Поділитися:
Псевдомонасні характеристики, філогенез і таксономія, морфологія, життєвий цикл
Pseudomonas являє собою рід бактерій, що знаходиться в сімействі Pseudomonaceae. Перший опис цих мікроорганізмів був зроблений німецьким мікологом Вальтером Мігулою в 1894 році.
Ці бактерії характеризуються бути аеробними і грамнегативними. Вони мають форму прямої палички або мають певну кривизну. Вони є рухливими через наявність монотонних джгутиків (одного джгутика) або мультитрикоти (кілька джгутиків). Жгутик має тенденцію перебувати в полярному положенні.
Більшість видів роду мають позитивну оксидазу і каталазу. Іншою ознакою, що представляє інтерес визнати групу, є вміст GC в ДНК, що йде від 58 - 72%.
Pseudomonas не розвивається стійких структур, таких як спори. Вони не представляють капсулу, що оточує стінку, або пролонгацію цієї і цитоплазми (prosteca), які зустрічаються в інших бактеріальних групах.
Дослідження Pseudomonas Вона була адресована головним чином аргентинським мікробіологом Норберто Паллероні. Цей дослідник запропонував розділити род на п'ять груп на основі гомології рРНК.
В даний час в тринадцяти різних групах визнано 180 окремих видів. Деякі з цих груп визнаються шляхом виробництва флуоресцентного пігменту, відомого як піовердін.
Індекс
- 1 Загальна характеристика
- 1.1 Розподіл
- 1.2 Температура
- 1.3 Хвороби
- 1.4 Програми
- 1.5 Фарбування та дихання
- 1.6 Ідентифікація
- 2 Пігменти
- 3 Філогенія і таксономія
- 4 групи в Pseudomonas senso stricto
- 5 Морфологія
- 5.1 Прапорці
- 6 Життєвий цикл
- 6.1 Плазміди
- 7 Хабітат
- 8 Хвороби
- 8.1 Хвороби у тварин і людини
- 9 Захворювання рослин
- 10 Посилання
Загальна характеристика
Розподіл
Завдяки своїй великій здатності рости в різноманітних середовищах, рід має повсюдне екологічне та географічне поширення. Вони були знайдені в наземних і водних середовищах. Вони є хемотрофними і легко вирощуються в поживних культуральних середовищах на агарі.
Температура
Його ідеальний діапазон температур становить від 25 до 30 ° C. Тим не менш, види були виявлені ростуть при температурах нижче нуля, а інші вище 50 ° C.
Захворювання
Серед видів, що входять до складу роду, є такі, які викликають захворювання у тварин і людей. Крім того, багато видів є патогенними рослинами, що викликають так звану м'яку гниль.
Програми
Інші види можуть бути дуже корисними, оскільки доведено, що вони стимулюють ріст рослин і можуть застосовуватися як добрива. Вони також можуть деградувати ксенобіотичні сполуки (які не входять до складу живих організмів).
Деякі з ксенобіотиків, які можуть розпадати, включають ароматичні вуглеводні, хлорати і нітрати. Ці властивості роблять деякі види дуже корисними в програмах біоремедіації.
Фарбування і дихання
Види Росії Pseudomonas Вони є грамотрицательними. Вони в основному аеробні, тому кисень є кінцевим рецептором електронів при диханні.
Деякі види можуть використовувати нітрати як альтернативні акцептори електронів в анаеробних умовах. У цьому випадку бактерії зводять нітрати до молекулярного азоту.
Ідентифікація
Всі види Росії Pseudomonas Вони є позитивними каталазами. Це фермент, який розщеплює перекис водню в кисень і воду. Більшість аеробних бактерій виробляють цей фермент.
У межах групи спостерігаються позитивні і негативні види оксидаз. Присутність цього ферменту вважається корисним при ідентифікації грамнегативних бактерій.
Більшість видів акумулює полісахарид глюкози як резервна речовина. Однак деякі групи можуть мати полигидроксибутират (PHB), який є полімерним продуктом асиміляції вуглецю.
Пігменти
Різні види Pseudomonas виробляють пігменти, які вважалися таксономічно важливими.
Серед них різні види феназинів. Найбільш поширеним з цього типу є синій піоациновий пігмент. Вважається, що цей пігмент сприяє збільшенню потужності P. aeruginosa колонізації легенів хворих на муковісцидоз.
Інші феназіни можуть давати зелені або помаранчеві пігментації, які дуже корисні при ідентифікації деяких видів роду.
Інший пігмент характерний для деяких груп Pseudomonas Це піовердін. Вони дають жовтувато-зелені кольори і є типовими для так званих Pseudomonas флуоресцентний.
Піовердін має велике фізіологічне значення, оскільки діє як сидерофор. Це означає, що він може уловлювати недоступне залізо і розчиняти його в хімічних формах, які можуть бути використані бактеріями.
Філогенез і таксономія
Pseudomonas Вперше він був описаний у 1894 році Вальтером Мігулою. Етимологія назви означає помилкову єдність. В даний час у цій групі визнано 180 видів.
Рід розташований у сімействі Pseudomoneacae псевдомонального порядку. Видом типу є P. aeruginosa, який є одним з найбільш відомих у групі.
Характеристики, які в принципі використовувалися для опису роду, були дуже загальними і могли поділятися іншими групами бактерій.
Згодом для визначення жанру використовувалися більш точні символи. Серед них можна відзначити: зміст GC в ДНК, пігментація і тип резервної речовини серед інших.
У 70-х роках 20-го століття фахівець групи Norberto Palleroni разом з іншими дослідниками провели дослідження рибосомної РНК. Це визначило це Pseudomonas можуть бути розділені на п'ять різних груп відповідно до гомології рРНК.
Використовуючи більш точні молекулярні методики, було визначено, що групи II-V, створені Паллероні, відповідають іншим групам протеобактерій. Наразі вважається, що відповідає лише група I Psedomonas senso stricto.
Більшість видів цієї групи виробляють піовердін. Спосіб біосинтезувати і виділяти цей пігмент може допомогти диференціювати види один від одного.
Групи в Pseudomonas senso stricto
На основі аналізу багатофокусних послідовностей було запропоновано Pseudomonas Він буде розділений на п'ять груп:
Група P. fluorescens: це дуже різноманітно, а види - сапрофіти, які присутні в грунті, воді і поверхні рослин. Багато видів сприяють зростанню рослин.
Група P. syringae: складається в основному з видів, які фітопатогени. Виявлено більше п'ятдесяти патовари (штами бактерій з різним ступенем патогенності).
Група P. putida: види цієї групи зустрічаються в грунті, ризосфері різних рослин і у воді. Вони мають високу здатність до деградації речовин.
Група P stutzeri: ці бактерії мають велике значення в живильному циклі і представляють високу генетичну різноманітність.
Група P aeruginosa: у цій групі представлені види, які займають різні середовища існування, включаючи людські патогени.
Проте в більш пізньому молекулярному дослідженні було запропоновано розділити гендер на тринадцять груп, що складаються з двох-більше шестидесяти видів..
Найбільша група - P. флуоресценції, яка включає тип виду, який широко використовується в програмах біоремедіації. Іншим видом інтересу в цій групі є P. mandelii, що росте в Антарктиді і виявилося дуже стійким до антибіотиків.
Морфологія
Бацили прямі до злегка вигнутих, 0,5 - 1 мкм шириною x 1,5 - 5 мкм завдовжки. Вони не здатні утворювати і накопичувати полигидроксибутиратние гранули в культуральних середовищах з низьким вмістом азоту. Це відрізняє їх від інших аеробних бактерій.
Клітинна оболонка складається з цитоплазматичної мембрани, клітинної стінки і зовнішньої мембрани, яка охоплює останню.
Клітинна стінка характерна для грамнегативних бактерій, які є тонкими і складаються з пептидоглікану. Цитоплазматична мембрана відокремлює цитоплазму від інших компонентів оболонки клітини. Він утворений ліпідним бішаром.
Зовнішня мембрана складається з ліпіду, що називається ліпополісахаридом, який має вуглеводневі ланцюги. Ця мембрана є бар'єром проти проходження молекул, таких як антибіотики, які можуть викликати пошкодження клітини. З іншого боку, це дозволяє проходити поживні речовини, необхідні для функціонування бактерії.
Здатність зовнішньої мембрани передавати деякі речовини, а не інші, надається наявністю поринів. Вони є структурними білками мембрани.
Жгутики
Жгутики в роді зазвичай розташовані в полярному положенні, хоча в деяких випадках він може бути підполярним. У деяких штамах P. stutzeri спостерігаються інші види бічних джгутиків.
Кількість джгутиків є таксономічно важливим. Можуть бути присутніми джгутики (монотонні) або декілька (multitrico). У тих же видів кількість джгутиків може представляти варіації.
У деяких видів спостерігається присутність фімбрій (більш тонкого і короткого білкового придатку, ніж джгутика), що відповідає виходу цитоплазматичної мембрани..
В P. aeruginosa Fimbrias мають ширину приблизно 6 нм, висуваються і діють як рецептори для декількох бактеріофагів (вірусів, які інфікують бактерії). Fimbrias можуть сприяти адгезії бактерії до епітеліальних клітин свого господаря.
Життєвий цикл
Види Росії Pseudomonas, Як і всі бактерії, вони розмножуються двійковим поділом, типом безстатевого розмноження.
У першій фазі бінарного поділу бактерія переходить в процес дублювання ДНК. Вони являють собою єдину кругову хромосому, яка починає копіюватись активністю ферментів реплікації.
Реплікуються хромосоми йдуть до кінців клітини, пізніше генерується перегородка і створюється нова клітинна стінка, що утворює дві дочірні клітини..
У видів Росії Pseudomonas Спостерігається кілька механізмів генетичної рекомбінації. Це гарантує виникнення генетичної мінливості в організмах безстатевого розмноження.
До числа цих механізмів відноситься трансформація (фрагменти екзогенної ДНК можуть вводити бактерії). Інші - трансдукція (обмін ДНК між бактеріями вірусом) і кон'юнкція (перенесення ДНК з донорської бактерії на реципієнта).
Плазміди
Плазміди - це дрібні кільцеві молекули ДНК, що зустрічаються в бактеріях. Вони відокремлюються від хромосоми і реплікуються і передаються незалежно.
В Pseudomonas плазміди виконують різноманітні функції, такі як фактори фертильності і стійкості до декількох агентів. Крім того, деякі забезпечують можливість погіршувати незвичайні джерела вуглецю.
Плазміди можуть забезпечувати стійкість до різних антибіотиків, таких як гентаміцин, стрептоміцин і тетрациклін, серед інших. З іншого боку, деякі є стійкими до різних хімічних і фізичних агентів, таких як, наприклад, ультрафіолетове випромінювання.
Крім того, вони можуть допомогти уникнути дії різних бактеріофагів. Крім того, вони надають стійкість до бактеріоцинів (токсини, що утворюються бактеріями, для пригнічення росту інших подібних).
Хабітат
Види Росії Pseudomonas вони можуть розвиватися в різних середовищах. Вони були знайдені як у наземних, так і у водних екосистемах.
Ідеальною температурою для розвитку роду є 28 ° С, однак види P. psychrophila може рости в діапазоні від -1 ° C до 45 ° C. P. thermotolerans Він здатний розвиватися при температурі 55 ° С.
Жоден з видів роду не переносить рН менше 4,5. Вони можуть рости на середовищах, що містять іони нітрату амонію в якості джерела азоту. Вони вимагають лише простих органічних сполук як джерела вуглецю та енергії.
Не менше дев'яти видів Pseudomonas росте в Антарктиді. Поки вид P. syringae був пов'язаний з кругообігом води в дощовій воді, снігу та хмарах.
Захворювання
вид Pseudomonas може викликати різні захворювання у рослин, тварин і людини.
Хвороби у тварин і людей
В цілому вважається, що види роду мають низьку вірулентність, оскільки вони, як правило, є сапрофітами. Вони є опортуністичними і схильні викликати захворювання у пацієнтів з низькою стійкістю до інфекцій. Вони зазвичай присутні в сечовивідних шляхах, дихальних шляхах, ранах і крові.
Види, які найбільше впливають на людей P. aeruginosa. Це опортуністичний вид, який атакує імунодепресивних пацієнтів, які перенесли важкі опіки або проходять хіміотерапію..
P. aeruginosa Вона в основному нападає на дихальні шляхи. У хворих на бронхоектази (розширення бронхів) генерується велика кількість мокротиння і може бути смертельно небезпечним..
Це було доведено P. entomophila вона патогенна Drosophila melanogaster (фруктова муха). Його проковтнув прийом всередину і нападає на епітеліальні клітини кишечника комахи, що може викликати смерть.
P. plecoglossicida він був виявлений як патоген риби аю (Plecoglossus altivelis). Бактерія викликає геморагічний асцит (накопичення рідини в черевній порожнині) у риб..
Захворювання рослин
Фітопатогенні види Pseudomonas вони викликають велику різноманітність захворювань. Вони можуть генерувати некротичні ураження або плями на стеблах, листках і плодах. Вони також можуть виробляти зябра, гниття і судинні інфекції.
Група P. syringae атаки переважно на рівні листків. Наприклад, в цибулі вони можуть виробляти плями листя і гнилі цибулини.
У оливковому дереві (Європейська хвилявиди P. savastanoi Він є збудником туберкульозу олив, який характеризується утворенням пухлин. Ці пухлини утворюються переважно в стеблах, бутонах і іноді в листках, плодах і коренях. Вони викликають дефоліацію, зменшення розмірів рослини і пізніше загибель.
Список літератури
- Одружений MC, Urban N, R Díaz та A Díaz (2015) Туберкульоз оливкового дерева: in vitro вивчення впливу різних фунгіцидів на шість штамів Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Іспанія, 6 - 8 травня.
- Гессе С, Ф. Шульц, С. Булл, Б. Т. Шаффер, Я. Я., Шапіро Н., Хасан, Н. Варгезе, Л., Ельбурн I Паулсен, Н. Кирфідс, Т. Войке і Дж. Лопер (2018) \ t Pseudomonas spp. Екологічна мікробіологія 20: 2142-2159.
- Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall та J Olivares-Pacheco (2018) Фенотипова та генотипова характеристика нового мультиантибіотикорезистентного, альгінатного гіперпродукуючого штаму Pseudomonas mandelii ізольовані в Антарктиді. Polar Biol., 41: 469-480.
- Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: небезпечний противник Acta Bioquím Clin. Латиноам. 48 465-74.
- Нісіморі Е, К Кіта-Цукамото і Х Вакабаяші (2000) Pseudomonas plecoglossicide sp. н., збудник бактеріального геморагічного асциту аю, Plecoglossus altivelis. Міжнародний журнал системної та еволюційної мікробіології. 50: 83-89.
- Palleroni NJ і M Doudoroff (1972) Деякі властивості і таксономічні підрозділи роду Pseudomonas. Анну. Фітопатол. 10: 73-100.
- Palleroni, N (2015) Pseudomonas. У: Whitman WB (редактор) Керівництво Бергея з систематики архей і бактерій. John Wiley & Sons, Inc., спільно з керівництвом Bergey's Trust.