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Klassifikation
Wissenschaftlicher Name Paecilomyces Bainier, 1907
Überblick
Paecilomyces ist eine Gattung von Schimmelpilzen aus der Abteilung der Schlauchpilze (Ascomycota), die taxonomisch eng mit der Gattung Penicillium verwandt ist. Die Vertreter zählen zu den Fungi imperfecti und bilden gewöhnlich keine Hauptfruchtform aus, sondern vermehren sich ungeschlechtlich über Konidien. Durch genetische Untersuchungen konnte die Gattung Byssochlamys als zugehörige Teleomorphe identifiziert werden, woraufhin Paecilomyces 2011 als Nomen conservandum festgelegt und die Byssochlamys-Arten integriert wurden.1 Während einige Spezies wie Paecilomyces lilacinus zur biologischen Schädlingsbekämpfung gegen Nematoden eingesetzt werden, können Vertreter der Gattung selten auch Infektionserkrankungen beim Menschen verursachen.23
Auf einen Blick
Erkennen
Die Gattung Paecilomyces umfasst Schimmelpilze aus der Abteilung der Schlauchpilze (Ascomycota), die morphologisch eine große Nähe zur bekannten Gattung Penicillium (Pinselschimmel) aufweisen. Diese Pilze werden den Fungi imperfecti zugeordnet, da sie in der Regel keine sexuelle Hauptfruchtform (Teleomorphe) ausbilden. Die Vermehrung erfolgt stattdessen ungeschlechtlich durch die Bildung von Konidien. Durch genetische Untersuchungen konnte jedoch die Gattung Byssochlamys als die zugehörige Hauptfruchtform für die Gattung als Ganzes identifiziert werden. Infolgedessen wurden alle ehemaligen Byssochlamys-Arten taxonomisch in die Gattung Paecilomyces integriert. Bestimmte Arten wie Paecilomyces variotii lassen sich als Erreger von Schimmelpilzinfektionen identifizieren.1 Andere Vertreter wie Paecilomyces lilacinus zeichnen sich durch die Produktion von Sporen aus, deren Aktivität und Ausbeute durch optimierte Fermentationsverfahren gesteigert werden kann. Für die Anwendung als Insektizid werden Arten wie Paecilomyces fumosoroseus in Ölsuspensionen formuliert, um die Stabilität der Pilzstrukturen zu gewährleisten.3
Porträt
Die Gattung Paecilomyces umfasst Schimmelpilze aus der Abteilung der Schlauchpilze (Ascomycota) und weist eine enge Verwandtschaft zur Gattung Penicillium auf. Charakteristisch für diese Gruppe ist die historische Zuordnung zu den Fungi imperfecti, da die Pilze in der Regel keine sexuelle Hauptfruchtform (Teleomorphe) ausbilden, sondern sich asexuell über Konidien vermehren. Molekularbiologische Untersuchungen konnten jedoch die Gattung Byssochlamys als die zugehörige perfekte Form identifizieren. Nach den Beschlüssen des Nomenklatur-Kongresses 2011 wurde Paecilomyces als Nomen conservandum priorisiert, weshalb ehemalige Byssochlamys-Arten, wie Paecilomyces fulvus oder Paecilomyces niveus, nun taxonomisch in diese Gattung integriert sind.7 Ökologisch zeichnen sich viele Arten durch ihre parasitären Eigenschaften gegenüber wirbellosen Tieren aus. So wird Paecilomyces lilacinus spezifisch gegen Nematoden eingesetzt.7 Andere Vertreter wie Paecilomyces fumosoroseus besitzen insektizide Wirkungen und werden in speziellen Formulierungen, etwa als Ölsuspensionen, zur biologischen Schädlingsbekämpfung genutzt. Auch die Anwendung gegen Borkenkäfer wurde bei spezifischen Stämmen nachgewiesen. Eine physiologische Grundlage für das Eindringen in diese Wirtsorganismen ist die Fähigkeit zur Produktion von Chitosanase, einem Enzym, das den Abbau von Chitin in den Schutzhüllen von Insekten und Nematoden ermöglicht.3 Obwohl die Arten primär in der Umwelt vorkommen, besitzen sie klinische Relevanz als opportunistische Krankheitserreger. Paecilomyces variotii ist als Erreger von Schimmelpilzinfektionen bekannt.7 Solche invasiven Infektionen können insbesondere bei immunsupprimierten Personen auftreten, beispielsweise als Koinfektion nach Organtransplantationen.8 Die Therapie dieser seltenen Mykosen erfolgt in der Regel mit Antimykotika wie Voriconazol oder Amphotericin B.7
Systematik
Die Gattung Paecilomyces wurde wissenschaftlich von Bainier beschrieben. Sie wird der Abteilung der Schlauchpilze (Ascomycota) zugeordnet und weist eine enge Verwandtschaft zur Gattung Penicillium (Pinselschimmel) auf. Traditionell zählten diese Pilze zu den Fungi imperfecti, da sie in der Regel keine Hauptfruchtform (Teleomorphe) ausbilden, sondern sich rein ungeschlechtlich über Konidien vermehren. Genetische Untersuchungen ermöglichten jedoch die Zuordnung der Gattung Byssochlamys Westling als entsprechende Hauptfruchtform. Im Zuge der Revision des Nomenklatur-Codes auf dem Kongress in Melbourne 2011 wurde beschlossen, die imperfekten und perfekten Formen unter einem Namen zu vereinen. Obwohl Byssochlamys nomenklatorisch Vorrang gehabt hätte, wurde der Gattungsname Paecilomyces als Nomen conservandum geschützt und beibehalten. Infolgedessen sind alle ehemaligen Arten der Gattung Byssochlamys nun taxonomisch in die Gattung Paecilomyces integriert. Systematisch wird die Gattung innerhalb der Ordnung Eurotiales der Familie Thermoascaceae zugerechnet.1
Lebensweise
Die Vertreter der Gattung Paecilomyces gehören zur Abteilung der Schlauchpilze (Ascomycota) und werden klassisch den Fungi imperfecti zugeordnet, da sie in der Regel keine Hauptfruchtform (Teleomorphe) ausbilden. Die Vermehrung erfolgt primär ungeschlechtlich über die Bildung von Konidien. Durch genetische Analysen konnte der Gattung jedoch Byssochlamys als sexuelle Hauptfruchtform zugeordnet werden, wobei taxonomisch entschieden wurde, den Namen Paecilomyces für die gesamte Gruppe beizubehalten (Nomen conservandum).9 Physiologisch zeichnen sich viele Arten durch die Produktion spezifischer Enzyme aus; so ist beispielsweise Paecilomyces lilacinus zur Synthese von Chitosanase befähigt, was den Abbau von Chitin ermöglicht. Diese Eigenschaft begünstigt eine parasitäre Lebensweise gegenüber verschiedenen wirbellosen Tieren.3 Paecilomyces lilacinus ist als Antagonist von Nematoden bekannt und wird biologisch gegen diese eingesetzt.5 Darüber hinaus befallen Arten der Gattung auch Insekten; Paecilomyces fumosoroseus wird beispielsweise als Insektizid formuliert, um Schädlinge zu bekämpfen. Auch der Einsatz von Paecilomyces lilacinus gegen Borkenkäfer an Ahornbäumen wurde beschrieben. Für das Wachstum und die Sporulation sind Umweltfaktoren wie die Sauerstoffversorgung entscheidend; in künstlichen Kulturen fördert eine kontrollierte Belüftung die Sporenaktivität signifikant.3 Neben ihrer ökologischen Rolle als Parasiten oder Saprophyten können Arten wie Paecilomyces variotii selten auch opportunistische Infektionen beim Menschen verursachen.92
Lebensweise
Die Vertreter der Gattung Paecilomyces zeichnen sich primär durch eine asexuelle Fortpflanzungsweise mittels Konidien aus, da sie zu den Fungi imperfecti gehören und gewöhnlich keine Teleomorphe bilden.1 Ein wesentliches Merkmal ihrer Interaktion mit der Umwelt ist der Parasitismus an wirbellosen Tieren. So wird die Art Paecilomyces lilacinus aufgrund ihrer nematophagen Eigenschaften gezielt gegen Nematoden eingesetzt.10 Darüber hinaus zeigen Arten wie Paecilomyces fumosoroseus entomopathogenes Verhalten und wirken als Insektizide. Auch spezifische Stämme von Paecilomyces lilacinus können Borkenkäfer befallen und werden zur biologischen Kontrolle an Ahornbäumen genutzt. Diese parasitären Interaktionen werden physiologisch durch die Fähigkeit unterstützt, Enzyme wie Chitosanase zu produzieren, welche den Abbau von Chitin in den Schutzhüllen der Wirte ermöglichen.3 Gelegentlich tritt die Gattung als opportunistischer Erreger auf und verursacht Infektionen beim Menschen, wobei auch Koinfektionen bei immunsupprimierten Transplantationspatienten dokumentiert sind.211
Lebensweise
Die Vertreter der Gattung Paecilomyces besetzen als Schimmelpilze verschiedene ökologische Nischen und treten häufig als Antagonisten von wirbellosen Tieren auf. Eine bedeutende ökologische Rolle spielt Paecilomyces lilacinus als natürlicher Feind von Nematoden (Fadenwürmern).12 Zudem fungieren diverse Arten als Entomopathogene, die Insekten befallen; so wird Paecilomyces fumosoroseus aufgrund seiner insektiziden Wirkung genutzt. Auch Interaktionen mit Käfern sind dokumentiert, wobei Paecilomyces lilacinus beispielsweise Borkenkäfer an Dreizahn-Ahorn (Acer buergerianum) infizieren kann. Die physiologische Basis für diese parasitäre Lebensweise liefert unter anderem die Fähigkeit zur Produktion von Chitosanase, einem Enzym zum Abbau von Chitin, welches in den Hüllen der Wirte vorkommt.3 Neben dieser Spezialisierung auf Invertebraten können Arten wie Paecilomyces variotii oder Paecilomyces lilacinus opportunistisch als Erreger von Mykosen bei Wirbeltieren und Menschen auftreten. Taxonomisch zählen diese Pilze zu den Fungi imperfecti, wobei genetische Untersuchungen eine Zuordnung der Hauptfruchtform zur Gattung Byssochlamys ermöglichten, was auf komplexe Reproduktionszyklen im Ökosystem hinweist.12
Verbreitung
Die Gattung Paecilomyces umfasst Schimmelpilze aus der Abteilung der Schlauchpilze, die taxonomisch eng mit der Gattung Penicillium verwandt sind. Diese Pilze treten als Fungi imperfecti auf und vermehren sich asexuell durch die Bildung von Konidien.4 In ihrem ökologischen Vorkommen zeigen bestimmte Arten spezifische Interaktionen mit anderen Organismen; so wird beispielsweise Paecilomyces lilacinus als Antagonist gegen Nematoden eingesetzt.5 Als opportunistische Erreger können Vertreter der Gattung, wie Paecilomyces variotii, auch den Menschen besiedeln und Infektionen verursachen.42 In klinischen Beobachtungen bei immunsupprimierten Patienten wurde Paecilomyces zudem als Koinfektion neben invasiver Aspergillose dokumentiert.6 Durch taxonomische Neuordnungen gehören nun auch die perfekten Arten der ehemaligen Gattung Byssochlamys, wie Paecilomyces fulvus (früher Byssochlamys fulva) und Paecilomyces niveus (früher Byssochlamys nivea), vollständig zu dieser Gattung.42
Jahresverlauf
Basierend auf dem Silberkraft TrendIndex – unserem eigenen Modell aus Suchdaten und Naturbeobachtungen
Praxiswissen
Vertreter der Gattung Paecilomyces besitzen sowohl medizinische Relevanz als opportunistische Krankheitserreger als auch wirtschaftliche Bedeutung im biologischen Pflanzenschutz. Als Erreger von Schimmelpilzinfektionen treten insbesondere die Arten Paecilomyces variotii und Paecilomyces lilacinus in Erscheinung, wobei Infektionen beim Menschen insgesamt selten sind.213 Ein erhöhtes Risiko besteht für immungeschwächte Personen; so wurden Infektionen beispielsweise bei Patienten nach Nierentransplantationen beobachtet, teilweise als Koinfektion mit invasiver Aspergillose.6 Die medizinische Behandlung solcher Mykosen erfolgt therapeutisch mit Antimykotika wie Voriconazol oder Amphotericin B in der Lipidform L-AmB.2 Im Bereich der Land- und Forstwirtschaft werden bestimmte Stämme hingegen als Nützlinge kultiviert. Paecilomyces lilacinus wird gezielt zur Bekämpfung von Nematoden eingesetzt.13 Darüber hinaus existieren Verfahren zur Nutzung dieses Pilzes gegen Borkenkäfer, etwa an Dreizahn-Ahorn. Die Wirksamkeit gegen Schädlinge wird unter anderem durch die Produktion von Enzymen wie Chitosanase unterstützt, welche den Abbau von Chitin-Strukturen ermöglichen. Auch die Art Paecilomyces fumosoroseus findet Anwendung als Insektizid, beispielsweise formuliert als Ölsuspension, die als sicher für Nicht-Ziel-Organismen gilt.3
Praxiswissen
Die wirtschaftliche Bedeutung der Gattung Paecilomyces liegt primär in ihrer Nutzung als biologisches Pflanzenschutzmittel (Nützling). Insbesondere Paecilomyces lilacinus wird gezielt gegen Nematoden eingesetzt.5 In der Forstwirtschaft werden spezifische Stämme dieses Pilzes zur Herstellung biologischer Mittel gegen Borkenkäfer verwendet, etwa an Dreizahn-Ahorn. Auch Paecilomyces fumosoroseus findet kommerzielle Anwendung, beispielsweise als Insektizid in Form von Ölsuspensionen zur Schädlingsregulierung. Um die Wirtschaftlichkeit dieser Anwendungen zu gewährleisten, wurden spezielle Fermentationsverfahren und Granulatformulierungen entwickelt, welche die Sporenausbeute und Stabilität für den Markt optimieren. Biotechnologisch ist die Gattung zudem für die industrielle Produktion von Enzymen wie Chitosanase relevant.3 Demgegenüber steht die negative wirtschaftliche Auswirkung durch pathogene Vertreter wie Paecilomyces variotii, der als wichtiger Erreger von Schimmelpilzinfektionen gilt und medizinische Behandlungen mit Antimykotika erforderlich macht.52
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Wissenschaft
University of Kunming Science & Technology · 2019
Es wird ein optimiertes Fermentationsverfahren vorgestellt, um die Aktivität und Ausbeute von Paecilomyces lilacinus Sporen zu steigern. Durch eine zweistufige Kontrolle von Belüftung und gelöstem Sauerstoff wird die Sporenbildung gefördert. Das Verfahren löst das Problem niedriger Überlebensraten bei der herkömmlichen Flüssigfermentation.
University of Southwest Forestry · 2019
Ein spezifischer Stamm von Paecilomyces lilacinus (CGMCC Nr. 17069) wird isoliert und charakterisiert. Die Innovation liegt in der Anwendung dieses Stammes zur Herstellung eines biologischen Mittels gegen Borkenkäfer an Dreizahn-Ahorn. Dies ermöglicht eine gezielte biologische Schädlingsbekämpfung in der Forstwirtschaft.
Jiangxi Tianren Ecology Company Ltd. · 2016
Es wird eine Granulatformulierung von Paecilomyces lilacinus entwickelt, die Trägerstoffe und Hilfsmittel enthält. Das Granulat zeichnet sich durch eine hohe Sporendichte und Stabilität aus. Tests zeigen eine hohe Bekämpfungseffizienz bei gleichzeitiger Sicherheit für Mensch und Tier.
Jiangxi Tianren Ecology Company Ltd. · 2016
Das Patent beschreibt eine Ölsuspension, die Paecilomyces fumosoroseus sowie Mineralöl und Hilfsstoffe enthält. Diese Formulierung verbessert die Stabilität und Wirksamkeit des Pilzes als Insektizid. Die Suspension ist sicher für Nicht-Ziel-Organismen und zeigt eine hohe Effektivität in der Schädlingsbekämpfung.
University of Ludong · 2016
Das Patent beschreibt ein Verfahren zur Produktion des Enzyms Chitosanase mittels des Stammes Paecilomyces lilacinus YT08. Durch optimierte Nährmedien und Kulturbedingungen wird eine hohe Enzymausbeute erzielt. Obwohl der Fokus auf der Enzymproduktion liegt, ist dies relevant für das Verständnis der chitinabbauenden Eigenschaften des Pilzes.
Nachweise