Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Rathayibacterxicus
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Актинобактерии
Класс:
Актинобактерии
Приказ:
Актиномицеты
Семья:
Микробактерии
Род:
Rathayibacter
Разновидность:
Р. токсикус
Биномиальное имя
Rathayibacterxicus

Rathayibacterxicus - фитопатогенная бактерия, известная тем, что вызывает однолетнюю токсичность райграса (ARGT), обычно встречающуюся в Южной и Западной Австралии . [1] [2]

Этимология [ править ]

Рода Rathayibacter это дань Е. Rathay, в патологоанатом растений , которые впервые изолированные штаммы рода в сочетании с суффиксом -bacter означает «стержень» на латыни. [3] вид имени, toxicus , происходит от латинского слова , означающего «яд», из - за Rathayibacter toxicus способности «s , чтобы произвести corynetoxins . [4]

Таксономия [ править ]

Rathayibacterxicus ранее был классифицирован как « Corynebacterium sp.», « Corynebacterium rathayi », « Clavibacter sp.», « Clavibacter rathayi » и « Clavibacterxicus » . » [3] [4] [5] Организм является членом семейства Microbacteriaceae. [3] [4] [5] [6] Microbacteriaceae содержит двадцать восемь других родов, хотя между родом Rathayibacter и родом Clavibacter образуется отдельная клада . [3] Роды, более близкие к Rathayibacter :Frigoribacterium , Curtobacterium и Clavibacter; в то время как род Leifsonia более отдаленно связан с Rathayibacter . [3] В роде Rathayibacter есть шесть видов, которые объединяются в микробактерии, а Rathayibacterxicus имеет самое глубокое разветвление, поскольку он меньше всего связан с другими видами. [3] [5] [7]

Открытие [ править ]

В 1956 году первые зарегистрированные случаи гибели домашнего скота из-за однолетней токсичности райграса ( Lolium rigidum ) (ARGT), который, как позже выяснилось, является результатом работы бактерии ARGT, известной теперь как Rathayibacterxicus , были обнаружены в «поясе пшеницы и овцы» в Черном Спрингс , Южная Австралия . [4] [8] В конце 1950-х годов Дж. М. Фишер идентифицировал галлообразующую нематоду ( Anguina sp.) И бактерию желтой слизи, патогены семенных головок однолетнего райграса. [9] Только в 1968 году бактерия, ответственная за ARGT, была выделена и идентифицирована как Corynebacterium.sp. авторства А. Керра, ошибочно идентифицированный как Corynebacterium rathay i позже в 1977 году. [2] [4] [8] [9]

Изоляция [ править ]

Главный исследователь и дата открытия организма известны, но первоначальный метод изоляции неясен; однако методика выделения, использованная для выполнения морфологической оценки другого штамма одного и того же организма, была проведена Бёрд и Стайнсом. [2] [8] [9] Исследователи идентифицировали интересующий организм по характерной желтой слизи, и он был извлечен из галла нематод , помещен в дистиллированную воду и помещен на уникальную среду (10 граммов сахарозы , 8 граммов гидролизат казеина , 4 грамма дрожжевого экстракта , 2 грамма KH 2 PO 4 , 0,3 грамма MgSO 4 7H 2О, 15 граммов агара и дистиллированной воды добавляли до получения 1 л). [2] Чисто желтые колонии образовались в течение 24 часов. [2]

Классификация [ править ]

Идентификация бактерии как Corynebacterium rathayi была недостаточно подтверждена, а перенос « Corynebacterium rathayi» в род Clavibacter был призван Davis et al. . в 1984 г. после того, как в слое пептидогликана клеточной стенки было обнаружено 2,4-диаминомасляная кислота (DAB). [3] [10] В 1987 году Райли с помощью иммунологических тестов обнаружил, что бактерии, связанные с ARGT, можно отличить не только от Corynebacterium rathayi, но и от других фитопатогенных коринеформ . [11]Райли, в поддержку выводов Дэвиса, также идентифицировала DAB в пептидогликановом слое бактерии ARGT посредством аминокислотного анализа, что еще раз подтвердило переклассификацию в Clavibacter как Clavibacter sp . [3] [12] Из-за различий в серологии , аллозимном анализе, чувствительности к бактериофагам , векторной адгезии и биохимическим свойствам, которые отличали новый Clavibacter sp . связанные с ARGT от других представителей этого рода, Riley и Ophel (1992) предложили Clavibacterxicus в качестве нового вида. [3] [5]В 1993 г. Згурская и др. предложил новый род, « Rathayibacter , » и желательно реклассификации « Clavibacter зр . ”Ассоциирована с ARGT в этот род на основе различий в составе менахинона , морфологических и физиологических характеристиках, родстве ДНК-ДНК, хемотаксономии , серологии, паттернах аллозимов / белков и последовательностях гена 16S рРНК . [3] [5] В 1998 году Clavibacterxicus был реклассифицирован как Rathayibacterxicus Сасаки и его коллегами. [3] [5]

Морфология [ править ]

Rathayibacter toxicus является грамположительных , облигатные аэробы с нерегулярной морфологией стержня, как правило , от 0,5 до 0,7 мкм в диаметре от ~ 1,1 до 2,0 мкм, и концы, которые тупые и округлые. [3] Он имеет капсулу вокруг клетки толщиной 0,08-0,2 мкм, что позволяет микроорганизму выживать в жарких и засушливых условиях летом или в отсутствие растения-хозяина. [3] [4] Он не производит спор и не проявляет подвижности . [3] Клеточная стенка R.xicus характеризуется присутствием L-изомера DAB. [3] [5]

Геномика [ править ]

4 штаммов Rathayibacter toxicus (WAC3373, 70137, DSM 7488, FH142) имели свои геном полностью секвенированы , собраны , аннотированные , и опубликованы. [6] Р. toxicus Было обнаружено , что имеют одну круговую хромосому со средним размером генома 2.325 Megabases и средним содержанием GC 61,5%. [6] [13] Штамм WAC3373 служит эталонным организмом с размером генома 2,35 МБ, содержанием GC 61,5%, 2165 полными генами, 2069 генами, кодирующими белок, 54 генами полных РНК (45 тРНК , 6 рРНК , 3 других РНК). ) и 42псевдогены . [6]

Последовательность [ править ]

Сехлер и его команда описали свой метод, используемый для секвенирования 2 штаммов Rathayibacterxicus (FH-79 и FH-232), где они создали библиотеку ДНК для обоих штаммов, используя секвенатор 454 Junior. [13] Предшествующая информация о картированных кодирующих генах была получена с помощью Prokaryotic Genome Annotation Pipeline (PGAP), в то время как аннотации ДНК для конкретных образцов были синтезированы с использованием программного обеспечения HMMer , OriFinder, TBLASTN , Pfam , TIGRFam , TnpPred, Alien_Hunter и antiSMASH . [13] Функциональный туникамицин.Был идентифицирован кластер генов, состоящий из 14 генов, составляющих 2 отдельные транскрипционные единицы. [13] Феннесси и его коллеги обнаружили более 300 уникальных белков, которые не повторяются в общем списке идентифицированных белков; и обнаружил, что 16% служили вторичными метаболитами, возможно, приобретенными посредством горизонтального переноса генов, и было обнаружено, что они способствуют патогенности. [14]

KEGG Pathways [ править ]

В соответствии с Киотским Энциклопедия генов и геномов ( KEGG ), Rathayibacter toxicus штамма WAC3373 способен выполнять гликолиз , цикл лимонной кислоты (ТСА) , аргинин биосинтез, аминокислоты метаболизма, метаболизма углеводов, а также различные бактериальные репарации ДНК механизмы. [15]

Метаболизм [ править ]

Rathayibacterxicus - хемоорганотроф , использующий кислород в качестве конечного акцептора электронов . [3] Используя пробирки со средой C, содержащие различные источники углерода, каждая 0,5% веса на объемную концентрацию, отмечая рост и выработку кислоты в течение 4 недель, было определено, что R.xicus использует галактозу , маннозу и ксилозу в качестве источников углерода, образующих кислотные побочные продукты. [3] [4] Производство кислот из углеводов происходит окислительно и слабо. [3]

Физиология [ править ]

Rathayibacterxicus является мезофильным с оптимальным ростом при 26 ℃ и отсутствием роста при 37 ℃. [3] [4] Это было определено путем исследования роста бактерий на посевном 523M агаре, инкубированном при 26 ℃ и 37 ± 0,5 ℃ через 3, 7 и 14 дней. [3] [4] Организм хорошо отреагировал на агар 523M, CB-агар, R-агар и другие основные среды, содержащие дрожжевой экстракт, пептон и глюкозу, при выращивании при pH 7. [3] R.xicus требует 0,1% дрожжевого экстракта. для роста. [3] [4] Культуры, выращенные в среде YSB, с концентрацией NaCl от 0 до 10% веса на объем., наблюдаемые через 3, 7 и 14 дней, показали, что R.xicus способен выдерживать максимум 1% концентрации NaCl. [3] [4] время генерации из Р. toxicus составляет приблизительно 18 часов в 523M бульоне при температуре 25 ℃ на основе оптической плотности измерений с помощью спектрофотометра . [4] Морфология колоний на агаре 523M выпуклая, гладкая, слизистая с желтой, розово-оранжевой или розовой пигментацией. [3] [4]

Диапазон хостов [ править ]

Anguina sp. (семенные галловые нематоды) являются естественными переносчиками возбудителя. [1] Известно, что этот организм заражает только цветочные части видов Poaceae , вездесущего семейства трав в Австралии и некоторых частях Южной Африки . [1] Лолиум ригидум (однолетний райграс) обычно заражается R.xicus с ноября по март. [12] Другие виды трав, такие как Agrostis avenacea (однолетняя ветвистая трава), Ehrharta longiflora (однолетняя вельдтграсс) и Polypogon monspeliensis.(однолетняя борода) также были восприимчивы к инфицированию галлами нематод, несущими R.xicus . [12]

Экология патогенов [ править ]

Для лучшего понимания присутствия Rathayibacterxicus использовали метод типирования мультилокусных последовательностей с шестью генами (MLST) и межпростых повторов последовательностей (ISSR) . [1]

Первоначально ISSR использовались для отслеживания экологического распределения южно-турецкого родственника вида Clavibacter michiganensis . [1] ISSR R.xicus были амплифицированы и 10 праймеров синтезированы с помощью ПЦР . [1] Продукты ПЦР анализировали с использованием агарозных гелей, и программа SimQual идентифицировала и обозначила значения сходства Жаккара для 94 локусов ISSR изолятов R.xicus . [1] Коэффициенты Жаккара, служащие значениями генетического сходства, были использованы для создания древовидной диаграммы из UPGMA . [1]

Анализируемые гены MLST, участвующие в устойчивости к антибиотикам , репликации хромосом и биосинтетических путях , служили для различения различных местоположений изолятов R.xicus . [1] Geneious программное обеспечение, Primer3 люкс, и весь геном Р. toxicus позволило для создания ПЦР - праймеров R16sF1 и R16sR1 для амплификации 1110 п.о. фрагмента гена 16S рДНК. [1] Затем изоляты R.xicus были различимы по гомологии последовательности гена 16S рРНК . [1]

Созданные маркеры ISSR вместе с результатами MLST подтвердили наличие трех различных популяций Rathayibacterxicus , RT-I, RT-II и RT-III. [1] Популяции RT-I и RT-II обычно встречаются в Южной Австралии; тогда как популяция RT-III встречается в некоторых частях Западной Австралии. [1] Был сделан вывод, что состав генов внутри каждого типа вида коррелирует с экологией организма . [1]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Rathayibacterxicus , переносимый паразитической нематодой Anguina funesta , заразен однолетним райграсом и является основной причиной токсичности однолетнего райграса (ARGT). [4] ARGT является неврологическим расстройством , вызванное Р. toxicus 'секреции летального гликолипидов токсина (структурно подобным туникамицин) в зараженных животных. [1] [8] Токсин вызывает судороги и / или развитие необычной походки, что обычно заканчивается смертью крупного рогатого скота и овец, пасущихся на зараженных растениях. [16] [17]Многие другие организмы проявили уязвимость, включая лошадей, свиней и «других лабораторных животных», при этом уровень смертности овец составляет 90%, а смерть наступает в течение 24 часов после отравления. [8] ARGT вызывал серьезную озабоченность в Западной и Южной Австралии в течение последних 50 лет, но симптомы были обнаружены в таких далеких регионах, как Южная Африка, где они были связаны со смертью пастбищ чистокровных лошадей. [1] [16] [18] Хотя патоген требует передачи через механический переносчик ( Anguina funesta ), Rathayibacterxicus показал способность прикрепляться к другим видам Anguina и заражать различные растения (например, однолетнюю бородачу,полевица , овес и канарейка крылатая ), как упоминалось выше. [1] [18] Внедрение R.xicus в другие регионы является актуальной проблемой из-за экономических затрат, связанных с потерей скота, обработкой пастбищ, а также проверками и обслуживанием скота. [8] [17]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Ариф, Мохаммад; Бусот, Гретель Ю.; Манн, Рэйчел; Родони, Брендан; Лю, Саньчжэнь; Стек, Джеймс П. (2016-05-24). «Появление новой популяции Rathayibacterxicus: экологически сложная, географически изолированная бактерия» . PLOS ONE . 11 (5): e0156182. DOI : 10.1371 / journal.pone.0156182 . ISSN  1932-6203 . PMC  4878776 . PMID  27219107 .
  2. ^ a b c d e Птица, Алан Ф. (1977). "Морфология паразитов Corynebacterium sp. На однолетней траве ржи". Фитопатология . 77 (7): 828. DOI : 10,1094 / фито-67-828 .
  3. ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р Q R сек т у V ш х Goodfellow, Майкл (2012). Тип XXVI. Актинобактерии фил. ноя В Руководстве по систематической бактериологии Берджи, 2-е изд., Т. 5 (Актинобактерии) .
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n Riley, Ian T .; Офел, Кэти М. (1992). «Clavibacterxicus sp. Nov., Бактерия, ответственная за ежегодную токсичность для райграсса в Австралии» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 42 (1): 64–68. DOI : 10.1099 / 00207713-42-1-64 .
  5. ^ Б с д е е г Евтушенко, л; Такеучи, М. Бактерии: семейство микробактерий. Прокариоты: Справочник по биологии бактерий, 3-е изд., Т. 3 (Археи. Бактерии: Firmicutes, Actinomycetes) .
  6. ^ a b c d таксономия. «Браузер таксономии» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 16 апреля 2018 .
  7. ^ Парк, Jungwook; Ли, Пхен Ан; Ли, Хён-Хи; Чой, Кихёк; Ли, Сон-Ву; Со, Ён Су (2017). «Сравнительный анализ генома Rathayibacter tritici NCPPB 1953 со штаммами Rathayibacterxicus может облегчить исследования механизмов ассоциации нематод и инфекции хозяина» . Журнал патологии растений . 33 (4): 370–381. DOI : 10.5423 / ppj.oa.01.2017.0017 . PMC 5538441 . PMID 28811754 .  
  8. ^ Б с д е е Маккей, AC; Офел, К.М. (1993-09-01). «Токсигенные ассоциации Clavibacter / Anguina, заражающие посевы травы». Ежегодный обзор фитопатологии . 31 (1): 151–167. DOI : 10.1146 / annurev.py.31.090193.001055 . ISSN 0066-4286 . PMID 18643766 .  
  9. ^ a b c ЦЕНА, шт; ФИШЕР, JM; КЕРР, А. (1979-04-01). «Ежегодная токсичность райграса: паразитирование Lolium rigidum нематодой, образующей семенной желчник (Anguina sp.)». Летопись прикладной биологии . 91 (3): 359–369. DOI : 10.1111 / j.1744-7348.1979.tb06513.x . ISSN 1744-7348 . 
  10. ^ Дэвис, Майкл Дж .; Гилласпи, А. Грейвс; Видавер, Энн К .; Харрис, Рассел В. (1984). Clavibacter: новый род, содержащий некоторые фитопатогенные коринеформные бактерии, включая Clavibacter xyli subsp. Xyli sp. Nov., Subsp. Nov. И Clavibacter xyli subsp. Cynodontis subsp. Nov., Патогены, вызывающие бородавчатую сахарную болезнь и стогонную болезнь Ratoon. † " . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 34 (2): 107–117. DOI : 10.1099 / 00207713-34-2-107 .
  11. Перейти ↑ Riley, Ian T. (1987). «Серологические отношения между штаммами коринеформных бактерий, ответственных за ежегодную токсичность риграсса, и другими растительно-патогенными коринебактериями» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 37 (2): 153–159. DOI : 10.1099 / 00207713-37-2-153 .
  12. ^ a b c «Ежегодные шатания Райграсса - Токсикология - Ветеринарное руководство Мерк» . Ветеринарное руководство Мерк . Проверено 16 апреля 2018 .
  13. ^ a b c d Sechler, Aaron J .; Tancos, Matthew A .; Шнайдер, Дэвид Дж .; King, Jonas G .; Феннесси, Кристин М .; Шредер, Бренда К .; Мюррей, Тимоти Д .; Блеск, Дуглас Дж .; Шнайдер, Уильям Л. (2017-08-10). «Последовательность всего генома двух штаммов Rathayibacterxicus выявляет биосинтетический кластер туникамицина, подобный Streptomyces chartreusis» . PLOS ONE . 12 (8): e0183005. DOI : 10.1371 / journal.pone.0183005 . ISSN 1932-6203 . PMC 5552033 . PMID 28796837 .   
  14. ^ Феннесси, Кристин М .; МакМахон, Майкл Б .; Sechler, Aaron J .; Кайзер, Жаклин; Гарретт, Уэсли М .; Tancos, Matthew A .; Блеск, Дуглас Дж .; Роджерс, Элизабет Э .; Шнайдер, Уильям Л. (2018-02-01). «Частичный протеом грамположительной бактерии, продуцирующей коринетоксин, Rathayibacterxicus» . Протеомика . 18 (3-4): 1700350. DOI : 10.1002 / pmic.201700350 . ISSN 1615-9861 . PMID 29327412 .  
  15. ^ "KEGG GENOME: Rathayibacter Toxicus WAC3373" . КЕГГ .
  16. ^ a b Grewar, JD; Аллен, Дж. Г.; Гатри, AJ (декабрь 2009 г.). «Ежегодная токсичность райграса у чистокровных лошадей в Церере в провинции Западный Кейп, Южная Африка» . Журнал Южноафриканской ветеринарной ассоциации . 80 (4): 220–223. DOI : 10,4102 / jsava.v80i4.211 . ISSN 1019-9128 . PMID 20458861 .  
  17. ^ a b Мюррей, Тимоти Д .; Шредер, Бренда К .; Шнайдер, Уильям Л .; Блеск, Дуглас Дж .; Сехлер, Аарон; Роджерс, Элизабет Э .; Субботин, Сергей А. (июль 2017 г.). «Rathayibacterxicus, другие виды Rathayibacter, вызывающие бактериальный ожог трав и возможность отравления скотом» . Фитопатология . 107 (7): 804–815. DOI : 10,1094 / Фито-02-17-0047-RVW . ISSN 0031-949X . PMID 28414631 .  
  18. ^ а б Джонстон, MS; Сазерленд, СС; Константин, CC; Хэмпсон, ди-джей (октябрь 1996 г.). «Генетический анализ Clavibacterxicus, возбудителя токсичности райграса однолетнего» . Эпидемиология и инфекция . 117 (2): 393–400. DOI : 10.1017 / s0950268800001588 . ISSN 0950-2688 . PMC 2271705 . PMID 8870638 .