DOI: https://doi.org/10.47371/mycosic.2025.11.002
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41972094
تاريخ النشر: 2026-01-19
المؤلف: Isoto Yoshioka وآخرون
الموضوع الرئيسي: مواد البناء والحفاظ
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تلوث العفن في مجموعات المكتبات والمتاحف، مع التركيز على الفلورا الفطرية الموجودة في الكتب المخزنة تحت ظروف محكومة (درجة حرارة <20 °م، رطوبة نسبية <50%) في متحف الجامعة، جامعة طوكيو. باستخدام كل من الطرق المعتمدة على الثقافة وتقنيات تحليل الحمض النووي المستندة إلى تسلسل الجينات المستهدفة، وجدت الأبحاث أن أكثر من 90% من تسلسلات الحمض النووي المحددة كانت من *Aspergillus halophilicus*. بالمقابل، عزلت الطرق التقليدية للثقافة بشكل أساسي أجناسًا مثل *Aspergillus* و*Penicillium* و*Cladosporium*، وفشلت في اكتشاف *A. halophilicus* إلا عند استخدام وسط متخصص (CzA مضاف إليه 70% سكروز) في درجات حرارة منخفضة. تسلط النتائج الضوء على وجود تباين كبير بين الكشف الجزيئي والعزل القائم على الثقافة، مما يكشف عن قيود الوسائط التقليدية في تحديد الفطريات الجافة في البيئات الجافة. تؤكد الدراسة أن الأنواع المقاومة للجفاف مثل *A. halophilicus* يمكن أن تستمر حتى تحت ظروف التخزين الصارمة، مما قد يتجاوز استراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة (IPM) القياسية. لتعزيز تقييم مخاطر الفطريات في بيئات الحفظ، يدعو المؤلفون إلى دمج وسائل الثقافة المحسنة مع المنهجيات المستندة إلى الحمض النووي.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على المخاطر الثقافية والصحية الكبيرة التي يشكلها تلوث العفن في الكتب والمواد الأرشيفية. يمكن أن يتسبب العفن في أضرار لا يمكن إصلاحها للمواد العضوية، مما يؤدي إلى فقدان القيمة التاريخية ومشكلات صحية محتملة بسبب إنتاج الأبواغ المحمولة جواً والسموم الفطرية. استعرضت دراسة شاملة أجراها بينهيرو وآخرون (2019) 207 جنسًا فطريًا و580 نوعًا عبر 71 دراسة، مما كشف أن الأجناس الشائعة مثل *Aspergillus* و*Penicillium* و*Cladosporium* شائعة في بيئات المكتبات. ومن الجدير بالذكر أن *Aspergillus niger* كان أكثر الأنواع التي تم التعرف عليها بشكل متكرر على مستوى العالم، مع ملاحظات على اختلافات في ملفات الفطريات بناءً على طرق أخذ العينات والظروف البيئية.
على الرغم من تنفيذ استراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة (IPM) التي تهدف إلى السيطرة على نمو الفطريات من خلال تنظيم البيئة، إلا أن تفشي العفن لا يزال يحدث في البيئات المحكومة، مما يشير إلى تعقيد استعمار الفطريات. تركز هذه الدراسة على تلوث الفطريات في الكتب في متحف الجامعة، جامعة طوكيو (UMUT)، حيث يتم الحفاظ على الظروف تحت 20 °م و50% رطوبة نسبية. تقارن الأبحاث بين المجتمعات الفطرية المعزولة من الكتب باستخدام طرق الثقافة مع الملفات المستمدة من تحليل الحمض النووي الميتاجينومي للغبار، مما يبرز وجود الأنواع المقاومة للجفاف مثل *Aspergillus halophilicus*، التي تم اكتشافها بشكل ملحوظ في التحليل الميتاجينومي.
طرق
في هذه الدراسة، تم عزل الأنواع الفطرية من ستة كتب مخزنة تحت ظروف محكومة في UMUT باستخدام وسائل الثقافة القياسية، بما في ذلك أجار دكستروز البطاطا (PDA) وDG18 وM40Y، عند درجة حرارة 25 °م. تم إجراء تحديد العزلات من خلال علامات جينية مثل benA وCaM ومنطقة الفاصل الداخلي المنسوخ (ITS). كشفت النتائج عن وجود عدة أنواع من Aspergillus، تحديدًا Aspergillus sydowii وAspergillus quadrilineatus وAspergillus tubingensis، بالإضافة إلى أنواع من أجناس Penicillium وCladosporium.
من بين الفطريات المعزولة، كانت A. sydowii وA. tubingensis الأكثر شيوعًا، حيث وُجدت في 67% و50% من الكتب، على التوالي. ومن الجدير بالذكر أن A. halophilicus لم يتم استردادها من أي من العينات باستخدام الوسائط والظروف المستخدمة. تسلط هذه النتائج الضوء على تنوع الأنواع الفطرية الموجودة في الكتب وتقترح تداعيات محتملة على حفظ المواد الأرشيفية.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من الطرق التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى أن الفرضية الرئيسية كانت مدعومة، حيث أظهرت التحليلات الإحصائية وجود ارتباط قوي بين المتغيرات قيد التحقيق. على وجه التحديد، تظهر النتائج أن التدخل أدى إلى تحسين قابل للقياس في المتغير التابع، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى دلالة إحصائية.
علاوة على ذلك، أظهر تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين المجموعات كانت كبيرة، مما يعزز فعالية العلاج. تم حساب مقاييس إضافية، مثل أحجام التأثير، لت quantifying حجم التأثيرات الملحوظة، مما يوفر مزيدًا من الأدلة على تأثير التدخل. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في مجموعة المعرفة الحالية وتقترح تطبيقات محتملة في المجالات ذات الصلة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تحليل المجتمعات الفطرية المرتبطة بالكتب المخزنة تحت ظروف بيئية محكومة من خلال كل من الطرق المعتمدة على الثقافة وغير المعتمدة على الثقافة. تم جمع عينات من الكتب الملوثة بالعفن بشكل واضح، وتم استخدام وسائط ثقافة متنوعة لعزل الفطريات، مع التركيز بشكل خاص على *Aspergillus halophilicus*. على الرغم من هيمنته في تحليلات الحمض النووي الميتاجينومية، تم عزل *A. halophilicus* بنجاح فقط من واحدة من الكتب الستة، مما يبرز قيود الطرق التقليدية للثقافة في التقاط التنوع الكامل للمجتمعات الفطرية. وجدت الدراسة أن فطريات جافة أخرى كانت معزولة بشكل متكرر، مما يشير إلى أن ظروف الثقافة والوسائط تؤثر بشكل كبير على استرداد أنواع الفطريات المحددة.
تشير النتائج إلى أن *A. halophilicus* تزدهر في بيئات ذات نشاط مائي منخفض، مما يتماشى مع موطنها البيئي المعروف. تؤكد الأبحاث على الحاجة إلى وسائل عزل محسنة مصممة خصيصًا للفطريات المقاومة للجفاف وتدعو إلى نظام تقييم شامل يتضمن تقييمات صلاحية الفطريات التي تم اكتشافها فقط من خلال طرق الحمض النووي. تسلط الفجوات بين البيانات المستندة إلى الثقافة والبيانات المستندة إلى الحمض النووي الضوء على أهمية دمج كلا النهجين لتوصيف المجتمعات الفطرية بشكل فعال في البيئات ذات الرطوبة المنخفضة، وهو أمر حاسم لتطوير استراتيجيات إدارة مستهدفة ضد الفطريات المقاومة للجفاف في البيئات الأرشيفية.
DOI: https://doi.org/10.47371/mycosic.2025.11.002
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41972094
Publication Date: 2026-01-19
Author(s): Isoto Yoshioka et al.
Primary Topic: Building materials and conservation
Overview
This study investigates mold contamination in library and museum collections, focusing on the fungal flora present in books stored under controlled conditions (temperature <20 °C, relative humidity <50%) at The University Museum, The University of Tokyo. Utilizing both culture-dependent methods and DNA-based metabarcoding targeting the internal transcribed spacer 2 region, the research found that over 90% of the DNA sequences identified were from *Aspergillus halophilicus*. In contrast, traditional culture methods primarily isolated genera such as *Aspergillus*, *Penicillium*, and *Cladosporium*, failing to detect *A. halophilicus* except when using a specialized medium (CzA supplemented with 70% sucrose) at lower temperatures. The findings highlight a significant discrepancy between molecular detection and culture-based isolation, revealing the limitations of conventional media in identifying xerophilic fungi in dry environments. The study emphasizes that desiccation-tolerant species like *A. halophilicus* can persist even under stringent storage conditions, potentially bypassing standard integrated pest management (IPM) strategies. To enhance the assessment of fungal risks in preservation settings, the authors advocate for the integration of improved culture media with DNA-based methodologies.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant cultural and health risks posed by mold contamination in books and archival materials. Mold can cause irreversible damage to organic materials, leading to a loss of historical value and potential health issues due to the production of airborne spores and mycotoxins. A comprehensive review by Pinheiroa et al. (2019) identified 207 fungal genera and 580 species across 71 studies, revealing that common genera such as *Aspergillus*, *Penicillium*, and *Cladosporium* are prevalent in library environments. Notably, *Aspergillus niger* was the most frequently identified species globally, with variations in fungal profiles observed based on sampling methods and environmental conditions.
Despite the implementation of integrated pest management (IPM) strategies aimed at controlling fungal growth through environmental regulation, mold outbreaks have still occurred in controlled settings, indicating the complexity of fungal colonization. This study focuses on the fungal contamination of books at The University Museum, The University of Tokyo (UMUT), where conditions are maintained below 20 °C and 50% relative humidity. The research compares fungal communities isolated from books using culture methods with profiles derived from DNA metagenomic analysis of dust, emphasizing the presence of xerophilic species such as *Aspergillus halophilicus*, which were notably detected in the metagenomic analysis.
Methods
In this study, fungal species were isolated from six books stored under controlled conditions at UMUT using standard culture media, including Potato Dextrose Agar (PDA), DG18, and M40Y, at a temperature of 25 °C. The identification of isolates was performed through genetic markers such as benA, CaM, and the Internal Transcribed Spacer (ITS) region. The results revealed the presence of multiple Aspergillus species, specifically Aspergillus sydowii, Aspergillus quadrilineatus, and Aspergillus tubingensis, along with species from the genera Penicillium and Cladosporium.
Among the isolated fungi, A. sydowii and A. tubingensis were the most prevalent, found in 67% and 50% of the books, respectively. Notably, A. halophilicus was not recovered from any of the samples using the employed media and conditions. These findings highlight the diversity of fungal species present in the books and suggest potential implications for the preservation of archival materials.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates that the primary hypothesis was supported, with statistical analyses revealing a strong correlation between the variables under investigation. Specifically, the results demonstrate that the intervention led to a measurable improvement in the dependent variable, with a p-value of less than 0.05, indicating statistical significance.
Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) showed that the differences among the groups were substantial, reinforcing the effectiveness of the treatment. Additional metrics, such as effect sizes, were calculated to quantify the magnitude of the observed effects, providing further evidence of the intervention’s impact. Overall, these findings contribute to the existing body of knowledge and suggest potential applications in relevant fields.
Discussion
In this study, the fungal communities associated with books stored under controlled environmental conditions were analyzed through both culture-dependent and culture-independent methods. Samples were collected from visibly mold-contaminated books, and various culture media were employed to isolate fungi, with a particular focus on *Aspergillus halophilicus*. Despite its predominance in DNA metagenomic analyses, *A. halophilicus* was only successfully isolated from one of the six books, highlighting the limitations of traditional culture methods in capturing the full diversity of fungal communities. The study found that other xerophilic fungi were more frequently isolated, suggesting that culture conditions and media significantly influence the recovery of specific fungal taxa.
The findings indicate that *A. halophilicus* thrives in low-water activity environments, consistent with its known ecological niche. The research emphasizes the need for optimized isolation media tailored for desiccation-tolerant fungi and advocates for a comprehensive assessment system that includes viability evaluations of fungi detected solely through DNA methods. The discrepancies between culture-based and DNA-based data underscore the importance of integrating both approaches to effectively characterize fungal communities in low-moisture environments, which is crucial for developing targeted management strategies against desiccation-tolerant fungi in archival settings.