Характеристики на Streptomyces griseus, таксономия, биологичен цикъл и приложения



Streptomyces griseus Това е вид аеробни бактерии, грам положителни. Принадлежи към групата на Actinobacteria, в рамките на реда Actinomycetales и семейството Streptomycetaceae.

Те са обичайни бактерии в почвата. Те са открити заедно с корените на растенията в ризосферата. Някои щамове също са изолирани във водни проби и дълбоки морски седименти и в крайбрежни екосистеми. 

Способността на този вид да се адаптира към голямо разнообразие от екосистеми е генерирала важна генетична вариация, която се опитва да се класифицира в екомаркировка..

Този вид, както и другите видове Streptomyces произвежда голям брой вторични метаболити, което му придава голямо търговско значение. Те включват стрептомицин (аминогликозиден антибиотик), първият антибиотик, използван ефективно срещу туберкулоза.

индекс

  • 1 Общи характеристики
    • 1.1 Генетика
    • 1.2 Вторични метаболити
  • 2 Таксономия
    • 2.1 Филогенеза и синоними
  • 3 Биологичен цикъл
    • 3.1 Образуване на мицела на субстрата
    • 3.2 Образуване на въздушен мицел
    • 3.3 Формиране на спори
  • 4 Използване
  • 5 Препратки

функции общ

S. griseus е грам-положителна аеробна бактерия, която произвежда мицел. Клетъчната стена е дебела, образувана главно от пептидогликан и липиди.

Този вид развива както субстрат, така и въздушен мицел. И двата вида мицел имат различна морфология. Хифите на мицела на субстрата могат да бъдат 0.5 - 1 μm в диаметър. Въздушният мицел е влакнест и малко разклонен. 

В културалната среда тези мицели имат различни нюанси на сивото. Обратната страна на колонията е сиво-жълта. Те не произвеждат меланинови пигменти.

Веригите от спори са гъвкави и се състоят от 10-50 спори. Повърхността им е гладка.

Видът използва като източник на въглерод глюкоза, ксилоза, манитол или фруктоза. В културална среда с арабиноза или рамноза няма растеж на колонията.

Оптималната температура за нейното развитие е от 25 до 35 ° C.

Те растат в широк диапазон на рН, между 5 и 11. Въпреки това, техният растеж е оптимален в алкални среди с рН 9, така че се счита за алкалофилен.

генетика

Геномът е напълно секвениран S. griseus. Той представлява линейна хромозома с повече от осем милиона базови двойки. Наличието на плазмиди не е наблюдавано.

Хромозомата има повече от 7000 ORF (RNA последователности с отворена рамка). За повече от 60% от тези последователности е позната функцията, която изпълняват. GC съдържание за S. griseus е приблизително 72%, което се счита за високо.

Вторични метаболити

Повечето видове Streptomyces те произвеждат много вторични метаболити. Сред тях са антибиотици, имуносупресори и ензимни инхибитори.

По същия начин, тези бактерии са способни да произвеждат някои ензими с промишлено значение, такива като глюкозоизомераза или трансглутаминаза.

В случай на S. griseus, Най-важният вторичен метаболит е стрептомицин. Въпреки това, този организъм произвежда други съединения, като някои видове феноли, които са много ефективни при контрола на различни фитопатогенни гъби..

таксономия

Видът е описан за първи път от почвени изолати от област Русия. Изследователят Крайнски през 1914 г. я идентифицира като Actinomyces griseus.

Впоследствие, Waskman и Curtis успяват да изолират вида в различни почвени проби в САЩ. През 1943 г. Waskman и Henrici предлагат жанра Streptomyces въз основа на морфологията и типа клетъчна стена на техния вид. Тези автори откриват вида в този род през 1948 година.

Филогенеза и синоними

Беше предложено съществуването на три подвида за S. griseus. Въпреки това, молекулярните изследвания са показали, че два от тези таксони съответстват на вида S. microflavus.

От филогенетична гледна точка, S. griseus  образуват група с S.argenteolus и S. caviscabies. Тези видове са много сходни по отношение на рибозомните РНК последователности.

Въз основа на сравнението на последователностите на РНК е възможно да се установи, че някои таксони, разглеждани като видове, различни от S. griseus те имат същия генетичен състав.

Следователно тези имена са преминали към синонимията на вида. Сред тях имаме S. erumpens, S. ornatus и S. setonii.

Биологичен цикъл

Видът на Streptomyces произвеждат два вида мицел по време на неговото развитие. Мицелият на субстрата, който съставлява вегетативната фаза и въздушния мицел, който ще доведе до спори

Образуване на субстратен мицел

Това произлиза след поникването на спората. Хифите имат диаметър 0,5-1 μm. Те растат по върховете и развиват клони, създавайки сложна матрица от хифи.

Има няколко прегради, които образуват отделения, които могат да представят няколко копия на генома. По време на тази фаза бактериите се възползват от хранителните вещества, присъстващи в средата, за да акумулират биомаса.

С развитието на мицела има клетъчна смърт на някои септи. В зрял субстрат мицела редуващи се живи и мъртви сегменти.

Когато бактериите се развият в почвата или в потопени култури, преобладава вегетативната фаза.

Образуване на въздушен мицел

В момент, когато колониите се развиват, започва да се образува мицел с по-малък брой клони. в S. griseus образуват се дълги нишки, които са много малко разклонени.

Необходимото хранене за образуването на този мицел се получава от лизиса на клетките на мицела на субстрата. В тази фаза видовете произвеждат различни вторични метаболити.

Образуване на спори

В тази фаза, хифите спират своя растеж и започват да се фрагментират трансверсално. Тези фрагменти бързо се трансформират в заоблени спори.

Образуват се спорови вериги, образувани от приблизително петдесет клетки. Спорите са сферични до овални, с диаметър 0,8 - 1,7 μm и с гладка повърхност.

приложения

Основната употреба, свързана с S. griseus е производство на стрептомицин. Това е бактерициден антибиотик. За първи път е открит през 1943 г. от Алберт Шац в щамове на вида.

Стрептомицинът е едно от най-ефективните лечения за лечение на туберкулоза, причинено от Mycobacterium tuberculosis.

обаче, S. griseus Той има други приложения. Видът произвежда други антибиотици, сред които са някои, които атакуват тумори. Той също произвежда търговски използвани протеолитични ензими, такива като проназа. Тези ензими блокират инактивирането на натриевите канали.

От друга страна, през последните години е установено, че S. griseus произвежда летливи вещества от групата феноли, наречени карвакрол. Това вещество има способността да инхибира растежа на спори и мицели на различни фитопатогенни гъби.

препратки

  1. Андерсън А и Е Уелингтън (2001) В таксономията на Streptomyces и свързаните генерира. Международно списание за систематична и еволюционна микробиология 51: 797-814.
  2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini и M Yaghoobi (2014) Биологичен контрол на растителни гъбични заболявания с използване на летливи вещества Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Добив и полиране на съкровището в бактериален род Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem.71: 283-299.
  4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori и S Horinouchi (2008) Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X и Y Huang (2010) Таксономична оценка на Streptomyces griseus Клонират се чрез анализ на многослойни последователности и ДНК-ДНК хибридизация с предложение да се комбинират 29 вида и три подвида като 11 геномни вида. Международно списание за систематична и еволюционна микробиология 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Двукомпонентни системи и регулиране на производството на антибиотици Streptomyces coelicolor. Кандидатура за докторска степен от Университета в Саламанка, Испания. 188 стр.