Поделиться:
Характеристика Pseudomonas, филогения и таксономия, морфология, жизненный цикл
Pseudomonas это род бактерий, который находится в семье Pseudomonaceae. Первое описание этих микроорганизмов было сделано немецким микологом Вальтером Мигулой в 1894 году..
Эти бактерии характеризуются как аэробные и грамотрицательные. Они имеют форму прямой палочки или имеют определенную кривизну. Они подвижны благодаря наличию монотонных жгутиков (один жгутик) или мультитрико (несколько жгутиков). Жгутик имеет тенденцию быть в полярном положении.
Большинство видов рода положительные оксидазы и каталазы. Другой характеристикой, представляющей интерес для распознавания группы, является содержание ГК в ДНК, которое составляет от 58 до 72%..
Pseudomonas не развивает резистентные структуры, такие как споры. Они не представляют капсулу, окружающую стенку или продолжения этого и цитоплазму (простека), которые встречаются в других бактериальных группах.
Изучение Pseudomonas К нему в основном обратился аргентинский микробиолог Норберто Паллерони. Этот исследователь предложил разделить род на пять групп на основе гомологии рРНК..
В настоящее время 180 отдельных видов признаны в тринадцати различных группах. Некоторые из этих групп распознаются по производству флуоресцентного пигмента, известного как пиовердин.
индекс
- 1 Общая характеристика
- 1.1 Распределение
- 1.2 Температура
- 1.3 Болезни
- 1.4 Приложения
- 1.5 Окрашивание и дыхание
- 1.6 Идентификация
- 2 пигмента
- 3 Филогения и таксономия
- 4 группы в Pseudomonas Senso Stricto
- 5 Морфология
- 5.1 жгутики
- 6 Жизненный цикл
- 6.1 Плазмиды
- 7 Хабитат
- 8 болезней
- 8.1 Болезни у животных и человека
- 9 Заболевания у растений
- 10 ссылок
Общие характеристики
распределение
Из-за его большой способности расти в разнообразных средах, род имеет повсеместное экологическое и географическое распространение. Они были найдены в наземных и водных средах. Они хемотрофны и легко выращиваются в питательных питательных средах на агаре.
температура
Его идеальный температурный диапазон составляет от 25 до 30 ° C. Тем не менее, были найдены виды, растущие при температуре ниже нуля, а другие выше 50 ° C.
болезни
Среди видов, составляющих род, есть такие, которые вызывают болезни у животных и людей. Кроме того, многие виды являются патогенными растениями, вызывающими так называемую мягкую гниль..
приложений
Другие виды могут быть очень полезными, поскольку было доказано, что они стимулируют рост растений и могут применяться в качестве удобрений. Они также могут разлагать ксенобиотические соединения (которые не входят в состав живых организмов)..
Некоторые из ксенобиотиков, которые могут разлагаться, включают ароматические углеводороды, хлораты и нитраты. Эти свойства делают некоторые виды очень полезными в программах биоремедиации..
Окрашивание и дыхание
Виды Pseudomonas Они грамотрицательные. Они в основном аэробные, поэтому кислород является конечным рецептором электронов в дыхании.
Некоторые виды могут использовать нитраты в качестве альтернативных акцепторов электронов в анаэробных условиях. В этом случае бактерии восстанавливают нитраты до молекулярного азота..
идентификация
Все виды Pseudomonas Они каталазы положительные. Это фермент, который расщепляет перекись водорода на кислород и воду. Большинство аэробных бактерий производят этот фермент.
В группе есть положительные и отрицательные виды оксидаз. Присутствие этого фермента считается полезным при идентификации грамотрицательных бактерий.
Большинство видов накапливают полисахарид глюкозы в качестве резервного вещества. Однако некоторые группы могут иметь полигидроксибутират (ПГБ), который является полимерным продуктом ассимиляции углерода..
пигменты
Различные виды Pseudomonas производить пигменты, которые считались таксономически важными.
Среди них есть различные типы феназинов. Наиболее распространенным из этого типа является синий пиоацин пигмент. Считается, что этот пигмент способствует увеличению способности P. aeruginosa колонизации легких больных муковисцидозом.
Другие феназины могут давать зеленые или оранжевые пигментации, которые очень полезны при идентификации некоторых видов рода..
Еще один пигмент, характерный для некоторых групп Pseudomonas Это пиовердин. Они дают желтовато-зеленые цвета и являются типичными для так называемых Pseudomonas флуоресцентный.
Пиовердин имеет большое физиологическое значение, поскольку он действует как сидерофор. Это означает, что он может задерживать недоступное железо и растворять его в химических формах, которые могут быть использованы бактериями..
Филогения и таксономия
Pseudomonas Впервые он был описан в 1894 году Уолтером Мигула. Этимология имени означает ложное единство. В настоящее время 180 видов признаны в этой группе.
Род расположен в семействе Pseudomoneacae псевдомонального отряда. Типовой вид P. aeruginosa, который является одним из самых известных в группе.
Характеристики, используемые в принципе для описания рода, были очень общими и могли быть общими для других групп бактерий..
Впоследствии, более точные символы были использованы для определения жанра. Среди них можно отметить: содержание GC в ДНК, пигментацию и тип резервного вещества среди других.
В 70-х годах 20-го века специалист группы Норберто Паллерони совместно с другими исследователями провел исследование рибосомальной РНК. Они определили, что Pseudomonas можно разделить на пять разных групп в соответствии с гомологией рРНК.
Используя более точные молекулярные методы, было установлено, что группы II-V, созданные Palleroni, соответствуют другим группам протеобактерий. В настоящее время считается, что только группа I соответствует Psedomonas Senso Stricto.
Большинство видов в этой группе производят пиовердин. Способ биосинтеза и выделения этого пигмента может помочь дифференцировать виды друг от друга.
Группы в Pseudomonas senso stricto
На основе анализа мультилокусной последовательности было предложено Pseudomonas Он будет разделен на пять групп:
группа P. fluorescensэто очень разнообразно, и виды - сапрофиты, присутствующие в почве, воде и поверхности растений. Многие виды способствуют росту растений.
группа P. syringae: состоит в основном из видов, которые фитопатогены. Распознано более пятидесяти патоваров (штаммы бактерий с разной степенью патогенности).
группа П. Путида: виды этой группы встречаются в почве, ризосфере различных растений и в воде. Они обладают высокой способностью к разложению веществ.
группа P stutzeriэти бактерии имеют большое значение в круговороте питательных веществ и обладают высоким генетическим разнообразием.
группа P aeruginosa: эта группа представляет виды, которые занимают различные места обитания, в том числе патогенные.
Тем не менее, в более недавнем молекулярном исследовании предлагается разделить пол на тринадцать групп, состоящих из двух или более шестидесяти видов..
Самая большая группа - это P. Fluorescens, который включает типовые виды, которые широко используются в программах биоремедиации. Другой вид интереса в этой группе P. mandelii, которая растет в Антарктиде и показала свою высокую устойчивость к антибиотикам.
морфология
Бактерии прямые или слегка изогнутые, шириной 0,5-1 мкм и длиной 1,5-5 мкм. Они не способны образовывать и накапливать гранулы полигидроксибутирата в питательных средах с низким содержанием азота. Это отличает их от других аэробных бактерий.
Клеточная оболочка состоит из цитоплазматической мембраны, клеточной стенки и наружной мембраны, которая покрывает последнюю.
Клеточная стенка типична для грамотрицательных бактерий, она тонкая и состоит из пептидогликана. Цитоплазматическая мембрана отделяет цитоплазму от других компонентов клеточной оболочки. Образуется липидным бислоем.
Внешняя мембрана состоит из липида, называемого липополисахаридом, который имеет углеводородные цепи. Эта мембрана является барьером против прохождения молекул, таких как антибиотики, которые могут вызвать повреждение клетки. С другой стороны, он позволяет прохождение питательных веществ, необходимых для функционирования бактерии.
Способность внешней мембраны пропускать одни вещества, а не другие, определяется наличием поринов. Они являются структурными белками мембраны.
бичи
Жгутики рода обычно расположены в полярном положении, хотя в некоторых случаях они могут быть субполярными. В некоторых штаммах P. stutzeri и другие виды боковых жгутиков наблюдаются.
Количество жгутиков таксономически важно. Жгутик (монотрик) или несколько (мультитрико) могут присутствовать. У одного и того же вида количество жгутиков может представлять вариации.
У некоторых видов наблюдалось присутствие фимбрий (более тонкий и короткий белковый придаток, чем жгутик), что соответствует эвагинации цитоплазматической мембраны..
в P. aeruginosa Фимбрии шириной около 6 нм, убираются и действуют как рецепторы для нескольких бактериофагов (вирусов, которые заражают бактерии). Фимбрии могут способствовать адгезии бактерии к эпителиальным клеткам ее хозяина..
Жизненный цикл
Виды Pseudomonas, Как и все бактерии, они размножаются бинарным делением, типом бесполого размножения..
На первом этапе бинарного деления бактерия вступает в процесс дублирования ДНК. Они представляют одну круговую хромосому, которая начинает копироваться активностью ферментов репликации.
Реплицированные хромосомы идут к концам клетки, позже генерируется перегородка и создается новая клеточная стенка для формирования двух дочерних клеток..
По видам Pseudomonas Наблюдается несколько механизмов генетической рекомбинации. Это гарантирует возникновение генетической изменчивости в организме бесполого размножения.
Среди этих механизмов трансформация (фрагменты экзогенной ДНК могут проникать в бактерии). Другими являются трансдукция (обмен ДНК между бактериями вирусом) и конъюнкция (передача ДНК от донорской бактерии реципиенту).
плазмиды
Плазмиды - это маленькие кольцевые молекулы ДНК, которые встречаются в бактериях. Они отделены от хромосомы и реплицируются и передаются независимо.
в Pseudomonas Плазмиды выполняют различные функции, такие как факторы фертильности и устойчивости к нескольким агентам. Кроме того, некоторые из них дают возможность разлагать необычные источники углерода..
Плазмиды могут обеспечивать устойчивость к различным антибиотикам, таким как гентамицин, стрептомицин и тетрациклин, среди других. С другой стороны, некоторые из них устойчивы к различным химическим и физическим агентам, таким как, например, ультрафиолетовое излучение..
Кроме того, они могут помочь избежать действия различных бактериофагов. Кроме того, они дают устойчивость к бактериоцинам (токсинам, продуцируемым бактериями для подавления роста других подобных).
среда обитания
Виды Pseudomonas они могут развиваться в разных средах. Они были найдены как в наземных, так и в водных экосистемах..
Идеальная температура для развития рода составляет 28 ° C, но виды, подобные P. psychrophila может расти в диапазоне от -1 ° C до 45 ° C. P. thermotolerans Способен развиваться при температуре 55 ° С.
Ни один из видов рода не переносит pH менее 4,5. Они могут расти на средах, содержащих нитрат-ионы аммония в качестве источника азота. Они требуют только простого органического соединения в качестве источника углерода и энергии.
По крайней мере, девять видов Pseudomonas Растет в Антарктиде. В то время как вид P. syringae был связан с круговоротом воды в дождевой воде, снегу и облаках.
болезни
Виды Pseudomonas может вызывать различные заболевания у растений, животных и человека.
Болезни у животных и человека
В целом считается, что виды рода обладают низкой вирулентностью, поскольку они, как правило, являются сапрофитами. Они являются оппортунистическими и имеют тенденцию вызывать заболевания у пациентов с низкой устойчивостью к инфекциям. Они обычно присутствуют в мочевыводящих путях, дыхательных путях, ранах и крови.
Вид, который больше всего влияет на людей P. aeruginosa. Это оппортунистический вид, который нападает на пациентов с иммунодефицитом, которые перенесли тяжелые ожоги или проходят химиотерапию..
P. aeruginosa В основном поражает дыхательные пути. У пациентов с бронхоэктазией (дилатация бронхов) образуется большое количество мокроты и может быть смертельным.
Было доказано, что P. entomophila это патогенное Drosophila melanogaster (фруктовая муха). Он проглатывается при проглатывании и атакует эпителиальные клетки кишечника насекомого, что может привести к смерти.
P. plecoglossicida он был найден в качестве возбудителя рыбы Аю (Plecoglossus altivelis). Бактерия вызывает у рыб геморрагический асцит (скопление жидкости в брюшной полости).
Болезни у растений
Фитопатогенные виды Pseudomonas они вызывают большое разнообразие заболеваний. Они могут генерировать некротические поражения или пятна на стеблях, листьях и плодах. Они также могут вызывать жабры, гниение и сосудистые инфекции..
Группа P. syringae атакует в основном на уровне листьев. Например, в луке они могут производить пятна листьев и гниль луковицы.
В оливковом дереве (Европейская волнавид P. savastanoi Это возбудитель туберкулеза оливы, который характеризуется образованием опухолей. Эти опухоли образуются в основном в стеблях, почках и иногда в листьях, плодах и корнях. Они вызывают дефолиацию, уменьшение размеров растения и последующую гибель.
ссылки
- Married MC, Urban N, R Díaz и A Díaz (2015) Туберкулез оливкового дерева: исследование in vitro влияния различных фунгицидов на шесть штаммов Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Хаэн, Испания, 6 - 8 мая.
- Гессе С., Ф. Шульц, С. Булл, Б. Т. Шаффер, К. Ян, Н. Шапиро, А. Хасан, Н. Варгезе, Л., Эльборн И. Паульсен, Н. Кирпидес, Т. Войке и Дж. Лопер (2018) Pseudomonas spp. Микробиология окружающей среды 20: 2142-2159.
- Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S. Marshall и J Olivares-Pacheco (2018) Фенотипическая и генотипическая характеристика нового мультиантибиотически устойчивого альгинатного гиперпродуцирующего штамма Pseudomonas mandelii изолированы в Антарктиде. Polar Biol. 41: 469-480.
- Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: опасный противник Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
- Нисимори Е., К Кита-Цукамото и Х. Вакабаяси (2000) Pseudomonas plecoglossicide зр. nov., возбудитель бактериального геморрагического асцита аю, Plecoglossus altivelis. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 50: 83-89.
- Palleroni NJ and M Doudoroff (1972) Некоторые свойства и таксономические подразделения рода Pseudomonas. Annu. Преподобный Фитопатол. 10: 73-100.
- Палерони, N (2015) Pseudomonas. В: Whitman WB (редактор) Bergey's Руководство по систематике архей и бактерий. John Wiley & Sons, Inc., в сотрудничестве с Bergey's Manual Trust.