Xenorhabdus - Xenorhabdus
Xenorhabdus je rod pohyblivých gramnegativních bakterií z čeledi Morganellaceae. Má zvláštnost, že všechny druhy rodu žijí v symbióze s půdními entomopatogenními hlísticemi z rodu Steinernema.[2]
Ačkoli nikdy nebyly izolovány žádné volně žijící formy Xenorhabdus mimo hostitele hlístic, výhody pro bakterie jsou stále neznámé. Ukázalo se však, že hlístice se bez bakterií nemůže v hostiteli hmyzu usadit.[3]
Interakce tripartity Xenorhabdus-nematoda-hmyz představuje modelový systém, ve kterém jsou oba mutualistic a patogenní procesy lze studovat u jediného bakteriálního druhu. V laboratoři jsou některé druhy virulentní přímo injikované do hostitele hmyzu, zatímco jiné druhy potřebují hlístice k proniknutí do hmyzu.[3]
Životní cyklus
- U hlístic žijících v půdě bez zamoření Xenorhabdus spp. jsou přepravovány ve specializované oblasti EU střevo, nazval nádoba.
- Ve třetí fázi vývoje napadá infekční mladistvý (IJ) hemocoel vnímavých hostitelů hmyzu.
- Bakterie se uvolňují v hemocoelu hmyzu, kde překonávají obranné systémy hmyzu a produkují četné faktory virulence, jako je hemolysin a cytotoxin. Podílejí se na potlačení imunity hmyzu a zabíjení hostitele.
- Bakterie se v těle hmyzu množí na vysoké hladiny a produkují různé antimikrobiální sloučeniny, které potlačují růst antagonistických mikroorganismů. Xenorhabdus spp. také vylučují řadu exoenzymů, které stimulují makromolekulární degradaci, o nichž se předpokládá, že produkty spolu se samotnými bakteriemi poskytují živnou základnu pro hlístice růst a reprodukce.
- Když se počet hlístic zvýší a živiny se stanou omezujícími v mrtvém těle hmyzu, potomci hlístic se znovu spojí s bakteriemi a diferencují se na kolonizované nenasycené IJ, které se objevují v půdě a shánějí potravu pro nové hostitele.
Xenorhabdus jako Photorhabdus bakterie má výraznou vlastnost fázové variace. Varianty fáze I se podílejí na symbiotickém vztahu s entomopatogenními nematody a jsou izolovány od nekrmných infekčních stádií nematodů a tělních dutin hmyzu zabitého těmito nematodami. Pro fázi II, která je spojena pouze s entomopatogenními hlísticemi v laboratorních podmínkách, nebyla dosud stanovena žádná role v symbióze.[4][5]
Fylogeneze
Biologická kontrola škůdců
Mutualistická asociace mezi Xenorhabdus a Steinernema představují insektidický komplex, aktivní proti velkému množství hmyzích škůdců. Komplex se skutečně používá při biologické ochraně před škůdci a je velmi účinný proti hmyzu, jako je Spodoptera exigua (Lepidoptera), Cydia pomonella (Lepidoptera), Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera), čeleď Tipulidae (Diptera). Tyto bakterie obývají střeva Asijský kukuřičný vrták, můra škůdce kukuřice na východě Asie a zabije ho do 48 hodin. Xenorhabdus nematofila je v biologické kontrole nejpoužívanějším druhem ve spojení s Steinernema carpocapse a Steinernema feeliae.
Patogenita komplexu je „druhově specifická“, což znamená, že komplex může být aktivní pouze proti konkrétnímu rozsahu hmyzu.
Sdružení Steinernema-Xenorhabdus je v současné době prodáváno jako agent biokontroly soukromými společnostmi, jako jsou Biobest, SUMI AGRO a Biosafe.
Perspektivy
Studie provedená Furgani G. & Al[6]navrhuje, aby antibiotické sloučeniny produkované Xenorhabdusem k ochraně mrtvého hmyzu před jinými bakteriemi mohly být použity za účelem kontroly mastitida způsobené bakteriemi. Vskutku, Xenorhabdus budapestensis, X. szentirmaii a X. nematofila se zdají být účinné proti patogenům, jako jsou Zlatý stafylokok a Escherichia coli.
Reference
Do tato úprava, tento článek používá obsah z „Entomopatogenní bakteriální endosymbionty Xenorhabdus a Photorhabdus: konvergentní životní styl z odlišných genomů“, který je licencován způsobem, který umožňuje opětovné použití v rámci Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License, ale ne pod GFDL. Je třeba dodržovat všechny příslušné podmínky.
- ^ A b Kämpfer, P; Tobias, NJ; Ke, LP; Bode, HB; Glaeser, SP (květen 2017). „Xenorhabdus thuongxuanensis sp. Nov. A Xenorhabdus eapokensis sp. Nov., Izolované z druhu Steinernema“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 67 (5): 1107–1114. doi:10.1099 / ijsem.0.001770. PMID 28056225.
- ^ John M. Chaston; Garret Suen; Sarah L. Tucker; Aaron W. Andersen; Archna Bhasin; Edna Bode; Helge B. Bode; Alexander O. Brachmann; et al. (2011-11-18). „Entomopatogenní bakteriální endosymbionty Xenorhabdus a Photorhabdus: konvergentní životní styl z odlišných genomů“. PLOS ONE. 6 (11): e27909. doi:10.1371 / journal.pone.0027909. PMC 3220699. PMID 22125637.
- ^ A b Gaudriault S., Ogier J.C .; Pagès S .; Bisch G .; Chiapello H .; Médigue C .; Rouy Z .; Teyssier C .; Vincent S .; Tailliez P .; Guivaudan A. (2014-07-25). „Oslabená virulence a genomický redukční vývoj u entomopatogenních bakteriálních druhů symbiontů, Xenorhabdus poinarii“. Biologie genomu a evoluce. 6 (6): 1495–1513. doi:10.1093 / gbe / evu119. PMC 4079199. PMID 24904010. Citováno 2014-05-30.
- ^ Kaya, H. K.; Gaugler, R. 1993. Entomopatogenní nematody. Annual Review of Entomology, 38: 181-206.
- ^ Peel, Margaret; Alfredson, David; Gerrard, John; Davis, Jennifer; Robson, Jennifer; McDougall, Rodney; Scullie, Barry; Akhurst, Raymond (1999). „Izolace, identifikace a molekulární charakterizace kmenů Photorhabdus luminescens z infikovaných lidí v Austrálii“. Journal of Vlinical Micorbiology. 37 (11): 3647–3653. doi:10.1128 / JCM.37.11.3647-3653.1999. PMC 85716. PMID 10523568.
- ^ Wolf S.L., Furgani G .; Böszörményi E .; Fodor A .; Máthé-Fodor A .; Forst S .; Hogan J.S .; Katona Z .; Klein M.G .; Stackebrandt E .; Szentirmai A .; Sztaricskai F. (2007-08-25). „Antibiotika Xenorhabdus: srovnávací analýza a potenciální užitečnost pro kontrolu mastisů způsobených bakteriemi“. Journal of Applied Microbiology. 104 (2008): 745–758. doi:10.1111 / j.1365-2672.2007.03613.x. PMID 17976177.
Bibliografie
- Goodrich-Blair H. & Clarke D.J. (2007). Mutualismus a patogeneze v Xenorhabdus a Photorhabdus: dvě silnice pro stejný cíl. Molecular Microbiology (2007) 64 (2), 260-268. doi: 10.1111 / j.1365-2958.2007.05671.x
- Sicard M. & Al (2004). Jsou-li mutanti patogeny: experimentální studie symbióz mezi Steinernemou (entomopatogenní nematody) a Xenorhabdus (bakterie). Genome Biology And Evolution 17 (2004) 985-993. doi: 10.1111 / j.1420-9101.2004.00748.x
- Pilar F. & Al (2006). Fylogenetické vztahy bakterií se zvláštním zřetelem na endosymbionty a enterické druhy. Prokaryotes, str. 41–59.