Variovorax paradoxus
| Variovorax paradoxus | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | Bakterie |
| Provins: | Pseudomonadota |
| Klass: | Betaproteobakterier |
| Beställa: | Burkholderiales |
| Familj: | Comamonadaceae |
| Släkte: | Variovorax |
| Arter: |
V. paradoxus
|
| Binomialnamn | |
|
Variovorax paradoxus |
|
| Typ stam | |
| 13-0-1D, ATCC 17713, BCRC 17070, CCM 4467, CCRC 17070, CCUG 1777, CIP 103459, DSM 30034, DSM 30034, IPBIC 637, IPB 56, 3, 3, 5, 3, 3, 3 5, IFO 15149, JCM 20526 , JCM 20895, KACC 10222, KCTC 1007, KCTC 12459, LGM 1797t1, LMG 11797 t1, LMG 1797, NBRC 15149, NCIB 11964, NCIMB 12K96 | |
Variovorax paradoxus är en gramnegativ beta-proteobacterium från släktet Variovorax . Stammar av V. paradoxus kan kategoriseras i två grupper, väteoxiderande medel och heterotrofa stammar, som båda är aeroba. Släktnamnet Vario-vorax (olika glupsk; slukar en mängd olika substrat) och artnamnet para-doxus (motsatt uppfattning) återspeglar både dikotomien mellan V. paradoxus metabolismer, men också dess förmåga att använda ett brett spektrum av organiska föreningar .
Morfologi och fysiologi
V. paradoxus- celler är krökta stavar i form, med dimensioner på 0,3-0,6 x 0,7-3,0 μm i storlek och förekommer normalt som antingen enstaka eller par av celler. Typiskt har celler 1-3 peritrika, degenererade flageller. Kolonier av V. paradoxus är gulgröna till färgen, på grund av produktionen av karotenoidpigment, och har ofta en iriserande glans. Koloniformen är normalt konvex, rund och slät, men kan också uppvisa platta, vågformade marginaler. V. paradoxus växer optimalt vid 30 °C i de flesta odlingsmedier, inklusive M9-glukos. På näringsagar och M9-glukosagar tar det 24–48 timmar för kolonier att växa till några millimeter i storlek.
Pantotenat är en karakteristisk kolkälla som används av V. paradoxus; det var användningen av denna enda kolkälla som ledde till isoleringen av den första kända stammen av V. paradoxus . Polyhydroxialkanoater (PHA), inklusive poly-3-hydroxibutyrat (3-PHB), lagras intracellulärt av V. paradoxus -celler när kol är rikligt och andra faktorer begränsar tillväxten
Genomsekvenser
Genomerna från fyra stammar av V. paradoxus har sekvenserats, S110, EPS, B4 och TBEA6. S110 isolerades från det inre av en potatisplanta och identifierades som en nedbrytare av AHL. Denna stam har två kromosomer (5,63 och 1,13 Mb), ett G+C-innehåll på 67,4 % och ett förutsagt antal av 6279 öppna läsramar (ORF). EPS isolerades från rhizosfärsamhället av solrosen ( Helianthus annuus ), och studerades initialt för dess rörlighet. Den har en kromosom (6,65 Mb), ett G+C-innehåll på 66,48 % och totalt 6008 identifierade gener. Genomerna av B4 och TBEA6 sekvenserades med specifikt intresse för att bättre förstå stammarnas förmåga att bryta ned merkaptosuccinat respektive 3,3-tiodipropionsyra.
Förekomst
V. paradoxus, som finns allestädes närvarande, har isolerats från en mängd olika miljöer, inklusive jord, rhizosfären hos många växtarter, dricksvatten, grundvatten, sipprar av sötvattensjärn, ferromanganavlagringar i karbonatgrottsystem, djupa marina sediment, silvergruvor, guld-arsenopyrit gruvan dräneringsvatten, gummidäck lakvatten och ytsnö. I synnerhet V. paradoxus rikligt förekommande i många miljöer som är förorenade med antingen motsträviga organiska föreningar eller tungmetaller. V. paradoxus är också vanligt förekommande i växters rhizosfärsamhällen och är en känd växttillväxtbefrämjande bakterie (PGPB). Det är från dessa två typer av miljöer som V. paradoxus har studerats mest omfattande.
Roll i miljön
V. paradoxus olika metaboliska förmågor gör det möjligt för den att bryta ned ett brett spektrum av motsträviga organiska föroreningar inklusive 2,4-dinitrotoluen, alifatiska polykarbonater och polyklorerade bifenyler. Både dess kataboliska och anabola kapacitet har föreslagits för bioteknisk användning, såsom att neutralisera eller bryta ned föroreningar på förorenade platser.
Rollen för V. paradoxus i växtrotsrhizosfären och omgivande jord har undersökts i flera växtarter, med implicerade tillväxtfrämjande mekanismer inklusive att minska växtstress, öka tillgången på näringsämnen och hämma tillväxten av växtpatogener; många av dessa mekanismer relaterar till artens kataboliska förmåga. I rhizosfären hos ärtväxter ( Pisum sativum ) visades V. paradoxus öka både tillväxt och skörd genom att bryta ned etenprekursormolekylen 1-aminocyklopropan-1-karboxylat (ACC), med användning av ett utsöndrat ACC-deaminas. Stammar av V. paradoxus har också identifierats som kan bryta ner N-acyl homoserin-laktoner (AHL), mikrobiella signalmolekyler involverade i kvorumavkänning. Det antas att denna förmåga skulle kunna ge ett värdväxtskydd mot patogen infektion, med inverkan av kvorumsläckning för att minska virulensen i närvarande patogena stammar.
V. paradoxus är involverad i att cirkulera många oorganiska element inklusive arsenik, svavel, mangan och sällsynta jordartsmetaller i en rad jord-, sötvatten- och geologiska miljöer. När det gäller arsenik V. paradoxus oxidera As (III) till As (V) som en avgiftningsmekanism. V. paradoxus har hittats i en rad steniga miljöer, inklusive karbonatgrottor, gruvmynt och djupa marina sediment, men denna organisms roll i dessa miljöer är till stor del ostuderad. Arten är också tolerant mot ett stort antal tungmetaller inklusive kadmium, krom, kobolt, koppar, bly, kvicksilver, nickel, silver, zink i mM koncentrationer. Trots detta är mycket lite känt om de fysiologiska anpassningar V. paradoxus använder för att stödja denna tolerans. Det sekvenserade genomet av den endofytiska stammen V. paradoxus S110 ger några ledtrådar till organismens metalltolerans genom att identifiera nyckelmolekylära maskineri vid bearbetning av metaller såsom arsenikreduktaskomplexet ArsRBC, metalltransporterande P1-typ ATPaser och ett kemiosmotiskt antiporterutflödessystem som liknar CzzcCBA av Cupriavidus metallidurans . Cupriavidus- arter, inklusive C. metallidurans , är väl karakteriserade inom området mikrob-metall-interaktioner och finns i samma ordning (Burkholderiales) som V. paradoxus . Både arterna C. necator och C. metallidurans (när de inte särskiljs som separata arter) klassificerades ursprungligen i släktena Alcaligenes tillsammans med V. paradoxus ( Alcaligenes eutrophus och Alicaligenes paradoxus ). Detta förhållande med andra tungmetallresistenta arter kan bidra till att delvis förklara den evolutionära historien om V. paradoxus metalltolerans.
Motilitet och biofilmbildning
V. paradoxus -stammen EPS har visat sig kunna svärma motilitet och biofilmbildning. Jamieson et al. visa att ändring av kol- och kvävekällorna i den svärmande agaren orsakar variationer i både svärmkoloniernas storlek och morfologi. Mutagenesstudier har visat att svärmningsförmågan hos V. paradoxus till stor del är beroende av en gen involverad produktion av ytaktiva ämnen, en typ IV pili-komponent och ShkRS tvåkomponentssystemet . Täta biofilmer av V. paradoxus kan odlas i M9-medium med kolkällor inklusive d-sorbitol, glukos, äppelsyra, mannitol och sackaros och kasaminosyror. Produktion av exopolysackarid antogs vara en kontrollerande faktor i biofilmbildning. V. paradoxus biofilmer antar en bikakemorfologi, som identifieras i många andra arter av biofilmbildande bakterier.