Aspergillus wentii
| Aspergillus wentii | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Rike: | Svampar |
| Division: | Ascomycota |
| Klass: | Eurotiomycetes |
| Beställa: | Eurotiales |
| Familj: | Trichocomaceae |
| Släkte: | Aspergillus |
| Arter: |
A. wentii
|
| Binomialt namn | |
|
Aspergillus wentii Wehmer (1896)
|
|
| Synonymer | |
|
|
Aspergillus wentii är en asexuell , filamentös, endosymbiotisk svamp som tillhör mögelsläktet Aspergillus . Det är en vanlig jordsvamp med en kosmopolitisk distribution , även om den främst finns i subtropiska regioner. A. wentii , som finns på en mängd olika organiska material, är känd för att kolonisera majs , spannmål , fuktiga spannmål , jordnötter och andra jordnötter . Det används också vid tillverkning av biodiesel från lipider och är känt för sin förmåga att producera enzymer som används inom livsmedelsindustrin.
Historia och taxonomi
Aspergillus wentii beskrevs första gången av den tyske mykologen Carl Friedrich Wilhelm Wehmer 1896. Efter ett morfologibaserat klassificeringssystem som han skapade 1901, grupperade Wehmer A. wentii under en kategori av stora Aspergilli som han kallade "Macroaspergilli" på grund av dess stora fruktsättning . kroppsstruktur (konidialhuvudet). Den taxonomiska positionen för A. wentii förblev oklar inom släktet eftersom A. wentii Wehmer-synonymer ( A. archaeoflavus Blochwitz och Aspergillus wentii var. minimus ) presenterades av Drs. Charles Thom och Kenneth Raper som möjliga varianter eller stammar . Den första A. wentii -gruppen föreslogs av Dr. Thom och Raper 1945. Denna ursprungliga A. wentii -grupp klassificerades under Circumdati-undersläktet av släktet Aspergillus och inkluderade 4 svamparter som för närvarande är kända som A. avenaceus Smith, A. panamensis Raper och Thom, A. alliaceus Thom och Church, och A. wentii Wehmer. För närvarande Aspergillus wentii Wehmer den enda kvarvarande svampen av de fyra svamparna som ursprungligen utgjorde " A. wentii -gruppen". De 3 tidigare medlemmarna i A. wentii -gruppen ( A. avenaceus , A. panamensis och A. alliaceus ) har sedan omplacerats till olika Aspergillus- undersläkten ( A. flavus -gruppen, A. ustus -gruppen och A. ocheaceus- gruppen) respektive . Drs. Charles Thom och Dorothy Fennell reviderade A. wentii -gruppen 1965 för att inkludera Aspergillus thomii Smith och A. terricola Marchal tillsammans med A. wentii Wehmer. Men Aspergillus gruppklassificeringar inom undersläkten blev föråldrade på 1980-talet och ersattes av sektioner.
De nya Aspergilli- sektionerna anpassade och reviderade tidigare etablerade morfologiska och fysiologiska egenskaper hos Aspergillli- grupper och inkorporerade DNA-sekvensanalyser för att bekräfta fylogenetiska samband mellan relaterade Aspergilli . Många arter omfördelades till nya Aspergilli -sektioner eftersom fylogenetiska samband bekräftades av DNA- och genomsekvenseringsexperiment . Som ett resultat bekräftades senare att A. wentii och A. dimorphicus , som tidigare beskrivits som synonymer inom A. wentii- sektionen, är distinkta arter.
Tillväxt och morfologi
Aspergillus wentii producerar encelliga, klotformade konidier (singular konidium) i ogrenade, filamentösa kedjor. Unga asexuella konidier (även kallade sporer) börjar jämna, färglösa och ellipsformade innan de mognar till grova, klotformade sporer med en diameter på cirka 4,5–5 µm. Aspergillus wentii conidia kan uppträda var som helst från mörkare gul till brun när den är mogen och har en enda vägg, till skillnad från besläktade arter Aspergillus tamarii vars konidier har ett dubbelväggigt membran. De förlängda kedjorna av konidier sprids genom svagt pigmenterade , vasformade strukturer som kallas phialider som är runt 6–8 µm. Fialiderna sitter ovanpå mandelformade strukturer som kallas metulae som är cirka 10–20 µm långa och även lätt pigmenterade. Tillsammans strålar dessa metulae och phialides strukturer utåt från en sfäroid struktur känd som vesikeln , skiktning runt hela dess yta. Vesikeln kan växa till en diameter av 80 µm, med en fullständigt fertil sfäroid yta. Sammantaget kallas detta stora klotformade komplex som består av vesikeln i mitten med metulae och phialider som strålar utåt för konidialhuvudet. Konidialhuvudet kan variera från brungul till mörkare kaffefärgad brun och bli så stor som 500–800 µm i diameter. Konidialhuvudet är fäst ovanpå en tjock, asepterad stjälk känd som en stjälk. Aspergillus wentii stipes är kända för att vara insprängda och längre än genomsnittliga Aspergillus stjälkar. Stiften och konidialhuvudet bildar tillsammans en genomskinlig, stavformad struktur som kollektivt kallas konidioforen som i sin tur sträcker sig från hyfspetsen . Konidioforen kan växa var som helst mellan 3–5 millimeter i längd, har ett glasaktigt utseende (beskrivs som hyalin ) och har vanligtvis en slät textur, även om granulära konidioforer har observerats. Aspergillus wentii producerar lufthyfer , vita eller ibland gula till färgen som kan bli några millimeter långa. Aspergillus wentii fotceller har täta väggar och är grenade.
Sammantaget verkar Aspergillus wentii- kolonier täta, flockiga (fluffiga) till bomullsaktiga och är vita till färgen. Kolonier kan växa upp till 2–3,5 cm i diameter på Czapek-agar när de odlas under kontrollerade förhållanden i 7 dagar. Optimal tillväxt av Aspergillus wentii i kultur sker på glukosmedia vid pH 6,0 vid en temperatur av 30 °C under en varaktighet av 7 dagar.
Dr. Wehmer beskrev ursprungligen att se cleistothecia , men det har inte funnits några rapporter om sådana strukturer på Aspergillus wentii sedan dess. Enligt efterföljande författare tror man att Wehmer misstolkade tätt packade massor av hyfer för cleistothecia som är strukturellt lika.
Fortplantning
Aspergillus wentii är en asexuell svamp utan känt sexuellt tillstånd. Även om Aspergillus wentii för närvarande är en mitotisk svamp, är rudimentala rester som finns i hyfer av A. wentii bevis på att förfädernas Aspergilli en gång hade förmågan att sexuellt reproducera sig genom meios . Morfologiska likheter som observerats mellan hyfalmassor i Aspergillus wentii och unga sexuella strukturer ( cleistothecia ) som finns i Chaetosartorya chrysella är ytterligare rudimentala bevis på meiotisk förmåga hos förfäders Aspergilli . Fylogenetisk analys av DNA-sekvenser avslöjade ett starkt fylogenetiskt samband mellan den obligata asexuella arten Aspergillus wentii och meiotiska (sexuella) arter Chaetosartorya chrysella, vilket tyder på att de två arterna är nära släktingar, som nyligen har avvikit från samma sexuellt reproducerande förfader.
Fysiologi
Aspergillus wentii är en filamentös svamp. I odling sker optimal tillväxt av Aspergillus wentii på glukosmedia vid pH 6,0 vid en temperatur av 30 °C. Aspergillus wentii växer bra på kolbaserade medier kompletterade med mannitol , fruktos , galaktos , sackaros , laktos eller maltos . I allmänhet Aspergillus wentii den högsta tillväxthastigheten i kolbaserade medier, även om den kan odlas på kvävebaserade medier med lägre tillväxtutbyte. Aspergillus wentii växer inte bra på kreatinsackarosagar (CREA) och producerar sterila hyfer på maltextraktagar .
Aspergillus wentii är måttligt xerofil, kan tolerera mycket torra förhållanden med låg vattenaktivitet (med ett W på 0,73–0,79 för tillväxt och groning ). I sin naturliga miljö Aspergillus wentii aerob, kan växa, replikera och producera metaboliter optimalt i en syrerik miljö. Under ljusexponering Aspergillus wentii -kulturer observerats producera vitt luftmycelium ( som ibland uttrycker en rosa nyans) i stora massor som ofta kan expandera för att passa hela volymer av provrör eller odlingsplattor. Aspergillus wentii mycel har en glukosaminhalt på 8-9 % och har en genomsnittlig fördubblingstid på 4-8 timmar i flytande kultur.
Liksom många Aspergillus- svampar är Aspergillus wentii resistent mot amfotericin B och itrakonazol . Termisk dödstid för Aspergillus wentii inträffar efter 25 minuter vid en temperatur på 63 °C. Tillstånd med 100 % syre trycksatt vid 10 atm kommer också att upphöra med A. wentii svamptillväxt.
Ämnesomsättning
Aspergillus wentii kan producera ett brett spektrum av metaboliter som är karakteristiska för mögelsvampar, inklusive kojinsyra , 2-hydroximetylfuran-5-karboxylsyra och citronsyra . Aspergillus wentii Wehmer kan också producera växttillväxthämmarens metabolit 1-amino-2-nitrocyklopentan-1-karboxylsyra (ANPCA), känd för sin förmåga att hämma tillväxt och orsaka deformation i växter som krysantemum , ärtväxter och Nicotiana (tobak) växter.
Aspergillus wentii -stammar producerar många enzymer såsom pektinaser (i matkällor), dextranas , lipaser , cellulaser , amylas , β-glukosidas och andra vanliga mögelenzymer. Aspergillus wentii är en svamp som kan producera stora mängder lipas. Ideala lipastillväxtförhållanden i Aspergillus wentii (100 % lipasaktivitet) förekommer under media kompletterat med glukos av pH 6,0 vid en temperatur av 30 °C. Aspergillus wentii odlad i mannitolmedia ger det näst största lipasutbytet (med 84 % lipasaktivitet). Lipasaktivitet för Aspergillus wentii odlad på fruktosmedier producerar knappt 50 % lipasaktivitet medan media kompletterat med galaktos, sackaros, laktos eller maltos alla gav måttlig lipasaktivitet (20–37 %).
Aspergillus wentii -stam NRRL 2001-sporer visade sig naturligt producera glukos från hydrolyserande löslig stärkelse . Av alla Aspergilli visade sig A. wentii producera de bästa utbytena av glukos, med förmåga att omvandla ungefär 20-40 % av den ursprungliga stärkelsen, med nästan noll maltosomvandlingar . Optimal glukosproduktion från Aspergillus wentii NRRL 2001s stärkelsenedbrytning skedde från yngre sporer (glukosproduktionen minskar med sporernas ålder), i närvaro av jodacetat (en förening som blockerar glukosnedbrytningsvägar) och vid ett pH 3,0 eller högre.
Toxiner som aflatoxin B1 , aflatoxin B2 (i små spår), emodin och wentilacton tillverkas alla av Aspergillus wentii . Aspergillus wentii -toxiner finns vanligtvis på växt-, djur- eller matkällor. En intracellulär metabolit som utsöndras av Aspergillus wentii är giftig för möss såväl som kycklingembryon . Aspergillus wentii kloroformextrakt av mycelium , mögligt majs och mögligt ris producerar alla olika nivåer av toxicitet när de introduceras till kycklingembryon på jästextraktsackarosmedium ( YES). Medan möglig majs med Aspergillus wentii inte kunde döda möss i en studie, visades YES-extrakt av majs och mycel vara dödliga för möss, med YES-myceliumextrakt som det mest potenta för både kyckling och möss.
En Aspergillus wentii -stam, Ras101, är känd för sin förmåga att producera biodiesel från omförestring av lipider. Optimalt utbyte av biodiesel från Aspergillus wentii är beroende av faktorer som optimering av lipidproduktion, pH, inkubationstid , temperatur och mediets sammansättning. Under idealiska förhållanden Aspergillus wentii optimera 31,65 % biomassa av biodiesel i 30 minuters lipidtransförestring vid 70 °C.
Habitat och ekologi
Aspergilli klassas kollektivt som inomhusmögelsvampar . Aspergillus wentii finns vanligtvis som mögel på olika sönderfallande vegetabiliska och organiskt material och är ökända för att orsaka matförstöring i liktornar , spannmål , jordnötter och jordnötter . Aspergillus wentii kan också isoleras från tobak . Som en vanlig jordsvamp och endosymbiont lever Aspergillus wentii ofta i symbios med arter i rhizosfärer (ett jordområde befolkat med rötter och hem för många mikroorganismer). Inom dessa rhizosfärer Aspergillus wentii hittas bland bomullsfrö , oliver , korn , ris , ananas , havre , paranötter , pekannötter , jordnötter , vete , granblad och mer. Inte bara begränsat till växtkällor och vegetativa källor, A. wentii har också förknippats med fågel- och gerbilbon .
Distribuerad i många olika delar av världen har Aspergillus wentii hittats i länder som Kina , Peru , Argentina , Japan , Sydafrika , Frankrike , Pakistan , Guyana , Turkiet , Indien , Spanien , Italien , Israel , Bahamas , USA stater och mer. Aspergillus wentii finns oftast i varma, subtropiska områden som Sydamerika.
Aspergillus wentii har en tendens att kolonisera torra jordar, särskilt i öknar och varma klimat. A. wentii har dock isolerats från en mängd olika odlade och oodlade jordarter inklusive gräsmark , skogsjord , lera isolerad från grottor och till och med alkaliska jordar . Det är också vanligt att hitta Aspergillus wentii nära vattenkällor som i havsvatten , sediment av flodmynningar (delvis slutna kustkroppar), torvmossar , avfallsstabiliseringsdammar , vattenreningsverk och i sötvattenkällor . På Hawaii fann en studie att Aspergillus wentii endast koloniserade rötter av ananasväxter i regioner med högre nederbörd och lägre pH i jorden . Förutom fuktiga miljöer, Aspergillus wentii också kolonisera torra växtstammar av Coptis japonicus i jord. Som en aerob organism citerades Aspergillus wentii som en sällsynt, trivial komponent av spora som finns i luften i Europa.
Sjukdom
Tills nyligen var Aspergillus wentii inte känt för att vara patogen hos människor. Det första fallet av en mänsklig sjukdom orsakad av Aspergillus wentii rapporterades 2009. Denna sjukdom beskrevs som Nekrotiserande extern öroninflammation (även känd som NEO), en svampinfektion som kännetecknas av svåra öronsmärtor . Före denna rapport var det känt att NEO främst orsakades av bakterien Pseudomonas aeruginosa , även om fall av andra NEO-infektioner med svampursprung beskrivits tidigare. Hos både Pseudomonas och Aspergillus wentii NEO är immunförsvagade patienter mer mottagliga för sjukdomar. Men till skillnad från klassisk NEO orsakad av P. aeruginosa , som vanligtvis finns hos äldre diabetiker , kan NEO av Aspergillus wentii -ursprung infektera diabetiker eller icke-diabetes vuxna var som helst i åldrarna 20 till 85 år gamla. I svårare fall av NEO förlamningssymtom i kranialnerv VII unikt i fall av svampinfektion, inklusive NEO av Aspergillus wentii- ursprung. I allmänhet används amfotericin B och itrakonazol som behandling av Aspergillus wentii -infektion.
Används
Aspergillus wentii används i stor utsträckning inom livsmedelsindustrin och utnyttjas för sin förmåga att tillverka enzymer (som lipas ) som skapar smakbiprodukter i livsmedel när de bryter ned lipider . Aspergillus wentii används främst i asiatiska kök, ofta i kombination med andra Aspergilli (som Aspergillus oryzae och A. flavus ) för att skapa sojaprodukter genom produktion av kojic syra och fermenteringsprocesser . Enzymer som pektinas produceras också av Aspergillus wentii i flera livsmedelskällor som saltad fisk, kinesiska kastanjer och popcorn . Liksom Aspergillus oryzae , A. tamarii och A. flavus kan Aspergillus wentii producera ett brett spektrum av mögelenzymer. Proteolytiska (proteinnedbrytande) enzymer, såsom amylas, visade sig också produceras av Aspergillus wentii vid fermentering på kakaobönor .
Aspergillus wentii svampstam, Aspergillus wentii Ras101, är känd för sin förmåga att producera biodiesel genom en omförestringsprocess . Som en svamp som producerar lipider i stora mängder, föreslogs Aspergillus wentii som en gynnsam mikroorganism för att producera stora skördar av biodieselprodukter. Optimalt utbyte av biodiesel från Aspergillus wentii är beroende av faktorer som optimering av lipidproduktion, pH, inkubationstid , temperatur och mediets sammansättning. Under idealiska förhållanden Aspergillus wentii optimera 31,65 % biomassa av biodiesel under 30 minuters lipidtransförestring vid 70 °C. Fysiologiska egenskaper hos Aspergillus wentii biodiesel ( densitet , vatteninnehåll , värmevärde och viskositet ) är jämförbara med standarder för vanlig biodiesel och fossila bränslen som en alternativ bränslekälla , vilket gör denna stam till en potentiell råvara för att producera biodiesel som ett förnybart , alternativt bränsle källa i industrisektorn .