Спироплазма кункелии
| Спироплазма кункелии | |
|---|---|
| |
| Кукуруза останавливает рост спироплазмы в клетках флоэмы. Толстый срез (0,4 микрометра), наблюдаемый в ПЭМ. Увеличено в 75 000 раз. | |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Микоплазматота |
| Сорт: | Молликуты |
| Заказ: | Микоплазматы |
| Семья: | Микоплазмовые |
| Род: | Спироплазма |
| Разновидность: | С. кункелии
|
| Биномиальное имя | |
| Спироплазма кункелии Уиткомб, Чен и др.
| |
Spiroplasma kunkelii — это разновидность Mollicutes , небольших бактерий, которые имеют общую особенность — отсутствие клеточной стенки. [ 1 ] Для них характерна спиральная и сферическая морфология, они фактически обладают способностью быть сферическими или спиральными в зависимости от обстоятельств. Движение клеток ограничено мембраной. Размер ячеек колеблется от 0,15 до 0,20 микрометра. [ 2 ]
Морфология
[ редактировать ]Spiroplasma kunkelii — спиральный прокариот, не имеющий клеточной стенки. Спиральная форма S. kunkelii позволяет бактерии проявлять подвижность за счет сгибательной и вращательной подвижности. Размеры клеток составляют примерно 0,15-0,2 мкм в диаметре и 2,0-15 мкм в длину. [ 2 ] Удлиненная форма S. kunkelii способствует импорту питательных веществ. Считается, что спиральная форма является результатом фибрилл цитоскелетного белка. Хотя было замечено, что при изменении окружающей среды S. kunkelii может принимать кокковидную форму. Концы спиралевидной формы имеют заостренные концы и тупые или закругленные кончики. Структура кончика обнажает адгезины, которые используются для прикрепления к клеткам. [ 3 ]
Геном и филогения
[ редактировать ]Исходная филогения S. kunkelii установлена по биохимическим и фенотипическим признакам. Эти методы позволили получить общую филогению, но большие пробелы в знаниях стали очевидны при рассмотрении возможности горизонтального переноса генов. Геном имеет некоторые уникальные особенности, хромосомная структура кольцевая, а плазмиды в настоящее время не обнаружены в хромосоме. Хромосома CR2-3X — это основная хромосома, на которой было сосредоточено больше всего внимания. В этой хромосоме расположено 27 генов, 23 из них участвуют в разделении хромосом, репликации, транскрипции и трансляции ДНК. Небольшие геномы спироплазм близки к минимальному набору, необходимому для жизни и патогенеза. Их способность выживать в определенных нишах дает понять уникальную способность микроорганизмов развивать патогенез, испытывая при этом серьезные редукции генома. Из-за природы бактерий и их способности переносить генетический материал посредством горизонтального переноса генов филогению и историю генома трудно определить. Исследования в основном сосредоточены на анализе гена 16S рРНК для определения связей и построения филогенных деревьев. Однако, чтобы подтвердить связи, установленные с помощью анализа 16S рРНК, исследования начали анализировать гены домашнего хозяйства внутри С. кункелии . [ 4 ]
Полный анализ генома S. kunkelii был проведен, и полные результаты были размещены в GenBank. Исследования показали, что геномы Spiroplasma citri , Spiroplasma phoencium и Spiroplasma melliferum имеют самое близкое родство с S. kunkelii . [ 5 ]
Патология
[ редактировать ]Spiroplasma kunkelii является возбудителем насекомых, он передается насекомыми другим организмам и использует насекомых-переносчиков для размножения, но важно также отметить, что некоторые хозяева находятся внутри растений. Хотя они передаются насекомыми, Spiroplasma kunkelii нуждаются в растениях, чтобы выжить и расти. Spiroplasma kunkelii имеет мутуалистические отношения между членистоногими и растениями. Хозяева включают Zea mays , Zea mexicana и Zea perennis . [ 2 ]
Метаболизм
[ редактировать ]Spiroplasma kunkelii имеют простой метаболизм. Они имеют тенденцию хорошо расти при температуре 35–38 C и температуре, близкой к нормальной температуре человеческого тела. Spiroplasma kunkelii использует насекомых-переносчиков-хозяев для размножения, но для выживания использует растения. [ 6 ]
исследований метаболизма S. kunkelii Подробных было проведено мало. На основе генетических связей многие характеристики их метаболизма были выведены из семейства Spiroplasma и их близкого родственника S. citri . Спироплазмы являются хемоорганогетеротрофами из-за потребления органического углерода и паразитического образа жизни. [ 7 ] S. kunkelii использует путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса . Исследования показали, что у S. kunkelii отсутствуют ферменты цитидин, деаминазы dCMP, трансальдолаза и дезоксирибозо-5-фосфатальдолаза. [ 8 ]
Болезнь роста кукурузы
[ редактировать ]Общее название Spiroplasma kunkelii — спироплазма задержки роста кукурузы , поскольку известно, что она вызывает болезнь задержки роста кукурузы . Это считается значительным экономическим риском. [ 9 ] Задержка роста кукурузы приводит к уменьшению шелухи кукурузы и рыхлости или отсутствию зерен. Кукурузная промышленность представляет собой отрасль с оборотом в миллиард долларов, которой уже угрожает глобальное потепление, и внедрение S. kunkelii увеличивает возможные потери в отрасли. [ 10 ] S. kunkelii распространяется и был обнаружен на юго-востоке США. Хотя к случаям S. kunkelii относятся очень серьезно, поскольку он является трансмиссивным патогеном, он может передаваться между растениями, для чего требуется только одно зараженное насекомое. В настоящее время проводятся исследования, направленные на выявление должной устойчивости к этому патогену, и они будут прогрессировать вместе с болезнью. [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Спироплазма - открытие и филогения» . Служба сельскохозяйственных исследований (ARS) . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 5 декабря 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с «Spiroplasma kunkelii (кукурузная трюковая спироплазма)» . Справочник инвазивных видов . Международный центр сельского хозяйства и биологических наук (CABI) . Проверено 5 декабря 2021 г.
- ^ Харн С., Гаятри П., Бевен Л. (21 октября 2020 г.). «Изучение биологии спироплазм : возможности и проблемы» . Границы микробиологии . 11 : 589279. дои : 10.3389/fmicb.2020.589279 . ПМК 7609405 . ПМИД 33193251 .
- ^ Чжао Ю., Дэвис Р.Э., Ли И.М. (сентябрь 2005 г.). «Филогенетические положения Candidatus Phytoplasma asteris и Spiroplasma kunkelii, выведенные на основе нескольких наборов конкатенированных основных белков домашнего хозяйства» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 55 (Часть 5): 2131–2141. дои : 10.1099/ijs.0.63655-0 . ПМИД 16166721 .
- ^ Дэвис Р.Э., Шао Дж., Далли Э.Л., Чжао Ю., Гаспарич Г.Е., Гейнор Б.Дж. и др. (октябрь 2015 г.). «Полная последовательность генома штамма Spiroplasma kunkelii CR2-3x, возбудителя болезни роста кукурузы у Zea mays L» . Геномные объявления . 3 (5): e01216–15. doi : 10.1128/genomeA.01216-15 . ПМЦ 4616174 . ПМИД 26494665 .
- ^ Бай X, Hogenhout SA (апрель 2002 г.). «Исследование последовательности генома молликутной кукурузной трюковой спироплазмы Spiroplasma kunkelii» . Письма FEMS по микробиологии . 210 (1): 7–17. дои : 10.1111/j.1574-6968.2002.tb11153.x . ПМИД 12023071 .
- ^ Реноден Дж (2006). «Сахарный обмен и патогенность Spiroplasma citri ». Журнал патологии растений . 88 (2): 129–139. ISSN 1125-4653 . JSTOR 41998303 .
- ^ Поллак Дж.Д., МакЭлвейн М.С., ДеСантис Д., Манолукас Дж.Т., Талли Дж.Г., Чанг С.Дж. и др. (октябрь 1989 г.). «Метаболизм представителей Spiroplasmataceae» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 39 (4): 406–12. дои : 10.1099/00207713-39-4-406 .
- ^ Кэрролл М.В., Глейзер Дж.А., Хеллмих Р.Л., Хант Т.Э., Сапингтон Т.В., Кэлвин Д., Копенхавер К., Фриджен Дж. (октябрь 2008 г.). «Использование спектральных индексов растительности, полученных на основе гиперспектральных изображений с воздуха, для обнаружения заражения европейским кукурузным мотыльком на участках кукурузы в Айове» . Журнал экономической энтомологии . 101 (5): 1614–23. doi : 10.1603/0022-0493(2008)101[1614:uosvid]2.0.co;2 . ПМИД 18950044 .
- ^ Чавас Дж.П., Ким К., Лауэр Дж.Г., Клемме Р.М., Бланд В.Л. (2001). «Экономический анализ урожайности кукурузы, рентабельности кукурузы и рисков на границе кукурузного пояса» . Журнал экономики сельского хозяйства и ресурсов . 26 (1): 230–247. ISSN 1068-5502 . JSTOR 40987105 .
- ^ Олещук Х.Д., Каталано М.И., Далайсон Л., Ди Риенцо Х.А., Хименес Печчи, депутат парламента, Карпане П. (2020). «Характеристика компонентов устойчивости к болезни кукурузы» . ПЛОС ОДИН . 15 (10): e0234454. Бибкод : 2020PLoSO..1534454O . дои : 10.1371/journal.pone.0234454 . ПМЦ 7571704 . ПМИД 33075073 .