatum , Penicillium dan Biverticillium , yang berbeda menurut jenis konidiofor. Kemudian, Biverticillatum dikaitkan dengan genus teleomorfik Talaromyces dan tiga subgenera lainnya dengan Eupenicillium .

Kemudian, dalam ulasan Penicillium senso stricto (tidak termasuk Talaromyces ), teleomorph Eupenicillium dianggap sinonim, karena nama Penicillium lebih tua.

Genus Talaromyces

Hal ini ditandai dengan adanya askus yang dibentuk oleh jaringan hifa dengan dinding halus. Asci matang dalam beberapa minggu dalam media kultur. Delapan askospora terbentuk yang uniseluler. Anamorph (sub-genus Biverticillatum ) memiliki phialides yang sempit.

Studi molekuler menentukan bahwa ini adalah kelompok monofiletik dan saat ini terletak di keluarga Trichocomaceae. Sekitar 110 spesies dikenali, dikelompokkan menjadi tujuh bagian.

Di antara spesies yang menarik, T. marneffei menonjol , patogen yang menyebabkan mikosis sistemik pada pasien dengan HIV.

Genus Penicillium

Saat ini genus mencakup semua spesies Eupenicillium, serta genus Eladia, Torulomyces, Chromocleista dan Hemicarenteles .

Spesies ini memiliki askus dengan sel isodiametrik (sisi yang sama), dengan dinding yang sangat keras (sklerotisasi). Asci membutuhkan waktu berbulan-bulan untuk matang dan dalam beberapa kasus, askospora gagal matang.

Keadaan aseksual ditandai dengan phialides lebar berbentuk ampul atau botol.

Genus ini terletak di keluarga Aspergillaceae dan telah dibagi menjadi dua sub-genera ( Aspergilloides dan Penicillium ) dan 25 bagian.

Habitat

Spesies Penicillium dapat tumbuh subur di lingkungan yang beragam dan memiliki distribusi kosmopolitan. Ini mampu hidup dalam kondisi ekstrim suhu, salinitas, pH atau tekanan air.

Kehadiran Penicillium telah dilaporkan pada lebih dari 400 spesies tanaman . Mereka telah ditemukan di daerah yang sangat dingin seperti sub-arktik dan tundra.

Di lingkungan salin, keberadaan spesies Penicillium telah dilaporkan sebagai endofit lamun atau tumbuh di tanah salinitas tinggi.

Spesies lain mampu berkembang di tanah yang sangat diasamkan secara alami atau oleh aktivitas manusia, seperti limbah pertambangan dan air limbah industri.

Reproduksi

Spesies Penicillium dan Talaromyces bereproduksi secara aseksual dan seksual.

Reproduksi aseksual

Hal ini dapat terjadi dengan fragmentasi miselia yang kemudian terus membelah. Dalam kasus lain, sclerotium (miselium berdinding tebal) dapat terbentuk yang dapat menahan kondisi buruk dan kemudian mulai membelah.

Bentuk reproduksi aseksual yang paling umum adalah produksi konidia (spora seks) dari konidiofor. Ini terbentuk dari pembagian inti phialides.

Reproduksi seksual

Spora seks diproduksi di askus. Sebuah antheridium (struktur laki-laki) dan ascogonium (struktur perempuan) yang dihasilkan. Sitoplasma dari kedua struktur menyatu (plasmogami) dan kemudian inti bersatu (karyogami).

Setelah sel diploid terbentuk, meiosis terjadi. Empat sel haploid terbentuk yang menjalani mitosis, sehingga menghasilkan delapan askospora.

Askospora bersifat haploid dengan nukleus tunggal. Mereka mungkin memiliki permukaan yang halus atau dihiasi dan tertiup angin atau dibuang oleh hujan.

Patogen dan penyakit

Berbagai spesies Penicillium merupakan agen penyebab pembusukan makanan, terutama ketika kondisi lembab dan hangat. Koloni berkembang pada ini dan enzim yang menghasilkan memecahnya dengan cepat. Koloni umumnya berwarna kehijauan.

Kontaminasi bangunan oleh spora Penicillium dan genus lainnya juga sering terjadi . Lingkungan tertutup dan lembab mendukung perkembangan jamur. Ada orang yang sangat sensitif terhadap spora, yang menyebabkan berbagai penyakit pernapasan dan alergi.

T. marneffei (sebelumnya Penicillium marneffei ) menyebabkan penicilliosis, penyakit endemik di Asia Tenggara. Ini hanya mempengaruhi pasien imunosupresi, terutama mereka dengan HIV. Konidia menginfeksi inang melalui inhalasi dan kemudian berkembang secara intraseluler, mempengaruhi fungsi beberapa organ.

Bioteknologi

Beberapa spesies Penicillium banyak digunakan dalam industri makanan dan farmasi.

Dalam banyak produk daging yang mengalami proses pematangan, keberadaan koloni jamur di permukaan adalah hal biasa. Jamur ini meningkatkan aroma dan rasa yang khas karena produksi berbagai senyawa kimia.

Spesies Penicillium membentuk flora mikroba permukaan dalam beberapa sosis yang difermentasi seperti salami. Ini adalah antioksidan dan mencegah pengeringan, di samping kapasitas proteolitiknya yang berkontribusi pada pengawetan produk dan mencegah serangan patogen.

Dalam kasus yang disebut keju biru, P. roqueforti ditambahkan selama pematangannya. Aktivitasnya menghasilkan enzim yang memecah senyawa kimia, menghasilkan aroma dan rasa khas keju ini. Bintik-bintik biru adalah koloni jamur pada keju.

Beberapa spesies mampu menghasilkan antibiotik alami. Salah satunya adalah penisilin, yang diperoleh terutama dari P. chrysogenum . Penisilin adalah antibiotik pertama yang digunakan dalam pengobatan.

Referensi

  1. Acosta R (2006) Seleksi produsen Penicillium peptida antijamur untuk digunakan dalam produk daging. Memori untuk memenuhi syarat untuk gelar Dokter. Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Extremadura, Spanyol. 288 hal.
  2. Cabañes J, MR Bragulat dan G Castella (2010) Ochratoxin spesies penghasil dalam genus Penicillium . Racun 2: 1111-1120.
  3. Houbraken dan RA Samson (2011) Filogeni Penicillium dan pemisahan Trichocomaceae menjadi tiga famili. Studi di Mikologi 70: 1-51.
  4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga dan JC Frisvad (2011) Filogeni dan tata nama genus Talaromyces dan taksa tertampung di Penicillium subgenus Biverticillium . Studi di Mikologi 70: 159-183.
  5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi dan RA Samson (2014) Identifikasi dan tata nama genus Penicillium . Studi di Mikologi 78: 343-371.
  6. Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta dan AK Saxena (2017) Keanekaragaman hayati genus Penicillium di habitat yang berbeda. Dalam: KV Gupta dan S Rodríguez-Canto (ed). Perkembangan baru dan masa depan dalam bioteknologi dan bioteknologi mikroba. Sifat dan aplikasi sistem Penicillium . Elsevier, Inggris Raya