Род Lysobacter принадлежит к семейству Xanthomonadaceae в составе Gammaproteobacteria и включает в себя не менее 46 названных видов, в том числе: Lysobacterenermogenes, L. antibioticus, L. gummosus, L. brunescens, L. defluvii, L. niabensis, L. niastensis, L. daejeonensis, L. yangpyeongensis, L. koreensis, L. concretionis , L. spongiicola и L. capsici . [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Lysobacter spp. изначально были сгруппированы с миксобактериямипотому что они разделяли отличительную черту скользящей подвижности, но они уникально демонстрируют ряд черт, которые отличают их от других таксономически и экологически связанных микробов, включая высокое содержание G + C в геноме (обычно от 65 до 72%) и отсутствие жгутиков . [2] [9] Сама по себе характеристика скользящей подвижности вызвала интерес многих, поскольку роль планирующих бактерий в экологии почвы еще недостаточно изучена. Кроме того, хотя был предложен ряд различных механизмов скольжения подвижности среди широкого круга видов бактерий [10], генетический механизм у Lysobacter остается неизвестным. Члены Lysobacterгруппа приобрела широкий интерес к производству внеклеточных ферментов. [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] » Группа также считается богатым источником для производства новых антибиотиков, таких как β-лактамы, содержащие замещенные боковые цепи, макроциклические лактамы и макроциклические пептидные или депсипептидные антибиотики, такие как катанозины . [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] »
Лизобактер | |
---|---|
Прикрепление штамма C3 Lysobacterenermogenes к гифам гриба Magnaporthe oryzae (также известное как рисовая пыльца и серая пятнистость на листьях дерна) | |
Научная классификация | |
Домен: | |
Тип: | |
Класс: | |
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | Лизобактер |
Среда обитания
Lysobacter spp. были описаны как вездесущие обитатели почвы и воды. [2] Их присутствие в значительной степени игнорировалось, поскольку члены часто являются второстепенными компонентами при отборе проб при использовании обычных процедур изоляции. Однако из-за усовершенствованных молекулярных методов идентификации и лучшего описания рода их сельскохозяйственная значимость становится все более очевидной, особенно в качестве членов экологически значимых микробных сообществ, связанных с почвой и растениями. [4] [9] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] Последние данные свидетельствуют о том, что Lysobacter spp. могут занимать широкий спектр экологических ниш, помимо тех, которые связаны с растениями, включая широкий спектр «экстремальных» сред. Например, филогенетический анализ 16S рДНК показывает клады Lysobacter, которые включают последовательности, полученные из гидротермальных источников , изоляты из Mt. Грязевые потоки Пинатубо и анаэробные иловые реакторы с восходящим потоком, а также микроаэрофильный литотроф, окисляющий железо . [1] [4] [9] [43]
Было обнаружено, что Lysobacter gummosus живет на коже красной саламандры и производит 2,4-диацетилфлороглюцин , химическое вещество, которое подавляет рост некоторых патогенных грибов. [44]
Биологический контроль
Потенциал видов Lysobacter в качестве агентов биологической борьбы с болезнями растений был признан недавно. [9] [43] Среди штаммов L.enermogenes , C3 является наиболее подробно охарактеризованным как на молекулярном, так и на биологическом уровнях. Экологическая универсальность штамма отражается в спектре болезней, которые он способен контролировать, а также в различных растениях-хозяевах и частях растений, которые он способен колонизировать. Так , например, L. enzymogenes штамм С3 (ошибочно идентифицирована как Stenotrophomonas maltophilia ) сообщается для контроля листвы заболеваний , таких как пятнистость листьев таллового типчака , вызванным Bipolaris sorokiniana , [45] фасоль ржавчины , вызванное Uromyces appendiculatus [46] и Fusarium колосом пшеницы. [47] L. enzymogenes штамма С3 также сообщался , для подавления заболеваний soilborne, таких как коричневый патч в Turfgrass , вызванный Rhizoctonia solani , [48] рассада болезни Pythium выпревание из сахарной свеклы [49] и летняя болезни заплаты из мятлика вызвано поражающим корни Magnaporthe poae . [50] Lysobacter sp. Было обнаружено, что SB-K88 подавляет болезнь демпфирования у сахарной свеклы и шпината за счет антибиотиков и характерной колонизации корней перпендикулярно. Islam et al. (2005).
Болезненные почвы
Виды Lysobacter также были выделены из почв, подавляющих Rhizoctonia solani . [51] Глинистые почвы с естественной подавляющей способностью к Rhizoctonia содержали большее количество изолятов-антагонистов L. gummosus , L. antibioticus и / или L. capsici . Хотя механизм этого явления еще не изучен, оказалось, что выращивание травы / клевера увеличивало количество этих видов Lysobacter , а также подавляло Rhizoctonia .
Механизмы антагонизма
Первоначально охарактеризованный как средство биологической борьбы с болезнями растений, штамм L.enermogenes C3 уникален тем, что выражает широкий спектр механизмов, способствующих микробному антагонизму и биологическому контролю, которые не присущи всем штаммам этого вида. Штамм продуцирует множество внеклеточных ферментов, которые способствуют биоконтролирующей активности, включая множественные формы β-1,3-глюканаз и хитиназ. [19] [52] Также было продемонстрировано, что этот штамм вызывает системную резистентность у некоторых растений, защищая их от инфекции патогенами. [53] [54] Кроме того, недавние исследования показали важную роль вторичных метаболитов с антибиотической активностью и биологической поверхностно-активной активностью в антагонизме грибов. [50] Некоторые из этих признаков глобально контролируются регулятором, кодируемым геном clp . [49] [50] Мутации в clp интересны по двум причинам. Во-первых, мутантный фенотип подразумевает, что в секретируемые противомикробные препараты, связанные с регулятороном clp , вовлечен широкий спектр генов , многие из которых остаются неидентифицированными. Во-вторых, мутации в clp приводят к значительной потере активности внеклеточных ферментов и антимикробной активности, проявляемой штаммом С3 L.enermogenes . Эти активности обычно фенотипически подавляющие и часто приводят к маскировке других фенотипов в стандартных анализах, что затрудняет или почти делает невозможным оценку мутационных эффектов неродственных генов. Однако штаммы, несущие мутации гена clp , предоставляют средства для отделения регулируемых clp фенотипов от других (таких как описанные ниже), что делает возможной их оценку. Биологический контроль и способы подавления болезни с помощью Lysobacter spp. был просмотрен Ислам 2011 .
Лизобактер генетика
Штамм L.enermogenes C3 - это генетически поддающийся трактовке штамм, позволяющий легко создавать нокауты генов, поддерживая его использование в качестве модельной генетической системы для раскрытия молекулярных основ патогенности , а также выявления механизмов микробного антагонизма и биологического контроля. Действительно, уже сконструирован ряд производных штаммов штамма С3 L.enermogenes , включая мутанты, затронутые структурными генами, кодирующими активность фермента, регуляторный ген clp и их различные комбинации. [19] [49]
Разновидность
Род насчитывает 46 известных видов (июль 2018 г.): [55] [56]
- Lysobacter aestuarii [57]
- Lysobacter agri [57]
- Lysobacter antibioticus
- Lysobacter arseniciresistens [57]
- Lysobacter brunescens
- Lysobacter burgurensis
- Lysobacter capsici
- Lysobacter caeni [57]
- Lysobacter cavernae [57]
- Lysobacter concretionis
- Lysobacter daejeonensis
- Lysobacter defluvii
- Lysobacter dokdonensis
- Лизобактер энзимогены
- Lysobacter erysipheiresistens [57]
- Lysobacter firmicutimachus [57]
- Lysobacter fragariae [57]
- Lysobacter ginsengisoli [57]
- Lysobacter gummosus
- Lysobacter hankyongensis [57]
- Lysobacter humi [57]
- Lysobacter koreensis
- Lysobacter korlensis
- Lysobacter lycopersici [57]
- Lysobacter maris [57]
- Lysobacter mobilis [57]
- Lysobacter niabensis
- Lysobacter niastensis
- Lysobacter novalis [57]
- Lysobacter olei [57]
- Lysobacter oligotrophicus [57]
- Lysobacter oryzae
- Lysobacter panacisoli [57]
- Lysobacter panaciterrae
- Lysobacter rhizophilus [57]
- Lysobacter rhizosphaerae [57]
- Lysobacter ruishenii
- Lysobacter sediminicola [57]
- Lysobacter silvestris [57]
- Lysobacter solanacearum [57]
- Lysobacter soli
- Lysobacter spongiicola
- Lysobacter terrae [57]
- Lysobacter terricola [57]
- Lysobacter thermophilus [57]
- Lysobacter толеранс [57]
- Lysobacter ximonensis
- Lysobacter xinjiangensis
- Lysobacter yangpyeongensis
Рекомендации
- ^ a b Bae, HS, WT Im и ST Lee. 2005. Lysobacter concretionis sp. nov., выделенные из анаэробных гранул в реакторе с восходящим потоком анаэробного осадка. Int J Syst Evol Microbiol 55: 1155–61.
- ^ a b c Кристенсен П. и Ф. Кук. 1978. Lysobacter , новый род неплодоносящих скользящих бактерий с высоким соотношением оснований. Международный журнал систематической бактериологии 28: 367–393.
- ↑ Lee, JW, WT Im, MK Kim и DC Yang. 2006. Lysobacter koreensis sp. nov., выделенный из женьшеневого поля. Int J Syst Evol Microbiol 56: 231-5.
- ^ a b c Weon, HY, BY Kim, YK Baek, SH Yoo, SW Kwon, E. Stackebrandt и SJ Go. 2006. Два новых вида, Lysobacter daejeonensis sp. ноя и Lysobacter yangpyeongensis sp. nov., выделенный из тепличных почв Кореи. Int J Syst Evol Microbiol 56: 947-51.
- ^ Weon, ГИ, Ким, М. К. Ким, SH Yoo, SW Kwon, SJ Go, и Е. Stackebrandt. 2007. Lysobacter niabensis sp. ноя и Lysobacter niastensis sp. nov., выделенный из тепличных почв Кореи. Int J Syst Evol Microbiol 57: 548-51.
- ^ Ясин, AF, W.-M. Чен, Х. Хупфер, К. Зиринг, Р.М. Кроппенштедт, А.Б. Арун, В.-А. Лай, Ф.-Т. Шен, П.Д. Рекха и К.С. Янг. 2007. Lysobacter defluvii sp. nov., изолированное от твердых бытовых отходов. Int J Syst Evol Microbiol 57: 1131–1136.
- ↑ Романенко, Л.А., Учино, М., Танака, Н., Фролова, Г.М., Михайлов, В.В., 2008. Lysobacter spongiicola sp. nov., выделенный из глубоководной губки. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии 58, 370–374.
- ^ Парк, JH, Ким, Р. Аслам, З., Чжон, CO, Chung, YR, 2008. Lysobacter capsici зр. nov., с антимикробной активностью, выделенный из ризосферы перца, и исправленное описание рода Lysobacter. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии 58, 387–392.
- ^ a b c d Салливан, Р.Ф., М.А. Холтман, Дж. Дж. Зилстра, Дж. Ф. Уайт и Д. Я. Кобаяши. 2003. Таксономическое позиционирование двух агентов биологической борьбы с болезнями растений как Lysobacter Enhancemogenes на основе филогенетического анализа 16S рДНК, состава жирных кислот и фенотипических характеристик. Журнал прикладной микробиологии 94: 1079–1086.
- ^ Макбрайд, MJ 2001. Бактериальная подвижность скольжения: множественные механизмы движения клеток по поверхностям. Ежегодный обзор микробиологии 55: 49–75.
- ^ Ахмед, К., С. Чохнан, Х. Охаши, Т. Хирата, Т. Масаки и Ф. Сакияма. 2003. Очистка, бактериолитическая активность и специфичность β-литической протеазы из Lysobacter sp. ИБ-9374. Журнал биологии и биоинженерии 95: 27–34.
- ^ Allpress, JD, Г. Гора, и PC Гоулэнд. 2002. Получение, очистка и характеристика внеклеточной кератиназы из Lysobacter NCIMB 9497. Lett Appl Microbiol 34: 337-42.
- ^ Аи, С., К. Рой и Р. фон Tigerstrom. 1991. Нуклеотидная последовательность и характеристика гена, секретируемого щелочной фосфатазой из ферментогенов Lysobacter . J Bacteriol 173: 4551-7.
- ^ Чохнан, С., Дж. Нонака, К. Терамото, К. Танигучи, Ю. Камеда, Х. Тамура, Ю. Курусу, С. Нориока, Т. Масаки и Ф. Сакияма. 2002.Штамм Lysobacter с высоким уровнем продукции лизилэндопептидазы. FEMS Microbiol Lett 213: 13–20.
- ^ Chohnan, С. К. Шираки, К. Ёкота, М. Ohshima, Н. Куроива, К. Ахмед, Т. Масаки, и Ф. Сакияма. 2004. Вторая лизин-специфическая сериновая протеаза из Lysobacter sp. штамм IB-9374. J Bacteriol 186: 5093-100.
- ^ Эпштейн, DM, и PC Wensink. 1988. Ген α-литической протеазы ферментативных генов Lysobacter . Нуклеотидная последовательность предсказывает большой препропептид с гомологией с пропептидами других химотрипсиноподобных ферментов. J. Biol Chem. 263: 16586-90.
- ↑ Огура, Дж., А. Тойода, Т. Куросава, А.Л. Чонг, С. Чохнан и Т. Масаки. 2006. Очистка, характеристика и генный анализ целлюлазы (Cel8A) из Lysobacter sp. ИБ-9374. Biosci Biotechnol Biochem 70: 2420-8.
- ^ Паламбо, JD, РФ Sullivan, и DY Кобаяши. 2003. Молекулярная характеристика и экспрессия в Escherichia coli трех генов β-1,3-глюканазы изштамма N4-7 ферментов Lysobacter . J. Bacteriol. 185: 4362–4370.
- ^ a b c Палумбо, JD, GY Yuen, CC Jochum, K. Tatum и DY Kobayashi. 2005. Мутагенез генов β-1,3-глюканазы в штамме Lysobacterenermogenes C3 приводит к снижению биологической контрольной активности в отношении пятнистости листьев Bipolaris овсяницы высокорослой и подавления Pythium сахарной свеклы. Фитопатология 95: 701–707.
- ^ фон Тигерстром, Р.Г. 1980. Внеклеточные нуклеазы Lysobacter fermogenes : производство ферментов, очистка и характеристика эндонуклеазы. Может J Microbiol 26: 1029–37.
- ^ von Tigerstrom, RG 1984. Производство двух фосфатаз ферментогенами Lysobacter, а также очистка и характеристика внеклеточного фермента. Appl Environ Microbiol 47: 693-8.
- ^ фон Тайгерстрем, Р.Г. и С. Стельмашук. 1987. Сравнение фосфатаз ферментов Lysobacter сфосфатазамиродственных бактерий. J Gen Microbiol 133: 3121-7.
- ^ Райт, Д.С., Л.Д. Грэм и П.А. Дженнингс. 1998. Клонированиегена энзимогена Lysobacter , который кодирует аргинилэндопептидазу (эндопротеиназа Arg-C). Biochim Biophys Acta 1443: 369-74.
- ↑ Боннер, Д. П., Дж. О'Салливан, С. К. Танака, Дж. М. Кларк и Р. Р. Уитни. 1988. Лизобактин, новое антибактериальное средство, производимое Lysobacter sp. II. Биологические свойства. J Antibiot (Токио) 41: 1745–51.
- ^ Харада, С., С. Цуботани, Х. Оно и Х. Окадзаки. 1984. Цефабацины, новые цефемные антибиотики бактериального происхождения. II. Изоляция и характеристика. Журнал Антибиотик (Токио) 37: 1536–45.
- ^ Hashizume, Х. С. Хаттори, М. Игараши, и Y. Акамацу. 2004. Трипропептин E, новый антибиотик группы трипропептина, производимый Lysobacter sp. БМК333-48Ф3. Дж. Антибиотик (Токио) 57: 394-9.
- ^ Hashizume, Х. С. Hirosawa, Р. Савва, Ю. Мураока, Д. Икеда, Х. Naganawa, и М. Игараши. 2004. Трипропептины, новые противомикробные препараты, производимые Lysobacter sp. Журнал Антибиотик (Токио) 57: 52-8.
- ^ Hashizume, Н. М. Игараши, С. Хаттори, М. Хори, М. Hamada и Т. Такеучи. 2001. Трипропептины, новые противомикробные препараты, производимые Lysobacter sp. I. Таксономия, изоляция и биологическая активность. Журнал Антибиотик (Токио) 54: 1054-9.
- ↑ Като, А., С. Накая, Н. Кокубо, Ю. Айба, Ю. Охаши, Х. Хирата, К. Фуджи и К. Харада. 1998. Новый комплекс антибиотиков против MRSA, WAP-8294A. I. Таксономия, изоляция и биологическая активность. Дж. Антибиотик (Токио) 51: 929-35.
- ^ Кимура, Х., М. Идзава и Ю. Сумино. 1996. Молекулярный анализ кластера генов, участвующих в биосинтезе цефалоспоринов из Lysobacter lactamgenus YK90. Прикладная микробиология и биотехнология 44: 589–596.
- ^ Мейерс, Э., Р. Купер, Л. Дин, Дж. Х. Джонсон, Д. С. Слюсарчик, WH Трехо и П. Д. Сингх. 1985. Катакандины, новые противокандидозные антибиотики бактериального происхождения. Журнал Antibiot (Токио) 38: 1642-8.
- ^ Накаяма, Т. Ю. Хомма, Ю. Hashidoko, Дж Мицутани и С. Тахара. 1999. Возможная роль ксантобакцинов, продуцируемыхштаммом Stenotrophomonas sp SB-K88, в подавлении болезни усыхания сахарной свеклы. Прикладная и экологическая микробиология 65: 4334–4339.
- ^ О'Салливан, Дж., Дж. Э. Маккалоу, А. А. Тимяк, Д. Р. Кирш, WH Трехо и П. А. Принсипи. 1988. Лизобактин, новое антибактериальное средство, производимое Lysobacter sp. I. Таксономия, изоляция и частичная характеристика. Журнал Антибиотик (Токио) 41: 1740-4.
- ↑ Оно, Х., Ю. Нодзаки, Н. Катаяма и Х. Окадзаки. 1984. Цефабацины, новые цефемные антибиотики бактериального происхождения. I. Открытие и систематизация организмов-продуцентов и ферментации. Журнал Антибиотик (Токио) 37: 1528–35.
- ^ Panthee, S; Хамамото, H; Паудель, А; Секимидзу, К. (ноябрь 2016 г.). «Виды Lysobacter: потенциальный источник новых антибиотиков». Архив микробиологии . 198 (9): 839–45. DOI : 10.1007 / s00203-016-1278-5 . PMID 27541998 .
- ^ Folman, LB, J. Postma и JA Van Veen. 2001. Экофизиологическая характеристика ризосферных бактериальных сообществ в различных местах расположения корней и стадиях развития растений огурца, выращенного на минеральной вате. Микробная экология 42: 586–597.
- ^ Ислам, МТ, Ю. Hashidoko, А. Deora, Т. Ито и С. Тахара. 2005. Подавление болезни гашения у растений-хозяев с помощью бактерии ризопланы Lysobacter sp. Процедить SB-K88 Связан колонизации растений и антибиоз против soilborne Peronosporomycetes . Прил. Environ. Microbiol. 71: 3786–3796.
- ↑ Lee, MS, JO Do, MS Park, S. Jung, KH Lee, KS Bae, SJ Park и SB Kim. 2006. Доминирование Lysobacter sp. в ризосфере двух прибрежных видов растений песчаных дюн, Calystegia soldanella и Elymus mollis . Антони Ван Левенгук 90: 19–27.
- ^ Людерс, Т. Р. Kindler, А. Miltner, МВт Friedrich, и М. Kaestner. 2006. Идентификация бактериальных хищников, явно активных в пищевой сети почвенных микробов. Прил. Environ. Microbiol. 72: 5342–5348.
- ↑ Nour, SM, JR Lawrence, H. Zhu, GDW Swerhone, M. Welsh, TW Welacky и E. Topp. 2003. Бактерии, ассоциированные с цистами нематоды соевых бобов ( Heterodera glycines ). Прикладная и экологическая микробиология 69: 607–615.
- ^ Roesti, Д. К. Ineichen, О. Braissant, Д. Redecker, А. Wiemken и М. Aragno. 2005. Бактерии, ассоциированные со спорами арбускулярных микоризных грибов Glomus geosporum и Glomus constrictum . Appl Environ Microbiol 71: 6673-9.
- ^ Шмаленбергер, А., и CC Tebbe. 2003. Бактериальное разнообразие в ризосферах кукурузы: выводы об использовании генетических профилей, основанных на ПЦР-амплифицированных генах частичных малых субъединиц рРНК в экологических исследованиях. Молекулярная экология 12: 251–261.
- ^ a b Фолман, LB, J. Postma, и JA van Veen. 2003. Характеристика ферментогенеза Lysobacter (Christensen and Cook 1978) штамма 3.1T8, мощного антагониста грибковых заболеваний огурца. Микробиологические исследования 158: 107–115.
- ^ Брукер RM, Baylor CM, Walters RL, Лауэр А, Харрис Р., Minbiole KPC. 2008. Идентификация 2,4-диацетилфлороглюцина как противогрибкового метаболита, продуцируемого кожными бактериями саламандры Plethodon cinereus. Журнал химической экологии 34 (1): 39–43.
- ↑ Zhang, Z., and GY Yuen. 1999. Биологический контроль Bipolaris sorakiniana на овсянице высокорослой с помощьюштамма С3 Stenotrophomonas maltophilia . Фитопатология 89: 817–822.
- ↑ Yuen, GY, JR Steadman, DT Lindgren, D. Schaff и C. Jochum. 2001. Биологическая борьба с ржавчиной фасоли с помощью бактериальных агентов. Защита посевов 20: 395–402.
- ^ Jochum, CC, LE Osborne и GY Юэн. 2006. Биологический контроль фузариоза с помощью ферментов Lysobacter . Биологический контроль 39: 336–344.
- ^ Гислер, LJ и GY Юэн. 1998. Оценкаштамма Stenotrophomonas maltophilia C3 для биоконтроля болезни коричневых пятен. Защита посевов 17: 509–513.
- ^ a b c Кобаяши, Д.Ю., Р.М. Риди, Д.Д. Палумбо, Ж.-М. Чжоу и Г.Ю. Юэнь. 2005. Гомолог гена clp , принадлежащий к семейству генов crp , в глобальном масштабе регулирует продукцию литических ферментов, антимикробную активность и активность биологического контроля, выраженную штаммом Lysobacter fermogenes C3. Прил. Environ. Microbiol. 71: 261–269.
- ^ a b c Кобаяши, Д. Ю. и Г. Ю. Юэнь. 2005. Роль факторов, регулируемых clp, в антагонизме против Magnaporthe poae и биологическом контроле болезни летних пятен у мятлика Кентукки с помощью Lysobacter fermogenes C3. Может J Microbiol 51: 719-23.
- ^ Postma, J., Шильдер, MT, Bloem, J., Van Leeuwen-Haagsma, WK, suppressiveness 2008. Почвы и функциональное разнообразие микрофлоры почвы в органических системах земледелия. Биология и биохимия почвы 40, 2394–2406.
- ↑ Zhang, Z., GY Yuen, G. Sarath и AR Penheiter. 2001. Хитиназы из агента биологической борьбы с болезнями растений, Stenotrophomonas maltophilia C3. Фитопатология 91: 204–211.
- ^ Кылыч-Ekici, О., и GY Юэн. 2004. Сравнение штаммов ферментов Lysobacter и PGPR для индукции устойчивости к Bipolaris sorokiniana у овсяницы высокой. Биологический контроль 30: 446–455.
- ^ Кылыч-Ekici, О., и GY Юэн. 2003. Индуцированная резистентность как механизм биологического контроля со стороны штамма Lysobacter fermogenes C3. Фитопатология 93: 1103–1110.
- ^ Имя ван Lysobacter в DSMZ
- ^ Lysobacter korlensis sp. ноя и Lysobacter burgurensis sp. nov., изолированное от почвы . Дверь Лэй Чжан и др. (2011, Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии)
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р а Q R сек т у V ш х у г аа Партэ, АК «Лизобактер» . LPSN .