آسپرژیلوس نایجر چیست؟ مورفولوژی، زیستگاه و محیط کشت

آسپرژیلوس نایجر چیست؟

• آسپرژیلوس نایجر شایع‌ترین گونه آسپرژیلوس است.
• نام آن برگرفته از نام لاتین aspergillum است (به معنای آب‌پاش) چراکه در زیر میکروسکوپ ظاهری شبیه به آب‌پاش دارد.
• به طور معمول باعث ایجاد کپک سیاه در میوه‌ها و سبزیجاتی مانند انگور، زردآلو، پیاز و بادام زمینی می‌شود.
• باعث آلودگی و فساد مواد غذایی می‌شود.
• همچنین قادر به ایجاد عفونت‌های تنفسی فرصت‌طلب مرتبط با ذات‌الریه در افراد دارای نقص ایمنی نسبت به سایر گونه‌های آسپرژیلوس مانند آسپرژیلوس فلاووس، آسپرژیلوس فومیگاتوس و آسپرژیلوس کلاواتوس است.
• همه جا در خاک و گاهی اوقات در منازل یافت می‌شود، سیاه به نظر می‌رسد، از این رو به آن کپک سیاه نیز می‌گویند.
• آسپرژیلوس نایجر قرن‌هاست که در تولید اسید سیتریک استفاده می‌شود، که یک نگهدارنده معمول غذا در میوه‌های کنسرو شده، شامپوها و نگهدارنده خون است.
• برخی از سویه‌های آسپرژیلوس نایجر مایکوتوکسین تولید می‌کنند، از جمله اکراتوکسین A، بازدارنده‌ی ایزوفلاون اوروبول.

تاریخچه آسپرژیلوس نایجر

• آسپرژیلوس نایجر از نظر مورفولوژی، فیزیولوژی، فواید، شایع‌ترین و بیشترین گونه مورد مطالعه در آسپرژیلوس‌ها است.
• درنتیجه هم برای انسان و هم برای حیوانات کمتر ایجاد بیماری‌ می‌کند.
• در سال 1917، یک شیمیدان مواد غذایی به نام جیمز کوری کشف کرد که آسپرژیلوس نایجر هنگامی که در محیط حاوی قند کشت می‌شود، در غلظت‌های بالایی اسید سیتریک تولید می‌کند. او پس از استخراج اسید، روی فواید آن به عنوان نگهدارنده مواد غذایی مطالعه کرد.
• مطالعات دیگر همچنین نشان داد که می‌توان از آن در تولید گلوکومیلاز، α-گالاکتوزیداز و بسیاری دیگر از آنزیم‌های مهم صنعتی استفاده کرد.
• بر اساس این یافته‌ها و سایر مطالعات مربوط به تحقیقات مورفولوژیکی، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آسپرژیلوس نایجر سویه‌های متفاوتی با خواص متفاوت دارد.
• در سال 2004، چندین گونه شبیه به آسپرژیلوس نایجر توسط گروهی از محققینی که در حال مطالعه روی اکراتوکسین تولید شده توسط آسپرژیلوس نایجر بودند، کشف شد. این گونه‌ها شامل زیرجنس Circumdati، بخش Nigri که دارای 15 هاگ سیاه است که بسیار شبیه به اسپور Aspergillus niger است، می‌باشد. آن‌ها A. Tubingensis، A. Foetidus، A. Carbonarius و A. Awamori می‌باشند.

زیستگاه آسپرژیلوس نایجر

• آسپرژیلوس نایجر در برابر حرارت بسیار مقاوم است. بنابراین می تواند در شرایط دمایی حاد مثل  دماهای بسیار پایین و بسیار بالا رشد کند.
• شکل غیرجنسی تولیدمثل آن که باعث می‌شود در هر نوع محیطی که شرایط مساعد است رشد کند. بنابراین موجودی فرصت‌طلب است.
•  در پوشش‌های گیاهی در حال پوسیدن مانند توده‌های کمپوست و برگ‌های مرده، در خاک زندگی می‌کند. همچنین می‌توان آن را در بسیاری از مکان‌ها از جمله در غلات و دانه‌های ذخیره شده، میوه‌های خشک، آجیل خشک و پلی‌استر یافت.
• مطالعه اخیر در ایستگاه‌های فضایی بین‌المللی نشان داد که Apsergillusniger به شدت با تشعشعات فضایی سازگار است؛ محیطی که به شدت تحت تاثیر اشعه UV، اشعه ایکس و شعله‌های خورشیدی است. این میزان سازگاری بالای آسپرژیلوس نایجر را نشان می‌دهد.

مورفولوژی آسپرژیلوس نایجر

آسپرژیلوس نایجر یک قارچ رشته‌ای است. هیف‌های رشته‌ای را تشکیل می‌دهد که آن‌ها را شبیه گیاهان کوچک می‌کند.

مشاهدات ماکروسکوپی آسپرژیلوس نایجر نشان می‌دهد که در ابتدای رشد سفید هستند، اما پس از چند روز به رنگ سیاه تبدیل می شوند و اسپور تولید می‌کنند.

نمای میکروسکوپی از آسپرژیلوس نایجر نشان می‌دهد که آسپرژیلوس نایجر دارای کندیوفورها و کنیدیوم‌های رنگی صاف است. کونیدیوفورها برآمدگی‌هایی از یک سپتات و هیف‌های هیالین هستند. سرهای کنیدیال به صورت شعاعی به نظر می‌رسند و به ستون‌هایی تقسیم می‌شوند. وزیکول کنیدیوفور سلول‌های استریلی به نام متولا تولید می‌کند که از فیالیدهای روی کندیوفورها محافظت می‌کنند.

کونیدیوفورها 400-3000 میلی‌متر طول دارند، صاف و هیالین هستند.

کنیدیوفور در قسمت راس تیره می‌شود و به وزیکول کروی با قطر 30-75 میلی‌متر ختم می‌شود.

متول‌ها و فیالیدها وزیکول را می‌پوشانند.

فیالیدها کندیایی تولید می‌کنند که بافت خشن، قهوه‌ای تیره و قطر 4-5 میلی‌متر دارند.

ویژگی‌های آسپرژیلوس نایجر روی محیط کشت

به طور کلی، آنها ظاهری پنبه ای دارند. ابتدا از رنگ سفید به زرد و سپس سیاه می‌شود. از کنیدیوفورهای نمدی تشکیل شده است. ریورس آن سفید تا زرد است. زیر میکروسکوپ، سرهای کندیوم با سلول‌های مخروطی مشاهده می‌شود. کنیدیا قهوه‌ای.

در مشاهدات ماکروسکوپی کلنی‌ها بر روی دکستروز آگار سیب زمینی در دمای 25 درجه سانتیگراد در ابتدا سفید هستند و به سرعت با تولید کنیدی‌ها، سیاه می‌شود. شکل ریورس آن زرد کم رنگ است و رشد آن می‌تواند باعث ایجاد شکاف‌های شعاعی در آگار شود.

آگار عصاره مالت – انکوبه ماندن به مدت 7 روز در دمای 25 و 37 درجه سانتی‌گراد که کلنی‌هایی با دیواره صاف کنیدیاها را ایجاد می‌کند.

آگار مخمر Czapek – پس از 5 روز انکوباسیون در دمای 25 و 37 درجه سانتی‌گراد، کلنی‌های سیاه رنگ با دیواره صاف پشمی از کنیدی‌ها را تولید می‌کنند.

چرخه زندگی

• آسپرژیلوس نایجر با تشکیل هاگ‌های کندیال به صورت غیرجنسی تولید مثل می‌کند.
• چرخه زندگی با پراکندگی کندی‌ها در شرایط مطلوب حداقل 25-40 درجه سانتی‌گراد شروع می‌شود.
• سپس کنیدی‌ها جوانه زده و یک سلول رویشی را تشکیل می‌دهند
• سلول‌ها به میسلیوم هیف تبدیل می‌شوند که به صورت دو شاخه می‌شوند و هیف‌های هوایی را تشکیل می‌دهند.
• سپس هیف‌های هوایی رشد می‌کنند و کونیدیوفورهایی را تشکیل می‌دهند که در راس متورم هستند و قسمت وزیکول کنیدیوفور را تشکیل می‌دهند.
• وزیکول‌ها، استریگمات اولیه به نام فیالیدها را تشکیل می‌دهند.
• استریگمات‌های ابتدایی، استریگمات‌های ثانویه را تشکیل می‌دهند که شروع به تولید هاگ‌های کندیالی می‌کنند.
• هاگ‌ها در چند ردیف روی فیالیدها قرار گرفته‌اند.

بیماری‌زایی آسپرژیلوس نایجر

تظاهرات موجود در گیاهان:

• آسپرژیلوس نایجر با آلوده کردن جوانه پیاز باعث ایجاد کپک سیاه پیاز و گیاهان زینتی می‌شود. می‌تواند منتشر شود و زمانی که شرایط مساعد باشد آشکار شود.

• آسپرژیلوس نایجر باعث یک بیماری رایج پس از برداشت پیاز می‌شود که در آن می‌توان کندی‌های سیاه را بین فلس‌های پیاز مشاهده کرد.
• همچنین می‌تواند باعث بیماری در بادام زمینی و انگور شود.

بیماری انسان و حیوان:

• بر خلاف سایر گونه‌های معمول آسپرژیلوس، احتمال کمتری دارد که در انسان و حیوانات ایجاد بیماری کند.
• با این حال، در موارد نادر، می‌تواند باعث آسپرژیلوز ریوی مهاجم و فرصت‌طلب در افراد مبتلا به نقص سیستم ایمنی شود. این موجب آسیب به اپیتلیال و سیستم تنفسی، و بیماری شدید ریوی شود.
• همچنین می‌تواند باعث آسپرژیلوزیس در باغبان‌هایی که اغلب در معرض استنشاق گرد و غبار ذغال سنگ نارس غنی از اسپورهای آسپرژیلوس هستند، شود.
• همچنین یکی از علل شایع اتومیکوزیس، نوعی عفونت قارچی گوش است که با اختلالات موقتی شنوایی، درد و موارد شدید همراه است‌. این می‌تواند به کانال گوش و پرده تمپان آسیب برساند.

تشخیص آزمایشگاهی آسپرژیلوس نایجر

• معاینه میکروسکوپی برای نشان دادن هاگ‌های کندیایی با لبه قهوه‌ای تیره، کنیدیوفور قهوه‌ای.
• با استفاده از آگار دکستروز سیب زمینی، آگار مخمر Czapek و آگار مخمر مالت.
• توالی‌یابی ژنومی قارچ‌ها را می‌توان برای شناسایی و تمایز از سایر قارچ‌ها انجام داد.
• کروماتوگرافی لایه نازک می‌تواند برای شناسایی و تعیین کمیت مایکوتوکسین اکراتوکسین استفاده شود.

درمان عفونت‌های ناشی از آسپرژیلوس نایجر

• استفاده از داروهای ضد‌قارچ برای درمان آسپرژیلوز مهاجم و فرصت‌طلب این ضدقارچ‌ها عبارتند از ایتراکونازول و آمفوتریسین B.
• برای اتومیکوز از ایتراکونازول و استروئیدهای ضدالتهابی برای تسکین درد مانند استامینوفن استفاده کنید.

کنترل و پیشگیری

• حذف اسپورها و جلوگیری از رشد آسپرژیلوس نایجر با استفاده از درمان شیمیایی و ضدقارچی:
• استفاده از اتانول 70 درصد یا ایزوپروپیل الکل به مدت حدود 10 دقیقه که در نفوذ به دیواره سلولی هاگ و هیف‌های آن موثر است و به طور موثر آن‌ها را از بین می‌برد.
• فنل‌ها اسپورهای آسپرژیلوس نایجر را در عرض 20 دقیقه از بین می‌برند. می‌توان از صابون اسکراب، دهان‌شویه‌ها و ضدعفونی‌کننده‌های سطوح استفاده کرد.
• سفیدکننده‌های حاوی هیپوکلریت از رشد هاگ‌ها جلوگیری می‌کنند.

برای پیشگیری از عفونت اتومیکوز:

• هنگام شنا یا موج سواری از وارد شدن آب به گوش خود اجتناب کنید.
• بعد از دوش گرفتن گوش‌های خود را خشک کنید.
• از گذاشتن سواب پنبه‌ای داخل گوش خودداری کنید.
• از خاراندن پوست بیرون و داخل گوش خودداری کنید.
• بعد از ریختن آب در گوش از قطره گوش اسید استیک استفاده کنید.

کاربردهای صنعتی آسپرژیلوس نایجر

• آسپرژیلوس نایجر به دلیل تولید اسید سیتریک بسیار معروف است. عمدتاً به‌عنوان نگهدارنده مواد غذایی برای میوه‌های کنسرو شده، آجیل خشک و میوه‌های خشک استفاده می‌شود.
• همچنین گلیکوزید هیدرولاز تولید می‌کند، آنزیمی که برای تبدیل زیست توده به سوخت زیستی تولید می‌کند. این از طریق تجزیه سلولز و همی‌سلولز از دیواره سلولی گیاه به ماده‌ای که می‌تواند به اتانول تبدیل شود، صورت می‌گیرد.
• این گونه همچنین می‌تواند برای تولید متابولیت‌های فعال زیستی و همچنین سایر محصولات دارویی استفاده شود.
• آسپرژیلوس نایجر را می‌توان برای تولید مقادیر زیادی فروکتوالیگوساکارید سازگار کرد. این به دلیل فعالیت ترانس فروکتوزیل کننده قابل مشاهده آنزیم‌ها در سطح آن، می‌باشد.
• آسپرژیلوس نایجر دارای قابلیت جذب زیستی قوی است و در آن‌جا از کلنی‌های آن برای افزایش توانایی جذب برخی رنگ‌ها مانند رنگ قرمز کنگو و آبی 9 و حذف ناخالصی‌های آن‌ها استفاده می‌شود.

همچنین بخوانید:

• آسپرژیلوس (Aspergillus) چیست؟
• آسپرژیلوزیس چیست؟
• سابورو دکستروز آگار (SDA): ترکیب، اساس، کاربرد، تهیه و مورفولوژی کلنی
• زاپکس آگار (محیط کشت CZA): ترکیب، اصول، آماده‌سازی، نتایج و کاربرد
• محیط کشت PDA (پوتیتو دکستروز آگار): اساس، کاربرد، ترکیبات

مترجم: شقایق مرتاضی

منبع