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eisen
et al.: Molekulare Lebensmittelmykologie
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nordicum und teilweise auch P. verrucosum an
osmotisch anspruchsvolle Bedingungen ange-
passt. Beide Spezies kommen auf Lebensmitteln
mit hohem Salzanteil (NaCl), wie luftgetrockne-
ten Produkten (Schinken, Salami, Käse) oder
auch auf Oliven vor. Diese Produkte können bis
zu 10% NaCl enthalten. In den Untersuchungen
am MRI fiel auf, dass eine gewisse Konzentrati-
on an NaCl die Ochratoxinbildung in P. nordicum
erhöht. Weiterhin kann P. nordicum auch unter
sehr hohen NaCl-Konzentrationen Ochratoxin A
bilden (S
chmidt
-H
eydt
et al. 2011b). Diese Spezi-
es wird im Wachstum auch durch höhere NaCl-
Konzentrationen kaum beeinflusst. Sie ist also
sehr gut an diese Bedingungen angepasst. P.
verrucosum kommt üblicherweise auf Getreide
vor, kann aber wie oben erwähnt auch auf salz-
haltigen Produkten, wie etwa Oliven, gefunden
werden. Penicillium verrucosum kann sein Me-
tabolitenprofil umweltabhängig ändern (S
chmidt
-
H
eydt
et al. 2011). Bei geringen NaCl-Konzen-
trationen wird auf YES-Medium hauptsächlich
Citrinin gebildet, bei höheren NaCl-Konzentrati-
onen wird die Bildung von Citrinin zu Ochratoxin
A verschoben.
Wie oben erwähnt, besitzt Ochratoxin A ein
Chlorid im Molekül. Citrinin besitzt einen sehr
ähnlichen strukturellen Aufbau wie Ochratoxin A.
Es enthält allerdings kein Chlorid. Diese Tatsa-
che führte zur Hypothese, dass die Bildung von
Ochratoxin A zu einer partiellen Chloridhomöo-
stase führt. Durch diese Homöostase wird die
Chloridkonzentration innerhalb der Zelle konstant
gehalten. Unter hohen NaCl-Konzentrationen
wird die Zelle hohe Mengen an Chlorid aufneh-
men (S
imkovic
et al. 2004), die für die Zelle unter
Umständen toxisch sein können (S
amapundo
et
al. 2010). Ein kontinuierliches Ausschleusen von
Chlorid durch die Bildung und die Exkretion von
Ochratoxin A würde damit die Durchsetzungsfä-
higkeit der Ochratoxin A bildenden Pilze in dieser
Umgebung erhöhen (S
chmidt
-H
eydt
et al. 2010).
Tatsächlich konnte gezeigt werden, dass sich
Ochratoxin A bildende P. nordicum Stämme bes-
ser gegen andere Spezies durchsetzen können
als Nichtbildner (S
chmidt
-H
eydt
et al. 2011b).
Die Bildung von Ochratoxin A scheint dasWachs-
tum von Penicillien in diesemHabitat zu unterstüt-
zen. Damit diese Regulation funktioniert, muss
der Pilz die hohen Chloridkonzentrationen im
Medium messen können, und diese Information
muss auf die Genebene weitergeleitet werden,
so dass es zu Anpassungen in der Regulation
der Gene für die Ochratoxin A-Bildung kommen
kann. Dies geschieht durch Signalkaskadewege.
Für Penicillium wurde gezeigt, dass die Bildung
von Ochratoxin A durch den sogenannten HOG-
Signalkaskadeweg (High Osmolarity Glycerol
Signalkaskadeweg) aktiviert wird. Der HOG-
Signalkaskadeweg wird besonders durch Verän-
derungen des osmotischen Druckes und damit
durch Veränderungen des NaCl-Gehalts beein-
flusst. Nach Ausschaltung dieses Signalkaska-
deweges wird jene Regulation gestört.
7 Regulation der Biosynthese von
Alternariol/Alternariol-Monomethylether
in Alternaria alternata
Alternaria alternata ist ein wichtiger Verderbsor-
ganismus bestimmter Obst- und Gemüsesorten,
kann aber auch auf Getreide gefunden werden
(L
ogrieco
et al. 2009). Im Rahmen eines Pro-
jektes mit der Universität Karlsruhe (KIT) über
die Bedeutung der Alternariolbildung bei A. al-
ternata wurden vom MRI A. alternata-Stämme
von Tomaten und Getreide isoliert und mittels
molekularen Typisierungsmethoden, wie ITS
Sequenzierung (Internal Transcribed Spacer)
und RAPD Analysen charakterisiert. Es zeigte
sich, dass die Stämme aus Tomaten eine etwas
homogenere genetische Zusammensetzung ha-
ben als die Stämme aus Getreide. Auch das To-
xinbildungsvermögen der Stämme aus Tomaten
war wesentlich konsistenter, was darauf schlie-
ßen ließ, dass die Bildung von Alternariol für die
Tomatenstämme von ökologischer Bedeutung
ist. Aufgrund dieser Erkenntnis wurde auch hier
der Einfluss verschiedener Parameter, wie Tem-
peratur, a
w
-Wert und pH-Wert auf die Bildung
von Alternariol untersucht. Interessanterweise
war bei Veränderungen der Temperatur oder bei
geringfügiger Veränderung der Wasseraktivität
durch Erhöhung der NaCl-Konzentration oder
von anderen osmolytisch aktiven Substanzen,
wie Glycerin, eine sofortige Inaktivierung der
Alternariolbiosynthese festzustellen. Nicht so
bei Veränderungen des pH-Wertes, wo die Al-
ternariolbiosynthese über einen weiten Bereich
konstant bleibt. Gerade der pH-Wert spielt aber
bei Obst und Gemüseprodukten eine große Rol-
le und kann hier einen weiten Bereich umfassen.
Andererseits besitzen diese Produkte in der
Regel einen hohen Wassergehalt, sodass für
Alternaria eine effiziente pH-Regulation, aber
weniger eine osmotische Regulation der Alter-
nariolbiosynthese eine Rolle spielt. Die im MRI
