stringtranslate.com

Ацидобактериота

Acidobacteriota — тип грамотрицательных бактерий . _ Его представители физиологически разнообразны и повсеместно распространены, особенно в почвах, но недостаточно представлены в культуре. [4] [5] [6]

Описание

Представители этого типа физиологически разнообразны и могут быть найдены в самых разных средах, включая почву, разлагающуюся древесину, [7] горячие источники , океаны, пещеры и загрязненные металлами почвы. [8] Члены этого типа особенно многочисленны в почвенных средах обитания и составляют до 52% от общего бактериального сообщества. [9] Было замечено, что факторы окружающей среды, такие как pH и питательные вещества, влияют на динамику ацидобактерий. [10] [11] [12] Многие ацидобактерии являются ацидофильными , включая первого описанного члена этого типа, Acidobacterium capsulatum . [13]

Многое неизвестно об ацидобактериях как по их форме, так и по функциям. Таким образом, это развивающаяся область микробиологии. Частично эту неопределенность можно объяснить трудностями, с которыми эти бактерии выращиваются в лаборатории. Недавно были достигнуты успехи в размножении с использованием низких концентраций питательных веществ в сочетании с большими количествами CO 2 , [10] , однако прогресс все еще довольно медленный. Эти новые методы позволили зарегистрировать виды только примерно в 30% подразделений. [10]

Кроме того, многие из секвенированных образцов не имеют таксономических названий, поскольку они еще не полностью охарактеризованы. Эта область исследований является очень актуальной темой, и ожидается, что научное понимание будет расти и меняться по мере появления новой информации.

Другими известными видами являются Holophaga foetida , [14] Geothrix Fermentans , [15] Acanthopleuribacter pedis [16] и Bryobacter aggregatus . [17] Поскольку они были обнаружены совсем недавно и подавляющее большинство из них не были культивированы, экология и метаболизм этих бактерий недостаточно изучены. [5] Однако эти бактерии могут вносить важный вклад в экосистемы , поскольку они особенно распространены в почвах . [18] Члены подразделений 1, 4 и 6 оказываются особенно многочисленными в почвах. [19]

Помимо естественной почвенной среды обитания, неклассифицированные ацидобактерии подраздела 2 также были идентифицированы как загрязнители реагентов наборов для экстракции ДНК, что может привести к их ошибочному появлению в микробиоте или наборах метагеномных данных. [20]

Было обнаружено, что представители подразделения 1 доминируют в условиях низкого pH. [21] [10] Кроме того, было обнаружено, что ацидобактерии из кислых дренажей шахт более адаптированы к кислым условиям pH (pH 2-3) по сравнению с ацидобактериями из почв, [22] потенциально из-за специализации клеток и стабильности ферментов. [10]

Содержание G+C в геномах ацидобактерий одинаково в пределах их подразделений – более 60% для фрагментов V группы и примерно на 10% ниже для фрагментов III группы. [5]

Большинство ацидобактерий считаются аэробами . [23] [24] Есть некоторые ацидобактерии, которые считаются анаэробами в подразделении 8 [15] и подразделе 23. [25] Было обнаружено, что некоторые штаммы ацидобактериот, происходящие из почв, обладают геномным потенциалом для дыхания кислородом при атмосферных и субподразделениях. -атмосферные концентрации. [24]

Представители типа Acidobacteriota считаются олиготрофными бактериями из-за их высокой численности в средах с низким содержанием органического углерода. [10] Однако различия в этом типе могут указывать на то, что у них может быть разная экологическая стратегия. [10]

История

Первый вид, Acidobacterium capsulatum , этого типа был обнаружен в 1991 году. [26] Однако Acidobacteriota не были признаны как отдельная клада до 1997 года, [13] и не были признаны как тип до 2012 года. [27] Первый геном был секвенирован в 2006 году. [28]

Подразделения

В целях дальнейшей классификации ацидобактерий были секвенированы области гена 16S рРНК из многих различных штаммов. Эти последовательности приводят к образованию подразделений внутри типов. Сегодня в проекте базы данных рибосом признано 26 принятых подразделений. [10]

Большая часть этого разнообразия происходит от популяций ацидобактерий, обнаруженных в почвах, загрязненных ураном. Таким образом, большинство известных видов этого типа сосредоточены в нескольких подразделениях, самым крупным из которых является № 1. Большинство этих микробов являются аэробами, и все они гетеротрофны. Подраздел 1 содержит 11 известных родов в дополнение к большинству видов, которые до сих пор удалось культивировать. [10]

Среди 22 известных родов насчитывается 40 окончательных видов. Роды разделены на подразделения 3, 4, 8, 10, 23 и 1. Поскольку Acidobateria представляют собой развивающуюся область микробиологии, предполагается, что эти цифры резко изменятся в ходе дальнейших исследований. [10]

Метаболизм

Углерод

Некоторые представители подразделения 1 способны использовать D -глюкозу , D -ксилозу и лактозу в качестве источников углерода [10] , но не могут использовать фукозу или сорбозу . [29] Члены подразделения 1 также содержат ферменты, такие как галактозидазы , используемые при расщеплении сахаров. [10] Было обнаружено, что представители 4-го подразделения используют хитин в качестве источника углерода. [30] [31] [10]

Несмотря на наличие общеизвестной генетической информации, кодирующей механизмы переработки углеводов у различных родов ацидобактерий, несколько экспериментальных исследований продемонстрировали неспособность расщеплять различные полисахариды. [10]

Целлюлоза является основным компонентом стенок растительных клеток и, казалось бы, подходящим источником углерода. Однако было показано, что только один вид во всех подразделениях его перерабатывает, Telmactobacter bradus из подразделения 1. Ученые отмечают, что в их понимании этой области еще слишком рано делать выводы о переработке углерода ацидобактериями, но полагают, что деградация ксилана (полисахарид, который в основном содержится во вторичной клеточной стенке растений), в настоящее время кажется наиболее универсальным средством расщепления углерода. [10]

Исследователи полагают, что дополнительный фактор непонимания разложения углерода ацидобактериями может быть связан с нынешней ограниченной способностью обеспечить адекватные условия культивирования. [10] Чтобы изучить естественное поведение этих бактерий, они должны расти и жить в контролируемой, наблюдаемой среде. Если такая среда обитания не может быть предоставлена, зарегистрированные данные не могут достоверно отражать активность рассматриваемых микробов. Таким образом, несоответствия между предсказаниями, основанными на последовательностях генома, и наблюдаемыми углеродными процессами можно объяснить с помощью современных методов исследования.

Азот

Не было четких доказательств того, что ацидобактерии участвуют в процессах азотного цикла, таких как нитрификация , денитрификация или азотфиксация . [10] Однако было показано, что Geothrix Fermantans способен снижать содержание нитратов и содержит ген norB. [10] Ген NorB был также идентифицирован у Koribacter verstailis и Solibacter usitatus . [32] [10] Кроме того, присутствие гена nirA наблюдалось у представителей подразделения 1. [10] Кроме того, на сегодняшний день описано, что все геномы напрямую поглощают аммоний через гены семейства транспортеров аммониевых каналов. [24] [10] Ацидобактерии могут использовать как неорганический, так и органический азот в качестве источников азота.

Филогения

Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих номенклатуру [2] и Национальном центре биотехнологической информации . [33]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Орен А., генеральный директор Гаррити (2021). «Действительная публикация названий сорока двух типов прокариот». Int J Syst Evol Microbiol . 71 (10): 5056. doi : 10.1099/ijsem.0.005056 . PMID  34694987. S2CID  239887308.
  2. ^ ab Euzéby JP, Parte AC. «Ацидобактериота». Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 6 мая 2022 г.
  3. ^ «Список проверки № 143» . Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 62 : 1–4. 2012. doi :10.1099/ijs.0.68147-0.
  4. ^ Сараи СМ; Каин ЕС; Соммервилл Л; Куске ЧР (2007). «Последовательности типа ацидобактерий в загрязненных ураном подземных отложениях значительно расширяют известное разнообразие внутри этого типа». Прил. Окружающая среда. Микробиол . 73 (9): 3113–6. Бибкод : 2007ApEnM..73.3113B. дои :10.1128/АЕМ.02012-06. ЧВК 1892891 . ПМИД  17337544. 
  5. ^ abc Quaiser A; Оксенрайтер Т; Ланц С; и другие. (2003). « Ацидобактерии образуют целостную, но очень разнообразную группу внутри бактериальной области: данные геномики окружающей среды». Мол. Микробиол . 50 (2): 563–75. дои : 10.1046/j.1365-2958.2003.03707.x. PMID  14617179. S2CID  25162803.
  6. ^ Раппе, М.С.; Джованнони, SJ (2003). «Некультурное микробное большинство». Ежегодный обзор микробиологии . 57 : 369–394. doi : 10.1146/annurev.micro.57.030502.090759. ПМИД  14527284.
  7. ^ Тласкал, Войтех; Балдриан, Петр (17 июня 2021 г.). «Бактерии, обитающие в сухостойной древесине, демонстрируют адаптацию к изменению доступности углерода и азота во время разложения». Границы микробиологии . 12 : 685303. дои : 10.3389/fmicb.2021.685303 . ISSN  1664-302X. ПМЦ 8247643 . ПМИД  34220772. 
  8. ^ Трэш Джей Си, Коутс Джей Ди (2015). « Ацидобактерии фил. ноябрь». В Whitman WB (ред.). Руководство Берджи по систематике архей и бактерий . Джон Уайли и сыновья. стр. 1–5. дои : 10.1002/9781118960608.pbm00001. ISBN 9781118960608.
  9. ^ Данбар, Джон; Барнс, Сьюзен М.; Тикнор, Лоуренс О.; Куск, Шерил Р. (2002). «Эмпирическое и теоретическое бактериальное разнообразие в четырех почвах Аризоны». Прикладная и экологическая микробиология . Американское общество микробиологии. 68 (6): 3035–3045. Бибкод : 2002ApEnM..68.3035D. doi :10.1128/AEM.68.6.3035-3045.2002. OCLC  679526952. PMC 123964 . ПМИД  12039765. 
  10. ^ abcdefghijklmnopqrstu Kielak, Анна М.; Баррето, Кристина К.; Ковальчук Георгий А.; ван Вин, Йоханнес А.; Курамаэ, Эйко Э. (31 мая 2016 г.). «Экология ацидобактерий: выходя за рамки генов и геномов». Границы микробиологии . 7 : 744. дои : 10.3389/fmicb.2016.00744 . ISSN  1664-302X. ПМЦ 4885859 . ПМИД  27303369. 
  11. ^ Джонс, Райан Т; Робсон, Майкл С; Лаубер, Кристиан Л; Хамади, Мика; Найт, Роб; Фирер, Ной (8 января 2009 г.). «Комплексное исследование разнообразия почвенных ацидобактерий с использованием пиросеквенирования и анализа библиотек клонов». Журнал ISME . 3 (4): 442–453. Бибкод : 2009ISMEJ...3..442J. дои : 10.1038/ismej.2008.127. ISSN  1751-7362. ПМЦ 2997719 . ПМИД  19129864. 
  12. ^ Фирер, Ной; Брэдфорд, Марк А.; Джексон, Роберт Б. (июнь 2007 г.). «К экологической классификации почвенных бактерий». Экология . 88 (6): 1354–1364. Бибкод : 2007Ecol...88.1354F. дои : 10.1890/05-1839. ISSN  0012-9658. PMID  17601128. S2CID  7687418.
  13. ^ аб Куске CR; Барнс СМ; Буш Дж.Д. (1 сентября 1997 г.). «Разнообразные некультивируемые группы бактерий из почв засушливого юго-запада США, которые присутствуют во многих географических регионах». Прил. Окружающая среда. Микробиол . 63 (9): 3614–21. Бибкод : 1997ApEnM..63.3614K. doi :10.1128/AEM.63.9.3614-3621.1997. ПМК 168668 . ПМИД  9293013. 
  14. ^ Лизак, Вернер; Бак, Фридхельм; Крефт, Ян-Ульрих; Стакебрандт, Э. (30 июня 1994 г.). «Holophaga foetida gen. nov., sp. nov., новая гомоацетогенная бактерия, разлагающая метоксилированные ароматические соединения». Архив микробиологии . 162 (1–2): 85–90. Бибкод : 1994ArMic.162...85L. дои : 10.1007/BF00264378. PMID  8085918. S2CID  23516245.
  15. ^ Аб Коутс, JD; Эллис, диджей; Гау, резюме; Ловли, Д.Р. (1 октября 1999 г.). «Geothrix Fermentans gen. nov., sp. nov., новая бактерия, восстанавливающая Fe (III), из водоносного горизонта, загрязненного углеводородами». Международный журнал систематической бактериологии . 49 (4): 1615–1622. дои : 10.1099/00207713-49-4-1615 . ПМИД  10555343.
  16. ^ Фукунага, Ю; Курахаши, М; Янаги, К; Йокота, А; Хараяма, С. (ноябрь 2008 г.). «Acanthopleuribacter pedis gen. nov., sp. nov., морская бактерия, выделенная из хитона, и описание Acanthopleuribacteraceae fam. nov., Acanthopleuribacterales ord. nov., Holophagaceae fam. nov., Holophagales ord. nov. и Holophagae classis. ноябрь в типе «Ацидобактерии». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 58 (Часть 11): 2597–2601. дои : 10.1099/ijs.0.65589-0 . ПМИД  18984699.
  17. ^ Куличевская, И.С.; Сузина, Н.Е.; Лизак, В; Дедыш С.Н. (февраль 2010 г.). « Bryobacter aggregatus gen. nov., sp. nov., обитающий в торфе аэробный хемоорганотроф из 3-го подразделения Acidobacteria » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 60 (Часть 2): 301–6. дои : 10.1099/ijs.0.013250-0. ПМИД  19651730.
  18. ^ Эйхорст С.А.; Брезнак Я.А.; Шмидт ТМ (2007). «Выделение и характеристика почвенных бактерий, определяющих Terriglobus gen. nov., из типа Acidobacteria». Прил. Окружающая среда. Микробиол . 73 (8): 2708–17. Бибкод : 2007ApEnM..73.2708E. дои :10.1128/АЕМ.02140-06. ПМЦ 1855589 . ПМИД  17293520. 
  19. ^ Янссен, PH (1 марта 2006 г.). «Идентификация доминантных таксонов почвенных бактерий в библиотеках генов 16S рРНК и 16S рРНК». Прикладная и экологическая микробиология . 72 (3): 1719–1728. Бибкод : 2006ApEnM..72.1719J. дои : 10.1128/aem.72.3.1719-1728.2006. ISSN  0099-2240. ПМЦ 1393246 . ПМИД  16517615. 
  20. ^ Солтер, Сюзанна Дж.; Кокс, Майкл Дж.; Турек Елена М.; Калус, Шимон Т.; Куксон, Уильям О.; Моффатт, Мириам Ф.; Тернер, Пол; Паркхилл, Джулиан; Ломан, Николас Дж. (01 января 2014 г.). «Загрязнение реагентов и лабораторий может критически повлиять на анализ микробиома на основе последовательностей». БМК Биология . 12:87 . doi : 10.1186/s12915-014-0087-z . ISSN  1741-7007. ПМЦ 4228153 . ПМИД  25387460. 
  21. ^ Саит, М.; Дэвис, КЕР; Янссен, PH (01 марта 2006 г.). «Влияние pH на выделение и распространение представителей подразделения 1 типа ацидобактерий, встречающихся в почве». Прикладная и экологическая микробиология . 72 (3): 1852–1857. Бибкод : 2006ApEnM..72.1852S. дои : 10.1128/aem.72.3.1852-1857.2006. ISSN  0099-2240. ПМК 1393200 . ПМИД  16517631. 
  22. ^ Кляйнштойбер, Сабина; Мюллер, Франк-Дитрих; Хацинотас, Антонис; Вендт-Поттофф, Катрин; Хармс, Хауке (январь 2008 г.). «Разнообразие и количественная оценка Acidobacteria подразделения 1 in situ в кислом шахтерском озере». ФЭМС Микробиология Экология . 63 (1): 107–117. Бибкод : 2008FEMME..63..107K. дои : 10.1111/j.1574-6941.2007.00402.x . ISSN  0168-6496. ПМИД  18028401.
  23. ^ Эйхорст, Стефани А. Куске, Шерил Р. Шмидт, Томас М. Влияние растительных полимеров на распространение и культивирование бактерий типа ацидобактерий ▿ † . Американское общество микробиологии (ASM). OCLC  744821434.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  24. ^ abc Eichorst, Стефани А. Троян, Даниэла. Ру, Саймон. Герболд, Крейг. Раттей, Томас. Вёбкен, Дагмар. Геномное понимание ацидобактерий раскрывает стратегии их успеха в земной среде . ОСЛК  1051354840.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  25. ^ Лоузи, Северная Каролина; Стивенсон, бакалавр наук; Буссе, Х.-Ж.; Дамсте, JSS; Рийпстра, WIC; Радд, С.; Лоусон, Пенсильвания (14 июня 2013 г.). « Thermoanaerobaculum aquaticum gen. nov., sp. nov., первый культивируемый представитель Acidobacteria подразделения 23, выделенный из горячего источника». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 63 (Часть 11): 4149–4157. дои : 10.1099/ijs.0.051425-0. ISSN  1466-5026. PMID  23771620. S2CID  32574193.
  26. ^ Кишимото, Нориаки; Косако, Ёсимаса; Тано, Тацуо (31 декабря 1990 г.). «Acidobacterium capsulatum gen. nov., sp. nov.: ацидофильные хемоорганотрофные бактерии, содержащие менахинон из кислой минеральной среды». Современная микробиология . 22 (1): 1–7. дои : 10.1007/BF02106205. S2CID  20636659.
  27. ^ Юзеби Дж.П. «Таксоны выше ранга класса — Ацидобактерии». ЛПСН . Проверено 26 ноября 2017 г. .
  28. ^ «Список геномов - Геном - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 19 июня 2022 г.
  29. ^ Ли, Цзыцзе; Гао, Яхуэй; Наканиси, Хидеки; Гао, Сяодун; Цай, Ли (12 ноября 2013 г.). «Биосинтез редких гексоз с использованием микроорганизмов и родственных ферментов». Журнал органической химии Байльштейна . 9 : 2434–2445. дои : 10.3762/bjoc.9.281 . ISSN  1860-5397. ПМЦ 3869271 . ПМИД  24367410. 
  30. ^ Хубер, К.Дж.; Вуст, ПК; Роде, М.; Оверманн, Дж.; Фозель, Будапешт (26 февраля 2014 г.). « Aridibacter famidurans gen. nov., sp. nov. и Aridibacter kavangonensis sp. nov., два новых представителя 4-го подразделения Acidobacteria , выделенных из полузасушливой почвы саванны». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 64 (Часть 6): 1866–1875. дои : 10.1099/ijs.0.060236-0. hdl : 10033/344212 . ISSN  1466-5026. ПМИД  24573163.
  31. ^ Фозель, Бербель У.; Роде, Манфред; Оверманн, Йорг (март 2013 г.). « Blastocatella fastidiosa gen. nov., sp. nov., выделенная из полузасушливой почвы саванны - первый описанный вид Acidobacteria подразделения 4». Систематическая и прикладная микробиология . 36 (2): 82–89. дои : 10.1016/j.syapm.2012.11.002. ISSN  0723-2020. ПМИД  23266188.
  32. ^ Коутс, JD; Эллис, диджей; Гау, резюме; Ловли, Д.Р. (1 октября 1999 г.). «Geothrix Fermentans gen. nov., sp. nov., новая бактерия, восстанавливающая Fe (III) из водоносного горизонта, загрязненного углеводородами». Международный журнал систематической бактериологии . 49 (4): 1615–1622. дои : 10.1099/00207713-49-4-1615 . ISSN  0020-7713. ПМИД  10555343.
  33. ^ Сэйерс; и другие. «Ацидобактериота». База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 20 марта 2021 г.
  34. ^ Дедыш С.Н., Йылмаз П. (2018). «Уточнение таксономической структуры типа ацидобактерий». Int J Syst Evol Microbiol . 68 (12): 3796–3806. дои : 10.1099/ijsem.0.003062 . PMID  30325293. S2CID  53502177.
  35. ^ "ЛТП" . Проверено 20 ноября 2023 г.
  36. ^ "Дерево LTP_all в формате Ньюика" . Проверено 20 ноября 2023 г.
  37. ^ «Примечания к выпуску LTP_08_2023» (PDF) . Проверено 20 ноября 2023 г.
  38. ^ "Выпуск GTDB 08-RS214" . База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
  39. ^ "bac120_r214.sp_label". База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
  40. ^ «История таксона». База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
  41. ^ Чоке Д.А., Коутиньо Ф.Х., Леомил ​​Л., Кавальканти Г., Силва Б.С., Гарсия Г.Д., Дос Аньос Л.К., Насименту Л.Б., Морейра Л.С., Оцуки К., Кордейру Р.К., Резенде CE, Томпсон Ф.Л., Томпсон CC. (2020). «Новые линии бактерий и архей обнаружены в богатых органическими веществами отложениях большого тропического залива». Мар Геномикс . 54 : 100789. Бибкод : 2020MarGn..5400789T. doi : 10.1016/j.margen.2020.100789. PMID  32563694. S2CID  219971745.

Внешние ссылки