Спироплазма цитрусовая
Spiroplasma citri — вид бактерий, возбудитель упорного заболевания цитрусовых . [ 1 ]
Его геном частично секвенирован. [ 2 ]
Фермент рестрикции SciNI с сайтом разрезания 5'GCGC/3'CGCG можно обнаружить у S. citri .
Euscelis incisa можно использовать в качестве переносчика бактерии для экспериментального заражения клевера белого ( Trifolium repens ). [ 3 ]
S. citri представляет собой частично секвенированный грамположительный патогенный молликут растений, имеющий широкий круг хозяев. [ 4 ]
| Спироплазма цитрусовая | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | С.цитри
|
| Биномиальное имя | |
| Спироплазма цитрусовая | |
Таксономия и филогения
[ редактировать ]S. citri — бактерия, принадлежащая к царству Bacteria , типу Tenericutes , классу Mollicutes , порядку Entomoplasmatales , семейству Spiroplasmataceae и роду Spiroplasma . [ 4 ] Представители класса Mollicutes, такие как Spiroplasma , характеризуются редуцированными геномами и отсутствием обычной клеточной стенки, что является результатом их адаптации к паразитическому или симбиотическому образу жизни. [ 5 ] Хотя Spiroplasma , Mycoplasma и Phytoplasma относятся к классу Mollicutes, род Spiroplasma демонстрирует более близкое генетическое родство с Mycoplasma , родом животных, вызывающих заболевания, чем с Phytoplasma , родом, связанным с растениями. [ 6 ] поскольку только спироплазма и микоплазма могут импортировать сахара через систему фосфотрансфераз и вырабатывать АТФ через АТФ-синтазу, а геномы спироплазмы на 1 Мбит больше, чем геномы фитоплазмы . [ 7 ] Большинство молликут являются облигатными патогенами или симбионтами, образующими сложные взаимоотношения со своими хозяевами. [ 8 ] Примечательно, что спироплазма и фитоплазма демонстрируют сложные жизненные циклы, связанные как с насекомыми, так и с растениями-хозяевами. [ 6 ] Спироплазма передается между растениями и насекомыми посредством питания, что отражает ее зависимость от обоих типов хозяев в плане выживания и распространения. [ 9 ] Эта таксономическая принадлежность помещает S. citri в кладу Citri-Chrysopicola-Mirum; Соседние виды этого рода включают S. kunkelii , S. phoeniceum , S. eriocheiris , S. melliferum и S. penaei , которые заражают множество хозяев, включая определенные виды кукурузы, барвинки, креветки, крабы и медоносных пчел. [ 6 ]
Открытие и изоляция
[ редактировать ]Примерно в 1915 году пупочные деревья «Вашингтона» недалеко от Редлендса, Калифорния , первыми проявили симптомы того, что сейчас известно как болезнь упрямства цитрусовых . [ 10 ] Заболевание было впервые зарегистрировано за пределами Калифорнии в Средиземноморье в 1928 году. [ 11 ] что позволяет предположить его более широкое географическое распространение и влияние на производство цитрусовых к тому времени. Однако S. citri , бактерия, ответственная за упорную болезнь цитрусовых, не была культивирована и идентифицирована до 1973 года, первоначально обнаруженная в Калифорнии. [ 9 ] Это определение было сделано Ж. М. Бове, П. Сальо, М. Лопиталем, Д. Лафлешем, Ж. Дюпоном, Ж. Г. Талли и Э. А. Фройндтом. Эта группа ученых стремилась найти первопричину упорного заболевания цитрусовых, ответственного за задержку роста цитрусовых растений. Исследовательская группа сосредоточилась на молодых листьях цитрусовых растений, поскольку они с большей вероятностью переносят болезнь. [ 12 ] Для культивирования S. citri команда использовала специализированную, богатую питательными веществами среду, включающую лошадиную сыворотку или холестерин растения , необходимый для роста, который имитировал внутриклеточную среду флоэмы , способствуя росту этой бактерии. Культуры содержались в анаэробных условиях, чтобы воспроизвести среду с низким содержанием кислорода внутри особей-хозяев. [ 12 ] Чтобы изучить S. citri , они вырастили эту бактерию в культуре и успешно выделили ее в виде чистой культуры. Оттуда ученые узнали об уникальных биохимических свойствах S. citri и о том, какие характеристики выделяют его как отдельный вид. [ 12 ]
Морфология
[ редактировать ]S. citri принадлежит к роду Spiroplasma класса mollicutes, который состоит из грамположительных бактерий, не имеющих клеточной стенки. [ 13 ] S. citri обычно имеет спиральную структуру из-за расположения фибрилл и нитей MreB вдоль его цитоскелета. [ 14 ] В своей спиральной форме S. citri движется в виде спирали, что играет важную роль в делении и удлинении клеток. [ 13 ] Однако его альтернативные формы — сферические или овоидные формы и разветвления, неспиральные нити — используют внутриклеточные фибриллярные нити для подвижности, компенсируя отсутствие жгутиков . Эти нити создают изломы в теле клетки, позволяя S. citri двигаться. [ 14 ] Размеры этих форм сильно различаются: сферические формы имеют ширину от 100 до 240 нанометров, в то время как спиральные и разветвленные неспиральные нити имеют ширину около 120 нанометров и длину 2-4 микрометра с потенциалом достижения 15 микрометров на более поздних стадиях роста. [ 13 ] При культивировании на агаре колонии S. citri имеют ширину около 0,2 миллиметра и имеют вид яичницы или зернистости. [ 13 ]
Метаболизм и физиология
[ редактировать ]Метаболические пути S. citri позволяют ему выживать и размножаться в цитрусовых растениях. цикл трикарбоновых кислот, отсутствует У S. citri а это означает, что эта бактерия преимущественно использует гликолиз для производства АТФ. [ 15 ] S. citri имеет уменьшенный геном и отсутствие различных метаболических путей, что объясняет его сильную зависимость от хозяев в отношении питательных веществ, включая аминокислоты, сахара, нуклеотиды и витамины. [ 16 ] У него отсутствует клеточная стенка, и он не способен вырабатывать жирные кислоты. Однако он может модифицировать липиды, полученные из хозяина, для изменения структуры его мембраны. [ 17 ] Как и другие Spiroplasma виды , S. citr i является ауксотрофом по большинству необходимых аминокислот, то есть получает их от хозяина. [ 18 ] Спироплазмы в целом более метаболически гибки, что позволяет им легко адаптироваться к различным средам. [ 6 ] В случае S. citri он обычно находится внутри флоэмы насекомого или растения. S. citri обладает факторами вирулентности, участвующими в деградации тканей хозяина и уклонении от иммунных ответов хозяина. [ 19 ]
Геномика
[ редактировать ]S. citri Геномика , собранная воедино с помощью дробовика и секвенирования хромосомных библиотек, раскрывает ключевые особенности его хромосомы размером 1820 т.п.н. [ 7 ]
Секвенирование
[ редактировать ]Хотя удалось секвенировать только 92% генома, ученым удалось обнаружить связанные с фагами последовательности, 69 копий транспозазы и почти полный путь биосинтеза терпеноидов . [ 7 ] Исследования функциональной комплементации и инактивации генов показали, что потребление фруктозы S. citri вызывает симптомы заболеваний растений, а белок, связывающий растворенное вещество-переносчик ABC-типа, участвует в передаче инфекции насекомыми. [ 7 ] Геном включает семь плазмид (10–14 копий/клетку), содержащих белки для переноса ДНК. [ 7 ] Однако распад генов, наблюдаемый через укороченные кодирующие последовательности и неполные гены «домашнего хозяйства» , а также повторяющиеся последовательности, которые препятствуют полному секвенированию хромосом, добавляют некоторую сложность. Несмотря на эти проблемы, стабильный геном S. citri демонстрирует его общую адаптивность.
Экология
[ редактировать ]Роль S. citri в окружающей среде связана с тем, как он взаимодействует с растениями-хозяевами, насекомыми-переносчиками и абиотическими факторами. Эта бактерия в основном передается цикадками , которые передают ее от зараженных растений к здоровым цитрусовым через привычки питания. [ 20 ] Молодые растения цитрусовых более восприимчивы к инфекции, поскольку они более привлекательны для цикадок, тогда как старые растения становятся менее привлекательными для этих насекомых. [ 21 ] S. citri использует питательные вещества растений-хозяев для выживания и размножения. В основном он содержится во флоэме растений — ткани, которая особенно богата питательными веществами, поскольку отвечает за транспортировку сахаров. [ 20 ] S. citri процветает и распространяется в жаркую и сухую погоду, поэтому его часто можно встретить в Соединенных Штатах , на Ближнем Востоке , в Северной Африке , Центральной Америке , Новой Зеландии и части Западной Европы, особенно во Франции , Италии и Испании . Примечательно, что в Калифорнии основные цитрусовые растения, такие как апельсины, грейпфруты и танжело, страдают от заметной потери урожая из-за инфекции S. citri , от которой страдают 5–10% деревьев. [ 16 ]
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]S. citri вызывает упорное заболевание цитрусовых, заболевание, которое снижает урожайность и качество наших цитрусовых, которые являются отличным источником витамина С. [ 20 ] Хотя S. citri преимущественно поражает цитрусовые растения, он также поражает другие важные культуры, включая томаты, салат и морковь. [ 20 ] что напрямую влияет на прибыльность сельскохозяйственной отрасли и нарушает наше снабжение продовольствием. Важно продолжить изучение этих бактерий, чтобы научиться эффективно с ними бороться, чтобы мы могли разработать более эффективные стратегии управления, которые помогут минимизировать финансовые потери в сельскохозяйственной отрасли и уменьшить их влияние на производство цитрусовых, а также на местные растения. разновидность.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Spiroplasma citri gen. и сп. n.: Микоплазмоподобный организм, вызывающий «упрямое» заболевание цитрусовых. П. Сальо, М. Льспитал, Д. Лафлеш, Ж. Дюпон, Ж. М. Бове, Ж. Г. Тулли и Э. А. Фройндт, IJSEM, июль 1973 г., том 23, номер 3, страницы 191-204, дои : 10.1099/00207713-23-3-191
- ^ Частичная хромосомная последовательность Spiroplasma citri показывает обширное вирусное вторжение и важный распад гена. Патриция Карл, Колетт Сайяр, Натали Каррер, Себастьен Каррер, Сибилль Дюре, Сандрин Эвейяр, Патрис Гориво, Жеральдин Гург, Жером Гузи, Паскаль Салар, Эрик Верден, Марк Бретон, Ален Бланшар, Фредерик Легре, Жозеф-Мари Бове, Жоэль Реноден и Ксавье Фуассак, Appl. Примерно. Микробиол., июнь 2010, том 76, номер 11, страницы 3420-3426, два : 10.1128/АЕМ.02954-09
- ^ Спироплазмы — возбудители болезни мелколистных цитрусовых. П.Г. Маркхэм, Р. Таунсенд, М. Бар-Джозеф, М.Дж. Дэниелс, А. Пласкитт и Б.М. Меддинс, Анналы прикладной биологии, сентябрь 1974 г., том 78, выпуск 1, страницы 49–57, дои : 10.1111/j.1744-7348.1974.tb01484.x
- ^ Перейти обратно: а б «Таксономический браузер (Spiroplasma citri)» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 6 мая 2024 г.
- ^ «Молликуты: молекулярная биология и патогенез» . www.caister.com . Проверено 7 мая 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Ло, Вэнь-Суй; Чен, Лин-Лин; Чунг, Ван-Чиа; Гаспарик, Гейл Э.; Куо, Чи-Хорнг (16 января 2013 г.). «Сравнительный анализ генома Spiroplasma melliferumIPMB4A, бактерии, ассоциированной с медоносными пчелами» . БМК Геномика . 14 (1): 22. дои : 10.1186/1471-2164-14-22 . ISSN 1471-2164 . ПМЦ 3563533 . ПМИД 23324436 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Карл, Патрисия; Сайяр, Колетт; Каррер, Натали; Каррер, Себастьян; Дюре, Сибилла; Эвейяр, Сандрин; Горино, Патрис; Гург, Жеральдин; Гузи, Джером; Салар, Паскаль; Вердин, Эрик; Бретон, Марк; Бланшар, Ален; Лаигре, Фредерик; Бове, Жозеф-Мари (июнь 2010 г.). «Частичная хромосомная последовательность Spiroplasma citri обнаруживает обширное вирусное вторжение и важный распад гена» . Прикладная и экологическая микробиология . 76 (11): 3420–3426. дои : 10.1128/АЕМ.02954-09 . ISSN 0099-2240 . ПМЦ 2876439 . ПМИД 20363791 .
- ^ Тейлор, Марк; Медианников Олег; Рауль, Дидье; Греуб, Гилберт (февраль 2012 г.). «Эндосимбиотические бактерии, связанные с нематодами, клещами и амебами» (PDF) . FEMS Иммунология и медицинская микробиология . 64 (1): 21–31. дои : 10.1111/j.1574-695x.2011.00916.x . ISSN 0928-8244 .
- ^ Перейти обратно: а б Каччиола, Санта-Ольга; Бертаччини, Ассунта; Хлеб, Антонелла; Фурнери, Пио Мария (12 апреля 2017 г.), «Spiroplasma spp.: патоген для растений, членистоногих, животных и человека» , патология цитрусовых , IntechOpen, ISBN 978-953-51-3072-7 , получено 7 мая 2024 г.
- ^ Гампф, ди-джей (1988), Мараморош, Карл; Райчаудхури, С.П. (ред.), «Упорные болезни цитрусовых, вызванные Spiroplasma Citri» , Микоплазменные болезни сельскохозяйственных культур: основные и прикладные аспекты , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer, стр. 327–342, doi : 10.1007/978-1- 4612-3808-9_17 , ISBN 978-1-4612-3808-9 , получено 7 мая 2024 г.
- ^ Бове, Дж. М.; Фос, А.; Лаллеманд, Дж. (июнь 1987 г.). «Эпидемиология Spiroplasma citri в Старом Свете» . Израильский журнал медицинских наук . 23 (6): 663–666. ISSN 0021-2180 . ПМИД 3312105 .
- ^ Перейти обратно: а б с САЛЬО, П.; Л БОЛЬНИЦА, М.; ЛАФЛЕШ, Д.; ДЮПОН, Ж.; БОВЕ, Ж.М.; ТАЛЛИ, Дж. Г.; ФРЕЙНДТ, Э.А. (1973). «Spiroplasma citri gen. и sp. n.: микоплазмоподобный организм, связанный с «упрямым» заболеванием цитрусовых» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 23 (3): 191–204. дои : 10.1099/00207713-23-3-191 . ISSN 1466-5034 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Цисак, Ева; Войчик-Фатла, Ангелина; Заяц, Виолетта; Савчин, Анна; Срок, Яцек; Дуткевич, Яцек (13 декабря 2015 г.). «Спироплазма – новый патоген, передающийся членистоногими?» . Анналы сельскохозяйственной и экологической медицины . 22 (4): 589–593. дои : 10.5604/12321966.1185758 . ISSN 1232-1966 . ПМИД 26706960 .
- ^ Перейти обратно: а б Харне, Шрикант; Гаятри, Панангхат; Бевен, Лора (2020). «Изучение биологии спироплазм: возможности и проблемы» . Границы микробиологии . 11 . дои : 10.3389/fmicb.2020.589279 . ISSN 1664-302X . ПМК 7609405 . ПМИД 33193251 .
- ^ Поллак, доктор медицинских наук; МакЭлвейн, MC; ДеСантис, Д.; Манолукас, Дж. Т.; Талли, Дж. Г.; Чанг, К.-Дж.; Уиткомб, РФ; Хакетт, К.Дж.; Уильямс, М.В. (1989). «Метаболизм представителей Spiroplasmataceae» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 39 (4): 406–412. дои : 10.1099/00207713-39-4-406 . ISSN 1466-5034 .
- ^ Перейти обратно: а б Макнил, Кристофер Дж.; Араужо, Карла; Годфри, Кристина; Слупски, Кэролайн М. (февраль 2023 г.). «Метаболитная сигнатура и дифференциальная экспрессия генов в апельсинах Washington Navel (Citrus sinensis), инфицированных Spiroplasma citri» . Фитопатология . 113 (2): 299–308. дои : 10.1094/PHYTO-05-22-0177-R . ISSN 0031-949X . ПМИД 35984373 .
- ^ Фриман, бакалавр; Сиссенштейн, Р; Макманус, ТТ; Вудворд, Дж. Э.; Ли, И.М.; Мадд, Дж. Б. (март 1976 г.). «Липидный состав и липидный обмен Spiroplasma citri» . Журнал бактериологии . 125 (3): 946–954. дои : 10.1128/jb.125.3.946-954.1976 . ISSN 0021-9193 . ПМК 236170 . ПМИД 1254560 .
- ^ Вера-Понсе Леон, Артуро; Домингес-Мирасо, Мариан; Бустаманте-Брито, Рафаэль; Игареда-Альвеар, Виктор; Розенблют, Моника; Мартинес-Ромеро, Эсперанса (06 апреля 2021 г.). «Функциональная геномика спироплазмы, связанной с карминовыми кошенилами Dactylopius coccus и Dactylopius opuntiae» . БМК Геномика . 22 (1): 240. дои : 10.1186/s12864-021-07540-2 . ISSN 1471-2164 . ПМК 8025503 . ПМИД 33823812 .
- ^ Боланьос, Луис М.; Сервин-Гарсидуэньяс, Луис Э.; Мартинес-Ромеро, Эсперанса (01 февраля 2015 г.). «Отношения членистоногих и спироплазм в эпоху генома» . Academic.oup.com . Проверено 7 мая 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Spiroplasma citri — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 7 мая 2024 г.
- ^ «Спироплазма цитрусовых (стойкая болезнь цитрусовых)» . Банк знаний PlantwisePlus . Страницы видов. 07.01.2022. дои : 10.1079/pwkb.species.50977 . ISSN 2958-4329 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Типовой штамм Spiroplasma citri в Bac Dive - база метаданных бактериального разнообразия
- Устойчивая болезнь цитрусовых
- Адгезия к насекомым-переносчикам
- Дифференциальная экспрессия генов белков у разных хозяев
 | Эта Mollicutes статья, связанная с , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |