Lysobacter
|
|
| Lysobacter | |
|---|---|
| Bindning av Lysobacter enzymogenes stam C3 till svamphyfer av Magnaporthe oryzae (även känd som rissprängning och grå lövfläck av gräsgräs) | |
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | |
| Provins: | |
| Klass: | |
| Beställa: | |
| Familj: | |
| Släkte: |
Lysobacter
|
Släktet Lysobacter tillhör familjen Xanthomonadaceae inom Gammaproteobacteria och inkluderar minst 46 namngivna arter, inklusive: Lysobacter enzymogenes, L. antibioticus, L. gummosus, L. brunescens, L. defluvii, L. niabensis, L. niastensis, L. daejeonensis, L. yangpyeongensis, L. koreensis, L. concretionis, L. spongiicola och L. capsici . Lysobacter spp. var ursprungligen grupperade med myxobakterier eftersom de delade det särskiljande draget av glidande motilitet, men de uppvisar unikt ett antal egenskaper som skiljer dem från andra taxonomiskt och ekologiskt relaterade mikrober inklusive högt genomiskt G+C-innehåll (vanligtvis mellan 65 och 72%) och bristen på flageller . Egenskapen med glidande motilitet enbart har väckt intresse hos många, eftersom glidbakteriernas roll i markekologin är dåligt förstådd. Dessutom, medan ett antal olika mekanismer har föreslagits för glidmotilitet bland ett brett spektrum av bakteriearter, är den genetiska mekanismen i Lysobacter fortfarande okänd. Medlemmar av Lysobacter -gruppen har fått ett brett intresse för produktion av extracellulära enzymer. Gruppen anses också vara en rik källa för produktion av nya antibiotika, såsom β-laktamer som innehåller substituerade sidokedjor, makrocykliska laktamer och makrocykliska peptid- eller depsipeptidantibiotika som katanosinerna .
Livsmiljö
Lysobacter spp. har beskrivits som allestädes närvarande invånare av jord och vatten. Deras närvaro har till stor del ignorerats, eftersom medlemmar ofta är mindre beståndsdelar i provundersökningar när de använder konventionella isoleringsförfaranden. Men på grund av förbättrade molekylära metoder för identifiering och bättre beskrivningar av släktet, blir deras jordbruksrelevans alltmer uppenbar, särskilt som medlemmar av ekologiskt betydelsefulla mikrobiella samhällen associerade med jord och växter. Nya bevis tyder på Lysobacter spp. kan uppta ett brett spektrum av ekologiska nischer utöver de som är förknippade med växter, inklusive ett brett spektrum av "extrema" miljöer. Till exempel visar fylogenetiska analyser av 16S rDNA Lysobacter- kläder som inkluderar sekvenser erhållna från hydrotermiska ventiler , isolat från Mt. Pinatubo slamflöden och uppströms anaeroba filtslamreaktorer och en järnoxiderande, mikroaerofil litotrof .
Lysobacter gummosus upptäcktes som lever på huden hos rödbacksalamandrar och producerar 2,4-diacetylphloroglucinol , en kemikalie som hämmar tillväxten av vissa patogena svampar.
Biologisk kontroll
Lysobacter -arternas potential som biologiska bekämpningsmedel för växtsjukdomar har erkänts. Bland L. enzymogenes- stammar är C3 den mest grundligt karakteriserade stammen på både molekylär och biologisk nivå. Den ekologiska mångsidigheten hos stammen återspeglas av den mängd sjukdomar den kan kontrollera, såväl som de olika växtvärdar och växtdelar som den kan kolonisera. Till exempel L. enzymogenes stam C3 (felaktigt identifierad som Stenotrophomonas maltophilia ) rapporterats bekämpa bladsjukdomar såsom bladfläckar av högsvingel orsakad av Bipolaris sorokiniana , bönrost orsakad av Uromyces appendiculatus och Fusarium huvudsköld av vete. L. enzymogenes stam C3 har också rapporterats undertrycka jordburna sjukdomar, såsom bruna fläckar i gräsgräs orsakade av Rhizoctonia solani , plantsjukdomen Pythium -dämpning av sockerbetor och sommarfläcksjuka från Kentucky bluegrass orsakad av rotinfekterande Magnaporthe poae . Lysobacter sp. SB-K88 har visat sig undertrycka dämpningssjukdom hos sockerbetor och spenat genom antibios och karakteristisk rotkolonisering på vinkelrätt sätt Islam et al. (2005).
Sjukdomsdämpande jordar
Lysobacter -arter har också isolerats från jordar som dämpar Rhizoctonia solani . Lerjordar med naturlig suppressivitet mot Rhizoctonia innehöll högre antal antagonistiska isolat av L. gummosus , L. antibioticus och/eller L. capsici . Även om mekanismen bakom detta fenomen ännu inte är förstått, visade det sig att växande gräs/klöver ökade antalet av dessa Lysobacter- arter, liksom Rhizoctonia -dämpningen.
Mekanismer för antagonism
Ursprungligen karakteriserad som ett biologiskt kontrollmedel för växtsjukdomar, L. enzymogenes stam C3 är unik genom att den uttrycker ett brett spektrum av mekanismer som bidrar till mikrobiell antagonism och biologisk kontroll som inte delas av alla stammar av arten. Stammen producerar många extracellulära enzymer som bidrar till biokontrollaktivitet, inklusive flera former av β-1,3-glukanaser och kitinaser. Stammen har också visat sig inducera systemisk resistens i vissa växter, vilket skyddar dem från patogeninfektion. Dessutom har nyare studier indikerat viktiga roller för sekundära metaboliter med antibiotikaaktivitet och biosurfaktant aktivitet vid svampantagonism. Flera av dessa egenskaper kontrolleras globalt av en regulator som kodas av clp -genen. Mutationer i clp är spännande av två anledningar. För det första innebär den muterade fenotypen att ett brett spektrum av gener är involverade i utsöndrade antimikrobiella medel associerade med clp- regulonet, av vilka många förblir oidentifierade. Den andra är att mutationer i clp resulterar i betydande förlust av extracellulära enzymaktiviteter och antimikrobiell aktivitet som visas av L. enzymogenes stam C3. Dessa aktiviteter är normalt fenotypiskt överväldigande och leder ofta till maskering av andra fenotyper i standardanalyser, vilket gör mutationseffekter av icke-relaterade gener svåra eller nästan omöjliga att utvärdera. Men stammar som hyser clp- genmutationer ger ett sätt att separera clp -reglerade fenotyper från andra (såsom de som beskrivs nedan), vilket gör deras utvärdering möjlig. Biologisk kontroll och verkningssätt för sjukdomsdämpning av Lysobacter spp. har granskats Islam 2011 .
Lysobacter genetik
L. enzymogenes stam C3 är en genetiskt handterbar stam som möjliggör enkel konstruktion av genknockouts, vilket stödjer dess användning som ett genetiskt modellsystem för att reda ut den molekylära grunden för patogenicitet, samt identifiera mekanismer för mikrobiell antagonism och biologisk kontroll. Faktum är att ett antal derivatstammar av L. enzymogenes stam C3 redan har konstruerats, inklusive mutanter påverkade i strukturella gener som kodar för enzymaktiviteter, den regulatoriska clp- genen och olika kombinationer därav.
Arter
Släktet har 46 kända arter (juli 2018):
- Lysobacter aestuarii
- Lysobacter agri
- Lysobacter antibiotika
- Lysobacter arseniciresistens
- Lysobacter brunescens
- Lysobacter burgurensis
- Lysobacter capsici
- Lysobacter caeni
- Lysobacter cavernae
- Lysobacter Concretionis
- Lysobacter daejeonensis
- Lysobacter defluvii
- Lysobacter dokdonensis
- Lysobacter enzymogenes
- Lysobacter erysipheiresistens
- Lysobacter firmicutimachus
- Lysobacter fragariae
- Lysobacter ginsengisoli
- Lysobacter gummosus
- Lysobacter hankyongensis
- Lysobacter humi
- Lysobacter koreensis
- Lysobacter korlensis
- Lysobacter lycopersici
- Lysobacter maris
- Lysobacter mobilis
- Lysobacter niabensis
- Lysobacter niastensis
- Lysobacter novalis
- Lysobacter olei
- Lysobacter oligotrophicus
- Lysobacter oryzae
- Lysobacter panacisoli
- Lysobacter panaciterrae
- Lysobacter rhizophilus
- Lysobacter rhizosphaerae
- Lysobacter ruishenii
- Lysobacter sediminicola
- Lysobacter silvestris
- Lysobacter solanacearum
- Lysobacter soli
- Lysobacter spongiicola
- Lysobacter terrae
- Lysobacter terricola
- Lysobacter thermophilus
- Lysobacter tolerans
- Lysobacter ximonensis
- Lysobacter xinjiangensis
- Lysobacter yangpyeongensis