Aspergillus giganteus - Aspergillus giganteus

Aspergillus giganteus
bilimsel sınıflandırma Düzenle
Krallık:Mantarlar
Bölünme:Ascomycota
Sınıf:Eurotiomycetes
Sipariş:Eurotiales
Aile:Trichocomaceae
Cins:Aspergillus
Türler:
A. giganteus
Binom adı
Aspergillus giganteus
Wehmer (1901)[1]

Aspergillus giganteus bir Türler nın-nin mantar içinde cins Aspergillus (Latince "aspergillum" dan "kutsal su fıskiyesi" anlamına gelir) kalıp.[2] İlk olarak 1901'de Wehmer tarafından tanımlandı,[1] ve altıdan biri Aspergillus türler Clavati bölümü alt cins Fumigati.[3] En yakın taksonomik akrabaları Aspergillus rhizopodus (Rai ve diğerleri, 1975)[4][3] ve Aspergillus longivescia (Huang ve Raper, 1971).[5][3]

Morfoloji

Makro ve mikroskobik morfolojisi A. giganteus.[3] A) 7 gün büyüdükten sonra koloniler; B-C) mavi-yeşil başlı konidioforlar; D-I) kondiyoforların mikroskobik görünümü; J) conidia

Çoğunluğu gibi Aspergillus Türler,[6] A. giganteus çoğalır aseksüel olarak ve cinsel bir durumda gözlemlenmedi.[3] Diğer türlere benzer Clavati, A. giganteus uçlara doğru sivrilen uçlar ve kulüp şeklindeki aspergilla adı verilen camsı ve yarı saydam gövde benzeri yapılar ile karakterize edilen çok sayıda konidiofor üretir.[3] Mavi-yeşil renkli aseksüel sporlar Conidia bu ipuçlarında form.[3]

Makroskopik düzeyde, A. giganteus koloniler kadifemsi dokuları ile karakterizedir.[3] Koloniler genellikle ilk başta beyazdır ve ışığa maruz kaldıklarında soluk mavi-yeşil bir renge döner.[3]

Morfolojisi Aspergillus conidiophore kafa[7]

Mikroskobik düzeyde, A. giganteus farklı uçları ve vezikülleri olan iki uç konidiyofor üretir. Bu konidioforlardan ilki, stipe uzunluğu dahil olmak üzere tipik olarak 2-3 mm boyundadır.[3] Bu daha kısa konidiyoforlar 100-250 μm uzunluğunda ve 30-50 μm genişliğinde klavat veziküller üretir.[3] İkinci tip konidioforlar, yaklaşık 1-5 cm uzunluğunda çok daha büyüktür.[3] Bu uzunluğun çoğu uzamış çizgilerden kaynaklanmaktadır.[3] Bu daha uzun konidiyoforlar fototropik yani sadece ışığın varlığında gelişip büyüyebilirler.[3] Uzun konidioforlar tarafından üretilen veziküller 400-600 μm uzunluğunda ve 120-180 μm genişliğindedir, daha kısa muadilleri tarafından üretilen veziküllerin iki katından daha büyüktür.[3]

Birlikte vezikül ve fialidler konidiyal başı oluşturur. İçinde A. giganteusBu kafalar mavi-yeşil renktedir ve kalıp olgunlaştıkça iki veya daha fazla sütuna ayrılır.[3] Conidia bu konidial kafalardan oluşur. Conidia A. giganteus nispeten kalın duvarlıdır ve pürüzsüz, eliptik görünümleri ve boyutları (3,5-4,5 x 2,4-3,0 μm) ile ayırt edilebilirler. Bu özellikler, her iki konidiyofor türünün karakteristiğidir.[3]A. giganteus diğerinden ayırt edilebilir Aspergillus içine yerleştirilen türler Clavati mikroskobik morfolojisi ve bakterilere ve diğer mantarlara karşı savunmada hücreler tarafından sentezlenen ve daha sonra hücre tarafından atılan bileşikler olan benzersiz ekstrolit kombinasyonuyla.[3][8] Morfolojik olarak, A. giganteus mevcut rizoidal ayak hücrelerinden yoksun A. rhizopodusve uzun veziküllerinin aksine duran klavat veziküllere sahiptir. A. longivesica.[3] Ekstrolit sentezi açısından, ancak A. giganteus üretir mikotoksinler ve antibiyotikler hepsinin özelliği olan Clavati bölüm türleri (örneğin patulin,[8] triptoquivalinler ve triptoquivalonlar,[3] ve alfa-sarkinler),[9] aynı zamanda en yakın akrabaları tarafından sentezlenmemiş ekstrolitler üretir. Bunlar birkaç farklı karotinoidler[10] ve penisilin -klavinformin gibi.[11]

Ekoloji

A. giganteus dünya çapında bulunur ve resmi olarak Nijerya, Amerika Birleşik Devletleri, Mısır, Meksika, Panama, Almanya, Surinam, Hollanda ve Polonya'da belgelenmiştir.[3] Çoğu zaman gübre kaynaklı, ancak alkali toprakta ve ahşap yüzeylerde büyüyecektir.[3] Saprotrofik bir küf olarak,[2] A. giganteus Enerjisini içinde büyüdüğü substratlardan besinleri emerek alır. Aspergillus ve Clavati bölüm türleri, insanların bilinen patojenleridir, A. giganteus rapor edilmiş herhangi bir patojenik etkiye sahip değildir.[3]

Laboratuvarda, A. giganteus her ikisine de ekildi Czapek maya özü agarı (CYA) plakaları ve Malt Ekstresi Agar Oxoid® (MEAOX) plakaları,[3] Aşağıda gösterildiği gibi.

  • Aspergillus giganteus CYA plakasında büyüyen

  • Aspergillus giganteus MEAOX plakasında büyüyen

Ekonomik alaka

Antifungal protein (AFP)

A. giganteus hem farmasötik hem de tarımsal ortamlarda mantar enfeksiyonunu önlemek için potansiyel uygulamaları olan bir antifungal protein (AFP) üretir. AFP'nin ekonomik açıdan önemli sayısız filamentöz mantarın büyümesini kısıtladığı gösterilmiştir.[12] Bunlar arasında Aspergillus fumigatus ana nedeni aspergilloz insanlarda,[12] ve diğeri Aspergillus Türler;[13] Fusarium oxysporum ve ilgili Fusarium Türler,[12] domates, fasulye, muz, kavun, pamuk ve nohut bitkilerinin yaygın patojenleri;[14] Magnaporthe grisea pirinç ve tahıl mahsullerinin bir patojeni;[2] ve Botrytis cineara, sardunya ve diğer ekonomik açıdan önemli süs bitkileri için patojeniktir.[15] Ek olarak, AFP, Oomycete Phytopthera infestans,[2] patateste geç yanıklığa neden olduğu için kötü şöhretli patojen (ana neden İrlanda Büyük Kıtlığı ) ve domates.[16]

Yukarıda sıralanan enfeksiyonlarla mücadelede yüksek başarı potansiyeline sahip olmanın yanı sıra, AFP'nin yaşayabilirliğini engellemez. Maya, bakteri memeli[17] veya bitki hücreleri.[18] AFP'ye yanıt vermeyen birçok ipliksi mantar türü olduğundan, proteinin zararlı etkilerinin türe özgü olması muhtemeldir.[13][19] Bu nedenle AFP, hastalara veya konakçı bitkilere zarar vermeden çok spesifik patojenlerin neden olduğu enfeksiyonu tedavi etmek ve önlemek için kullanılabilir. Ayrıca protein, fermantasyon yoluyla kolayca sentezlenebilir. A. giganteus ve duymaya dayanıklıdır. Diğer antifungal tedavilere kıyasla, zararlı patojenlerin büyümesini önlemek için az miktarda proteine ​​ihtiyaç vardır.[20] AFP'nin hassas, patojenik mantarların büyümesini neredeyse tamamen engellemesi gerçeğiyle birlikte (tarım sistemlerinde halihazırda kullanılan ozon, hidrojen peroksit ve klor dioksit antifungal tedavilerinin aksine)[18] bu faktörler, AFP'nin patojen enfeksiyonuna karşı ucuz, toplu üretilebilir ve son derece etkili bir çözüm olma potansiyelini vurgulamaktadır.

AFP eylem modu

Sistein açısından zengin,[20] amfipatik[13] protein, AFP-senstivie patojenlerinin çoğalmasını çoklu yollardan inhibe eder. İlk olarak, AFP, inhibe ederek hücre büyümesini inhibe edebilir. Chitin sentez.[12] Hassas mantarlarda AFP, hücre duvarı bütünlüğü yolunu aktive eder, böylece hücre duvarlarının yeniden modellenmesinden ve kitin oluşumunun önlenmesinden sorumlu a-1,3-glukan sentaz A geninin ekspresyonunu güçlendirir.[21] AFP ayrıca hassas mantarların hücre zarı geçirgenliğini değiştirebilir,[19] özellikle Aspergillus niger,[13] veya kalsiyum katyon hücresi dinlenme potansiyelinde ani, sürekli bir artışa neden olur ve bu genellikle programlanmış hücre ölümüyle sonuçlanır.[21] Bu yolların her biri sonuçta AFP'ye duyarlı patojenin ölümüyle sonuçlanır. Bu yolların birlikte nasıl çalıştığını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, çok çeşitli AFP eylem modları, proteinin duyarlı patojenlerle farklı şekillerde etkileşime girebileceğini ve bu patojenlerin AFP'ye duyarlılıklarının farklı olduğunu vurgulamaktadır.[13]

AFP uygulamaları ile ilgili ön çalışmalar

AFP'nin farmasötik ve tarımsal uygulamaları ile ilgili ön çalışmalarda, araştırmacılar, AFP'nin büyümesini durdurmak için kullandılar. Phytopthera infestans[2] ve Aspergillus Türler[12][13][19] kültürde. AFP solüsyonlarının bitki yapraklarına ve köklerine uygulanmasında, Botrytis cineara sardunya bitkilerinde[15] ve Magnaporthe grisea pirinç bitkilerinde elimine edildi.[2] Bu vakaların her birinde AFP, hassas mantarların hiflerinde deformasyonlara neden olarak hif uzamasının azalmasına ve patojenin gelişememesine neden oldu.[2][15] Bitki yapılarına doğrudan uygulamaya ek olarak, AFP kodlayan gen, AFP'ye duyarlı mantarlardan etkilenen bitkilerin genomlarına düzenlenebilir, böylece bitkiler kendi başlarına proteini sentezleyebilirler.[22][23][24] Bu teknik, enfeksiyonu azaltmak için başarıyla kullanılmıştır. Puccinia substriata, pas hastalığının ana nedeni ve Sclerospora graminicolainci darı bitkilerinde tüylü küfün nedensel ajanı,[22] yanı sıra enfeksiyon Magnaporthe grisea pirinç bitkilerinde.[23][24] Genetik güçlenme, laboratuar ve sera ortamlarında enfeksiyonu durdursa da, araştırmacılar bitki genom düzenlemesinin ölçeklenebilirliği ve bitkilerin kendi sahalarında patojen enfeksiyonuyla savaşmak için yeterli AFP'yi sentezleme yeteneği hakkında tartışmaya devam ediyor.[23][24]

Referanslar

  1. ^ a b Wehmer 1901, Mem. Soc. Phys. Cenevre 33 (2): 85
  2. ^ a b c d e f g Vila L, Lacadena V, Fontanet P, Martinez del Pozo A, San Segundo B (Kasım 2001). "Aspergillus giganteus küfünden bir protein, fungal bitki patojenlerinin güçlü bir inhibitörüdür". Moleküler Bitki-Mikrop Etkileşimleri. 14 (11): 1327–31. doi:10.1094 / MPMI.2001.14.11.1327. PMID  11763131.
  3. ^ a b c d e f g h ben j k l m n Ö p q r s t sen v w x Varga J, Due M, Frisvad JC, Samson RA (2007). "Aspergillus bölüm Clavati'nin moleküler, morfolojik ve fizyolojik verilere dayalı taksonomik revizyonu". Mikoloji Çalışmaları. 59: 89–106. doi:10.3114 / sim.2007.59.11. PMC  2275193. PMID  18490946.
  4. ^ Rai JN, Wadhwani K, Agarwal SC (Haziran 1975). "Hindistan alkali topraklarından Aspergillus rhizopodus sp.nov.". İngiliz Mikoloji Derneği'nin İşlemleri. 64 (3): 515–517. doi:10.1016 / s0007-1536 (75) 80153-7. ISSN  0007-1536.
  5. ^ Huang LH, Raper KB (Ocak 1971). "Aspergillus Longivesica, Nijerya Toprağından Yeni Bir Tür". Mikoloji. 63 (1): 50–57. doi:10.1080/00275514.1971.12019081. ISSN  0027-5514.
  6. ^ Dyer PS, Paoletti M (Mayıs 2005). "Aspergillus fumigatus'ta üreme: sözde eşeysiz bir türdeki cinsellik?". Tıbbi Mikoloji. 43 Özel Sayı 1 (s1): S7-14. doi:10.1080/13693780400029015. PMID  16110786.
  7. ^ "Aspergillus". Mikoloji Çevrimiçi. Adelaide Üniversitesi. Alındı 2019-05-17.
  8. ^ a b Varga J, Rigó K, Molnár J, Tóth B, Szencz S, Téren J, Kozakiewicz Z (2003). "Mikotoksin üretimi ve Aspergillus bölümü Clavati türleri arasındaki evrimsel ilişkiler". Antonie van Leeuwenhoek. 83 (2): 191–200. doi:10.1023 / A: 1023355707646. PMID  12785313.
  9. ^ Lin A, Huang KC, Hwu L, Tzean SS (Ocak 1995). "Tayvan'da Aspergillus türleri ve ilgili mantarlar tarafından tip II ribotoksin üretimi". Toxicon. 33 (1): 105–10. doi:10.1016/0041-0101(94)00140-4. PMID  7778122.
  10. ^ van Eijk GW, Mummery RS, Roeymans HJ, Valadon LR (1979-09-01). "Aschersonia aleyroides ve Aspergillus giganteus'un karotenoidlerinin karşılaştırmalı bir çalışması". Antonie van Leeuwenhoek. 45 (3): 417–422. doi:10.1007 / BF00443280. ISSN  1572-9699. PMID  554534.
  11. ^ Florey HW, Jennings MA, Philpot FJ (Ocak 1944). "Aspergillus giganteus Wehm'den Klaviformin". Doğa. 153 (3874): 139. Bibcode:1944Natur.153..139F. doi:10.1038 / 153139a0.
  12. ^ a b c d e Hagen S, Marx F, Ram AF, Meyer V (Nisan 2007). "Aspergillus giganteus kaynaklı antifungal protein AFP, hassas mantarlarda kitin sentezini inhibe eder". Uygulamalı ve Çevresel Mikrobiyoloji. 73 (7): 2128–34. doi:10.1128 / AEM.02497-06. PMC  1855660. PMID  17277210.
  13. ^ a b c d e f Meyer V (Şubat 2008). "Mantarlarla savaşan küçük bir protein: AFP, biyoteknolojik değeri olan yeni bir ümit verici antifungal ajan". Uygulamalı Mikrobiyoloji ve Biyoteknoloji. 78 (1): 17–28. doi:10.1007 / s00253-007-1291-3. PMID  18066545.
  14. ^ Michielse CB, Rep M (Mayıs 2009). "Patojen profil güncellemesi: Fusarium oxysporum". Moleküler Bitki Patolojisi. 10 (3): 311–24. doi:10.1111 / j.1364-3703.2009.00538.x. PMC  6640313. PMID  19400835.
  15. ^ a b c Moreno AB, Del Pozo AM, Borja M, Segundo BS (Kasım 2003). "Aspergillus giganteus'tan Botrytis cinerea'ya Karşı Antifungal Proteinin Aktivitesi". Fitopatoloji. 93 (11): 1344–53. doi:10.1094 / PHYTO.2003.93.11.1344. PMID  18944061.
  16. ^ Barkai-Golan R (Haziran 2001). Meyve ve Sebzelerin Hasat Sonrası Hastalıkları (1. baskı). Elsevier. ISBN  978-0-444-50584-2.
  17. ^ Szappanos H, Szigeti GP, Pál B, Rusznák Z, Szucs G, Rajnavölgyi E, Balla J, Balla G, Nagy E, Leiter E, Pócsi I, Hagen S, Meyer V, Csernoch L (Temmuz 2006). "Aspergillus giganteus tarafından salgılanan antifungal protein AFP, belirli memeli hücreleri üzerinde zararlı etkilere neden olmaz". Peptidler. 27 (7): 1717–25. doi:10.1016 / j.peptidler.2006.01.009. PMID  16500727.
  18. ^ a b Barakat H, Spielvogel A, Hassan M, El-Desouky A, El-Mansy H, Rath F, Meyer V, Stahl U (Haziran 2010). "Aspergillus giganteus'tan elde edilen antifungal protein AFP, arpada farklı Fusarium türlerinin ikincil büyümesini önler". Uygulamalı Mikrobiyoloji ve Biyoteknoloji. 87 (2): 617–24. doi:10.1007 / s00253-010-2508-4. PMID  20217075.
  19. ^ a b c Theis T, Wedde M, Meyer V, Stahl U (Şubat 2003). "Aspergillus giganteus'tan elde edilen antifungal protein, zar geçirgenliğine neden olur". Antimikrobiyal Ajanlar ve Kemoterapi. 47 (2): 588–93. doi:10.1128 / aac.47.2.588-593.2003. PMC  151754. PMID  12543664.
  20. ^ a b Lacadena J, del Pozo AM, Gasset M, Patino B, Campos-Olivas R, Vazquez C, ve diğerleri. (Aralık 1995). "MouldAspergillus giganteus Tarafından Salgılanan Antifungal Proteinin Karakterizasyonu". Biyokimya ve Biyofizik Arşivleri. 324 (2): 273–81. doi:10.1006 / abbi.1995.0040. PMID  8554319.
  21. ^ a b Binder U, Bencina M, Eigentler A, Meyer V, Marx F (Eylül 2011). "Aspergillus giganteus antifungal protein AFPNN5353, hücre duvarı bütünlüğü yolunu aktive eder ve kalsiyum homeostazını bozar". BMC Mikrobiyoloji. 11 (1): 209. doi:10.1186/1471-2180-11-209. PMC  3197501. PMID  21943024.
  22. ^ a b Girgi M, Breese WA, Lörz H, Oldach KH (Haziran 2006). "Aspergillus giganteus'tan afp geninin heterolog ekspresyonunun aracılık ettiği inci darıdaki (Pennisetum glaucum) pas ve tüylü küf direnci". Transgenik Araştırma. 15 (3): 313–24. doi:10.1007 / s11248-006-0001-8. PMID  16779647.
  23. ^ a b c Coca M, Bortolotti C, Rufat M, Peñas G, Eritja R, Tharreau D, del Pozo AM, Messeguer J, San Segundo B (Ocak 2004). "Aspergillus giganteus'tan antifungal AFP proteinini ifade eden transgenik pirinç bitkileri, pirinç patlaması mantarı Magnaporthe grisea'ya karşı arttırılmış direnç gösterir". Bitki Moleküler Biyolojisi. 54 (2): 245–59. doi:10.1023 / B: PLAN.0000028791.34706.80. PMID  15159626.
  24. ^ a b c Moreno AB, Peñas G, Rufat M, Bravo JM, Estopà M, Messeguer J, San Segundo B (Eylül 2005). "Aspergillus giganteus'tan antifungal AFP proteininin patojen kaynaklı üretimi, transgenik pirinçteki patlama mantarı Magnaporthe grisea'ya direnç kazandırır". Moleküler Bitki-Mikrop Etkileşimleri. 18 (9): 960–72. doi:10.1094 / MPMI-18-0960. PMID  16167766.