Xenorhabdus - это род подвижных грамотрицательных бактерий из семейства Morganellaceae. Известно, что все виды этого рода живут в симбиозе только с почвенными энтомопатогенными нематодами из рода Steinernema . [2]
Xenorhabdus | |
---|---|
Научная классификация | |
Королевство: | |
Тип: | |
Класс: | |
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | Xenorhabdus Томас и Пойнар, 1979 г. |
Разновидность | |
Xenorhabdus beddingii |
Хотя свободноживущие формы Xenorhabdus никогда не выделялись вне хозяина нематоды, польза для бактерий до сих пор неизвестна. Однако было продемонстрировано, что нематода не может прижиться в своем насекомом-хозяине без бактерий. [3]
Трехстороннее взаимодействие Xenorhabdus-нематода-насекомое представляет собой модельную систему, в которой как мутуалистические, так и патогенные процессы могут быть изучены у одного вида бактерий. В лабораторных условиях некоторые виды вирулентны непосредственно вводятся насекомому-хозяину, тогда как другим видам нематода необходима для проникновения в насекомое. [3]
Жизненный цикл
- У нематод, не инфицированных почвой, обитающих в почве, Xenorhabdus spp. переносятся в специализированной области кишечника , называемой сосудом.
- На третьей стадии развития инфекционная молодь (IJs) проникает в гемоцель восприимчивых насекомых-хозяев.
- Бактерии выделяются в гемоцеле насекомых, где они преодолевают защитные системы насекомых и производят многочисленные факторы вирулентности, такие как гемолизин и цитотоксин. Они участвуют в подавлении иммунитета насекомых и убийстве хозяина.
- Бактерии быстро размножаются в трупе насекомых и продуцируют различные противомикробные соединения, подавляющие рост антагонистических микроорганизмов. Xenorhabdus spp . также секретируют множество экзоферментов, которые стимулируют макромолекулярную деградацию, продукты которых, вместе с самими бактериями, как полагают, обеспечивают питательную основу для роста и размножения нематод .
- Когда количество нематод становится высоким и количество питательных веществ в трупе насекомых становится ограниченным, потомство нематод повторно ассоциируется с бактериями и дифференцируется в колонизированные, непищевые IJ, которые появляются в почве для кормления новых хозяев.
Xenorhabdus, как и бактерии Photorhabdus, имеет поразительную особенность фазовой изменчивости. Варианты фазы I участвуют в симбиотических отношениях с энтомопатогенными нематодами и изолированы от нематод, не питающихся инфекцией, и полостей тела насекомых, убитых этими нематодами. Роль фазы II в симбиозе еще не определена, поскольку в лабораторных условиях она связана только с энтомопатогенными нематодами. [4] [5]
Филогения
Биологическая борьба с вредителями
Мутуалистическая ассоциация между Xenorhabdus и Steinernema представляет собой комплекс насекомых, действующих против большого числа насекомых-вредителей. Действительно, комплекс используется для биологической борьбы с вредителями и очень эффективен против таких насекомых, как Spodoptera exigua (Lepidoptera), Cydia pomonella (Lepidoptera), Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera), семейство Tipulidae (Diptera). Эти бактерии обитают в кишечнике азиатского кукурузного мотылька , мотылька-вредителя кукурузы в Восточной Азии , и убивают его в течение 48 часов.
Xenorhabdus nematophila является наиболее широко используемым видом в биологической борьбе вместе со Steinernema carpocapsae и S. feltiae .
Патогенность комплекса «видоспецифична», что означает, что комплекс может быть активен только против определенного ряда насекомых.
Ассоциация Steinernema-Xenorhabdus в настоящее время продается как агент по биоконтролю частным компаниям, таким как Biobest, SUMI AGRO и Biosafe.
Перспективы
Исследование, проведенное Furgani G. & Al [6], предполагает, что антибиотические соединения, производимые Xenorhabdus для защиты трупа насекомых от других бактерий, могут быть использованы для борьбы с маститом, вызванным бактериями. Действительно, X. budapestensis , X. szentirmaii и X. nematophila оказались эффективными против патогенов, таких как Staphylococcus aureus и Escherichia coli .
Рекомендации
На момент редактирования в этой статье используется контент из книги «Энтомопатогенные бактериальные эндосимбионты Xenorhabdus и Photorhabdus: конвергентные образы жизни из расходящихся геномов» , которая лицензирована таким образом, чтобы разрешить повторное использование в соответствии с непортированной лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 , но не под GFDL . Все соответствующие условия должны быть соблюдены.
- ^ a b Kämpfer, P; Тобиас, штат Нью-Джерси; Кэ, LP; Боде, HB; Глэзер, ИП (май 2017 г.). «Xenorhabdus thuongxuanensis sp. Nov. И Xenorhabdus eapokensis sp. Nov., Изолированные от видов Steinernema» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 67 (5): 1107–1114. DOI : 10.1099 / ijsem.0.001770 . PMID 28056225 .
- ^ Джон М. Чэстон; Гаррет Суен; Сара Л. Такер; Аарон В. Андерсен; Арчна Бхасин; Эдна Боде; Хельге Б. Боде; Александр О. Брахманн; и другие. (2011-11-18). "Энтомопатогенные бактериальные эндосимбионты Xenorhabdus и Photorhabdus: конвергентные образы жизни из расходящихся геномов" . PLOS ONE . 6 (11): e27909. Bibcode : 2011PLoSO ... 627909C . DOI : 10.1371 / journal.pone.0027909 . PMC 3220699 . PMID 22125637 .
- ^ а б Gaudriault S., Ogier JC; Pagès S .; Bisch G .; Chiapello H .; Médigue C .; Rouy Z .; Teyssier C .; Винсент С .; Tailliez P .; Гиводан А. (25.07.2014). «Ослабленная вирулентность и геномная редуктивная эволюция у энтомопатогенных бактериальных видов симбионтов, Xenorhabdus poinarii» . Геномная биология и эволюция . 6 (6): 1495–1513. DOI : 10.1093 / GbE / evu119 . PMC 4079199 . PMID 24904010 .
- ^ Кайя, Х. К; Гоглер Р. 1993. Энтомопатогенные нематоды. Ежегодный обзор энтомологии, 38: 181-206.
- ^ Пил, Маргарет; Альфредсон, Дэвид; Джеррард, Джон; Дэвис, Дженнифер; Робсон, Дженнифер; Макдугалл, Родни; Скалли, Барри; Ахерст, Раймонд (1999). «Выделение, идентификация и молекулярная характеристика штаммов Photorhabdus luminescens от инфицированных людей в Австралии» . Журнал клинической микробиологии . 37 (11): 3647–3653. DOI : 10.1128 / JCM.37.11.3647-3653.1999 . PMC 85716 . PMID 10523568 .
- ^ Wolf SL, Furgani G .; Böszörményi E .; Fodor A .; Máthé-Fodor A .; Forst S .; Hogan JS; Катона З .; Klein MG; Stackebrandt E .; Szentirmai A .; Sztaricskai F. (2007-08-25). «Антибиотики Xenorhabdus: сравнительный анализ и потенциальная полезность для борьбы с мастизом, вызываемым бактериями». Журнал прикладной микробиологии . 104 (2008): 745–758. DOI : 10.1111 / j.1365-2672.2007.03613.x . PMID 17976177 . S2CID 20497283 .
Библиография
- Гудрич-Блэр Х. и Кларк Диджей (2007). Мутуализм и патогенез в Xenorhabdus и Photorhabdus: две дороги к одному месту назначения. Молекулярная микробиология (2007) 64 (2), 260-268. DOI: 10.1111 / j.1365-2958.2007.05671.x
- Сикард М. и Эл (2004). Когда мутуалисты являются патогенами: экспериментальное исследование симбиоза Steinernema (энтомопатогенные нематоды) и Xenorhabdus (бактерии). Геномная биология и эволюция 17 (2004) 985-993. DOI: 10.1111 / j.1420-9101.2004.00748.x
- Пилар Ф. и Ал (2006). Филогенетические отношения бактерий с особым упором на эндосимбионтов и кишечных видов. Прокариоты, стр. 41–59.
Внешние ссылки
- Xenorhabdus, Список видов
- Нематоды как средства биологической борьбы с насекомыми
- Домашняя страница паразитических нематод