Pseudomonas'i omadused, fenogenees ja taksonoomia, morfoloogia, elutsükkel



Pseudomonas on perekond Pseudomonaceae perekonda kuuluv bakter. Nende mikroorganismide esimese kirjelduse tegi Saksa mükoloog Walter Migula 1894.

Neid baktereid iseloomustab aeroobne ja gramnegatiivne. Neil on sirge bacilluse kuju või teatud kumerus. Nad on mobiilsed monotoonse flagella (ühe lipu) või multitricose (mitu flagella) olemasolu tõttu. Flagellum kipub olema polaarses asendis.

Enamik perekonna liike on positiivne oksüdaas ja katalaas. Teine huvigrupi tunnustamise tunnus on GC sisaldus DNA-s, mis ulatub 58-72% -ni.

Pseudomonas ei tekita resistentsusstruktuure, nagu eosed. Nad ei esita kapslit, mis ümbritseb seina või selle pikenemisi ja tsütoplasma (prosteca), mis esineb teistes bakterirühmades.

Uuring Pseudomonas Seda on käsitlenud peamiselt Argentina mikrobioloog Norberto Palleroni. See uurija tegi ettepaneku eraldada perekond rRNA homoloogia põhjal viiest rühmast.

Praegu tunnustatakse kolmeteistkümnes erinevas rühmas 180 erinevat liiki. Mõned neist rühmadest on tunnustatud piestriini tuntud fluorestseeruva pigmendi tootmisel.

Indeks

  • 1 Üldised omadused
    • 1.1 Jaotus
    • 1.2 Temperatuur
    • 1.3 Haigused
    • 1.4 Rakendused
    • 1.5 Värvimine ja hingamine
    • 1.6 Identifitseerimine
  • 2 Pigmendid
  • 3 Filogeenia ja taksonoomia
  • 4 gruppi Pseudomonas senso stricto
  • 5 Morfoloogia
    • 5.1 Flagella
  • 6 Elutsükkel
    • 6.1 Plasmiidid
  • 7 Elupaik
  • 8 Haigused
    • 8.1 Loomade ja inimeste haigused
  • 9 Taimede haigused
  • 10 Viited

Üldised omadused

Jaotus

Tänu suurele võimele kasvada erinevates keskkondades, on perekonnal üldine ökoloogiline ja geograafiline jaotus. Neid on leitud maa- ja veekeskkondades. Nad on kemotroofsed ja neid on agaril kergesti kasvatatav toitainekultuuris.

Temperatuur

Ideaalne temperatuurivahemik on vahemikus 25 kuni 30 ° C. Siiski on leitud, et liigid kasvavad alla nulli ja teiste temperatuuride üle 50 ° C.

Haigused

Liigi hulka kuuluvate liikide hulgas on mõned, mis põhjustavad loomade ja inimeste haigusi. Samuti on paljud liigid patogeensed taimed, mis põhjustavad nn pehme mädaniku.

Rakendused

Teised liigid võivad olla väga kasulikud, kuna on tõestatud, et need stimuleerivad taimede kasvu ja neid võib kasutada väetisena. Samuti võivad nad lagundada ksenobiootilisi ühendeid (mis ei ole elusorganismide koostis)..

Mõned ksenobiootikumid, mis võivad lagundada, hõlmavad aromaatseid süsivesinikke, kloraate ja nitraate. Need omadused muudavad mõned liigid väga kasulikuks bioremediatsiooniprogrammides.

Värvimine ja hingamine

Liigi liik Pseudomonas Need on gramnegatiivsed. Need on peamiselt aeroobsed, nii et hapnik on hingamisel lõplik elektronide retseptor.

Mõned liigid võivad kasutada nitraate alternatiivsete elektronide aktseptoritena anaeroobsetes tingimustes. Sel juhul vähendavad bakterid nitraate molekulaarseks lämmastikuks.

Identifitseerimine

Kõik. \ T Pseudomonas Nad on katalaas-positiivsed. See on ensüüm, mis lagundab vesinikperoksiidi hapnikuks ja veeks. Enamik aeroobseid baktereid toodab seda ensüümi.

Rühmas on positiivseid ja negatiivseid oksüdaasiliike. Selle ensüümi olemasolu peetakse kasulikuks gramnegatiivsete bakterite identifitseerimiseks.

Enamik liike kogub glükoospolüsahhariidi reservainena. Mõnedel rühmadel võib siiski olla polühüdroksübutüraat (PHB), mis on süsiniku assimilatsiooni polümeertoode.

Pigmendid

Erinevad liigid Pseudomonas toota pigmente, mida peetakse taksonoomiliselt olulisteks.

Nende hulgas on mitmesugused fenasiinid. Sellist tüüpi kõige tavalisem on sinine pioatsiini pigment. Leitakse, et see pigmend aitab suurendada P. aeruginosa tsüstilise fibroosiga patsientide kopsude koloniseerimine.

Teised fenasiinid võivad anda rohelisi või oranžseid pigmente, mis on väga kasulikud mõnede perekonna liikide identifitseerimiseks.

Teine pigment iseloomustab mõningaid Pseudomonas See on pioverdin. Need annavad kollakasrohelist värvi ja on nn Pseudomonas fluorestseeruv.

Pioverdinil on suur füsioloogiline tähtsus, kuna see toimib siderofoorina. See tähendab, et see võib jääda kättesaamatu raua lõksu ja lahustuda keemilistes vormides, mida bakterid kasutavad.

Filogeenia ja taksonoomia

Pseudomonas Esmakordselt kirjeldati seda 1894. aastal Walter Migula poolt. Nime etümoloogia tähendab valet ühtsust. Praegu on selles rühmas tunnustatud 180 liiki.

Perekond asub Pseudomoneacae perekonnas pseudomonaalses järjekorras. Liigi tüüp on P. aeruginosa, mis on üks tuntumaid rühmas.

Põhimõtteliselt kasutatud perekonna kirjeldamiseks kasutatavad omadused olid väga üldised ja neid võivad jagada teised bakterirühmad.

Seejärel kasutati žanri määratlemiseks täpsemaid märke. Neist võib märkida: GC sisaldus DNA-s, pigmentatsioon ja varuainete tüüp muu hulgas.

20. sajandi 70-ndatel aastatel viis rühma spetsialist Norberto Palleroni koos teiste teadlastega läbi ribosomaalse RNA uuringu. Need määrasid selle Pseudomonas võib rRNA homoloogia alusel jagada viieks erinevaks rühmaks.

Täpsemaid molekulaarseid meetodeid kasutades määrati kindlaks, et Palleroni poolt loodud rühmad II-V vastasid teistele Proteobakterite rühmadele. Praegu leitakse, et ainult I rühm vastab Psedomonas senso stricto.

Enamik selle rühma liike toodab pioverdiini. Selle pigmendi biosünteesimise ja eritumise viis võib aidata liigi üksteisest eristada.

Rühmad sisse Pseudomonas senso stricto

Mitmekesise järjestuse analüüsi põhjal on välja pakutud Pseudomonas See jaguneks viide rühma:

Grupp P. fluorescens: see on väga mitmekesine ja liigid on saprofüüdid, mis esinevad pinnases, vees ja taimede pinnal. Paljud liigid soodustavad taimede kasvu.

Grupp P. syringae: koosneb peamiselt liikidest, mis on fütopatogeenid. Tuvastatakse rohkem kui viiskümmend patovara (erinevate patogeensusega bakterite tüved).

Grupp P. putida: selle rühma liigid on mullas, erinevate taimede risosfääris ja vees. Neil on ainete kõrge lagunemisvõime.

Grupp P stutzeri: need bakterid on toitainetsüklis väga tähtsad ja omavad suurt geneetilist mitmekesisust.

Grupp P aeruginosa: see rühm esitab liike, mis asuvad eri elupaikades, sealhulgas inimese patogeenides.

Hiljutises molekulaarses uuringus tehakse siiski ettepanek, et sugu jaguneks kolmeteistkümneks rühmaks, mis koosnevad kahest kuni enam kui kuuskümmend liiki..

Suurim rühm on P. fluorescens, mis hõlmab bioremediatsiooniprogrammides laialdaselt kasutatavat liiki. Teine huvigrupp on selles rühmas P. mandelii, kasvab Antarktikas ja on osutunud väga resistentseks antibiootikumide suhtes.

Morfoloogia

Batsillid on sirged kuni kergelt kumerad, 0,5–1 μm laiused ja 1,5–5 μm pikkused. Nad ei suuda moodustada ja koguda polühüdroksübutüraadi graanuleid madala lämmastiku kultuurisöötmes. See eristab neid teistest aeroobsetest bakteritest.

Rakuline ümbris koosneb tsütoplasma membraanist, rakuseinast ja selle välisküljest.

Rakusein on tüüpiline gramnegatiivsetele bakteritele, mis on õhukesed ja koosnevad peptidoglükaanist. Tsütoplasma membraan eraldab tsütoplasma raku ümbrise teistest komponentidest. See on moodustatud lipiidse kahekihilise kihina.

Välismembraan koosneb lipiidist, mida nimetatakse lipopolüsahhariidiks ja millel on süsivesinike ahelad. See membraan on takistus molekulide, näiteks antibiootikumide, mis võivad kahjustada rakku, läbimise vastu. Teisest küljest võimaldab see bakteri toimimiseks vajalike toitainete läbipääsu.

Välismembraani võimet läbida mõningaid aineid ja mitte teisi, annab poriinide olemasolu. Need on membraani struktuursed valgud.

Flagella

Perekonna lipud asuvad üldiselt polaarses asendis, kuigi mõnel juhul võib see olla polaarses asendis. Mõningates tüvedes  P. stutzeri ja teisi liikide külgsuuniseid täheldatakse.

Flagellade arv on taksonoomiliselt oluline. Võib esineda lipukese (monotraalne) või mitu (multitrico). Sama liigi puhul võib lippude arv olla erinev.

Mõnedes liikides on täheldatud fimbriate (peenem ja lühem valgu lisand kui lipulaat) olemasolu, mis vastab tsütoplasma membraani evaginatsioonidele..

Sisse  P. aeruginosa Fimbriad on umbes 6 nm laiused, on sissetõmmatavad ja toimivad mitmete bakteriofaagide (baktereid nakatavate viiruste) retseptoritena. Fimbriad võivad aidata kaasa bakteri haardumisele selle peremehe epiteelirakkudega.

Elutsükkel

Liigi liik Pseudomonas, Nagu kõik bakterid, paljunevad nad binaarse lõhustumise teel, mis on teatud tüüpi ebatavaline paljunemine.

Binaarse lõhustumise esimeses faasis siseneb bakter DNA dubleerimisprotsessi. Need kujutavad endast ühte ümmargust kromosoomi, mis hakkab kopeerima replikatsiooni ensüümide aktiivsusega.

Replikeeritud kromosoomid liiguvad raku otstesse, hiljem luuakse vahesein ja luuakse uus rakusein, et moodustada kaks tütarrakku.

Liigi liikides. \ T Pseudomonas On täheldatud mitmeid geneetilise rekombinatsiooni mehhanisme. See tagab geneetilise varieeruvuse esinemise ebatavalise paljunemise organismides.

Nende mehhanismide hulgas on muundumine (eksogeense DNA fragmendid võivad sattuda bakteritesse). Teised on transduktsioon (DNA vahetamine bakterite vahel viirusega) ja ühendamine (DNA ülekandmine doonorbakterist retsipiendile).

Plasmiidid

Plasmiidid on väikesed ümmargused DNA molekulid, mis esinevad bakterites. Need eraldatakse kromosoomist ja paljundatakse ning edastatakse iseseisvalt.

Sisse Pseudomonas plasmiidid täidavad erinevaid funktsioone, nagu viljakuse faktorid ja resistentsus mitme aine suhtes. Lisaks sellele on mõned võimelised hajutama ebatavalisi süsinikuallikaid.

Plasmiidid võivad muu hulgas pakkuda resistentsust erinevate antibiootikumide, näiteks gentamütsiini, streptomütsiini ja tetratsükliini suhtes. Teisest küljest on mõned resistentsed erinevate keemiliste ja füüsikaliste mõjurite suhtes, nagu näiteks ultraviolettkiirgus.

Samuti võivad nad aidata vältida erinevate bakteriofaagide toimet. Samuti annavad nad resistentsuse bakterioksiinide vastu (bakterite poolt toodetud toksiinid teiste sarnaste kasvude pärssimiseks).

Elupaik

Liigi liik Pseudomonas nad võivad areneda erinevates keskkondades. Neid on leitud nii maismaa- kui ka veeökosüsteemides.

Perekonna arenguks on ideaalne temperatuur 28 ° C, kuid sellised liigid nagu P. psychrophila võib kasvada vahemikus -1 ° C kuni 45 ° C. P. thermotolerans See on võimeline arenema temperatuuril 55 ° C.

Ükski perekonna liik ei talu pH-d alla 4,5. Nad võivad kasvada lämmastikuallikana nitraat-ammooniumioone sisaldavas keskkonnas. Nad vajavad süsiniku ja energia allikana vaid lihtsat orgaanilist ühendit.

Vähemalt üheksa liiki. \ T Pseudomonas kasvab Antarktikas. Kuigi liik P. syringae on seotud veetsükliga vihmavees, lumes ja pilvedes.

Haigused

Liigi liigid | Pseudomonas võib põhjustada erinevaid haigusi taimedes, loomades ja inimestes.

Loomade ja inimeste haigused

Üldiselt leitakse, et perekonna liigid on madala virulentsusega, kuna nad kipuvad olema saprofüüdid. Need on oportunistlikud ja kipuvad põhjustama haigusi patsientidel, kellel on madal infektsioonirisk. Tavaliselt esinevad need kuseteedes, hingamisteedes, haavades ja veres.

Inimesi kõige enam mõjutavad liigid P. aeruginosa. See on oportunistlik liik, mis ründab immunosupresseeritud patsiente, kes on kannatanud tõsiste põletuste või keemiaravi all..

P. aeruginosa See ründab peamiselt hingamisteid. Bronhektaasiga patsientidel (bronhide laienemine) tekib suur hulk röga ja see võib olla surmav.

Seda on tõestatud P. entomophila see on patogeenne Drosophila melanogaster (viljapuu). Allaneelamisel allaneelatakse ja ründatakse putukate soole epiteelirakke, mis võivad põhjustada surma.

P. plecoglossicida see on leitud kala patogeenina (Plecoglossus altivelis). Bakter põhjustab kalades hemorraagilisi astsiite (vedeliku kogunemine kõhukelmeõõnde).

Haigused taimedes

Fütopatogeensed liigid Pseudomonas nad põhjustavad väga erinevaid haigusi. Need võivad tekitada nekrootilisi kahjustusi või plekke varrele, lehtedele ja viljadele. Samuti võivad need tekitada küüniseid, paisumist ja vaskulaarseid infektsioone.

Rühm P. syringae rünnakud peamiselt lehtede tasandil. Näiteks võivad sibulad toota lehtede laigud ja sibula mädanemist.

Oliivipuus (Euroopa laineliik P. savastanoi See on oliivtuberkuloosi põhjustaja, mida iseloomustab kasvajate teke. Need kasvajad moodustuvad peamiselt varred, pungad ja mõnikord lehed, puuviljad ja juured. Nad põhjustavad defoliatsiooni, taime suuruse vähenemist ja hilisemat surma.

 Viited

  1. Abielus MC, Urban N, R Díaz ja A Díaz (2015) Oliivipuude tuberkuloos: erinevate fungitsiidide toime in vitro uuring kuuele tüvele Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Hispaania, 6. – 8. Mai.
  2. Hesse C, F Schulz, C Bull, BT Shaffer, Q Yan, N Shapiro, A Hassan, N Varghese, L, Elbourne I Paulsen, N Kyrpides, T Woyke ja J Loper (2018) Genoomil põhinev evolutsiooniline ajalugu Pseudomonas spp. Enviromental Microbiology 20: 2142-2159.
  3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall ja J Olivares-Pacheco (2018) Fenotüüpiline ja genotüübiline uudse multiantibiotikumi suhtes resistentne, alginaadi hüperproduktiivne tüvi Pseudomonas mandelii eraldatud Antarktikas. Polar Biol., 41, pp.
  4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: ohtlik vastane Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
  5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto ja H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicide sp. nov., ayu bakteriaalsete hemorraagiliste astsiitide põhjustaja, Plecoglossus altivelis. Rahvusvaheline ajakirjas süstemaatiline ja evolutsiooniline mikrobioloogia. 50: 83-89.
  6. Palleroni NJ ja M Doudoroff (1972) Mõned perekonna mõned omadused ja taksonoomilised alljaotused Pseudomonas. Annu. Phytopathol. 10: 73-100.
  7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. In: Whitman WB (toimetaja) Bergey arheoloogia ja bakterite süstemaatika käsiraamat. John Wiley & Sons, Inc., koos Bergey's Manual Trustiga.