PENICILLIUM: KARAKTERISTIK, TAKSONOMI, MORFOLOGI, HABITAT - BIOLOGI - 2025

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

Awalnya ditemukan di Deuteromycetes (jamur tidak sempurna), karena hanya keadaan anamorphic (aseksual) yang diketahui. Belakangan ditemukan bahwa Penicillium berhubungan dengan keadaan teleomorfik (seksual) dari genera Eupenicillium dan Talaromyces dari Ascomycetes.

Konidiofor dari Penicillium sp. Oleh AJC1, melalui Wikimedia Commons.

Keadaan anamorphic dari Penicillium ditandai dengan hifa septate hialin (tidak berwarna). Saat 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 tumbuh pada produk organik yang berbeda, membentuk lapisan dengan warna 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.

Karakteristik umum

Kelompok ini ditandai dengan munculnya hifa septate dan filamen bentuk miselia. Ketika dibudidayakan di laboratorium menghasilkan koloni dengan miselium kompak dan margin yang jelas.

Koloni tumbuh dengan cepat dan memiliki penampilan seperti wol atau kapas. Mereka awalnya berwarna putih dan kemudian berubah menjadi biru kehijauan, kuning kehijauan atau merah muda.

Spora kelamin (askospora) diproduksi di asci (tubuh buah) yang dapat berkayu atau bertekstur lebih lunak tergantung pada kelompoknya.

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

Konidiofor terstruktur dengan baik dan memiliki sumbu dari mana cabang (metalis) terbentuk. Phialides (sel berbentuk botol yang menghasilkan konidia) terbentuk di atas metul. Ini adalah karakter terpenting untuk membedakan spesies dari marga.

Jenis konidiofor

Sederhana : phialides bersifat soliter.

Monovertisilat : sekelompok phialides terjadi di puncak sumbu konidiofor.

Divicariates : metul bercabang pada ketinggian yang berbeda dan ini adalah kelompok phialides.

Bivertisilat : tiga atau lebih metalis terbentuk di ujung poros, masing-masing dengan sekelompok phialides di puncaknya.

Tervertisilat : mereka menyajikan serangkaian cabang perantara antara metula dan phialides.

Produksi mikotoksin

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

Ochratoxin 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. Itu bisa melemahkan sistem kekebalan dan menyerang sistem saraf.

Nutrisi

Spesies Penicillium adalah saprofit. Mereka memiliki kapasitas tinggi untuk mendegradasi bahan organik karena fakta bahwa mereka menghasilkan enzim hidrolitik dalam jumlah besar. Enzim ini memiliki kemampuan untuk mempercepat proses penguraian.

Jamur ini dikenal sebagai jamur dan spora mereka adalah polutan udara utama di banyak bangunan tertutup. Selain itu, mereka berperilaku sebagai patogen pada 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 pada banyak kelompok jamur sering kali keadaan anamorphic dan teleomorphic dianggap sebagai taksa yang berbeda.

Mula-mula genus tersebut terletak pada kelompok buatan Deuteromycetes (jamur tidak sempurna) karena bentuk seksualnya tidak diketahui. Teleomorph terletak di filum Ascomycota dalam ordo Eurotiales

Genus tersebut dipisahkan menjadi empat subgenera: Aspergilloides, Furcatum, Penicillium dan Biverticillium, yang dibedakan berdasarkan jenis konidiofornya. Kemudian, Biverticillatum dikaitkan dengan genus teleomorfik Talaromyces dan tiga subgenera lainnya dengan Eupenicillium.

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

Jenis kelamin

Hal ini ditandai dengan adanya asci yang dibentuk oleh jaringan hifa dengan dinding yang halus. Asci matang dalam beberapa minggu dalam media kultur. Delapan askospora berbentuk uniseluler. Anamorph (subgenus Biverticillatum) memiliki phialides 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 diamati, T. marneffei menonjol, patogen yang menyebabkan mikosis sistemik pada pasien dengan HIV.

Jenis kelamin

Saat ini genus tersebut mencakup semua spesies Eupenicillium, serta genera Eladia, Torulomyces, Chromocleista dan Hemicarpenteles.

Spesies hadir asci 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 menjadi dewasa.

Keadaan aseksual ditandai dengan phialides lebar berbentuk ampul atau botol.

Genus ini terletak dalam famili Aspergillaceae dan telah dibagi menjadi dua sub-genera (Aspergilloides dan Penicillium) dan 25 seksi.

Habitat

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

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

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

Spesies lain mampu tumbuh di tanah yang sangat asam 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 itu bisa terjadi karena fragmentasi miselia yang kemudian terus membelah. Dalam kasus lain, sklerotium (miselium berdinding tebal) dapat terbentuk yang dapat menahan kondisi buruk dan kemudian mulai membelah.

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

Reproduksi seksual

Spora seks diproduksi di ASCI. Sebuah antheridium (struktur pria) dan ascogonium (struktur wanita) dihasilkan. Sitoplasma kedua struktur berfusi (plasmogami) dan kemudian inti bergabung (karyogami).

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

Ascospora bersifat haploid dengan inti tunggal. Mereka mungkin memiliki permukaan yang halus atau berhias dan tertiup angin atau dibuang oleh hujan.

Patogen dan penyakit

Berbagai spesies Penicillium merupakan agen penyebab pembusukan makanan, terutama saat 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 genera lainnya juga sering terjadi. Lingkungan tertutup dan lembab mendukung perkembangan jamur. Ada orang yang sangat sensitif terhadap spora, yang menyebabkan berbagai penyakit pernafasan dan alergi.

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

Bioteknologi

Beberapa spesies Penicillium banyak digunakan dalam industri makanan dan farmasi.

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

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

Dalam kasus yang disebut keju biru, P. roqueforti ditambahkan selama pematangannya. Aktivitasnya menghasilkan enzim yang memecah senyawa kimia yang menghasilkan aroma dan rasa khas dari keju tersebut. 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) Pemilihan produsen Penicillium dari peptida antijamur untuk digunakan dalam produk daging. Memori untuk memenuhi syarat gelar Doctor. Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Extremadura, Spanyol. 288 hal.
2. Cabañes J, MR Bragulat dan G Castellá (2010) Ochratoxin merupakan spesies penghasil di genus Penicillium. Racun 2: 1111-1120.
3. Houbraken dan RA Samson (2011) Filogeni Penicillium dan segregasi 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 nomenklatur dari genus Talaromyces dan taksa ditampung dalam 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 nomenklatur dari 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 dari genus Penicillium di habitat yang berbeda. Masuk: KV Gupta dan S Rodríguez-Canto (ed). Perkembangan baru dan masa depan dalam bioteknologi mikroba dan bioteknologi. Properti dan aplikasi sistem Penicillium. Elsevier, Inggris Raya.