Variovorax paradoxus
| Variovorax paradoxus | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | Bakteria |
| Gromada: | pseudomonadota |
| Klasa: | betaproteobakterie |
| Zamówienie: | Burkholderiales |
| Rodzina: | Comamonadaceae |
| Rodzaj: | Variovorax |
| Gatunek: |
V. paradoks
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Variovorax paradoxus |
|
| Typ szczep | |
| 13-0-1D, ATCC 17713, BCRC 17070, CCM 4467, CCRC 17070, CCUG 1777, CIP 103459, DSM 30034, DSM 66, IAM 12373, IAM 13535, ICPB 3985, I FO 15149, JCM 20526 , JCM 20895, KACC 10222, KCTC 1007, KCTC 12459, LGM 1797t1, LMG 11797 t1, LMG 1797, NBRC 15149, NCIB 11964, NCIMB 11964, VKM B-1329 | |
Variovorax paradoxus to Gram-ujemna beta proteobakteria z rodzaju Variovorax . Szczepy V. paradoxus można podzielić na dwie grupy, utleniacze wodoru i szczepy heterotroficzne, z których oba są tlenowe. Nazwa rodzaju Vario-vorax (różnorodny-żarłoczny; pożerający różnorodne substraty) i nazwa gatunku para-doxus (przeciwna opinia) odzwierciedla zarówno dychotomię metabolizmu V. paradoxus , jak i jego zdolność do wykorzystywania szerokiej gamy związków organicznych .
Morfologia i fizjologia
V. paradoxus mają kształt zakrzywionych pręcików, o wymiarach 0,3-0,6 x 0,7-3,0 μm i zwykle występują jako pojedyncze lub pary komórek. Zazwyczaj komórki mają 1-3 peritrichous, zdegenerowane wici. Kolonie V. paradoxus mają kolor żółto-zielony z powodu produkcji barwników karotenoidowych i często mają opalizujący połysk. Kształt kolonii jest zwykle wypukły, okrągły i gładki, ale może również wykazywać płaskie, faliste brzegi. V. paradoxus rośnie optymalnie w temperaturze 30°C w większości pożywek, w tym M9-glukozy. Na agarze odżywczym i agarze M9-glukoza kolonie rosną do kilku milimetrów w ciągu 24–48 godzin.
Pantotenian jest charakterystycznym źródłem węgla wykorzystywanym przez V. paradoxus; to właśnie użycie tego jedynego źródła węgla doprowadziło do wyizolowania pierwszego znanego szczepu V. paradoxus . Polihydroksyalkaniany (PHA), w tym poli-3-hydroksymaślan (3-PHB), są magazynowane wewnątrzkomórkowo przez komórki V. paradoxus , gdy występuje dużo węgla i inne czynniki ograniczają wzrost
Sekwencje genomu
Zsekwencjonowano genomy czterech szczepów V. paradoxus , S110, EPS, B4 i TBEA6. S110 został wyizolowany z wnętrza rośliny ziemniaka i został zidentyfikowany jako degradator AHL. Ten szczep ma dwa chromosomy (5,63 i 1,13 Mb), zawartość G+C 67,4% i przewidywaną liczbę 6279 otwartych ramek odczytu (ORF). EPS wyizolowano z ryzosfery słonecznika ( Helianthus annuus ) i początkowo badano jego ruchliwość. Ma jeden chromosom (6,65 Mb), zawartość G + C 66,48% i zidentyfikowano łącznie 6008 genów. Genomy B4 i TBEA6 zostały zsekwencjonowane ze szczególnym uwzględnieniem zdolności szczepów do degradacji odpowiednio kwasu merkaptobursztynianowego i 3,3-tiodipropionowego.
Występowanie
Występujący wszechobecnie V. paradoxus został wyizolowany z różnorodnych środowisk, w tym z gleby, ryzosfery wielu gatunków roślin, wody pitnej, wód gruntowych, słodkowodnych wycieków żelaza, osadów żelazomanganu w systemach jaskiń węglanowych, osadów głębinowych, urobku z kopalni srebra, woda drenażowa z kopalni złota i arsenopirytu, wycieki z opon gumowych i śnieg powierzchniowy. W szczególności V. paradoxus występuje obficie w wielu środowiskach zanieczyszczonych albo opornymi związkami organicznymi, albo metalami ciężkimi. V. paradoks jest również powszechnie spotykany w zbiorowiskach ryzosfer roślinnych i jest znaną bakterią promującą wzrost roślin (PGPB). To właśnie z tych dwóch typów środowisk V. paradoxus był badany najszerzej.
Rola w środowisku
V. paradoxus umożliwiają mu rozkładanie szerokiej gamy opornych zanieczyszczeń organicznych, w tym 2,4-dinitrotoluenu, alifatycznych poliwęglanów i polichlorowanych bifenyli. Zarówno jego zdolności kataboliczne, jak i anaboliczne zostały zasugerowane do zastosowań biotechnologicznych, takich jak neutralizacja lub rozkład zanieczyszczeń w zanieczyszczonych miejscach.
Rola V. paradoxus w ryzosferze korzeni roślin i otaczającej glebie została zbadana u kilku gatunków roślin, z udziałem mechanizmów sprzyjających wzrostowi, w tym zmniejszania stresu roślin, zwiększania dostępności składników odżywczych i hamowania wzrostu patogenów roślin; wiele z tych mechanizmów odnosi się do zdolności katabolicznych gatunku. , że w ryzosferze roślin grochu ( Pisum sativum ) V. paradoxus zwiększa zarówno wzrost, jak i plony, rozkładając cząsteczkę prekursora etylenu, 1-aminocyklopropano-1-karboksylan (ACC), przy użyciu wydzielanej deaminazy ACC. Szczepy V. paradoxus zidentyfikowano również, które mogą degradować laktony N-acylo-homoseryny (AHL), mikrobiologiczne cząsteczki sygnałowe zaangażowane w wykrywanie kworum. Postawiono hipotezę, że ta zdolność może zapewnić roślinie żywicielskiej ochronę przed infekcją patogenną, z wpływem wygaszania kworum na zmniejszenie zjadliwości obecnych szczepów patogennych.
V. paradoxus bierze udział w obiegu wielu pierwiastków nieorganicznych, w tym arsenu, siarki, manganu i pierwiastków ziem rzadkich w różnych środowiskach glebowych, słodkowodnych i geologicznych. Uważa się , że w przypadku arsenu V. paradoxus utlenia As (III) do As (V) jako mechanizm detoksykacji. V. paradoks został znaleziony w wielu środowiskach skalistych, w tym w jaskiniach węglanowych, urobku kopalnianym i osadach głębinowych, ale rola tego organizmu w tych środowiskach jest w dużej mierze niezbadana. Gatunek jest również tolerancyjny na dużą liczbę metali ciężkich, w tym kadm, chrom, kobalt, miedź, ołów, rtęć, nikiel, srebro, cynk w stężeniach mM. Mimo to bardzo niewiele wiadomo na temat adaptacji fizjologicznych, których V. paradoxus używa do wspierania tej tolerancji. Zsekwencjonowany genom endofitycznego szczepu V. paradoxus S110 dostarcza pewnych wskazówek na temat tolerancji organizmu na metale, identyfikując kluczowe mechanizmy molekularne w przetwarzaniu metali, takie jak kompleks reduktazy arsenu ArsRBC, ATPazy typu P1 transportujące metale i chemiosmotyczny system wypływu antyportera podobny do CzcCBA z Cupriavidus metallidurans . Gatunki Cupriavidus , w tym C. metallidurans , są dobrze scharakteryzowane w dziedzinie interakcji drobnoustrojów z metalami i znajdują się w tym samym rzędzie (Burkholderiales) co V. paradoxus . Zarówno gatunek C. necator, jak i C. metallidurans (kiedy nie wyodrębniono ich jako odrębnych gatunków) pierwotnie sklasyfikowano w rodzajach Alcaligenes wraz z V. paradoxus ( Alcaligenes eutrophus i Alicaligenes paradoxus ). Ten związek z innymi gatunkami odpornymi na metale ciężkie może pomóc częściowo wyjaśnić ewolucyjną historię tolerancji metali przez V. paradoxus .
Ruchliwość i tworzenie biofilmu
Wykazano, że szczep EPS V. paradoxus jest zdolny do ruchliwości roju i tworzenia biofilmu . Jamieson i in. wykazać, że zmiana źródeł węgla i azotu dostarczanych w agarze z rojem powoduje zróżnicowanie zarówno wielkości, jak i morfologii kolonii roju. Badania mutagenezy wykazały, że zdolność V. paradoxus do roju jest w dużej mierze zależna od genu zaangażowanego w produkcję środka powierzchniowo czynnego, składnika pilusów typu IV i dwuskładnikowego systemu ShkRS . Gęste biofilmy V. paradoxus można hodować w pożywce M9 ze źródłami węgla, w tym d-sorbitolem, glukozą, kwasem jabłkowym, mannitolem oraz sacharozą i kazaminokwasami. Postawiono hipotezę, że produkcja egzopolisacharydu jest czynnikiem kontrolującym tworzenie biofilmu. V. paradoxus przybierają morfologię plastra miodu, co zidentyfikowano w wielu innych gatunkach bakterii tworzących biofilm.