Pelagibacterales - Pelagibacterales - Wikipedia

Pelagibacteraceles
Vědecká klasifikace
Doména:
Bakterie
Kmen:
Proteobakterie
Třída:
Alphaproteobacteria
Podtřída:
Rickettsidae
Objednat:
Pelagibacterales

The Pelagibacterales jsou objednávkou v Alphaproteobacteria složený z volného bydlení mořské bakterie které tvoří zhruba jednu ze tří buněk na povrchu oceánu.[1][2][3]Celkově lze říci, že členové Pelagibacterales podle odhadů tvoří čtvrtinu a polovinu všech prokaryotický buňky v oceánu.

Zpočátku byl tento taxon znám pouze uživateli metagenomické údaje a byl známý jako SAR11 clade. Poprvé byl umístěn do Rickettsiales, ale později byl povýšen do hodnosti objednat, a poté umístěny jako sesterský řád do Rickettsiales v podtřídě Rickettsidae.[3] Zahrnuje velmi hojné mořské druhy Pelagibacter všudypřítomný.

Bakterie v tomto pořadí jsou neobvykle malé.[4] Vzhledem k jejich malé velikosti genomu a omezené metabolické funkci Pelagibacterales se staly vzorovým organismem pro 'teorie zefektivnění '.[5]

P. ubique a příbuzné druhy jsou oligotrofy (zachycovače) a živí se rozpuštěným organickým uhlíkem a dusíkem.[2] Nejsou schopni fixovat uhlík nebo dusík, ale mohou provádět TCA cyklus s glyoxylátový bypass a jsou schopni syntetizovat všechny aminokyseliny kromě glycinu,[6] stejně jako některé kofaktory.[7] Mají také neobvyklý a nečekaný požadavek na snížení obsahu síry.[8]

P. ubique a členové oceánské podskupiny, kterou mám glukoneogeneze, ale není to typické glykolýza cesta, zatímco jiné podskupiny jsou schopné typické glykolýzy.[9]

Na rozdíl od Acaryochloris marina, P. ubique není fotosyntetický - konkrétně nepoužívá světlo ke zvýšení vazebné energie elektronového páru - ale má proteorhodopsin (počítaje v to retinol biosyntéza) pro ATP výroba ze světla.[10]

Bakterie SAR11 jsou zodpovědné za většinu rozpuštěných látek metan na povrchu oceánu. Extrahují fosfát z kyselina methylfosfonová.[11]

Ačkoli je název odvozen od druhu druhu P. ubique (postavení Candidatus druh), tento druh dosud nebyl platně publikován, a proto ani název řádu ani název druhu nemá oficiální taxonomické postavení.[12]

Podskupiny

V současné době je objednávka rozdělena do pěti podskupin:[13]

  • Podskupina Ia, otevřený oceán, skupina korun - zahrnuje P. ubique HTCC1062
  • Podskupina Ib, otevřený oceán, sesterský clade Ia
  • Podskupina II, pobřežní, bazální až Ia + Ib
  • Podskupina III, brakická, bazální až I + II spolu se sesterským subtypem IV
  • Podskupina IV, známá také jako clad LD12, sladkovodní[14]
  • Podskupina V, která zahrnuje alphaproteobacterium HIMB59, bazální ke zbytku

Výše uvedené vede k cladogramu Pelagibacterales následovně:

 
 
 
 

Podskupina Ia (pojmenovanáPelagibacteraceae, zahrnujePelagibacter )

 
 

Podskupina Ib

 
 
 

Podskupina II

 
 
 
 
 

Podskupina IIIa

 
 

Podskupina IIIb

 
 
 

Podskupina IV (pojmenovaná clade LD12, obsahuje bakterie SAR11)

 
 
 
 

Podskupina V (zahrnuje α-proteobakterium HIMB59)

 

Fylogenetické umístění a endosymbiotická teorie

Další informace: Symbiogeneze

Studie výzkumníků z roku 2011 University of Hawai 'i v Mānoa a Oregonská státní univerzita, naznačil, že SAR11 může být předchůdcem mitochondrie ve většině eukaryotických buněk.[1] Tento výsledek by však mohl představovat artefakt rekonstrukce stromu kvůli zkreslení kompozice.[15]

Schematická ribozomální RNA fylogeneze Alphaproteobacteria
  Magnetococcidae   

  Magnetococcus marinus

 
 
  Caulobacteridae   
 

  Rhodospirillales, Sphingomonadales,
  Rhodobacteraceae, Rhizobiales, atd.

 
 

  Holosporales

 
 
  Rickettsidae   
  Pelagibacterales   
  Pelagibacteraceae   
 

  Pelagibacter

 
 
 

Podskupiny Ib, II, IIIa, IIIb, IV a V

 
 
  Rickettsiales   
 

  Proto-mitochondrie

 
 
  Anaplasmataceae   
 
 
 

  Ehrlichia

 
 

  Anaplasma

 
 
 

  Wolbachia

 
 
 

  Neorickettsia

 
 
 
  Midichloriaceae   
 

  Midichloria

 
 
  Rickettsiaceae   
 

  Rickettsia

 
 

  Orientia

 
 
 
 
 
 
 
Cladogram z Rickettsidae vyvodil Ferla et al. [3] ze srovnání 16S + 23S ribosomální RNA sekvence.

Reference

  1. ^ A b J. Cameron Thrash; Alex Boyd; Megan J. Huggett; Jana Grote; Paul Carini; Ryan J. Yoder; Barbara Robbertse; Joseph W. Spatafora; Michael S. Rappé; Stephen J. Giovannoni (červen 2011). „Fylogenomický důkaz společného předka mitochondrií a kladu SAR11“. Vědecké zprávy. 1: 13. Bibcode:2011NatSR ... 1E..13T. doi:10.1038 / srep00013. PMC  3216501. PMID  22355532.
  2. ^ A b Morris RM, Rappé MS, Connon SA a kol. (2002). "Klad SAR11 dominuje komunitám bakterioplanktonu na povrchu oceánu". Příroda. 420 (6917): 806–10. Bibcode:2002 Natur.420..806M. doi:10.1038 / nature01240. PMID  12490947.
  3. ^ A b C Ferla MP, Thrash JC, Giovannoni SJ, Patrick WM (2013). „Nové fylogeneze Alphaproteobacteria založené na genech rRNA poskytují pohled na hlavní skupiny, mitochondriální původ a fylogenetickou nestabilitu“. PLOS One. 8 (12): e83383. doi:10.1371 / journal.pone.0083383. PMC  3859672. PMID  24349502.
  4. ^ Rappé MS, Connon SA, Vergin KL, Giovannoni SJ (srpen 2002). „Pěstování všudypřítomného mořského bakterioplanktonového kladu SAR11“. Příroda. 418 (6898): 630–3. Bibcode:2002 Natur.418..630R. doi:10.1038 / nature00917. PMID  12167859.
  5. ^ Giovannoni, Stephen J. (01.01.2017). „Bakterie SAR11: nejhojnější plankton v oceánech“. Výroční zpráva o námořní vědě. 9: 231–255. Bibcode:2017 ARMS .... 9..231G. doi:10.1146 / annurev-marine-010814-015934. ISSN  1941-0611. PMID  27687974.
  6. ^ H. James Tripp; Michael S. Schwalbach; Michelle M. Meyer; Joshua B. Kitner; Ronald R. Breaker a Stephen J. Giovannoni (leden 2009). "Unikátní glycinem aktivovaný riboswitch spojený s glycin-serinovou auxotrofií v SAR11". Mikrobiologie prostředí. 11 (1): 230–8. doi:10.1111 / j.1462-2920.2008.01758.x. PMC  2621071. PMID  19125817.
  7. ^ Giovannoni, S. J .; Tripp, H. J .; Givan, S .; Podar, M .; Vergin, K. L .; Baptista, D .; Bibbs, L .; Eads, J .; Richardson, T. H .; Noordewier, M .; Rappé, M. S .; Short, J. M .; Carrington, J. C .; Mathur, E. J. (2005). „Zjednodušení genomu v kosmopolitní oceánské bakterii“. Věda. 309 (5738): 1242–1245. Bibcode:2005Sci ... 309.1242G. doi:10.1126 / science.1114057. PMID  16109880.
  8. ^ H. James Tripp; Joshua B. Kitner; Michael S. Schwalbach; John W. H. Dacey; Larry J. Wilhelm a Stephen J. Giovannoni (duben 2008). „Mořské bakterie SAR11 vyžadují pro svůj růst exogenní redukovanou síru“. Příroda. 452 (7188): 741–4. Bibcode:2008 Natur.452..741T. doi:10.1038 / nature06776. PMID  18337719.
  9. ^ Schwalbach, M. S .; Tripp, H. J .; Steindler, L .; Smith, D. P .; Giovannoni, S. J. (2010). „Přítomnost glykolýzního operonu v genomech SAR11 pozitivně koreluje s produktivitou oceánu.“ Mikrobiologie prostředí. 12 (2): 490–500. doi:10.1111 / j.1462-2920.2009.02092.x. PMID  19889000.
  10. ^ Giovannoni, S. J .; Bibbs, L .; Cho, J. C .; Stapels, M. D .; Desiderio, R .; Vergin, K. L .; Rappé, M. S .; Laney, S .; Wilhelm, L. J .; Tripp, H. J .; Mathur, E. J .; Barofsky, D. F. (2005). "Proteorhodopsin ve všudypřítomné mořské bakterii SAR11". Příroda. 438 (7064): 82–85. Bibcode:2005 Natur.438 ... 82G. doi:10.1038 / nature04032. PMID  16267553.
  11. ^ Carini, P .; White, A.E .; Campbell, E.O .; Giovannoni, S. J. (2014). „Produkce metanu chemoheterotrofními mořskými bakteriemi SAR11 hladovějícími fosfáty“. Příroda komunikace. 5: 4346. Bibcode:2014NatCo ... 5.4346C. doi:10.1038 / ncomms5346. PMID  25000228.
  12. ^ Don J. Brenner; Noel R. Krieg; James T. Staley (26. července 2005) [1984 (Williams & Wilkins)]. George M. Garrity (ed.). Proteobakterie. Bergeyho příručka systematické bakteriologie. 2C (2. vyd.). New York: Springer. str.1388. ISBN  978-0-387-24145-6. Britská knihovna č. GBA561951.
  13. ^ Robert M. Morris, K.L.V., Jang-Cheon Cho, Michael S. Rappé, Craig A. Carlson, Stephen J. Giovannoni, časová a prostorová reakce rodů bakterioplanktonu na každoroční převrácení konvekcí na studijním místě časových řad v Bermudách v Atlantiku “ Limnologie a oceánografie 50 odst. 5 s. 1687-1696.
  14. ^ Salcher, M.M., J. Pernthaler a T. Posch, Dynamika sezónního květu a ekofyziologie sladkovodního sesterského kladu bakterií SAR11, `` které vládnou vlnám`` (LD12). ISME J, 2011.
  15. ^ Rodríguez-Ezpeleta N, Embley TM (2012). „Skupina alfa-proteobakterií SAR11 nesouvisí s původem mitochondrií.“. PLOS ONE. 7 (1): e30520. Bibcode:2012PLoSO ... 730520R. doi:10.1371 / journal.pone.0030520. PMC  3264578. PMID  22291975.