Aspergillus wentii es un hongo endosimbiótico filamentoso asexual que pertenece algénerodel moho Aspergillus . [1] [2] [3] Es un hongo común del suelo con una distribución cosmopolita , aunque se encuentra principalmente enregiones subtropicales . [3] [4] Se han encontrado en una variedad de materiales orgánicos, A. wentii se conoce para colonizar maíz , cereales , húmedos granos , cacahuetes y otros de cacahuete cultivos. [5] [6] También se utiliza en la fabricación de biodiésel a partir de lípidos y es conocido por su capacidad para producir enzimas utilizadas en la industria alimentaria. [5] [7] [8] [9]
Aspergillus wentii | |
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clasificación cientifica | |
Reino: | Hongos |
División: | Ascomycota |
Clase: | Eurotiomicetos |
Pedido: | Eurotiales |
Familia: | Trichocomaceae |
Género: | Aspergilo |
Especies: | A. wentii |
Nombre binomial | |
Aspergillus wentii Wehmer (1896) | |
Sinónimos | |
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Historia y taxonomía
Aspergillus wentii fue descrito por primera vez por el micólogo alemán Carl Friedrich Wilhelm Wehmer en 1896. [3] Siguiendo un esquema de clasificación basado en la morfología que creó en 1901, Wehmer agrupó A. wentii en una categoría de grandes Aspergilli que llamó "Macroaspergilli" debido a su gran estructura de cuerpo fructífero (la cabeza conidial). [10] La posición taxonómica de A. wentii quedó claro dentro del género como A. wentii Wehmer sinónimos ( A. archaeoflavus Blochwitz [11] y Aspergillus wentii var. Minimus [12] ) fueron presentados por los Dres. Charles Thom y Kenneth Raper como posibles variaciones o cepas . [10] El primer grupo de A. wentii fue propuesto por los Dres. Thom y Raper en 1945. [10] Este grupo original de A. wentii se clasificó en el subgénero Circumdati del género Aspergillus e incluía 4 especies de hongos actualmente conocidas como A. avenaceus Smith, A. panamensis Raper y Thom, A. alliaceus Thom y Church y A. wentii Wehmer. [3] En la actualidad, Aspergillus wentii Wehmer es el único hongo que queda de los cuatro hongos que originalmente formaban el " grupo A. wentii ". [3] Los 3 antiguos miembros del grupo A. wentii ( A. avenaceus , A. panamensis y A. alliaceus ) han sido reasignados desde entonces a diferentes subgéneros de Aspergillus ( grupo A. flavus , grupo A. ustus y A. ocheaceus grupo) respectivamente. [3] Dres. Charles Thom y Dorothy Fennell revisaron el grupo de A. wentii en 1965 para incluir Aspergillus thomii Smith y A. terricola Marchal junto con A. wentii Wehmer. [3] Sin embargo, las clasificaciones de grupos de Aspergillus dentro de los subgéneros se volvieron obsoletas en la década de 1980 siendo reemplazadas por secciones. [13]
Las nuevas secciones de Aspergilli adaptaron y revisaron las características morfológicas y fisiológicas previamente establecidas de los grupos de Aspergillli e incorporaron análisis de secuenciación de ADN para confirmar las relaciones filogenéticas entre Aspergilli relacionados . [13] Muchas especies fueron reasignadas a nuevas secciones de Aspergilli a medida que las relaciones filogenéticas fueron confirmadas por experimentos de secuenciación de ADN y genoma . [13] [14] Como resultado, A. wentii y A. dimorphicus , previamente descritos como sinónimos dentro de la sección de A. wentii , [13] fueron posteriormente confirmados como especies distintas. [14]
Crecimiento y morfología
Aspergillus wentii produce conidios globosos unicelulares (conidio singular) en cadenas filamentosas no ramificadas . [15] Los conidios asexuales jóvenes (también llamados esporas) comienzan siendo lisos, incoloros y elipsoidales antes de madurar en esporas globosas rugosas de aproximadamente 4.5 a 5 µm de diámetro. [5] [15] [3] Los conidios de Aspergillus wentii pueden aparecer en cualquier lugar de color amarillo oscuro a marrón cuando están maduros y tienen una sola pared, a diferencia de las especies relacionadas Aspergillus tamarii cuyos conidios tienen una membrana de doble pared. [15] [10] [5] Las cadenas alargadas de conidios se dispersan a través de estructuras en forma de vaso, ligeramente pigmentadas , conocidas como fialidas, que miden entre 6 y 8 µm. [5] [3] [6] Las fialidas se asientan sobre estructuras en forma de almendra conocidas como metulae, que miden entre 10 y 20 µm de longitud y también están ligeramente pigmentadas. [5] [6] [3] Juntas, estas estructuras de metulae y phialides irradian hacia afuera desde una estructura esferoide conocida como vesícula , formando capas alrededor de toda su superficie. [6] [5] La vesícula puede crecer hasta un diámetro de 80 µm, con una superficie de esferoide completamente fértil. [5] [6] En conjunto, este gran complejo globoso formado por la vesícula en el centro con metulae y fialides que irradian hacia afuera se llama cabeza conidial. [5] [15] [6] La cabeza de los conidios puede variar de amarillo tostado a café café más oscuro y crecer hasta 500–800 µm de diámetro. [15] [10] [5] [6] La cabeza del conidio se fija encima de un tallo grueso y aseptado conocido como estipe. Los estípites de Aspergillus wentii se caracterizan por estar intercalados y ser más largos que los tallos de Aspergillus promedio . [6] El estípite y la cabeza conidial juntos forman una estructura translúcida en forma de varilla conocida colectivamente como el conidióforo que, a su vez, se extiende desde la punta de la hifa . [16] [5] [15] El conidióforo puede crecer entre 3 y 5 milímetros de longitud, tiene un aspecto vidrioso (descrito como hialino ) y suele tener una textura suave, aunque se han observado conidióforos granulares . [3] [6] [15] Aspergillus wentii produce hifas aéreas , de color blanco o, a veces, amarillo que pueden crecer hasta unos pocos milímetros de longitud. [10] Las células del pie de Aspergillus wentii tienen paredes densas y están ramificadas. [4]
En general, las colonias de Aspergillus wentii parecen densas, flojas (esponjosas) a algodonosas y son de color blanco. [15] [6] [10] Las colonias pueden crecer hasta 2–3,5 cm de diámetro en agar Czapek cuando se cultivan en condiciones controladas durante un período de 7 días. [5] El crecimiento óptimo de Aspergillus wentii en cultivo se produce en un medio de glucosa a pH 6,0 a una temperatura de 30 ° C durante 7 días. [9] [17] [7]
El Dr. Wehmer describió originalmente haber visto cleistotecia , sin embargo, no ha habido informes de tales estructuras en Aspergillus wentii desde entonces. [3] Según autores posteriores, se cree que Wehmer malinterpretó masas densamente empaquetadas de hifas por cleistotecios que son estructuralmente similares. [3]
Reproducción
Aspergillus wentii es un hongo asexual sin estado sexual conocido. [1] [2] A pesar de Aspergillus wentii es actualmente un mitótico hongo, vestigiales restos encontrados en las hifas de A. wentii son evidencia de que ancestral Aspergilli una vez tenido la capacidad de reproducirse sexualmente por meiosis . [1] Las similitudes morfológicas observadas entre las masas de hifas en Aspergillus wentii y las estructuras sexuales jóvenes ( cleistotecios ) encontradas en Chaetosartorya chrysella son una evidencia más vestigial de la capacidad meiótica en los Aspergilli ancestrales . [1] [3] El análisis filogenético de las secuencias de ADN reveló una fuerte relación filogenética entre la especie asexual obligada Aspergillus wentii y la especie meiótica (sexual) Chaetosartorya chrysella, lo que sugiere que las dos especies son parientes cercanos, habiendo divergido recientemente de la misma especie de reproducción sexual. antepasado. [1]
Fisiología
Aspergillus wentii es un hongo filamentoso . [15] En cultivo, el crecimiento óptimo de Aspergillus wentii se produce en un medio de glucosa a pH 6,0 a una temperatura de 30 ° C. [7] [9] Aspergillus wentii crece bien en medios a base de carbono complementados con manitol , fructosa , galactosa , sacarosa , lactosa o maltosa . [9] Generalmente, Aspergillus wentii exhibe las tasas de crecimiento más altas en medios basados en carbono, aunque puede cultivarse en medios basados en nitrógeno con rendimientos de crecimiento más bajos. [9] Aspergillus wentii no crece bien en agar creatina sacarosa (CREA) y produce hifas estériles en agar extracto de malta . [5]
Aspergillus wentii es moderadamente xerófilo, capaz de tolerar condiciones muy secas con baja actividad de agua (con un W de 0,73-0,79 para crecimiento y germinación ). [5] En su ambiente natural, Aspergillus wentii es aeróbico, capaz de crecer, replicarse y producir metabolitos de manera óptima en un ambiente rico en oxígeno. [9] [4] Bajo exposición a la luz, se ha observado que los cultivos de Aspergillus wentii producen micelio aéreo blanco (a veces expresando un tono rosado) en grandes masas que a menudo pueden expandirse para adaptarse a volúmenes enteros de tubos de ensayo o placas de cultivo. [6] [10] Los micelios de Aspergillus wentii tienen un contenido de glucosamina de 8 a 9% y tienen un tiempo de duplicación promedio de 4 a 8 horas en cultivo líquido. [4]
Como muchos hongos Aspergillus , Aspergillus wentii es resistente a la anfotericina B y al itraconazol . [8] El tiempo de muerte térmica de Aspergillus wentii ocurre después de 25 minutos a una temperatura de 63 ° C. [4] Las condiciones de oxígeno al 100% presurizado a 10 atm también detendrán el crecimiento del hongo A. wentii . [4]
Metabolismo
Aspergillus wentii es capaz de producir una amplia gama de metabolitos característicos de los hongos del moho, incluidos el ácido kójico , el ácido 2-hidroximetilfuran-5-carboxílico y el ácido cítrico . [18] [10] [4] Aspergillus wentii Wehmer también es capaz de producir el ácido 1-amino-2-nitrociclopentano-1-carboxílico (ANPCA), un inhibidor del crecimiento de las plantas , conocido por su capacidad para detener el crecimiento y causar deformaciones en plantas tales como Crisantemo , [19] plantas de guisantes, [20] y plantas de Nicotiana (tabaco). [21]
Las cepas de Aspergillus wentii producen numerosas enzimas como las pectinasas (en fuentes alimenticias), [8] [4] dextranasa , [3] [4] lipasas , [3] [9] celulasas , amilasa , β-glucosidasa y otras enzimas comunes del moho. [4] [10] Aspergillus wentii es un hongo capaz de producir grandes cantidades de lipasa. [7] [9] Las condiciones ideales de crecimiento de la lipasa en Aspergillus wentii (100% de actividad de la lipasa) se producen en un medio suplementado con glucosa de pH 6,0 a una temperatura de 30 ° C. [7] [9] Aspergillus wentii cultivado en medio de manitol produce el segundo mayor rendimiento de lipasa (con 84% de actividad de lipasa). [9] [7] La actividad de la lipasa para Aspergillus wentii cultivado en medio de fructosa produce poco menos del 50% de actividad de lipasa, mientras que los medios suplementados con galactosa, sacarosa, lactosa o maltosa produjeron una actividad de lipasa moderada (20-37%). [9]
Se descubrió que las esporas de la cepa NRRL 2001 de Aspergillus wentii producen glucosa de forma natural a partir de la hidrolización del almidón soluble . [17] [4] De todos los Aspergilli , se encontró que A. wentii produce los mejores rendimientos de glucosa, capaz de convertir aproximadamente 20-40% del almidón original, con casi cero conversiones de maltosa. [17] La producción óptima de glucosa de Aspergillus wentii La degradación del almidón de NRRL 2001 se produjo a partir de esporas más jóvenes (la producción de glucosa disminuye con la edad de las esporas), en presencia de yodoacetato (un compuesto que bloquea las vías de degradación de la glucosa) ya un pH de 3,0 o superior. [17]
Toxinas como la aflatoxina B1 , [22] la aflatoxina B2 (en pequeñas trazas), [23] la emodina [24] y la goilactona son todas producidas por Aspergillus wentii . [5] [15] Las toxinas de Aspergillus wentii se encuentran comúnmente en fuentes vegetales, animales o alimentarias. [5] [15] Un metabolito intracelular secretado por Aspergillus wentii es tóxico para ratones y embriones de pollo . [25] [4] Los extractos de cloroformo de Aspergillus wentii de micelio , maíz mohoso y arroz mohoso producen niveles variables de toxicidad cuando se introducen en embriones de pollo en medio de sacarosa de extracto de levadura (SÍ). [25] Mientras que el maíz mohoso con Aspergillus wentii no pudo matar ratones en un estudio, se demostró que los extractos YES de maíz y micelio eran mortales para los ratones, siendo el extracto de micelio YES el más potente tanto para pollos como para ratones. [25]
Una cepa de Aspergillus wentii , Ras101, es conocida por su capacidad para producir biodiésel a partir de la transesterificación de lípidos. [7] El rendimiento óptimo de biodiésel de Aspergillus wentii depende de factores como la optimización de la producción de lípidos, el pH, el tiempo de incubación , la temperatura y la composición del medio. [7] En condiciones ideales, Aspergillus wentii puede optimizar el 31,65% de la biomasa de biodiesel en 30 minutos de transesterificación de lípidos a 70 ° C. [7]
Hábitat y ecología
Los Aspergilli se clasifican colectivamente como hongos de moho de interior . [16] Aspergillus wentii se encuentra típicamente en forma de moho en diversos materiales orgánicos y vegetales en descomposición y es conocido por causar el deterioro de los alimentos en callos , cereales , nueces molidas y cacahuetes . [6] [3] [4] [5] Aspergillus wentii también se puede aislar del tabaco . [12] Como hongo común del suelo y endosimbionte , [3] Aspergillus wentii a menudo vive en simbiosis con especies en las rizosferas (un área de suelo poblada de raíces y hogar de muchos microorganismos). [4] Dentro de estas rizosferas, Aspergillus wentii se puede encontrar entre semillas de algodón , aceitunas , cebada , arroz , piña , avena , nueces de Brasil , nueces , maní , trigo , hojas de abeto y más. [4] [10] No solo se limita a fuentes vegetales y vegetales, A. wentii también se ha asociado con nidos de pájaros y jerbos . [4]
Distribuido en muchas partes del mundo, Aspergillus wentii se ha encontrado en países como China , Perú , Argentina , Japón , Sudáfrica , Francia , Pakistán , Guyana , Turquía , India , España , Italia , Israel , Bahamas , Estados Unidos. Estados y más. [3] [4] [5] [10] Aspergillus wentii se encuentra más comúnmente en áreas cálidas y subtropicales como América del Sur. [3] [4]
Aspergillus wentii tiene tendencia a colonizar suelos secos, especialmente en desiertos y climas cálidos. [4] Sin embargo, A. wentii se ha aislado de una variedad de tipos de suelos cultivados y no cultivados, incluidos suelos de pastizales , suelos forestales , arcilla aislada de cuevas e incluso suelos alcalinos . [4] También es común encontrar Aspergillus wentii cerca de fuentes de agua como en agua de mar , sedimentos de estuarios (cuerpos costeros parcialmente cerrados), turberas , estanques de estabilización de desechos , plantas de tratamiento de agua y en fuentes de agua dulce . [4] En Hawái , un estudio encontró que Aspergillus wentii solo colonizaba raíces de plantas de piña en regiones con mayor precipitación y menor pH del suelo . [26] Además de los ambientes húmedos, también se encontró que Aspergillus wentii coloniza los tallos secos de las plantas de Coptis japonicus en el suelo. [3] [4] Como organismo aeróbico, Aspergillus wentii fue citado como un componente raro y trivial de las esporas que se encuentran en el aire en Europa. [4]
Enfermedad
Hasta hace poco, no se sabía que Aspergillus wentii fuera patógeno en humanos. [8] El primer caso de una enfermedad humana causada por Aspergillus wentii se informó en 2009. [8] Esta enfermedad se describió como otitis externa necrotizante (también conocida como NEO), una infección fúngica caracterizada por dolores de oído intensos . [8] Antes de este informe, se sabía que los NEO eran causados principalmente por la bacteria Pseudomonas aeruginosa , aunque se describieron previamente casos de otras infecciones por NEO de origen fúngico. [8] Tanto en Pseudomonas como en Aspergillus wentii NEO, los pacientes inmunodeprimidos son más susceptibles a la enfermedad. [8] Sin embargo, a diferencia de los NEO clásicos causados por P. aeruginosa , que se encuentran comúnmente en ancianos diabéticos , los NEO de origen Aspergillus wentii pueden infectar a adultos diabéticos o no diabéticos en cualquier lugar entre las edades de 20 a 85 años. [8] En casos más graves de NEO, los síntomas de parálisis en el par craneal VII aparecen únicamente en casos de infección por hongos, incluido el NEO de origen Aspergillus wentii . [8] Generalmente, la anfotericina B y el itraconazol se utilizan como tratamiento de la infección por Aspergillus wentii . [8]
Usos
Ampliamente utilizado en la industria alimentaria, el Aspergillus wentii se explota por su capacidad para producir enzimas (como la lipasa ) que crean subproductos del sabor en los alimentos al degradar los lípidos . [3] [9] Aspergillus wentii se utiliza principalmente en la cocina asiática , a menudo combinado con otros Aspergilli (como Aspergillus oryzae y A. flavus ) para crear productos de soya mediante la producción de ácido kójico y procesos de fermentación . [3] [10] Las enzimas como la pectinasa también son producidas por Aspergillus wentii en varias fuentes alimenticias como el pescado salado, las castañas chinas y las palomitas de maíz . [8] [24] Como Aspergillus oryzae , A. tamarii y A. flavus , Aspergillus wentii puede producir una amplia gama de enzimas de moho. [10] También se descubrió que Aspergillus wentii produce enzimas proteolíticas (degradantes de proteínas), como la amilasa, al fermentar en granos de cacao . [27]
La cepa del hongo Aspergillus wentii , Aspergillus wentii Ras101, es conocida por su capacidad para producir biodiésel mediante un proceso de transesterificación . [7] Como hongo que produce lípidos en grandes cantidades, Aspergillus wentii se propuso como un microorganismo favorable para producir grandes rendimientos de producto biodiesel. [7] El rendimiento óptimo de biodiésel de Aspergillus wentii depende de factores como la optimización de la producción de lípidos, el pH, el tiempo de incubación , la temperatura y la composición del medio. [7] En condiciones ideales, Aspergillus wentii puede optimizar el 31,65% de la biomasa de biodiesel en 30 minutos de transesterificación de lípidos a 70 ° C. [7] Las propiedades fisiológicas del biodiésel de Aspergillus wentii ( densidad , contenido de agua , valor calorífico y viscosidad ) son comparables a los estándares de biodiésel ordinario y los requisitos de combustibles fósiles como fuente de combustible alternativa , lo que convierte a esta cepa en una materia prima potencial para producir biodiésel como renovable. , fuente de combustible alternativa en el sector industrial . [7]
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