Чем отличается мицелий и органы плодоношения мукоровых аспергилловых и пеницилловых плесеней

МОРФОЛОГИЯ АСПЕРГИЛЛОВ И ПЕНИЦИЛЛОВ

Цель работы

Ознакомиться с основными характеристиками класса Дейтеромицеты. Научиться выявлять основные структуры, характерные для грибов этого класса.

Приборы и материалы

— жидкость для удаления иммерсионного масла,

— предметные и покровные стёкла,

— микробиологические петли и иглы,

— Культуры: p.Aspergillus, p.Penicillium

Содержание работы

Дейтеромицеты повсеместно распространены в природе, они составляют большую часть сапротрофов почв, разлагающих растительные остатки. На субстратах животного происхождения встречаются реже. Многие дейтеромицеты паразитируют на высших растениях, насекомых, грибах, нематодах, вызывают болезни сельскохозяйственных культур. Развиваясь на продуктах питания (например, на зерне) выделяют токсины, вызывающие отравления человека и животных. Среди дейтеромицетов большое количество видов, используемых в качестве продуцентов антибиотиков, ферментов, органических кислот.

В микологии существует 2 разных подхода к систематике дейтеромицетов:

– это искусственная временная группа высших грибов, известных в настоящее время в конидиальной стадии;

– это самостоятельная новая ветвь грибов, которая находится в процессе становления.

Поскольку филогенетические связи (связи по родству) в классе Deuteromycetes не прослеживаются, его часто называют формальным классом грибов. Род в классе дейтеромицетов – это объединение не близкородственных видов, а искусственная группа, объединяющая виды с одинаковым спороношением. В один род дейтеромицетов зачастую входят виды, связанные по происхождению с представителями разных родов, порядков и даже классов высших грибов.

Систематика дейтеромицетов основана на строении конидиального аппарата:

— порядок Меланкониевые (Melanconiales) – конидиальное спороношение формируется в ложе;

Порядок Бластомицеты (Blastomycetales) – несовершенные дрожжи.

Вегетативный мицелий аспергиллов – многоклеточный, разветвлённый, пронизывает субстрат. Воздушный мицелий состоит в основном из конидиеносцев. Конидиеносцы (рисунок 27) одноклеточные (редко с перегородками), как правило, не ветвящиеся, бесцветные (иногда желтоватые и коричневатые). Конидиеносцы начинаются от опорной клетки на мицелии.

Вверху конидиеносца имеется расширение – пузырь – круглый или немного вытянутый, иногда малозаметный. На нём либо непосредственно образуются конидиегенные клетки – фиалиды, либо разной формы профиалиды, на которых пучками образуются фиалиды. Образование профиалид – это способ увеличения числа конидий. Фиалиды (или профиалиды) занимают либо весь периметр пузыря, либо его часть. Одноклеточные круглые фиалоспоры образуются в базипетальных цепочках. Зрелые конидии многих аспергиллов становятся шиповатыми или бугорчатыми. Окраска массы конидий (голубая, зеленая, коричневая, чёрная) придаёт цвет колонии аспергиллов в целом, чаще всего имеют глубо-зелёный цвет.

1 – A. nidulans, 2 – A.repens, 3 – A.restrictus,

Рисунок 27 – Конидиальный аппарат р.Aspergillus

Мицелий пенициллов очень похож на мицелий аспергиллов. Отличие – конидиальный аппарат, который у пенициллов более разнообразен: это кисточка разной степени сложности, формирующаяся на прямостоячих конидиеносцах (рисунок 28). Конидиеносцы бесцветные, часто с перегородками, отходят от гиф субстратного или воздушного мицелия, опорной клетки на конидиеносце нет. Цепочки шаровидных конидий образуются из фиалид в базипетальной последовательности. Цепочки конидий могут быть соединены в длинные колонки.

На основании строения кисточек и некоторых других признаков (морфологических и культуральных) в пределах рода пенициллы делят на секции, подсекции и серии.

Секция Асимметрика (Asymmetrica) – кисточки не симметричные с 1-2 боковыми веточками, 2-4 ярусные. Одна из веточек мутовки как бы продолжает основную ось конидиеносца, а другие веточки располагаются на конидиеносце не симметрично.

Asymmetrica – Divaricata – кисточки растопыренные, конидиеносцы в виде боковых веточек мицелия: P.nigricans,P.ochro-chloron,P.nalgiovescens

Asymmetrica – Velutina – кисточки компактные, конидиеносцы отходят от субстратного мицелия: P.brevicompactum, P.roqueforti, P.digitatum, P.chrysogenum.

Оформление результатов работы

4.1.1 Описать выросшие колонии грибов рода Aspergillus по следующим признакам:

— цвет колонии (вегетативного мицелия, спор, инверсума),

— вид колонии (выпуклый в центре, складчатый, радиальный, зональный),

— рост мицелия по отношению к субстрату (субстратный, воздушный),

— характер поверхности (гладкий, шероховатый, войлочный, зернистый, бархатистый и пр.).

4.1.2 Рассмотреть под микроскопом и описать конидиеносцы:

— форму (прямой, извилистый, изогнутый; отходит от субстрата или от воздушных гиф),

— поверхность (гладкая, шероховатая),

— размеры (длина, диаметр),

— найти опорную клетку.

4.1.3 Рассмотреть под микроскопом и описать пузырь (везикулу):

— форму (шаровидная, полушаровидная, куполовидная, эллипсоидная, бутылевидная, булавовидная),

— покрытие фиалидами (по всей поверхности или только в верхней части; наличие колонок – цепочки конидий прижаты и срослись боками),

4.1.4 Рассмотреть под микроскопом и описать фиалиды:

— количество ярусов (одноярусные или есть профиалиды),

— расположение фиалид на профиалидах (по одной или группами по две-три),

— форму фиалид (флажковидные, овальные, бутылевидные),

— размер фиалид и профиалид.

4.1.5 Рассмотреть под микроскопом и описать конидии:

— форма (шаровидная, эллипсоидная, грушевидная),

— поверхность (гладкие, шероховатые, тонко-шероховатые, бородавчатые, шиповатые, толстостенные),

— количество спор (в цепочках, в колонках).

4.1.6 Заполнить таблицу 2.

4.2.2 Описать выросшие колонии грибов рода Penicillium по следующим признакам:

— цвет колонии (вегетативного мицелия, спор, инверсума),

— вид колонии (выпуклый в центре, складчатый, радиальный, зональный),

— рост мицелия по отношению к субстрату (субстратный, воздушный),

— характер поверхности (гладкий, шероховатый, войлочный, зернистый, бархатистый и пр.).

4.2.3 Рассмотреть под микроскопом и описать конидиеносцы:

— форму (прямой, извилистый, изогнутый; простой или разветвленный; отходит от субстрата или от воздушных гиф),

— поверхность (гладкая, шероховатая),

— размеры (длина, диаметр).

4.2.5 Рассмотреть под микроскопом и описать фиалиды:

— форму фиалид (ланцетовидные, бутылевидные),

— размер фиалид и метул.

4.2.6 Рассмотреть под микроскопом и описать конидии:

— форма (шаровидные, эллипсоидные, цилиндрические),

— поверхность (гладкие, шероховатые),

— количество спор (в цепочках, в колонках).

4.2.7 Заполнить таблицу 3.

Таблица 2 – Описание грибов рода Aspergillus

Таблица 3 – Описание грибов рода Penicillium

5 Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте класс Deuteromycetes.

2. Почему дейтеромицеты называют несовершенными грибами?

3. Что такое формальный класс грибов?

4. Опишите конидиогенный аппарат аспергиллов.

5. Что такое опорная клетка?

6. На каких признаках основано деление пенициллов на секции?

7. Опишите строение кисточки пенициллов подсекции Asymmetrica – Divaricata.

8. У грибов какого рода образуются профиалиды?

9. Каков способ образования конидий у аспергиллов (пенициллов)?

10. Чем отличается вегетативный мицелий аспергиллов от мицелия пенициллов?

ЛИТЕРАТУРА

а) основная литература

1 Современная микробиология. Прокариоты: в 2-х т. Пер.с англ./под ред. Й.Ленгелера, Г.Древса, Г.Шлегеля.- М.: Мир, 2005.

3 Лисицкая Т.Б. Методы микробиологических исследований: метод. указания к лаб.работам/ Т.Б.Лисицкая; СПбГТИ(ТУ). Каф. технол.микробиол.синтеза.- СПб.: [б.и], 2006.- 60 с.

4 Лисицкая, Т.Б. Строение и способы размножения грибов: методические указания /Т.Б.Лисицкая, Т.Д.Великова; СПбГТИ(ТУ). Каф. технол.микробиол.синтеза.- СПб.: [б.и], 2007.- 60 с.

5 Лисицкая, Т.Б. Характеристика классов грибов: методические указания /Т.Б.Лисицкая, Т.Д.Великова; СПбГТИ(ТУ). Каф. технол.микробиол.синтеза.- СПб.: [б.и], 2007.- 80 с.

б) дополнительная литература

6 Воробьёв, А.А. Микробиология: учебник для фармацевтических и мед. вузов/ А.А.Воробьёв [и др.].- М.: Медицина, 2003.- 335 с.(24экз)

7 Воробьёв, А.А. Медицинская и санитарная микробиология: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.А.Воробьёв, Ю.С. Кривошеин, В.П.Широбоков.- М.: Издательский центр «Академия», 2003.- 464 с.

в) вспомогательная литература

7 Руководство к практическим занятиям по микробиологии/ под ред. Н.С. Егорова.- М.: Изд-во МГУ, 1983.- 220 с.

12 Бабьева, И.П. Биология дрожжей/ И.П.Бабьева, И.Ю.Чернова.- М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004.- 221 с.

СОДЕРЖАНИЕ

В МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ……………………..3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.

С КУЛЬТУРАМИ МИКРООРГАНИЗМОВ…………………………….15

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПРЕПАРТОВ МИКРООРГАНИЗМОВ………….21

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4.

СТРОЕНИЕ ВЕГЕТАТИВНОГО ТЕЛА ГРИБОВ……………………..25

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6.

ВЕГЕТАТИВНОЕ И БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ ГРИБОВ ………45

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7.

МОРФОЛОГИЯ АСПЕРГИЛЛОВ И ПЕНИЦИЛЛОВ………………..56

Кафедра технологии микробиологического синтеза

Методические указания к лабораторным работам

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Чем пеницилл отличается от мукора?

Пеницилл и мукор — представители группы плесневых грибов, которые отличаются по своему строению, методам использования. Сходство в том, что под их воздействием образуется характерный налет на пище, поверхности почвы. Оба вида выделяют ферменты, разлагающие органические ткани. Это нашло широкое применение в пищевой отрасли: из грибов получают дорогие виды сыров. Чем же пеницилл отличается от мукора, рассмотрим в данной статье.

Что это такое?

Мукор (встречается под названием «белая плесень») — это представитель низших плесневых грибов из класса зигомицетов. Это род, в который входит более 55 представителей.

Характерная черта — отсутствие крупного плодового тела, которое присуще представителям рода шляпочных. Вегетативное тело (грибница) растения — переплетенные нити белого цвета, внешне схожие с белым налетом.

Органы, обеспечивающие размножение — черные, поэтому со временем плесень становится черной.

Если хлеб оставить на несколько суток в теплом, влажном месте, на его поверхности образуется белый пушок — мукор. Со временем он потемнеет.

Встречается в природных условиях, преимущественно, в почвах. Можно встретить в виде зелено-голубого налета, который в дикой природе содержится на растительных субстратах.

Чем отличаются?

Ключевые отличительные характеристики и сравнение представлено в таблице.

Отличие в строении, размножении, способах применения.

Существует более 250 видов пенициллов:

Некоторые пенициллы выступают в роли патогенных микроорганизмов для людей, животных, растений. Если корм неправильно хранился и заплесневел, это чревато интоксикацией и массовой гибелью скота.

В пищевой отрасли, для изготовления закваски, «китайских дрожжей», соевого сыра, картофельного спирта используют такие виды мукора:

Более 4 видов Mucorales опасны для человека: провоцируют мукоромикоз. Это бактериоз грибкового происхождения, поражающий органы зрения, пищеварения, дыхания. Возникает у людей с ослабленной иммунной системой.

Строение

Грибы пенициллов отличаются от мукора строением. По своей структуре схожи с аспергиллами. Мицелий — вегетативный, бесцветный, ветвится, состоит из многочисленных клеток.

Гифы (выглядят как нитевидные образования для поглощения воды и питательных веществ) грибов находятся в субстрате, либо над его поверхностью. От гифов отходят образования в виде кисточек, которые бывают одноярусными, двухъярусными, трехъярусными, несимметричными.

Существует разница в клеточном строении. При микроскопическом исследовании выявлено, из чего состоят клетки мукора:

Мицелий — неклеточный. Это белые нити-гифы, которые постоянно разветвляются и истончаются. Перегородки внутри гифов отсутствуют.

В состав гриба входит протоплазма, вакуоли, мелкие ядра. Более толстые нити на концах оснащены мешочками-спорангиями с многочисленными созревшими спорами.

Размножение

Мукор размножается спорами или грибницами (половой и бесполый путь). В благоприятной среде предпочтителен бесполый путь при помощи спор.

Грибница представляет собой разросшуюся, разветвленную клетку, в которой находят многочисленные ядра. На концах нитей грибниц формируются спорангии — структуры в виде круглых головок.

По мере созревания головка лопается и разносит множество мелких спор. Попадая в благоприятные условия, споры начинают прорастать, и формируются новые грибницы.

Пеницилл отличается от мукора тем, что имеет всего один вид размножения: спорами, сформированными на концах нитей, которые имеют вид кисточек.

Применение

Мукор используют, чтобы получать антибиотики, закваску, спирт. Определенные виды полезны для людей, их применяют следующим образом:

Сферы применения пеницилла:

Пеницилл используют для получения антибиотика Пенициллина. Данное вещество оказало неоценимую пользу людям, в начале XX века помогало развитию медицины.

Ученые обнаружили, что патогенные микроорганизмы погибают при взаимодействии с зеленой плесенью — пенициллом. Полученный из вещества антибиотик — пенициллин известен многим и спас сотни тысяч людей во всем мире. Используется в медицине по сегодняшний день. Помимо антибактериального эффекта, проявляет активность в отношении болезнетворных амеб.

Источник

Знакомство с биологией микроскопических грибов – важнейших продуцентов современной биотехнологии

– освоить технику приготовления простейших микроскопических препаратов и методику их светового микроскопирования;

— ознакомиться с особенностями биологии и морфологии наиболее распространенных плесневых грибов и дрожжей;

— получить дополнительную информацию об использовании грибов в качестве продуцентов современной биотехнологии.

1. Общая характеристика грибов

К грибам относятся бесчисленные плесени, разнообразные дрожжи и многочисленные другие организмы, населяющие нашу планету. Среди грибов известно много возбудителей болезней как животных и человека, так и растений.

Изучением грибов занимается наука микология (от греч.mykes-гриб). Это одно из направлений микробиологии, так как большая часть методик, применяемых при исследовании грибов, практически не отличаются от методик, используемых при изучении бактерий.

Грибы – это эукариоты, утратившие хлорофилл, и являющиеся такими же гетеротрофами, как и животные. Вместе с тем у них имеется жесткая клеточная стенка, и они, как и растения, не способны к передвижению.

Две самые большие и наиболее высокоорганизованные группы – это Ascomycota и Basidiomycota.

У представителей царства грибов имеет место как бесполое, так и половое размножение. Однако, последнее встречается только у более высокоорганизованных форм (отдел Ascomycota). Бесполое размножение может осуществляться либо с помощью спор, либо путем почкования клетки (см. далее).

2. Биология мицелиальных грибов. Их практическая значимость.

2.1. Общие представления о морфологии мицелиальных (плесневых) грибов.

2.2. Общие представления о размножении мицелиальных (плесневых) грибов.

Для плесневых грибов характерно бесполое (вегетативное) размножение. При бесполом размножении вертикально растущие гифы воздушного мицелия дифференцируются в так называемые спорангиеносцы, которые заканчиваются расширением – спорангием (см. строение Mucor). Спорангий делится на части, вокруг каждой из которых впоследствии появляется собственная клеточная стенка. Образовавшиеся структуры называют спорами (см. строение Mucor). Именно из споры и развивается новая вегетативная клетка, то есть осуществляется процесс размножения. Следует отметить, что такая спора и исходная материнская, а также образовавшаяся дочерняя клетка, по набору генов идентичны друг другу.

Иногда споры образуются не в спорангии, а просто на конце спорангиеносца. В этом случае такие споры принято называть конидиями, а вместо термина спорангиеносец используется термин конидиеносец. В любом случае, споры освобождаются и, попадая в благоприятные условия, дают начало новой плесени. Таки образом, споры служат для размножения грибов. Это один из вариантов бесполого размножения. Конидиеносцы бывают иногда разветвленными. Тогда они имеют на конце ветвления верхушечные клетки шиловидной или веретеновидной формы, называемые стеригмами. Часто встречаются многоярусные стеригмы (см. строение Aspergillus).

Однако, образование спор у грибов может происходить и по иному (см. Н.Грин, т.1,с.52, рис.3.8). Образующиеся в этом случае споры принято называть зигоспорами. Такой способ размножения очень близок к половому, однако в строгом смысле этого термина таковым не является. В современной биологии для обозначения подобного явления пользуются термином парасексуальный процесс.

2.3. Краткая характеристика грибов, относящихся к отделу Zygomycota.

Это немногочисленная группа грибов, которую принято считать менее высокоорганизованной, чем два основных отдела Ascomycota и Basidiomycota. Для них характерно бесполое размножение с помощью спор, образующихся внутри спорангиев. Помимо этого имеет место и уже упомянутый выше парасексуальный процесс (или процесс вегетативной гибридизации), который никак нельзя отнести к половому размножению, хотя некоторые авторы для упрощения используют термин «половое размножение» (см. Н.Грина, т.1, с.52, рис.3.8.). Мицелий представителей зигомикот несептированный, что считается признаком более низкой организации среди грибов.

2.3.2. Представители рода Rhizopus (см. Н.Грин, т.1, стр.51, рис.3.7.) отличаются дугообразно согнутыми побегами-столонами. К субстрату столоны прикрепляются тонкими отростками гиф (ризоидами), над которыми располагаются пучки спорангиеносцев. Спорангии шаровидные или приплюснутые, сначала бесцветные, при созревании черные. Споры угловатые или эллипсовидные, гладкие, иногда с шипами или бороздками.

Грибы этого рода являются патогенными для ряда растений, они поражают ягоды, корнеплоды, клубни, вызывая “мягкую” гниль.

Некоторые виды р. Rhizopus используют в биотехнологии для получения ферментных препаратов.

2.4. Краткая характеристика грибов, относящихся к отделу Ascomycota.

Отдел Ascomycota считается самой многочисленной и сравнительно высокоорганизмованной группой грибов, которая отличается большей сложностью строения, особенно строения репродуктивных органов.

Для грибов, относящихся к этому отделу, характерно как бесполое размножение конидиями, так и половое, при котором происходит слияние специализированных клеток (признак полового размножения) в специальной структуре, называемой сумкой или аском. Признаком более совершенной организации у грибов считается также наличие септированного мицелия – прообраза многоклеточности. К данному отделу принадлежат сапрофитные плесени Penicillium и Aspergillus, одноклеточные безмицелиальные дрожжи Saccharomyces (см. далее), а также ряд паразитов, вызывающих болезни растений.

2.4.1. Характеристика грибов рода Aspergillus. Их использование в качестве продуцентов современной биотехнологии.

Представители рода Aspergillus (см. Н.Грин, т.1, стр.53, рис.3.8 Б) имеют хорошо развитый ветвящийся мицелий с многочисленными септами. Однако конидиеносцы несептированы, верхние концы их грушевидно или шаровидно расширены в виде небольшой головки. На головке располагаются как правило несколько ярусов шаровидные или элипсовидные конидии. Головки конидиеносцев и радиально расходящиеся цепочки конидий напоминают струйки воды, выливающиеся из лейки. Отсюда возникло название “леечная плесень” (aspergere по латыни – поливать, опрыскивать). Конидии аспергиллов при созревании приобретают различную окраску: бежевую, темно-коричневую, желтовато-зеленую, зеленую, темно-серую, черную, что определяет наряду с другими признаками их видовую принадлежность. Благодаря огромному количеству конидий вся колония гриба кажется окрашенной в соответствующий цвет.

Кроме этого, различные штаммы Asp. niger применяется в качестве продуцента лимонной кислоты, а также β-фруктофуранозидазы — фермента, участвующего в образовании ценнейших фруктоолигосахаридов. На фруктоолигосахариды возлагают надежды как на средства, улучшающие кишечную микрофлору, а также как на вещества, вызывающие снижение в организме человека холестерина и нейтральных липидов.

Следует отметить, что многие из вышеперечисленных грибов известны как возбудители порчи пищевых продуктов.

2.4. Характеристика грибов рода Penicillium. Их использование в качестве продуцентов современной биотехнологии.

Грибы рода Penicillium (см. Н.Грин, т.1, стр.53, рис.3.8. А) также относят к отделу Ascomycota. Представители этого рода имеют разветвленный септированный мицелий. Конидии развиваются на концах приподнятых конидиеносцев, которые разделены поперечными перегородками. В верхней части конидиеносцы разветвлены и образуют характерную кисточку (penicillium по латыни – кисть), напоминающую кисть руки или рисовальную кисточку. На конечных веретенообразных или цилиндрических с конусообразным заостренным стеригмах формируются цепочки конидий. Конидии чаще эллиптической или шаровидной формы, гладкие, шиповатые или слегка морщинистые. Отдельные конидии – бесцветные, но в массе – зеленые, серовато-зеленые, сине-зеленые.

К роду Реnicillium относится большое число видов, которые используются в биотехнологии для получения антибиотика пенициллина (P.chrysogenum). В 1929 году известный английский бактериолог Александ Флеминг опубликовал сообщение о литическом действии «зеленой плесени» на культуру патогенного стафилококка. Он выделил гриб, который оказался уже описанным к тому времени Penicillium notatum. Культуральная жидкость, в которой культивировался этот гриб, содержащая антибактериальное вещество, и была названа Флемингом пенициллином. Попытки Флеминга выделить активное начало такой культуральной жидкости не увенчались успехом. В 1940 году английские ученые Флори и Чейн получили препарат пенициллин в очищенном виде. В 1942 году в блокадном Ленинграде под руководством З.В.Ермольевой во всесоюзном институте экспериментальной медицины был получен первый отечественный пенициллин под названием крустозин, сыгравший огромную роль в спасении жизней советских воинов, раненых на полях сражений второй мировой войны. В результате большого числа работ удалось установить, что пенициллин могут образовывать многие виды Penicillium (Penic. chrisogenum, Penic. brevicompactum, Penic. nigricans, Penic.turbatum и др.), а также некоторые виды Аspergillus (Asp. flavus, Asp. flavipes, Asp. janus, Asp. nidulans и др.).

Однако дальнейшее изучение каждого из видов показало, что именно Penicillium chrysogenum обладает целым рядом преимуществ, одним из которых является его способность расти в жидких и более дешевых средах, давая высокий выход продукта. В связи с этим он наиболее широко используется в промышленности для получения антибиотика и его производных. Кроме того, было установлено, что Penicillium chrysogenum в процессе жизнедеятельности образует различные типы пенициллинов, отличающиеся строением радикала молекулы, что имеет большое практическое значение.

Многочисленные наблюдения показывают, что пенициллин – наиболее ценное и мощное из известных средств для лечения заболеваний, вызываемых кокками и некоторыми анаэробными палочками. Такими заболеваниями являются: сепсис (общая гнойная инфекция), перитонит, пневмония, сифилис.

Грибы рода Penicillium продуцируют еще один важный антибиотик, названный гризеофульвином. Он образуется клетками Penic. nigricans, Penic. raistrichi и др. Гризеофульвин является хорошим средством против стригущего лишая, вызываемого грибом Trichophyton rubrum. Он проявляет положительное действие при лечении ряда кожных заболеваний и болезней ногтей. Гризеофульвин – эффективный препарат для борьбы с мучнистой росой клубники, огурцов, с возбудителями увядания цитрусовых; он проявляет биологическое действие против возбудителя килы капусты.

Близкий по химическому строению пенициллину антибиотик цефалоспорин образуется грибами, относящимися к другому роду плесневых грибов – роду Cefalosporium (биологию этих грибов разбирать мы не будем). Цефалоспорин подавляет развитие как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий, но антибиотическая активность его гораздо ниже, чем у пенициллинов.

2.5. Краткая характеристика других родов плесневых грибов. Их практическая значимость.

Род Fusarium имеет разнообразно разветвленные гифы с перегородками. На питательном субстрате образует белые или окрашенные в розовый, желтый, красно-фиолетовый или коричневый цвет колонии, поверхностные или погруженные в среду. Пигмент нередко диффундирует в субстрат, окрашивая его в разные оттенки – от розового до коричневого. Известно более 800 видов фузариев. Они широко распространены в природе. Среди них много паразитических форм, вызывающих заболевания злаков, корне- и клубнеплодов. Некоторые виды образуют ядовитые вещества. F. mоniliforme используют для синтеза гиббереллинов.

Род Botrytis развивается в виде стелющегося серооливкового многолеточного мицелия, пронизывающего субстрат. Конидиеносцы септированные, бесцветные, дымчатые или бурые, древовидно разветвленные, реже – простые, на концах слегка вздутые. На конидиеносцах образуются короткие, густо сидящие зубчиковидные стеригмы с гроздями или головками конидий. Botrutis cinerea (botrutis – по гречески гроздь, cinerea – серая, как зола) вызывает гниль сахарной свеклы, винограда, плодов, ягод и других культурных растений, продуцируют целлюлозолитические, пектолитические и другие ферменты.

Род Trichoderma растет в виде рыхлых колоний с клочковатой или войлокоподобной поверхностью. Мицелий ползучий, быстрорастущий, бесцветный, с возрастом становится темно-зеленым. При микроскопировании видны ветвящиеся конидиеносцы, приподнимающиеся над мицелием. На их концах развиваются бутыльчатой формы стеригмы с собранными в округлые головки одноклеточными бесцветными, в массе – зеленоватыми шаровидными или яйцевидными конидиями, склеенными слизью. Trichoderma koningi, Trichoderma viride продуцируют целлюлозолитические ферменты.

Род Trichothecium имеет стелющийся мицелий, на поверхности субстрата образует мучнистый налет, состоящий из конидиеносцев и конидий. Trichothecium roseum продуцирует целлюлозолитические ферменты, а также антибиотик трихотецин, который способен подавлять развитие некоторых фитопатогенных грибов и грибов, вызывающих дерматомикозы у животных.

Род Alternaria характеризуется своеобразными многоклеточными с поперечными и продольными перегородками, темноокрашенными грушевидными или заостренно-вытянутыми конидиями, одиночными или соединенными в цепочки, сидящими на слабо развитых конидиеносцах. Колонии вначале светлые, пушистые, затем зеленовато-серые или оливково-черные, бархатистые, ворсистые. Выделяемый пигмент диффундирует в среду, окрашивая ее в черный цвет.

Разные виды Alternaria широко распространены в почве, вызывают у сельскохозяйственных растений альтернариоз (черную гниль).

Род Cladosporium – мицелий и конидии окрашены в темнооливковый цвет, грибница погружена в субстрат или стелется на поверхности. Конидиеносцы прямостоящие, слаборазвитые, на них развиваются быстро опадающие цепочки конидий разнообразной формы и размеров, в начале бесцветные, затем оливковые или светло-бурые. Плесень выделяет в среду темный пигмент. На пищевых продуктах образует бархатистые темно-оливковые (почти черные) пятна.

Род Endomyces образует сильно разветвленный, септированный, белый, мучнистоподобный мицелий. Гифы легко распадаются на прямоугольные или овальные оидии, напоминающие дрожжи. Endomyces lactis развивается в виде бархатистого белого налета (пятен) на поверхности хранящихся кисломолочных продуктов, сливочного масла, сыров, квашеных овощей, прессованных дрожжей, на стенках оборудования и сырых помещений.

Род Phoma растет в виде серо-дымчатого воздушного мицелия. Конидиеносцы простые, не разветвленные и малозаметные. Конидии одноклеточные, овальные или яйцевидные. Phoma betae – активный возбудитель гнили сахарной свеклы.

Род Catenularia – мицелий септированный, на воздушных гифах образуются длинные цепочки коричневых конидий. Catenularia fuliginea вызывает порчу сгущенного молока с сахаром.

3. Биология грибов, не имеющих мицелия (безмицелиальных грибов).

К отделу Ascomycota относится также большая группа грибов, утративших мицелий. Эту группу принято называть истинными дрожжами. Кроме этого, в микологии выделяют еще одну особую группу, называемую несовершенными дрожжами и относящуюся к отделу Fungi imperfecti (см. Н.Грин, т.1, с.44).

Дрожжи играют огромную роль в микробиологических производствах, являясь продуцентами этилового спирта, витаминов группы В и провитамина D, фермента кислой протеазы, кормового и пищевого белка, аминокислоты триптофана. В последние годы из дрожжей получают препараты с противоопухолевым действием.

Не вдаваясь в особенности классификации дрожжей, которая очень сложна и запутана, мы остановимся на рассмотрении только тех групп, которые имеют значение в производственных процессах, включая биотехнологию.

3.1. Общая характеристика дрожжей. Их практическая значимость.

Группу истинных дрожжей, насчитывающую свыше 3000 видов, по способу размножения разделяют на три семейства. Мы в нашем курсе рассмотрим представителей только одного семейства (сем. Saccharomycetaceae), а также кратко обсудим использование в биотехнологии дрожжей семейства Schizoasaccharomycetaceae.

К несовершенным дрожжам Fungi imperfecti также относится большое количество родов и видов. Из них мы кратко остановимся только на представителях рода Candida.

Форма вегетативных клеток дрожжей разнообразна: округлая, овальная, яйцевидная (р. Saccharomyces), цилиндрическая (р. Schizosaccaharomyces), лимоновидная (р. Saccharomucodes). Несовершенные дрожжи имеют более характерную форму, отличающую их от других видов: стреловидную, треугольную, серповидную, колбовидную. В среднем диаметр клеток дрожжей, применяемых в пищевой промышленности, колеблется от 3 до 5 мкм и длина от 6 до 10 мкм. При световом микроскопировании в клетке дрожжей хорошо видно ядро.

Для дрожжей типичным способом размножения является почкование, хотя у истинных дрожжей, по мнению ряда авторов, имеет место и половой процесс. Почкование рассматривается как способ не только размножения, но и роста дрожжей. Процесс почкования начинается с выпячивания клеточной стенки, в которое постепенно выходит часть цитоплазмы материнской клетки. Образующаяся таким образом дочерняя клетка постепенно дорастает до размера материнской, после чего происходит их отделение друг от друга.

Источником углерода для дрожжей является глюкоза. Поскольку у дрожжей отсутствуют экзоферменты (экзоамилазы), способные расщеплять крахмал, дрожжи нуждаются в обязательном наличии названного моносахарида в окружающей среде.

Дрожжи могут существовать как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При отсутствии кислорода в их клетках происходит процесс превращения молекулы глюкозы в две молекулы этилового спирта. Такой процесс принято называть спиртовым брожением. Спиртовое брожение сопровождается выделением большого количества углекислого газа, что и лежит в основе использования дрожжей для производства хлеба. Наличие такого типа брожения позволяет использовать дрожжи в производстве спирта и алкогольных напитков, включая водку, вина и пиво. В присутствие же кислорода дрожжи переходят на более совершенный в энергетическом отношении процесс окисления глюкозы с участием ферментов так называемой дыхательной цепи. При этом они интенсивно растут и делятся, но этанол при этом не образуется. В качестве запасного вещества дрожжи, как и животные, накапливают гликоген, который легко обнаружить, поместив дрожжевые клетки на некоторое время в раствор Люголя.

Дрожжи рода Candida (р.Candida) уникальны тем, что при отсутствии глюкозы, они могут переходить на утилизацию углеводородов (н-алканов). Эта биохимическая особенность позволила использовать эти микроорганизмы для утилизации нефтяных загрязнений. Кроме того, поскольку дрожжи р.Candida являются продуцентами аминокислот и полноценных белков, их выращивают на питательных средах, содержащих углеводороды, являющиеся отходами нефтеперерабатывающей промышленности. Таким образом можно получать ценные продукты (кормовые добавки) на дешевом сырье, одновременно осуществляя утилизацию вредных отходов. Следует отметить, что среди представителей р.Candida имеются патогенные виды, вызывающие ряд кожных заболеваний (микозов), называемых кандидозами.

Среди дрожжей-сахаромицетов, относящихся к роду Saccharomyces (сем. Saccharomycetaceae) наибольшее практическое значение имеет вид дрожжей Saccharomyces cervisiae, используемый в спиртовом, хлебопекарном, дрожжевом производствах, а также вид Saccharomyces vini, применяемый в виноделии, и вид Saccharomyces carlsbergensis – в пивоварении. Родовое название Saccharomyces принято сокращать до Sacch. В настоящее время в пределах названных видов получено большое количество штаммов, обладающих рядом особенностей. Например, получены штаммы, устойчивые к заражению вирусами, штаммы способные к слипанию в конце процесса (флоккулирующие штаммы), штаммы, уничтожающие виды диких дрожжей, которые загрязняют производственный процесс, и т.п.

Род Schizosaccaharom y ces (сем. Schizoasaccharomycetaceae) объединяет виды дрожжей палочковидной формы. Они размножаются бинарным делением. Дрожжи этого рода активно сбраживают в спирт не только глюкозу, но и галактозу, маннозу, сахарозу, мальтозу, различные декстрины. При этом они размножаются при повышенной температуре (около 36С). Эти свойства используются в производстве спирта на гидролизных заводах. В принципе с помощью этих дрожжей можно получать этанол, утилизируя отходы сельского хозяйства, а также некондиционный крахмал и ряд отходов сахарного производства.

Источник