Schimmelsoorten kunnen namelijk sterk verschillen in hun eigenschappen, zoals hun vermogen om hittebehandeling (pasteurisatie) te overleven, mycotoxinen te produceren en op bepaalde voedselproducten te kunnen groeien. Een juiste soortidentificatie helpt bovendien bij het bepalen waar een contaminant zich in het productieproces kan bevinden, omdat verschillende soorten vaak uiteenlopende eigenschappen en verspreidingsroutes hebben, zoals overdracht via direct contact of via de lucht. Deze soort specifieke verschillen hebben dus directe gevolgen voor de voedselveiligheid en kwaliteitscontrole.
Idealiter wordt de identificatie van schimmelsoorten gebaseerd op een combinatie van verschillende benaderingen.
- Fenotypische kenmerken
Dit zijn kenmerken waarin het voorkomen (morfologie) en de groei van de schimmel worden beschreven. Dit was tot 35 jaar geleden de belangrijkste methode om taxonomie bij schimmels uit te voeren. - Biochemische methoden
Daarnaast worden biochemische methoden gebruikt, bijvoorbeeld een bepaalde kleuringsreactie of de productie van bepaalde stoffen. - Moleculaire technieken
De moleculaire technieken, waaronder sequentie (bepaling van de volgorde van de basen) van bepaalde specifieke stukjes DNA, die daarna worden vergeleken in een database, zijn de standaard om tot betrouwbare identificatie te komen.
De ITS (internal transcribed spacer) barcode wordt daarbij algemeen beschouwd als de primaire standaard voor vergelijking en identificatie van schimmels.
Nog steeds geen eenduidig taxonomisch systeem
Ondanks de grote vooruitgang bestaat er nog geen volledig en universeel geaccepteerd taxonomisch systeem voor alle schimmels. Het blijft werk in uitvoering. Schimmels kunnen namelijk best veel op elkaar lijken en het is daarom speuren naar methodieken om de soorten van elkaar te onderscheiden.
De ontdekking van een nieuwe schimmel op salami
Een mooi voorbeeld is de ontdekking van de schimmelsoort Penicillium salamii. Wanneer salami rijpt, worden op de buitenkant van de worst sporen van de schimmel Penicillium nalgiovense aangebracht. Dit is een witte Penicillium-schimmel, wat best bijzonder is omdat van de ongeveer 600 verschillende Penicillium-soorten het merendeel groen is. Door het gebruik van P. nalgiovense zit er een witte laag op deze worsten. Salamimakers brengen deze schimmel aan voor bescherming tegen groei van bederf en pathogene micro-organismen, wat bijdraagt aan de voedselveiligheid. Daarnaast heeft P. nalgiovense invloed op het rijpingsproces en smaak.
Een andere groene Penicillium die goed op worstoppervlakten groeit is P. nordicum. Deze maakt echter het mycotoxine ochratoxine A en dat is niet gewenst. Daarom worden de worsten voorbehandeld met P. nalgiovense, die dan de groei van P. nordicum voorkomt. Ondanks deze gecontroleerde toepassing, wordt salami soms ook via spontane fermentatie geproduceerd.
Op deze salami ontdekte men een groene Penicillium-soort. Deze schimmel werd in cultuur gebracht en is uiteindelijk als nieuwe schimmelsoort beschreven.
Maar hoe beschreven we deze schimmel?
Daartoe moest deze schimmel los gegroeid kunnen worden (‘reinkweken’, zie Figuur 1). De kolonies werden gefotografeerd terwijl ze groeiden op verschillende groeibodems.
Specifieke stukjes DNA werden verkregen. De ITS-barcode werd aanvankelijk beschouwd als de meest veelbelovende marker voor de identificatie van schimmels.
Inmiddels is echter duidelijk geworden dat voor een betrouwbare identificatie op soortniveau van P. salamii, dit stukje DNA helemaal geen goed onderscheid geeft en dat andere DNA-stukjes, zoals uit het β-tubuline- of calmoduline-gen, noodzakelijk zijn voor een goed onderscheid.
Het blijft speuren naar methodieken
Maar hoe kom je tot de beschrijving van een nieuwe soort? De foto’s helpen goed, maar in combinatie met DNA-sequentie wordt het veel beter. Met deze kennis gewapend zouden we in de toekomst met geavanceerde technieken, zoals specifieke stukjes DNA herkennen, onderscheid kunnen maken tussen schimmels met verschillende eigenschappen.
De groene Penicillium van salami is vergeleken met veel andere schimmelstammen die we in de collectie hadden, waaronder een paar stammen van theebladeren uit Uganda, van gedroogde ham uit Slovenië en vanuit grond uit Australië.
In Figuur 2 wordt een ‘boom’ afgebeeld waarin de verschillen tussen de stukjes DNA van de schimmelstammen worden weergegeven. Een stukje DNA bestaat uit honderden DNA-basen, ‘letters’, en die bouwen verschillen op in de tijd. Hoe verder de stammen van elkaar afstaan, hoe meer verschillen. Een mooi te onderscheiden groepjes met weinig onderlinge verschillen wordt beschouwd als een 'soort' en dat is in de figuur heel goed te zien.
Andere Penicillium-soorten zoals P. tularense, hebben veel meer verschil (de ‘takken’ van de boom zijn langer). De totale beschrijving, foto’s en microscopie, DNA-sequentie en de productie van bepaalde stoffen (specifiek voor de schimmel) leiden tot de introductie van een nieuwe soort: Penicillium salamii sp. nov. (species novum!)
Veranderende regels voor identificatie en naamgeving
Naast de veranderende methoden om schimmels te identificeren zijn ook de regels voor het toekennen van de juiste naam aan schimmels (nomenclatuur) aan veranderingen onderhevig.
Schimmels kunnen zich grofweg op twee manieren voortplanten: seksueel en aseksueel. Wanneer schimmels zich seksueel voortplanten worden speciale vruchtlichamen gevormd, zoals bij paddenstoelen. Dat kunnen echter ook microscopisch kleine structuren zijn. Van heel veel Penicillium-soorten is deze seksuele vorm niet bekend en wordt aangenomen dat ze zich aseksueel voorplanten: het zijn ‘klonen’. Echter wanneer ergens elders in de wereld ineens wel een seksuele vorm werd gevonden, kreeg die een eigen naam. Dus de seksuele vorm (noemen wij teleomorf) en de aseksuele vorm (anamorf) van dezelfde schimmel werden vaak als afzonderlijke soorten beschouwd en kregen verschillende namen. Dit systeem stond bekend als ‘duale nomenclatuur’.
Moleculaire analyses hebben aangetoond dat deze verschillende verschijningsvormen vaak tot dezelfde soort behoren. Daarom is wereldwijd het principe ‘one fungus = one name’ ingevoerd. Dit betekent dat voor elke schimmelsoort nog slechts één officiële wetenschappelijke naam wordt gebruikt.
