Aeroba anoxygena fototrofa bakterier

Aeroba anoxygena fototrofa bakterier (AAPB) är Alphaproteobacteria och Gammaproteobacteria som är obligatoriska aerober som fångar energi från ljus genom anoxygen fotosyntes . Oxygenisk fotosyntes är den fototrofiska processen där ljusenergi fångas och lagras som ATP. Produktionen av syre är obefintlig och därför används inte vatten som en elektrondonator. De är vitt spridda marina bakterier som kan utgöra över 10 % av det mikrobiella samhället i det öppna havet. De kan vara särskilt rikliga i oligotrofa förhållanden där de befanns vara 24 % av samhället. Aeroba anoxygena fototrofa bakterier är fotoheterotrofa ( fototrofa ) mikrober som finns i en mängd olika vattenmiljöer. De flesta är obligat aeroba , vilket betyder att de kräver syre för att växa. En aspekt av dessa bakterier är att de, till skillnad från andra liknande bakterier , inte kan använda BChl ( bakterioklorofyll ) för anaerob tillväxt. Det enda fotosyntetiska pigmentet som finns i AAPB är BChl-a. Anaeroba fototrofa bakterier, tvärtom, kan innehålla många arter av fotosyntetiska pigment som bakterioklorofyll-a . Dessa bakterier kan isoleras med hjälp av karotenoidnärvaro och media som innehåller organiska föreningar. Predation, såväl som tillgången på fosfor och ljus , har visat sig vara viktiga faktorer som påverkar AAPB-tillväxt i deras naturliga miljöer. AAPB tros spela en viktig roll i kolets kretslopp genom att förlita sig på organiskt material och fungera som sänkor för löst organiskt kol . Det finns fortfarande en kunskapslucka inom forskningsområdena avseende förekomsten och den genetiska mångfalden av AAPB, samt de miljövariabler som reglerar dessa två egenskaper.

Cellulär struktur

Forskning tyder på att alla för närvarande kända AAPB innehåller gramnegativa cellväggar. De flesta har former som liknar cylindrar, såväl som flageller och flimmerhår . AAP-bakterier är rörliga på grund av ett polärt eller subpolärt flagellum. Arter av dessa bakterier som R. denitrificans och S. sibiricus har upp till tre subpolära flageller. AAPB-celldimensioner är normalt 1,2 μm långa, 0,7 μm i diameter och en cellvolym på 0,5 μm 3 . Deras torrvikt är 0,05 pg och våtvikt är 0,5 pg. 3 typer av celldelning är kända för att existera inom AAPB, 2 dottercellsdelning, 4 dottercellsdelning och den icke-typiska 3 dottercellsdelningen, vanligen kallad Y-cellsdelning. AAPB är vanligtvis rosa eller orange när de isoleras från vatten. Aktuella data tyder på att marina bakterier har generationstider på flera dagar, medan det finns nya bevis som visar att AAPB har en mycket kortare generationstid. Alla arter av AAPB producerar stora mängder karotenoidpigment . Färgen på varje art beror på närvaron av karotenoider , vilket ger toppar i de blå och gröna absorptionsspektra. LH-komplex med ovanliga absorptionsmaxima har upptäckts på grund av isoleringen och karakteriseringen av nya aeroba fototrofa arter.

En ny stam av aeroba anoxygena fototrofa bakterier, JF-1, isolerades nyligen från djuphavsvatten med hydrotermiska ventiler . Dessa bakterier visade sig vara pleomorfa, vilkas former varierade från kokoid och äggformade stavar, till bönformade. Koccoidbakterierna var från 0,4 till 0,5 μm stora . De äggformade stavarna var 0,4-0,5 gånger 1,0-1,2 μm stora. Trådliknande formationer av upp till fem bakterieceller observerades också i dessa ventiler.

Taxonomi

Aeroba anoxygena fototrofa bakterier delas in i två släkten. Det finns två marina ( Erythrobacter och Roseobacter ) och sex sötvattenssläkten ( Acidiphilium , Erythromicrobium , Blastomonas (synonym: Erythromonas ), Porphyrobacter , Roseococcus och Sandaracinobacter ) av dessa bakterier. AAP-bakterier representerar en mängd olika arter som tillhör undergrupper av alfa-, beta- och gammaproteobakterier . Denna grupp av bakterier är uppdelad i sex huvudgrupper inklusive Proteobacteria, Chlorobi, Chloroflexi , Firmicutes, Acidobacteria och Gemmatimonadetes . Av fototrofa prokaryoter i havet är AAP-bakterier den tredje mest talrika gruppen.

Carbon cykling

AAPB spelar en nyckelroll i kolkretslopp men i vilken utsträckning undersöks fortfarande. Nyckeln till att bestämma deras roll i marina ekosystem ansågs ursprungligen vara AAPB i totala bakterier (AAPB%), men detta verkar inte längre vara fallet eftersom AAPB har visat sig vara mycket större än andra vattenlevande bakterier och därför den faktiska effekten på produktionen tros nu vara mycket större än vad deras överflöd skulle antyda. Eftersom AAPB själva saknar ett sätt att fixera kol för sig själva, förlitar de sig istället på organiskt material som en kolkälla. På grund av detta anses AAPB nu spela en viktig roll i bindningen av totalt organiskt kol och fungerar som sänkor för löst organiskt kol . AAPB har också visat sig fungera som källor till totalt organiskt kol i vissa sötvattensystem och producera kol i grundvatten-ytvattenutbytessystem.

Distribution

De är utbredda i kust- och havsmiljöer. AAPB kan utgöra över 10 % av det mikrobiella samhället i det öppna havet, och är särskilt rikligt förekommande under oligotrofa förhållanden där de befanns utgöra cirka 24 % av de närvarande mikroberna. En studie visade att ytvattnet i Indiska oceanen rankades högst av haven i AAPB% på 3,79. Atlantens ytvatten följde med 1,57 AAPB% . Sist följde Stilla havet tätt på 1,08 AAPB%. Det fanns en positiv korrelation med hav som hade högre värden på AAPB% och de med högre nivåer av klorofyll a . Mer specifikt hade kust-/sockelvattnen i dessa hav större mängder AAPB, vissa så höga som 13,51 % AAPB. Växtplankton påverkar också AAPB%, men lite forskning har utförts på detta område. De kan också vara rikliga under olika oligotrofa förhållanden, inklusive den mest oligotrofa regimen i världshavet. De är globalt fördelade i den eufotiska zonen och representerar en hittills okänd komponent i det marina mikrobiella samhället som verkar vara avgörande för kretsloppet av både organiskt och oorganiskt kol i havet.

Isolering, berikning och underhåll

Aeroba fototrofa bakterier kan inte isoleras på selektivt medium . Istället indikeras dessa bakterier av kolonins färg på grund av närvaron av karotenoider . Aeroba fototrofa bakterier kan isoleras med hjälp av medier som är rika på organiska föreningar med hjälp av direkt ympning av vattenprover eller sandprover. Inokulerade plattor framställs under förhållanden som liknar de naturliga miljöerna för det insamlade provet för att öka bakteriernas överlevnadsförmåga. Närvaron av Bchl a är det som skiljer dessa bakterier från andra heterotrofa bakterier.

Aeroba fototrofa arter kan förbli livsdugliga i minst 2 månader när de lagras vid 4 o C i vätska eller på agarytor . De kan också bevaras långsiktigt genom att lagras i flytande kväve eller vid temperaturer -70 o C och lägre.

Begränsande tillväxtfaktorer

Jämfört med de flesta andra bakterier i sin naturliga miljö har AAPB ett relativt stort predationstryck , vilket resulterar i höga tillväxthastigheter som balanserar ut den höga betesnivån de upplever. Avlägsnandet av predatorer och detta betestryck resulterar i en stor ökning av AAP i förhållande till de andra bakterierna i miljön. Dessutom fosfor identifierats som en vanlig begränsande faktor i AAPB-tillväxt, vilket ibland har visat sig vara en starkare begränsande faktor för AABP-tillväxt än predation. Tillgång till ljus har också visat sig vara en faktor som stimulerar AAPB - befolkningstillväxten . En effekt ljus har på AAP som har kopplats till ökad tillväxt är att det har visat sig öka membranpotentialen hos bakterierna. Ökad ljusexponering har också visat sig mildra den ökning av tillväxthastigheten som orsakas av avlägsnande av predatorer och ändring av fosfornivåerna.

Källor

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aerobic_anoxygenic_phototrophic_bacteria&oldid=1136853669 "