Acidobacterium capsulatum

Acidobacterium capsulatum
Vetenskaplig klassificering
Domän:	Bakterie
Provins:	Acidobacteriota
Klass:	"Acidobakterier"
Beställa:	Acidobacteriales
Familj:	Acidobacteriaceae
Släkte:	Acidobacterium
Arter:	A. capsulatum
Binomialt namn
	Acidobacterium capsulatum; Kishimoto et al. 1991

Acidobacterium capsulatum är en bakterie. Det är en acidofil kemoorganotrofisk bakterie som innehåller menakinon . Den är gramnegativ , fakultativ anaerob, mesofil , icke- sporbildande , kapslad , sackarolytisk och stavformad. Den är också rörlig av peritrichous flageller . Dess typstam är JCM 7670.

De kan växa mellan pH 3,0 och 6,0, men inte vid pH 6,5. De ger positiva resultat vid eskulinhydrolys, β-galaktosidas- och katalastester och är negativa i oxidas- och ureastest. De kan använda glukos, stärkelse, cellobios, maltos som enda kolkälla, men kan inte använda elementärt svavel och järnhaltigt järn som energikälla. En annan egenskap hos denna organism är närvaron av höga mängder exopolysackarider som täcker cellerna från jordisolat. Närvaro av exopolysackarider bidrar till ökad vidhäftning och gör att bakterien lättare kan ta upp näringsämnen från miljön.

Ekologi

A. capsulatum är brett spridda i både vatten- och landmiljöer, även om de först isolerades från surt dränering. Studier baserade på rRNA-gener visade att de finns i jordar, sediment, våtmarker och avloppssystem. På grund av deras allestädes närvarande och överflöd i olika ekosystem spelar de en viktig roll i biogeokemiska processer. A. capsulatum har också rapporterats dominera jordar rika på organiskt material och är involverade i mikrobiell nedbrytning av lignocellulosa växtbiomassa.

De är frekventa och ibland dominerande i järnrika miljöer som övergivna gruvor, och kan spela en betydande roll i järncykling.

Genomegenskaper

A. capsulatum har en relativt liten genomstorlek på 4 127 496 baspar och plasmider identifierades inte. Integrerade profeter hittades i genomet av A. capsulatum . och fullständiga komplement av flagellära och kemotaxigener identifierades också. Enstaka proteinfylogener från alla proteiner som kodas av genomet stödjer det acidobakteriella-proteobakteriella förhållandet; dessutom A. capsulatum- proteiner närmast besläktade med proteobakteriella ekvivalenter än med de från någon annan fil. Genomet kodar för förmågan att bryta ned en mängd olika sockerarter, aminosyror, alkoholer och metaboliska mellanprodukter och kan även använda komplexa substrat som xylan , hemicellulosa , pektin , stärkelse och kitin .

A. capsulatum innehåller ett stort antal glykosidhydrolas -kodande gener och gener som kodar för växtcellväggsnedbrytande enzymer, med ett särskilt stort kluster som kodar för pektinnedbrytning. Dessa antyder en viktig roll för kolhydrater i näringsvägar, såväl som i uttorkningsmotstånd. De polymernedbrytande egenskaperna avslöjar acidobakterier som nedbrytare i jorden som potentiellt deltar i kretsloppet av organiskt material från växter, svampar och insekter. Studier antydde också ytterligare flexibilitet och nyhet i deras förmåga att metabolisera kol.

Genomiska bevis antydde rollen av A.capsulatum i kvävekretsloppet i jordar och sediment genom reduktion av nitrat, nitrit och möjligen kväveoxid. Assimilatoriska nitratreduktasgensekvenser är mest lika de som beskrivs för cyanobakterier .

Ämnesomsättning

A. capsulatum är fakultativa anaeroba, även om de tidigare beskrevs vara aeroba när de först upptäcktes. Senare studier rapporterade dess förmåga att växa långsamt under mikrooxiska och anoxiska förhållanden. Under reducerad syrespänning observerades optimal tillväxt på pektin , raffinos , ramnos , sackaros , xylos , maltos , melibios och galaktos , medan karboxylsyror och de flesta alkoholer inte användes. Anaerob tillväxt skedde genom fermentering av sockerarter och polysackarider. Produkten av cellulosanedbrytning under anoxiska förhållanden är acetat och väte. Bakteriell cellulosabiofilm antas kunna främja och underlätta vidhäftning till järnsubstrat, vilket kan vara användbart i näringsfattiga miljöer. En fakultativt anaerob livsstil gör det möjligt för denna bakterie att frodas vid den oxiska eller anoxiska gränsytan mellan sötvattensvåtmarker.

Det finns växande bevis för att A. capsulatum spelar en viktig roll i järnredoxreaktioner. Förmågan att rensa järn är avgörande för överlevnad i jordar. A. capsulatum innehåller gen som gör det möjligt att ta upp järn från miljön, som kodar för en transportör av järn med hög affinitet.

Polyketidsyntas (PKS) och icke-ribosomalt peptidsyntas (NRPS) enzymer är kända för sina roller i syntesen av sideroforer , såväl som andra naturliga produkter såsom antibiotika, svampdödande medel, antivirala medel, antitumörmedel och antinematodala medel. A. capsulatum -genomet innehåller tre klustrade gener som kodar för NRP, flera gener som kodar för PKS, och en hybrid NRPS-PKS-gen.

A.capsulatum innehåller gen som kodar för förmodade beroendemoduler, bestående av toxin- och antitoxinpar. Beroendemodulerna fungerar snabbt för att hämma syntesen av DNA och protein som svar på stress eller svält.

Växt-mikrob interaktion

A. capsulatum är dominerande i rhizosfärens jord och rikligt under växtutvecklingen, och det beror möjligen på förändringar i växtutsöndringen. Rotlängd, lateral rotbildning och antal rothår ökade i växter exponerade för A. capsulatum . Dessutom ökade rotbiomassan avsevärt för plantor inokulerade med bakterien. Den förbättrade rotarkitekturen, fler laterala grenar och fler rothår bidrar till ett effektivare vatten- och näringsupptag i växter. ökad skottbiomassa observerades också. Dessutom observerades bakteriell vidhäftning, biofilmbildning och tillväxt längs rotytorna hos bakterien.

A. capsulatum är involverad i jordmatrisbildning, vatten- och näringsinfångning och bakteriell vidhäftning som leder till jordaggregatbildning. Bakterien producerar exopolysackarider för vidhäftning till rotytorna. A. capsulatum kan ha en positiv effekt på växttillväxt indirekt genom att fungera som ett biokontrollmedel eller direkt genom att modulera växthormonnivåer och genom att underlätta resursinsamling, mestadels kväve, fosfor och järn. En nyligen genomförd studie testade bakteriens produktion av auxinindol 3-ättiksyra och de verifierade att en möjlig auxinproduktion är inblandad i främjande av växttillväxt.

Vidare läsning

Mazon, G. (2006). "Identifiering av Acidobacterium capsulatum LexA-lådan avslöjar ett lateralt förvärv av Alphaproteobacteria lexA-genen" . Mikrobiologi . 152 (4): 1109–1118. doi : 10.1099/mic.0.28376-0 . PMID 16549674 .
Sabree ZL; Bergendahl V; Liles MR; Burgess RR; Goodman RM; Handelsman J (juli 2006). "Identifiering och karakterisering av genen som kodar för Acidobacterium capsulatum major sigma factor". Gene . 376 (1): 144–51. doi : 10.1016/j.gene.2006.02.033 . PMID 16698197 .

externa länkar