Pseudomonas fluorescens - Pseudomonas fluorescens

Pseudomonas fluorescens
Pseudomonas fluorescens na TY agaru (bílé světlo) .JPG
Pseudomonas fluorescens pod bílým světlem
Pseudomonas fluorescens na TY agaru (UV světlo) .JPG
Stejná deska pod UV světlem
Vědecká klasifikace Upravit
Doména:Bakterie
Kmen:Proteobakterie
Třída:Gammaproteobakterie
Objednat:Pseudomonadales
Rodina:Pseudomonadaceae
Rod:Pseudomonas
Skupina druhů:Pseudomonas fluorescens skupina
Druh:
P. fluorescens
Binomické jméno
Pseudomonas fluorescens
(Flügge 1886)
Migula, 1895
Typ kmene
ATCC 13525

CCUG 1253
CCEB 546
CFBP 2102
CIP 69,13
DSM 50090
JCM 5963
LMG 1794
NBRC 14160
NCCB 76040
NCIMB 9046
NCTC 10038
NRRL B-14678
VKM B-894

Synonyma

Bacillus fluorescens liquefaciens Flügge 1886
Bacillus fluorescens Trevisan 1889
Bacterium fluorescens (Trevisan 1889) Lehmann a Neumann 1896
Liquidomonas fluorescens (Trevisan 1889) Orla-Jensen 1909
Pseudomonas lemonnieri (Lasseur) Plemeno 1948
Pseudomonas schuylkilliensis Chester 1952
Pseudomonas washingtoniae (Pine) Elliott

Pseudomonas fluorescens je běžné Gramnegativní ve tvaru tyče bakterie.[1] Patří k Pseudomonas rod; 16S rRNA a fylogenomická analýza P. fluorescens v P. fluorescens skupina v rámci rodu,[2][3] kterému propůjčuje své jméno.

Obecná charakteristika

Pseudomonas fluorescens má několik bičíky. Má extrémně všestranný metabolismus, a lze je nalézt v půdě a ve vodě. Je to povinný aerobe, ale některé kmeny jsou schopné použít dusičnan namísto kyslík jako finále akceptor elektronů v době buněčné dýchání.

Optimální teploty pro růst P. fluorescens jsou 25–30 °C. Testuje pozitivně na oxidázový test. Je to také nesacharolytický bakteriální druh.

Teplo -stabilní lipázy a proteázy jsou vyráběny P. fluorescens a další podobné pseudomonády.[4] Tyto enzymy způsobit zkažení mléka způsobením hořkosti, kasein rozbití a slabost v důsledku výroby sliz a koagulace z bílkoviny.[5][6]

Název

Slovo Pseudomonas znamená falešnou jednotku odvozenou z řeckých slov pseudēs (řecký: ψευδής - false) a monas (latinský: monas, z řečtiny: μονάς - jedna jednotka). Toto slovo bylo používáno na začátku historie mikrobiologie odkazovat se na bakterie. The charakteristický název fluorescens se týká sekrece rozpustného mikrobu fluorescenční volal pigment pyoverdin, což je typ siderofor.[7]

Genomika

Pozoruhodný P. fluorescens kmeny SBW25,[8] Pf-5[9] a PfO-1[10] byly sekvenovány, mimo jiné.

Srovnávací genomová studie (v roce 2020) analyzovala 494 úplných genomů z celku Pseudomonas rod, přičemž 25 z nich je označeno jako P. fluorescens [3]. Fylogenomická analýza jasně ukázala, že 25 kmenů anotovalo jako P. fluorescens netvořili monofyletickou skupinu [3]. Jejich průměrná identita nukleotidů navíc nesplňovala kritéria druhu, protože byla velmi různorodá. Byl učiněn závěr, že P. fluorescens není druh v užším slova smyslu, ale měl by být považován za širší evoluční skupinu nebo za druhový komplex, který v sobě zahrnuje i jiné druhy [3]. Toto zjištění je v souladu s předchozími analýzami 107 Pseudomonas druhy, využívající čtyři základní geny pro „úklid“, které berou v úvahu P. fluorescens jako uvolněný druhový komplex [11].

The P. fluorescens uvolněná evoluční skupina, která byla definována v [3], na základě rodu fylogenomického stromu, zahrnoval 96 genomů a vykazoval vysokou úroveň fylogenetické heterogenity. Zahrnovalo mnoho druhů, jako např Pseudomonas corrugata, Pseudomonas brassicacearum, Pseudomonas frederiksbergensis, Pseudomonas mandelii, Pseudomonas kribbensis, Pseudomonas koreensis, Pseudomonas mucidolens, Pseudomonas veronii, Pseudomonas Antarctica, Pseudomonas azotoformans, Pseudomonas trivialis, Pseudomonas lurida, Pseudomonas azotoformans, Pseudomonas poae, Pseudomonas libanensis, Pseudomonas synxantha, a Pseudomonas orientalis. Hlavní proteom P. fluorescens skupina obsahovala 1396 proteinů. Počet bílkovin a obsah GC v kmenech kmene P. fluorescens skupina se pohybovala mezi 4152–6678 (průměr: 5603) a mezi 58,7–62% (průměr: 60,3%). Další komparativní genomová analýza 71 P. fluorescens genomy identifikovaly osm hlavních podskupin a vyvinuly sadu devíti genů jako markery pro klasifikaci v této linii [12].

Interakce s Dictyostelium

Existují dva kmeny Pseudomonas fluorescens spojený s Dictyostelium discoideum. Jeden kmen slouží jako zdroj potravy a druhý nikoli. Hlavním genetickým rozdílem mezi těmito dvěma kmeny je mutace globálního aktivačního genu zvaného gacA. Tento gen hraje klíčovou roli v regulaci genů; když je tento gen mutován v nepotravinářském bakteriálním kmeni, je transformován na potravinový bakteriální kmen.[13]

Vlastnosti biokontroly

Nějaký P. fluorescens kmeny (například CHA0 nebo Pf-5) mají biokontrolní vlastnosti, chrání kořeny některých druhů rostlin před parazitickými houbami, jako jsou Fusarium nebo oomycete Pythium, stejně jako některé fytofágní hlístice.[14]

Není jasné, jak přesně vlastnosti podporující růst rostlin P. fluorescens jsou dosaženy; teorie zahrnují:

  • Bakterie mohou v hostitelské rostlině vyvolat systémovou rezistenci, takže lépe odolává útoku skutečného patogenu.
  • Bakterie mohou překonat jiné (patogenní) půdní mikroby, např siderofory, což poskytuje konkurenční výhodu při úklidu železa.
  • Bakterie mohou produkovat sloučeniny antagonistické k jiným půdním mikrobům, jako jsou fenazin - antibiotika typu nebo kyanovodík.

Abych byl konkrétní, jistý P. fluorescens izoláty produkují sekundární metabolit 2,4-diacetylfloroglucinol (2,4-DAPG), sloučenina, u které bylo zjištěno, že je odpovědná za antifytopatogenní a biokontrolní vlastnosti u těchto kmenů.[15] The phl genový klastr kóduje faktory pro biosyntézu, regulaci, export a degradaci 2,4-DAPG. Osm genů, phlHGFACBDE, jsou v tomto klastru anotovány a organizačně konzervovány v kmenech produkujících 2,4-DAPG P. fluorescens. Z těchto genů phlD kóduje polyketid syntázu typu III, což představuje klíčový biosyntetický faktor pro produkci 2,4-DAPG. PhlD vykazuje podobnost s rostlinnými chalkonsyntázami a předpokládá se, že z nich pochází horizontální přenos genů.[16] Fylogenetická a genomická analýza však ukázala, že celá phl genový shluk je předků P. fluorescensmnoho kmenů ztratilo kapacitu a mezi kmeny existuje v různých genomových oblastech.[17]

Některé experimentální důkazy podporují všechny tyto teorie za určitých podmínek; dobrou recenzi na toto téma napsali Haas a Defago.[18]

Několik kmenů P. fluorescens, jako Pf-5 a JL3985, si vyvinuli přirozenou odolnost vůči ampicilin a streptomycin.[19] Tato antibiotika se pravidelně používají v biologickém výzkumu jako nástroj selektivního tlaku na podporu plazmid výraz.

Kmen označovaný jako Pf-CL145A se osvědčil jako slibné řešení pro kontrolu invazivních mušlí zebra a mušlí quagga (Dreissena ). Tento bakteriální kmen je izolát prostředí schopný zabíjet> 90% těchto mušlí intoxikací (tj. Neinfekcí), v důsledku přírodních produktů spojených s jejich buněčnými stěnami a s odumřelými buňkami Pf-145A zabíjejícími slávky. stejně jako živé buňky.[20] Po požití bakteriálních buněk dochází k smrti mušlí po lýze a nekróze trávicí žlázy a odloučení epitelu žaludku.[21] Dosavadní výzkum naznačuje velmi vysokou specificitu pro mušle zebra a quagga, s nízkým rizikem necíleného dopadu.[22] Pf-CL145A byl nyní komerčně dostupný pod názvem produktu Zequanox, s jeho aktivní složkou mrtvé bakteriální buňky.

Nedávné výsledky ukázaly produkci fytohormon cytokinin podle P. fluorescens kmen G20-18 je kritický pro svou biokontrolní aktivitu aktivací rostlinné rezistence.[23]

Lékařské vlastnosti

Kultivací P. fluorescens, mupirocin (an antibiotikum ), které bylo zjištěno, že je užitečné při léčbě kožních, ušních a očních poruch.[24]Volná kyselina mupirocin a její soli a estery jsou činidla, která se běžně používají v krémech, mastích a sprejích jako léčba rezistentní na meticilin Zlatý stafylokok infekce.

Pseudomonas fluorescens předvádí hemolytický aktivita a jako výsledek je známo, že infikuje krevní transfuze.[25]

Choroba

Pseudomonas fluorescens je neobvyklou příčinou onemocnění u lidí a obvykle postihuje pacienty se sníženou imunitou (např. pacienty léčené na rakovinu). Od roku 2004 do roku 2006 vypuklo P. fluorescens ve Spojených státech zahrnovalo 80 pacientů v šesti státech. Zdroj infekce byl kontaminován heparinizováno fyziologické roztoky používané u pacientů s rakovinou.[26]

Pseudomonas fluorescens je také známou příčinou hniloba ploutví v rybách.

Metabolismus

Pseudomonas fluorescens vyrábí fenazin, fenazin karboxylová kyselina,[27] 2,4-diacetylfloroglucinol[28] a MRSA-aktivní antibiotikum mupirocin.[29]

Kapacity pro biologický rozklad

4-Hydroxyacetofenon monooxygenáza je enzym nacházející se v P. fluorescens který se transformuje piceol, NADPH, H + a O2 do 4-hydroxyfenylacetát, NADP + a H2Ó.

Reference

  1. ^ Palleroni, N.J. (1984) Pseudomonadaceae. Bergeyho příručka systematické bakteriologie. Krieg, N. R. a Holt J. G. (redaktoři) Baltimore: The Williams and Wilkins Co., str. 141 - 199
  2. ^ Anzai; Kim, H; Park, JY; Wakabayashi, H; Oyaizu, H; et al. (Červenec 2000). "Fylogenetická příslušnost pseudomonád na základě 16S rRNA sekvence". Int J Syst Evol Microbiol. 50 (4): 1563–89. doi:10.1099/00207713-50-4-1563. PMID  10939664.
  3. ^ A b C d E Nikolaidis, Marios; Mossialos, Dimitris; Oliver, Stephen G .; Amoutzias, Grigorios D. (2020-07-24). „Srovnávací analýza hlavních proteinů mezi hlavními evolučními skupinami Pseudomonas odhaluje druhově specifické adaptace pro Pseudomonas aeruginosa a Pseudomonas chlororaphis“. Rozmanitost. 12 (8): 289. doi:10,3390 / d12080289. ISSN  1424-2818. CC-BY icon.svg Text byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
  4. ^ Frank, J.F. 1997. Mléko a mléčné výrobky. In Food Microbiology, Fundamentals and Frontiers, ed. M.P. Doyle, L.R. Beuchat, T.J. Montville, ASM Press, Washington, str. 101.
  5. ^ Jay, J.M. 2000. Taxonomie, role a význam mikroorganismů v potravinách. V moderní potravinářské mikrobiologii, Aspen Publishers, Gaithersburg MD, str. 13.
  6. ^ Ray, B. 1996. Zkazení specifických skupin potravin. In Fundamental Food Microbiology, CRC Press, Boca Raton FL, str. 220. I
  7. ^ C D Cox a P Adams (1985) Infection and Immunity 48 (1): 130–138
  8. ^ Pseudomonas fluorescens
  9. ^ „Stránka s genomem Pseudomonas fluorescens Pf-5“. Archivovány od originál dne 28.06.2009. Citováno 2009-04-23.
  10. ^ "Stránka Pomeomonas fluorescens PfO-1". Archivovány od originál dne 2009-06-24. Citováno 2009-04-23.
  11. ^ Mulet, Magdalena; Lalucat, Jorge; García-Valdés, Elena (březen 2010). "DNA sekvenční analýza druhu Pseudomonas". Mikrobiologie prostředí. doi:10.1111 / j.1462-2920.2010.02181.x.
  12. ^ Garrido-Sanz, Daniel; Arrebola, Eva; Martínez-Granero, Francisco; García-Méndez, Sonia; Muriel, Candela; Blanco-Romero, Esther; Martín, Marta; Rivilla, Rafael; Redondo-Nieto, Miguel (2017-03-15). "Klasifikace izolátů z komplexu Pseudomonas fluorescens do fylogenomických skupin na základě skupinově specifických markerů". Hranice v mikrobiologii. 8. doi:10.3389 / fmicb.2017.00413. ISSN  1664-302X. PMC  5350142. PMID  28360897.
  13. ^ Stallforth, Pierre; Brock, Debra A .; Cantley, Alexandra M .; Tian, ​​Xiangjun; Queller, David C .; Strassmann, Joan E .; Clardy, Jon (03.09.2013). „Bakteriální symbiont se přeměňuje z nepoživatelného producenta prospěšných molekul na potravu jedinou mutací genu gacA“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (36): 14528–14533. doi:10.1073 / pnas.1308199110. ISSN  0027-8424. PMC  3767522. PMID  23898207.
  14. ^ Haas, D .; Keel, C. (2003). „Regulace produkce antibiotik při kolonizaci kořenů Pseudomonas spp. a význam pro biologickou kontrolu chorob rostlin ". Roční přehled fytopatologie. 41: 117–153. doi:10.1146 / annurev.phyto.41.052002.095656. PMID  12730389.
  15. ^ Bangera M. G .; Thomashow L. S. (1999). "Identifikace a charakterizace genového klastru pro syntézu polyketidového antibiotika 2,4-diacetylfloroglucinol z pseudomonas fluorescens q2-87". Journal of Bacteriology. 181 (10): 3155–3163. doi:10.1128 / JB.181.10.3155-3163.1999.
  16. ^ Bangera M. G .; Thomashow L. S. (1999). "Identifikace a charakterizace genového klastru pro syntézu polyketidového antibiotika 2,4-diacetylfloroglucinol z pseudomonas fluorescens q2-87". Journal of Bacteriology. 181 (10): 3155–3163. doi:10.1128 / JB.181.10.3155-3163.1999.
  17. ^ Moynihan J. A .; Morrissey J. P .; Coppoolse E. R .; Stiekema W. J .; O'Gara F .; Boyd E. F. (2009). „Evoluční historie shluku genů phl v bakterii pseudomonas fluorescens spojené s rostlinou“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 75 (7): 2122–2131. doi:10.1128 / aem.02052-08. PMC  2663185. PMID  19181839.
  18. ^ Haas, D; Defago, G (2005). "Biologická kontrola půdních patogenů fluorescenčními pseudomonádami". Příroda Recenze Mikrobiologie. 3 (4): 307–19. doi:10.1038 / nrmicro1129. PMID  15759041.
  19. ^ Alain Sarniguet; et al. (1995). "Faktor sigma σs ovlivňuje produkci antibiotik a aktivitu biologické kontroly Pseudomonas fluorescens Pf-5 ". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92 (26): 12255–12259. doi:10.1073 / pnas.92.26.12255. PMC  40335. PMID  8618880.
  20. ^ Molloy, D. P., Mayer, D. A., Gaylo, M. J., Morse, J. T., Presti, K. T., Sawyko, P. M., Karatayev, A. Y., Burlakova, L. E., Laruelle, F., Nishikawa, K. C., Griffin, B. H. 2013. Pseudomonas fluorescens kmen CL145A - Biopesticid pro kontrolu mušlí zebra a quagga (Bivalvia: Dreissenidae). J. Invertebr. Pathol. 113 (1): 104–114.
  21. ^ Molloy, D. P., Mayer, D. A., Giamberini, L. a Gaylo, M. J. 2013. Způsob působení Pseudomonas fluorescens kmen CL145A, letální kontrolní prostředek mušlí dreissenidů (Bivalvia: Dreissenidae). J. Invertebr. Pathol. 113 (1): 115–121.
  22. ^ Molloy, D. P .; Mayer, D. A .; Gaylo, M. J .; Burláková, L. E.; Karatayev, A. Y .; Presti, K. T .; Sawyko, P. M .; Morse, J. T .; Paul, E. A. (2013). "Necílové pokusy s Pseudomonas fluorescens kmen CL145A, letální kontrolní prostředek pro mušle dreissenid (Bivalvia: Dreissenidae) ". Manag. Biol. Invaze. 4 (1): 71–79. doi:10,3391 / mbi.2013.4.1.09.
  23. ^ Großkinsky DK, Tafner R, Moreno MV, Stenglein SA, García de Salamone IE, Nelson LM, Novák O, Strnad M, van der Graaff E, Roitsch T (2016). „Produkce cytokininů Pseudomonas fluorescens G20-18 určuje biokontrolní aktivitu proti Pseudomonas syringae u Arabidopsis“. Vědecké zprávy. 6: 23310. doi:10.1038 / srep23310. PMC  4794740. PMID  26984671.
  24. ^ Bactroban
  25. ^ Gibb AP, Martin KM, Davidson GA, Walker B, Murphy WG (1995). "Míra růstu Pseudomonas fluorescens v darované krvi ". Journal of Clinical Pathology. 48 (8): 717–8. doi:10.1136 / jcp.48.8.717. PMC  502796. PMID  7560196.
  26. ^ Gershman MD, Kennedy DJ, Noble-Wang J a kol. (2008). "Vícestátní vypuknutí Pseudomonas fluorescens infekce krevního řečiště po expozici kontaminovanému heparinizovanému fyziologickému roztoku připravenému míchací lékárnou ". Clin Infect Dis. 47 (11): 1372–1379. doi:10.1086/592968. PMID  18937575.
  27. ^ Mavrodi, D.V .; Ksenzenko, V. N .; Bonsall, R. F .; Cook, R. J .; Boronin, A. M .; Thomashow, L. S. (1998). „Místo se sedmi geny pro syntézu kyseliny fenazin-1-karboxylové pomocí Pseudomonas fluorescens 2–79". J. Bacteriol. 180 (9): 2541–2548. doi:10.1128 / JB.180.9.2541-2548.1998. PMC  107199. PMID  9573209.
  28. ^ Achkar, Jihane; Xian, Mo; Zhao, Huimin; Frost, J. W. (2005). "Biosyntéza floroglucinolu". J. Am. Chem. Soc. 127 (15): 5332–5333. doi:10.1021 / ja042340g. PMID  15826166.
  29. ^ Fuller, AT; Mellows, G; Woolford, M; Banky, GT; Barrow, KD; Chain, EB (1971). "Kyselina pseudomonová: antibiotikum produkované Pseudomonas fluorescens". Příroda. 234 (5329): 416–417. doi:10.1038 / 234416a0. PMID  5003547.

Další čtení

Appanna, Varun P .; Auger, Christopher; Thomas, Sean C .; Omri, Abdelwahab (13. června 2014). "Fumarátový metabolismus a produkce ATP u Pseudomonas fluorescens vystavených nitrosativnímu stresu". Antonie van Leeuwenhoek. 106 (3): 431–438. doi:10.1007 / s10482-014-0211-7. PMID  24923559.

Cabrefiga, J .; Frances, J .; Montesinos, E .; Bonaterra, A. (1. října 2014). „Vylepšení suché formulace Pseudomonas fluorescens EPS62e pro biologickou kontrolu nemoci způsobené plísní kombinací osmoadaptace kultury s lyoprotektantem sušením vymrazováním“. Journal of Applied Microbiology. 117 (4): 1122–1131. doi:10.1111 / jam.12582. PMID  24947806. Citováno 2. listopadu 2014.

externí odkazy