Regulation der Citrininbildung in Penicillium

Citrinin ist ein wichtiges lebensmittelrelevantes Mykotoxin. Wie die meisten Mykotoxine weist Citrinin verschiedene toxische Wirkungen gegenüber Menschen, und Tieren auf. Unter anderem (u. a.) kommen in der Gattung Penicillium mehrere citrininbildende Spezies vor. Das Mykotoxin Citrinin kommt auf einem breiten Spektrum von Lebensmittelprodukten vor. Jedoch existieren über die Regulation der Citrininbildung nur wenige Daten. In dieser Arbeit wurden Penicillium verrucosum (P. verrucosum), Penicillium expansum (P. expansum) und Penicillium citrinum (P. citrinum) als Modellspezies für die Untersuchung der Regulation der Citrininbildung ausgewählt. Da die Umweltfaktoren die Mykotoxinbildung beeinflussen können, wurde in dieser Arbeit der Einfluss der wichtigsten Umweltfaktoren auf die Citrininbiosynthese untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Temperatur, die Wasseraktivität und der pH-Wert der Umgebung einen starken Einfluss auf die Citrininregulation bei den unterschiedlichen Spezies haben. Im Gegensatz zu P. verrucosum und P. expansum haben die Umweltfaktoren bei P. citrinum allerdings weniger Einfluss. In dieser Arbeit gelang es, auch die Gene der Citrininbildung bei den drei Penicillium Spezies zu charakterisieren. ... mehrDie Citriningene in Penicillium weisen hohe Homologien untereinander und zu den Genen in Monascus auf. Durch die Inaktivierung des Polyketidsynthasegens (pksCT) konnte gezeigt werden, dass sie für die Citrininbiosynthese bei P. citrinum und P. expansum wichtig ist. Bei P. verrucosum ist die pksCT für die Bildung von Ochratoxin A und Citrinin verantwortlich. Weiterhin wurde gezeigt, dass die HOG-, PACC- und cAMP/G-Protein-Signalwege bei der Regulation der Citrininbildung eine wichtige, speziesabhängige Rolle spielen. Neben diesen spezifischen Regulatoren konnte auch gezeigt werden, dass der globale Regulator Velvet bei der Citrininbildung entscheidend ist. Für P. expansum wurde laut Literaturdaten gezeigt, dass Patulin, ein weiteres von dieser Spezies gebildete Mykotoxin, einen Kolonisierungsfaktor darstellt und die Kolonisierung von Äpfeln fördert. Laut Literaturdaten können viele P. expansum Stämme Citrinin bilden, obwohl dieses Toxin in Äpfeln nur in geringerer Menge nachgewiesen werden kann. In dieser Arbeit ist es gelungen die Bildung von Citrinin durch P. expansum in Äpfeln zu bestätigen und dessen geringe detektierbare Mengen zu erklären. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Pathogenitätsversuche auf Äpfeln und auf apfelbasiertem Medium durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Bildung von Citrinin ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Kolonisierung von Äpfeln spielt.