Aspergillus giganteus
Aspergillus giganteus | |
---|---|
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Эукариота |
Королевство: | Грибы |
Разделение: | Ascomycota |
Сорт: | Eurotiomycetes |
Заказ: | Eurotiales |
Семья: | Aspergillaceae |
Род: | Аспергиллус |
Разновидность: | А. Жигеус
|
Биномиальное название | |
Aspergillus giganteus Wehmer (1901) [ 1 ]
|
Aspergillus giganteus - это вид гриба (от латинского «aspergillum » в роде Aspergillus , что означает «спринклер святой воды»), который растет как плесень . [ 2 ] Впервые он был описан в 1901 году Уэмером, [ 1 ] и является одним из шести видов Aspergillus из Clavati участка подрода Fumigati . [ 3 ] Его ближайшие таксономические родственники - Aspergillus rhizopodus (Rai et al., 1975) [ 4 ] [ 3 ] и Aspergillus Longivescia (Huang and Raper, 1971). [ 5 ] [ 3 ]
Морфология
[ редактировать ]
Как и большинство видов Aspergillus , [ 6 ] A. Giganteus воспроизводит бесполезно и не наблюдался в сексуальном состоянии. [ 3 ] Подобно другим видам в Clavati , A. giganteus производит многочисленные конидифоры, которые характеризуются стеклянными и полупрозрачными структурами, похожими на стебля, называемые стипами и клубной аспергиллой, которые сужаются к кончикам. [ 3 ] Сине-зеленые цветные асексовые споры называют формой конидии на этих кончиках. [ 3 ]
На макроскопическом уровне колонии A. giganteus характеризуются их бархатистой текстурой. [ 3 ] Поначалу колонии часто белые, поворачивая бледно-сине-зеленый цвет при воздействии света. [ 3 ]

На микроскопическом уровне A. giganteus производит два типа конидиофоров, которые имеют различные стипы и везикулы. Первый из этих конидиофоров, как правило, высотой 2-3 мм, в том числе длины стрелка. [ 3 ] Эти более короткие конидиофоры продуцируют клаватные везикулы, которые имеют длину 100-250 мкм и ширину 30-50 мкм. [ 3 ] Второй тип конидиофоров намного больше, приблизительно 1-5 см длиной. [ 3 ] Большая часть этой длины связана с удлиненными стипами. [ 3 ] Эти более удлиненные конидиофоры являются фототропными , что означает, что они способны развиваться и расти в присутствии света. [ 3 ] Везикулы, продуцируемые длинными конидиофорами, имеют длину 400-600 мкм и ширину 120-180 мкм, более чем вдвое больше, чем везикулы, полученные их более короткими аналогами. [ 3 ]
Вместе пузырьки и фиалиды образуют конидиальную головку. У A. giganteus эти головы сине-зеленые цвета и разделены на два или более колонны, когда плесень созревает. [ 3 ] Конидия формирует из этих конидиальных голов. Конидии A. giganteus относительно толстостенные и различимы по их гладкому, эллиптическому внешнему виду, а также их размеру (3,5-4,5 x 2,4-3,0 мкм). Эти черты характерны для обоих типов конидиофора. [ 3 ] A. Giganteus можно различить образуйте другие виды Aspergillus , размещенные в разделе Clavati, с помощью ее микроскопической морфологии и ее уникальной комбинацией экстралитов, которые являются соединениями, синтезируемыми, а затем выделяются клетками в защите от бактерий и других грибков. [ 3 ] [ 8 ] Морфологически у A. giganteus отсутствует ризоидальные клетки стопы, присутствующие в A. hrobopodus , и имеет клавадные пузырьки, которые находятся в отличие от удлиненных пузырьков A. longivesica . [ 3 ] С точки зрения экстралитного синтеза, хотя A. giganteus производит микотоксины и антибиотики , которые характерны для всех видов Clavati Section (такие как патулин , [ 8 ] триптоквивалов и триптокевалоны, [ 3 ] и альфа-сарсины), [ 9 ] Он также производит экстралиты, не синтезированные его ближайшими родственниками. К ним относятся несколько разных каротиноидов [ 10 ] и пенициллин -Клавинформин. [ 11 ]
Экология
[ редактировать ]A. Giganteus найден во всем мире и был официально документирован в Нигерии, Соединенных Штатах, Египте, Мексике, Панаме, Германии, Суринаме, Нидерландах и Польше. [ 3 ] Чаще всего это навозка , но будет расти в щелочной почве и деревянных субстратах. [ 3 ] Как сапротрофная плесень, [ 2 ] A. Giganteus получает свою энергию, поглощая питательные вещества из субстратов, в которых она растет. Хотя многие другие виды Aspergillus и Clavati Section известны патогенам людей, A. giganteus не имеет никаких патогенных эффектов. [ 3 ]
В лаборатории A. giganteus выращивался как на пластинах агара агара (CYA), так и на тарелках из экстракта солодового экстракта , агар oxoid® (meaox), [ 3 ] Как показано ниже.
-
Aspergillus giganteus растет на тарелке Cya
-
Aspergillus giganteus растут на пластине Meaox
Экономическая значимость
[ редактировать ]Противогрибковой белок (AFP)
[ редактировать ]A. Giganteus продуцирует противогрибковой белок (AFP), который имеет потенциальное применение для предотвращения грибковой инфекции как в фармацевтических, так и в сельскохозяйственных условиях. Было показано, что AFP ограничивает рост многочисленных экономически важных нитевидных грибов. [ 12 ] К ним относятся Aspergillus fumigatus , основная причина аспергиллеза у людей, [ 12 ] и другие Aspergillus ; виды [ 13 ] Fusarium oxysporum и родственные виды Fusarium , [ 12 ] общие патогенные микроорганизмы томатов, бобов, банана, дыни, хлопка и нута; [ 14 ] Магнапорт Грисея , патоген риса и зерновых культур; [ 2 ] и Botrytis Cineara , патогенный к герани и другие экономически важные декоративные растения. [ 15 ] Кроме того, AFP может ограничить рост oomycete phytopthera infestans , [ 2 ] Патоген печально известен тем, что вызывает поздний упадок в картофеле (основной причине великого голода Ирландии ) и помидоров. [ 16 ]
В дополнение к высоким потенциалом для успеха при борьбе с инфекциями, перечисленными выше, AFP не ингибирует жизнеспособность дрожжей , бактерий, млекопитающих , млекопитающих, млекопитающих, млекопитающих, млекопитающих [ 17 ] или растительные клетки. [ 18 ] Поскольку существует много нитевидных грибковых видов, которые не реагируют на AFP, вполне вероятно, что вредные эффекты белка являются видоспецифичными. [ 13 ] [ 19 ] Таким образом, AFP может быть использован для лечения и предотвращения инфекции очень специфическими патогенами без вреда для пациентов или растений -хозяев. Кроме того, белок может быть легко синтезирован посредством ферментации A. giganteus и устойчив к услышанию. По сравнению с другими противогрибковыми обработками необходимы небольшие количества белка для предотвращения роста вредных патогенов. [ 20 ] В сочетании с тем фактом, что AFP почти полностью блокирует рост чувствительных патогенных грибов (в отличие от противогрибковых обработок озона, перекиси водорода и диоксида хлора, в настоящее время используемых в сельскохозяйственных системах,) [ 18 ] Эти факторы подчеркивают потенциал AFP как дешевое, массовое и чрезвычайно эффективное решение для инфекции патогенов.
Режим действия AFP
[ редактировать ]Богатый цистеином, [ 20 ] амфипатический [ 13 ] Белок ингибирует рост патогенов AFP-Senstivie через множественные пути. Во -первых, AFP может ингибировать рост клеток, ингибируя синтез хитина . [ 12 ] В чувствительных грибах AFP активирует путь целостности клеточной стенки, тем самым усиливая экспрессию гена α-1,3-глюкана синтазы А, ответственный за ремоделирование клеточных стен и ингибируя образование хитина. [ 21 ] AFP может также изменить проницаемость клеточной мембраны чувствительных грибов, [ 19 ] особенно Aspergillus niger, [ 13 ] или вызвать немедленное, устойчивое увеличение потенциала отдыха катионо -катионной клеток, которое часто приводит к запрограммированной гибели клеток. [ 21 ] Каждый из этих путей в конечном итоге приводит к гибели чувствительного к AFP патогена. Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, как эти пути работают в консорте, широкий спектр действий AFP подчеркивает, что белок может взаимодействовать с чувствительными патогенами по -разному, что эти патогенные микроорганизмы различаются по их восприимчивости к AFP. [ 13 ]
Предварительные исследования по применению AFP
[ редактировать ]В предварительных исследованиях фармацевтических и сельскохозяйственных применений AFP исследователи использовали AFP, чтобы остановить рост фитоптера Infestans [ 2 ] и Aspergillus виды [ 12 ] [ 13 ] [ 19 ] в культуре. При применении растворов AFP на листья растений и корни, инфекции Botrytis cineara в растениях герани [ 15 ] и магнапор, гриса в рисовых растениях, была устранена. [ 2 ] В каждом из этих случаев AFP вызывал деформации в гифах чувствительных грибов, что привело к снижению удлинения гиф и неспособности патогена расти. [ 2 ] [ 15 ] В дополнение к прямому применению к структурам растений, ген, кодирующий AFP, может быть отредактирован в геномы растений, затронутых чувствительными к AFP грибами, так что растения способны сами по себе синтезировать белок. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] Этот метод был успешно использован для снижения инфекции подстрата Puccinia , основной причины болезни ржавчины и Sclerospora graminicola , причинного агента пуховой плесени, у жемчужных растений, [ 22 ] а также инфекция Magnaporthe Grisea в рисовых растениях. [ 23 ] [ 24 ] Хотя генетическое улучшение остановило инфекцию в лабораторных и тепличных условиях, исследователи продолжают обсуждать масштабируемость редактирования генома растений и способности самих растений синтезировать достаточно AFP, чтобы бороться с инфекцией патогенов в этой области. [ 23 ] [ 24 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Wehmer 1901, Mem. Соц Пис Enjous 33 (2): 85
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и фон глин Вила Л., Лакаден В., Фонтанет П., Мартинес -дель Позо А., Сан -Сегундо Б (ноябрь 2001 г.). «Белок из плесени Aspergillus giganteus является мощным инхибитом патогенов грибковых растений» . Молекулярные взаимодействия растений-микробов . 14 (11): 1327–31. Doi : 10.1094/mpmi . PMID 11763131 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м не а п Q. ведущий с Т в v В х Varga J, Due M, Frisvad JC, Samson RA (2007). «Таксономическое пересмотр aspergillus section clavati на основе молекулярных, морфологических и физиологических данных» . Исследования по микологии . 59 : 89–106. doi : 10.3114/sim.2007.59.11 . PMC 2275193 . PMID 18490946 .
- ^ Рай Дж.Н., Вадхвани К, Агарвал С.К. (июнь 1975 г.). «Aspergillus rhizopodus sp.nov. Из индийских щелочных почв». Сделки Британского микологического общества . 64 (3): 515–517. doi : 10.1016/s0007-1536 (75) 80153-7 . ISSN 0007-1536 .
- ^ Huang LH, Raper KB (январь 1971 г.). «Aspergillus longivesica, новый вид из нигерийской почвы». Микология . 63 (1): 50–57. doi : 10.1080/002755514.1971.12019081 . ISSN 0027-5514 . PMID 5548904 .
- ^ Dyer PS, Paoletti M (май 2005 г.). «Воспроизведение у Aspergillus fumigatus: сексуальность у предположительно бесполого вида?» Полем Медицинская микология . 43 Suppl 1 (S1): S7-14. doi : 10.1080/13693780400029015 . PMID 16110786 .
- ^ "Aspergillus" . Микология онлайн . Университет Аделаиды . Получено 2019-05-17 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Варга Дж., Риго К., Молнар Дж., Тот Б., Шенсс С., Сквара Дж, Козакевич З. (2003). «Производство микотоксина и эволюционные отношения между видами секции Aspergillus clavati». Антони Ван Леувенхук . 83 (2): 191-200. Doi : 10.1023/a: 1023355707646 . PMID 12785313 . S2CID 22924401 .
- ^ Lin A, Huang KC, Hwu L, Tzean SS (январь 1995 г.). «Производство риботоксинов типа II видами Aspergillus и родственными грибами на Тайване». Токсикона . 33 (1): 105–10. doi : 10.1016/0041-0101 (94) 00140-4 . PMID 7778122 .
- ^ Van Eijk GW, Mumery RS, Roeymans HJ, Valadon LR (1979-09-01). «Сравнительное исследование каротиноидов Aschersonia aleyroides и aspergillus giganteus». Антони Ван Леувенхук . 45 (3): 417–422. doi : 10.1007/bf00443280 . ISSN 1572-9699 . PMID 554534 . S2CID 24316372 .
- ^ Florey HW, Jennings MA, Philpot FJ (январь 1944 г.). «Клавиформин из Aspergillus giganteus wehm» . Природа . 153 (3874): 139. Bibcode : 19444natur.153..139f . doi : 10.1038/153139A0 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Hagen S, Marx F, Ram AF, Meyer V (апрель 2007 г.). «Антиген -белок AFP из Aspergillus giganteus ингибирует синтез хитина в чувствительных грибах» . Прикладная и экологическая микробиология . 73 (7): 2128–34. doi : 10.1128/aem.02497-06 . PMC 1855660 . PMID 17277210 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и фон Мейер V (февраль 2008 г.). «Маленький белок, который борется с грибами: AFP как новый многообещающий противогрибковой агент биотехнологической ценности». Прикладная микробиология и биотехнология . 78 (1): 17–28. doi : 10.1007/s00253-007-1291-3 . PMID 18066545 . S2CID 10297643 .
- ^ Michielse CB, Rep M (май 2009 г.). «Обновление профиля патогена: Fusarium oxysporum» . Патология молекулярного растения . 10 (3): 311–24. doi : 10.1111/j.1364-3703.2009.00538.x . PMC 6640313 . PMID 19400835 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Moreno AB, Del Pozo AM, Borja M, Second Bs. Полем Фхитопопия 93 (11) (11): 1344–5 doi : 10.1094/phries . PMID 18944061 .
- ^ Barkai-Golan R (июнь 2001 г.). Постановочные заболевания фруктов и овощей (1 -е изд.). Elsevier. ISBN 978-0-444-50584-2 .
- ^ Soapy H, Szigeti GP, Paul B, Rusznák Z, Sucs G, Rhine J, Balla J, Balla G, Nagy E, Leiter E, Pócsi I, Hagen S, Meyer V, Chernoch L (июль 2006 г.). «АФП противогрибкового белка, секретируемый Aspergillus giganteus, не вызывает вредного воздействия на определенные клетки млекопитающих». Пептиды . 27 (7): 1717-25. Doi : 10.1016/j.peptides.2006.01.009 . PMID 16500727 . S2CID 40927189 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Баракат Х., Спилвогель А., Хасан М., Эль-Досуки А., Эль-Манси Х, Рат Ф., Мейер В., Шталь У (июнь 2010 г.). «Противогрибковой белок AFP из Aspergillus giganteus предотвращает вторичный рост различных видов фусария на ячменя». Прикладная микробиология и биотехнология . 87 (2): 617–24. doi : 10.1007/s00253-010-2508-4 . PMID 20217075 . S2CID 929967 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в This T, Wedde M, Meyer V, Stale U (февраль 2003 г.). «Противогрибковой белок из Aspergillus giganteus вызывает мембранную пермеабилизацию» . Антимикробные агенты и химиотерапия . 47 (2): 588–93. doi : 10.1128/aac.47.2.588-593.2003 . PMC 151754 . PMID 12543664 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Патино Б., Патино Б., Патино Б., Кампос-Оливас Р., Вакес С, Ал. (Декабрь 1995). Страницы церегил " Архив 324 (2): 273–8 doi : 10.1006/abbi . PMID 854319 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Binder U, Bencina M, Eigentler A, Meyer V, Marx F (сентябрь 2011 г.). «Антигиновый белок Aspergillus giganteus afpnn5353 активирует путь целостности клеточной стенки и нарушает гомеостаз кальция» . BMC Микробиология . 11 (1): 209. doi : 10.1186/1471-2180-11-209 . PMC 3197501 . PMID 21943024 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Girgi M, Breese WA, Lörz H, Oldach KH (июнь 2006 г.). «Ржавчина и устойчивость к мучнике в жемчужном просо (Pennisetum glaucum), опосредованные гетерологичной экспрессией гена AFP от Aspergillus giganteus». Трансгенные исследования . 15 (3): 313–24. doi : 10.1007/s11248-006-0001-8 . PMID 16779647 . S2CID 8790987 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Coca M, Bortolotti C, Rufat M, Peñas G, Eritja R, Tharreau D, Del Pozo AM, Messeguer J, San Segundo B (январь 2004 г.). «Трансгенные рисовые растения, экспрессирующие противогрибковой белок AFP из Aspergillus giganteus, демонстрируют повышенную устойчивость к грибку риса Magnaporthe Grisea». Растительная молекулярная биология . 54 (2): 245–59. doi : 10.1023/b: plan.0000028791.34706.80 . PMID 15159626 . S2CID 15189236 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Moreno AB, Peñas G, Rufat M, Bravo JM, Estopà M, Messeguer J, San Segundo B (сентябрь 2005 г.). «Индуцированная патогеном продукция противогрибкового белка AFP из Aspergillus giganteus обеспечивает устойчивость к взрывному грибу с гризом Magnaporthe Grisea в трансгенном рисе» . Молекулярные взаимодействия растений-микробов . 18 (9): 960–72. doi : 10.1094/mpmi-18-0960 . PMID 16167766 .