Acidobacterium capsulatum - Acidobacterium capsulatum
Acidobacterium capsulatum | |
---|---|
Vědecká klasifikace | |
Království: | |
Kmen: | |
Třída: | |
Objednat: | |
Rodina: | |
Rod: | |
Druh: | A. tianshanense |
Binomické jméno | |
Acidobacterium capsulatum Kishimoto a kol. 1991 |
Acidobacterium capsulatum je bakterie. Je to acidofilní chemoorganotrofní obsahující bakterie menachinon. to je gramnegativní, fakultativně anaerobní, mezofilní, ne-výtrus -formování, zapouzdřený, sacharolytický a ve tvaru tyče. Je to také pohyblivý peritrichous bičíky. Jeho typový kmen je JCM 7670.[1]
Mohou růst mezi pH 3,0 a 6,0, ale ne při pH 6,5. Dávají pozitivní výsledky při hydrolýze eskulinu, β-galaktosidázových a katalázových testech a jsou negativní při oxidázových a ureázových testech. Mohou používat glukózu, škrob, celobiózu, maltózu jako jediný zdroj uhlíku, ale nemohou používat elementární síru a železné železo jako zdroj energie.[1] Další charakteristikou tohoto organismu je přítomnost vysokého množství exopolysacharidů pokrývajících buňky z půdních izolátů. Přítomnost exopolysacharidy pomáhá při zvýšené adhezi a umožňuje bakteriím snadněji získávat živiny z prostředí.[2]
Ekologie
A. capsulatum jsou široce distribuovány ve vodním i suchozemském prostředí,[3] ačkoli byly nejprve izolovány z kyselého odtoku.[1] Studie založené na genech rRNA odhalily, že jsou přítomny v půdách, sedimentech, mokřadech a systémech odpadních vod.[3] Díky své všudypřítomnosti a hojnosti v různých ekosystémech hrají důležitou roli v biogeochemických procesech.[4] A. capsulatum Bylo také hlášeno, že dominují půdám bohatým na organickou hmotu a podílejí se na mikrobiální degradaci lignocelulózová rostlinná biomasa.[5]
Jsou časté a někdy dominantní v prostředích bohatých na železo, jako jsou opuštěné doly, a mohou hrát významnou roli při jízdě na kole.[2]
Funkce genomu
A. capsulatum má relativně malou velikost genomu 4 127 496 párů bází a plazmidy nebyly identifikovány. Integrované profágy byly nalezeny v genomu A. capsulatum. a plné doplňky bičíkových a chemotaxe byly také identifikovány geny. Jednotlivé proteinové fylogeneze ze všech proteinů kódovaných genomem podporují acidobakteriální-proteobakteriální vztah; navíc A. capsulatum proteiny jsou nejblíže příbuzné proteobakteriálním ekvivalentům než těm z jakéhokoli jiného kmene. Genom kóduje schopnost odbourávat různé cukry, aminokyseliny, alkoholy a metabolické meziprodukty a může také používat složité substráty, jako je xylan, hemicelulózy, pektin, škrob a chitin.[2]
A. capsulatum obsahuje velké množství glykosid hydroláza -kódování genů a genů, které kódují enzymy degradující buněčné stěny rostlin, se zvláště velkým klastrem, který kóduje degradaci pektinu. Ty naznačují důležitou roli sacharidů ve výživových cestách i v odolnosti vůči vysoušení. Vlastnosti degradace polymerů odhalují kyselé bakterie jako rozkladače v půdě, které se potenciálně účastní cyklování organických látek odvozených z rostlin, hub a hmyzu. Studie také navrhly další flexibilitu a novost v jejich schopnosti metabolizovat uhlík.[2]
Genomické důkazy naznačují roli A.capsulatum v cyklování dusíku v půdách a sedimentech redukcí dusičnanů, dusitanů a případně oxidu dusnatého. Sekvence genu pro asimilační nitrátreduktázu jsou nejpodobnější sekvencím popsaným pro sinice.[2]
Metabolismus
A. capsulatum jsou fakultativní anaeroby,[6] ačkoli byly dříve popsány jako aerobní, když byly poprvé objeveny.[1] Pozdější studie uvádějí jeho schopnost pomalu růst za mikrooxických a anoxických podmínek. Při sníženém napětí kyslíku byl pozorován optimální růst pektin, rafinóza, ramnóza, sacharóza, xylóza, sladový cukr, melibióza a galaktóza. vzhledem k tomu, že nebyly použity karboxylové kyseliny a většina alkoholů. K anaerobnímu růstu došlo prostřednictvím fermentace cukrů a polysacharidů. Produktem degradace celulózy za anoxických podmínek jsou acetát a vodík. Předpokládá se, že biofilm z bakteriální celulózy je schopen podporovat a usnadňovat přilnavost k železitému železnému substrátu, což může být užitečné v prostředích s nedostatkem živin.[7] Fakultativně anaerobní životní styl umožňuje této bakterii prospívat na oxickém nebo anoxickém rozhraní sladkovodních mokřadů.[6]
Existuje stále více důkazů A. capsulatum hraje důležitou roli v oxidačně-redukčních reakcích. Schopnost uklízet železo je rozhodující pro přežití v půdě. A. capsulatum obsahuje gen, který umožňuje přijímat železo z prostředí, které kóduje vysokoafinitní transportér železného železa.[2]
Polyketid syntáza Enzymy (PKS) a neribozomální peptid syntáza (NRPS) jsou známé pro svou roli při syntéze siderofory, jakož i další přírodní produkty, jako jsou antibiotika, antimykotika, antivirotika, protinádorová činidla a nematodální činidla. The A. capsulatum genom obsahuje tři seskupené geny kódující NRP, několik genů kódujících PKS a jeden hybridní gen NRPS-PKS.[2]
A.capsulatum obsahuje gen, který kóduje domnělé závislostní moduly, sestávající z párů toxinů a anti-toxinů. Závislostní moduly fungují rychle a inhibují syntézu DNA a bílkovin v reakci na stres nebo hladovění.[2]
Interakce rostlin a mikrobů
A. capsulatum jsou dominantní v rhizosféra půdy a hojné během vývoje rostlin, a je to pravděpodobně kvůli změnám v exsudaci rostlin.[8] Délka kořenů, tvorba bočních kořenů a počet kořenových chlupů se u rostlin vystavených působení zvýšila A. capsulatum. Kromě toho se kořenová biomasa významně zvýšila u rostlin naočkovaných bakterií. Vylepšená kořenová architektura, více postranních větví a vyšší počet kořenových chloupků napomáhají účinnějšímu příjmu vody a živin v rostlinách. Rovněž byla pozorována zvýšená biomasa výhonků. Navíc bakteriální adheze, biofilm v bakterii byla pozorována tvorba a růst podél povrchů kořenů.[9]
A. capsulatum podílí se na tvorbě půdní matrice, zachycování vody a výživy a bakteriální adhezi, která vede k tvorbě agregátů půdy. Bakterie produkuje exopolysacharidy pro adhezi k povrchům kořenů.[2] A. capsulatum může mít pozitivní vliv na růst rostlin nepřímo tím, že působí jako biokontrolní látka nebo přímo modulováním hladin rostlinných hormonů a usnadněním získávání zdrojů, zejména dusíku, fosforu a železa.[10] Nedávná studie testovala produkci kyseliny auxin-indol 3-octové bakterií a ověřila, že možná produkce auxinu se podílí na podpoře růstu rostlin.[9]
Reference
- ^ A b C d Kishimoto, Noriaki; Kosako, Yoshimasa; Tano, Tatsuo (1991). „Acidobacterium capsulatum gen. Nov., Sp. Nov .: acidofilní chemoorganotrofní bakterie obsahující menachinon z kyselého minerálního prostředí“. Současná mikrobiologie. 22 (1): 1–7. doi:10.1007 / BF02106205.
- ^ A b C d E F G h i Naomi L.Wardová; Jean F. Challacombe; Peter H. Janssen; Bernard Henrissat; Pedro M. Coutinho; Martin Wu; Gary Xie; Daniel H. Haft; Michelle Sait; Jonathan Badger; Ravi D. Barabote; Brent Bradley; Thomas S. Brettin; Lauren M. Brinkac; David Bruce; Todd Creasy; Sean C. Daugherty; Tanja M. Davidsen; Robert J. Dodson; A. Scott Durkin; Anuradha Ganapathy; Michelle Gwinn-Giglio; Cliff S. Han; Hoda Khouri; Hajnalka Kiss; Sagar P. Kothari; Ramana madupu; Karen E. Nelson; William C. Nelson; Ian Paulsen; Kevin Penn; Qinghu Ren; M.J Rosovitz; Jeremy D. Selengut; Susmita Shrivastava; Steven A. Sullivan; Roxanne Tapia; L. Sue Thompson; Kisha L. Watkins; Qi Yang; Chunhui Yu; Nikhat Zafar; Liwei Zhou; Cheryl R. Kuske (2009). „Tři geny z kmene Acidobacteria poskytují pohled na životní styl těchto mikroorganismů v půdě“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie: 2046–2056.
- ^ A b Sabine Kleinsteuber; Frank-Dietrich Muller; Antonis Chatzinotas; Katrin Wendt-Potthoff; Hauke Harms (2008). „Diverzita a kvantifikace in situ Acidobacteria subdivize 1 v kyselém těžebním jezeře“. Ekologie mikrobiologie FEMS. 63 (1): 107–117. doi:10.1111 / j.1574-6941.2007.00402.x. PMID 18028401.
- ^ Barns, S. M .; Takala, S.L .; Kuske, C. R. (1999). „Široká distribuce a rozmanitost členů bakteriální říše Acidobacterium v životním prostředí“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 65 (4): 1731–1737. PMC 91244. PMID 10103274.
- ^ Suman R. Rawat; Minna K. Mannisto; Yana Bromberg; Max M. Haggblom (2012). „Srovnávací genomová a fyziologická analýza poskytuje poznatky o úloze kyselinobakterií při využití organického uhlíku v arktických půdách tundry“. Ekologie mikrobiologie FEMS. 82 (2): 341–355. doi:10.1111 / j.1574-6941.2012.01381.x. PMID 22486608.
- ^ A b Pankratov, T. A., Kirsanova, L. A., Kaparullina, E. N., Kevbrin, V. V. a Dedysh, S. N. (2012). „Telmatobacter bradus gen. Nov., Sp. Nov., Celulolytický fakultativní anaerob z subdivize 1 Acidobacteria a upravený popis Acidobacterium capsulatum Kishimoto et al. 1991.“ Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 62:430–437.
- ^ Kammler, M., C. Schon a K. Hantke. (1993). „Charakterizace systému příjmu železného železa Escherichia coli.“ J. Bacteriol. 175:6212–6219.
- ^ Chaparro JM, Bhadri DV, Vivanco JM (2014). „Sestavení mikrobiomu rhizosféry je ovlivněno vývojem rostlin“. Časopis ISME. 8 (4): 790–803. doi:10.1038 / ismej.2013.196. PMC 3960538. PMID 24196324.
- ^ A b Anna M. Kielak; Matheus A.P.Cipriano; Eiko E. Kuramae (2016). „Kmeny acidobakterií z pododdělení 1 fungují jako bakterie podporující růst rostlin“. Archiv mikrobiologie. 198 (10): 987–993. doi:10.1007 / s00203-016-1260-2. PMC 5080364. PMID 27339258.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ Rifat Hayat; Safdar Ali; Ummay Amara; Rabia Khalid; Iftikhar Ahmed (2010). „Půdně prospěšné bakterie a jejich role v podpoře růstu rostlin: recenze“. Roční mikrobiologie. 4: 579–598.
Další čtení
- Mazon, G. (2006). „Identifikace pole Acidobacterium capsulatum LexA odhaluje boční získání genu lexA pro Alphaproteobacteria“. Mikrobiologie. 152 (4): 1109–1118. doi:10.1099 / mic.0.28376-0. PMID 16549674.
- Sabree ZL; Bergendahl V; Liles MR; Burgess RR; Goodman RM; Handelsman J (červenec 2006). "Identifikace a charakterizace genu kódujícího hlavní sigma faktor Acidobacterium capsulatum". Gen. 376 (1): 144–51. doi:10.1016 / j.gene.2006.02.033. PMID 16698197.