Пелагибактерии
| « Пелагибактериалы ». | |
|---|---|
 | |
| Микроскопическое изображение SAR11 | |
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Подкласс: | |
| Заказ: | « Пелагибактериалы ». Гроте и др . 2012 год [1] |
| Семьи | |
| |
| Синонимы [1] | |
| |
Pelagibacterales — это отряд Alphaproteobacteria , состоящий из свободноживущих морских бактерий , составляющих примерно одну третью клетку на поверхности океана. [2] [3] [4] В целом, по оценкам, представители Pelagibacterales составляют от четверти до половины всех прокариотических клеток в океане. [5]
Первоначально этот таксон был известен исключительно по метагеномным данным и назывался кладой SAR11 . Сначала он был отнесен к Rickettsiales, но позже был возведен в ранг отряда , а затем помещен в родственный отряд Rickettsiales в подклассе Rickettsidae. [4] Он включает весьма распространенный морской вид Pelagibacter ubique .
Бактерии этого порядка необычайно малы. [6] Из-за небольшого размера генома и ограниченной метаболической функции Pelagibacterales стали модельным организмом для « теории оптимизации ». [5]
P. ubique и родственные виды являются олиготрофами (падальщиками) и питаются растворенным органическим углеродом и азотом. [3] Они не способны фиксировать углерод или азот, но могут выполнять цикл ТСА с обходом глиоксилата и способны синтезировать все аминокислоты, кроме глицина. [7] а также некоторые кофакторы. [8] У них также есть необычная и неожиданная потребность в пониженном уровне серы. [9]
P. ubique и представители океанической подгруппы I обладают глюконеогенезом , но не типичным путем гликолиза , тогда как другие подгруппы способны к типичному гликолизу. [10]
В отличие от Acaryochromis marina , P. ubique не является фотосинтезом — в частности, он не использует свет для увеличения энергии связи электронной пары — но обладает протеородопсином (включая биосинтез ретинола ) для производства АТФ из света. [11]
Бактерии SAR11 ответственны за большую часть растворенного метана на поверхности океана. Они экстрагируют фосфат из метилфосфоновой кислоты . [12]
Хотя таксон получил свое название от типового вида P. ubique (статус вида Candidatus ), этот вид еще не был официально опубликован, и поэтому ни название отряда, ни название вида не имеют официального таксономического статуса. [13]
Подгруппы
[ редактировать ]В настоящее время орден разделен на пять подгрупп: [14]
- Подгруппа Ia, открытый океан, кроновая группа — включает P. ubique HTCC1062.
- Подгруппа Ib, открытый океан, родственная клада Ia.
- Подгруппа II, прибрежная, базальная к Ia + Ib
- Подгруппа III, солоноватая, базальная к I + II вместе со своей сестринской кладой IV.
- Подгруппа IV, также известная как клада LD12, пресноводная. [15]
- Подгруппа V, включающая альфапротеобактерию HIMB59, базальную по отношению к остальным.
В результате вышеизложенного кладограмма Pelagibacterales выглядит следующим образом:
| |||||||||||||||||||||||||||||||
Подгруппа V (включает α-протеобактерию HIMB59) | |||||||||||||||||||||||||||||||
Филогенетическое размещение и теория эндосимбиоза
[ редактировать ]Исследование, проведенное в 2011 году исследователями Гавайского университета в Маноа и Университета штата Орегон , показало, что SAR11 может быть предком митохондрий в большинстве эукариотических клеток. [2] Однако этот результат может представлять собой артефакт реконструкции дерева из-за композиционной предвзятости. [16]
| Схематическая филогения рибосомальной РНК альфапротеобактерий. | ||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||
| Кладограмма Rickettsidae была получена Ferla et al. [4] из сравнения последовательностей 16S + 23S рибосомальной РНК. |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Гроте Дж., Трэш Дж.К., Хаггетт М.Дж., Лэндри З.К., Карини П., Джованнони С.Дж., Раппе М.С. (2012). «Оптимизация и сохранение основного генома среди сильно расходящихся членов клады SAR11» . мБио . 3 (5): 1–13. дои : 10.1128/mBio.00252-12 . ПМЦ 3448164 . ПМИД 22991429 .
- ^ Jump up to: а б Дж. Кэмерон Трэш; Алекс Бойд; Меган Дж. Хаггетт; Яна Гроте; Пол Карини; Райан Дж. Йодер; Барбара Робберце; Джозеф В. Спатафора; Майкл С. Раппе; Стивен Дж. Джованнони (июнь 2011 г.). «Филогеномные доказательства общего предка митохондрий и клады SAR11» . Научные отчеты . 1 : 13. Бибкод : 2011НатСР...1Е..13Т . дои : 10.1038/srep00013 . ПМК 3216501 . ПМИД 22355532 .
- ^ Jump up to: а б Моррис Р.М., Раппе М.С., Коннон С.А. и др. (2002). «Клада SAR11 доминирует в сообществах бактериопланктона на поверхности океана». Природа . 420 (6917): 806–10. Бибкод : 2002Natur.420..806M . дои : 10.1038/nature01240 . ПМИД 12490947 . S2CID 4360530 .
- ^ Jump up to: а б с Ферла MP, Thrash JC, Джованнони SJ, Патрик ВМ (2013). «Новая филогения альфапротеобактерий, основанная на генах рРНК, дает представление об основных группах, митохондриальном происхождении и филогенетической нестабильности» . ПЛОС ОДИН . 8 (12): е83383. Бибкод : 2013PLoSO...883383F . дои : 10.1371/journal.pone.0083383 . ПМЦ 3859672 . ПМИД 24349502 .
- ^ Jump up to: а б Джованнони, Стивен Дж. (3 января 2017 г.). «Бактерия SAR11: самый распространенный планктон в океанах» . Ежегодный обзор морской науки . 9 : 231–255. Бибкод : 2017ARMS....9..231G . doi : 10.1146/annurev-marine-010814-015934 . ISSN 1941-0611 . ПМИД 27687974 .
- ^ Раппе М.С., Коннон С.А., Вергин К.Л., Джованнони С.Дж. (август 2002 г.). «Культивирование повсеместно распространенной клады морского бактериопланктона SAR11». Природа . 418 (6898): 630–3. Бибкод : 2002Natur.418..630R . дои : 10.1038/nature00917 . ПМИД 12167859 . S2CID 4352877 .
- ^ Х. Джеймс Трипп; Майкл С. Швальбах; Мишель М. Мейер; Джошуа Б. Китнер; Рональд Р. Брейкер и Стивен Дж. Джованнони (январь 2009 г.). «Уникальный глицин-активируемый рибопереключатель, связанный с глицин-сериновой ауксотрофией при SAR11» . Экологическая микробиология . 11 (1): 230–8. дои : 10.1111/j.1462-2920.2008.01758.x . ПМК 2621071 . ПМИД 19125817 .
- ^ Джованнони, С.Дж.; Трипп, HJ; Гиван, С.; Подар, М.; Вергин, КЛ; Баптиста, Д.; Биббс, Л.; Идс, Дж.; Ричардсон, TH; Нордевир, М.; Раппе, М.С.; Шорт, Дж. М.; Кэррингтон, Джей Си; Матур, Э.Дж. (2005). «Оптимизация генома космополитической океанической бактерии». Наука . 309 (5738): 1242–1245. Бибкод : 2005Sci...309.1242G . дои : 10.1126/science.1114057 . ПМИД 16109880 . S2CID 16221415 .
- ^ Х. Джеймс Трипп; Джошуа Б. Китнер; Майкл С. Швальбах; Джон В. Х. Дейси; Ларри Дж. Вильгельм и Стивен Дж. Джованнони (апрель 2008 г.). «Морским бактериям SAR11 для роста требуется экзогенная восстановленная сера». Природа . 452 (7188): 741–4. Бибкод : 2008Natur.452..741T . дои : 10.1038/nature06776 . ПМИД 18337719 . S2CID 205212536 .
- ^ Швальбах, М.С.; Трипп, HJ; Стейндлер, Л.; Смит, ДП; Джованнони, SJ (2010). «Присутствие оперона гликолиза в геномах SAR11 положительно коррелирует с продуктивностью океана». Экологическая микробиология . 12 (2): 490–500. дои : 10.1111/j.1462-2920.2009.02092.x . ПМИД 19889000 .
- ^ Джованнони, С.Дж.; Биббс, Л.; Чо, Джей Си; Стейпелс, доктор медицины; Дезидерио, Р.; Вергин, КЛ; Раппе, М.С.; Лэйни, С.; Вильгельм, LJ; Трипп, HJ; Матур, Э.Дж.; Барофски, Д.Ф. (2005). «Протеородопсин в вездесущей морской бактерии SAR11». Природа . 438 (7064): 82–85. Бибкод : 2005Natur.438...82G . дои : 10.1038/nature04032 . ПМИД 16267553 . S2CID 4414677 .
- ^ Карини, П.; Уайт, А.Е.; Кэмпбелл, EO; Джованнони, SJ (2014). «Продуцирование метана хемогетеротрофными морскими бактериями SAR11, страдающими от фосфатного голодания» . Природные коммуникации . 5 : 4346. Бибкод : 2014NatCo...5.4346C . дои : 10.1038/ncomms5346 . ПМИД 25000228 .
- ^ Дон Дж. Бреннер; Ноэль Р. Криг; Джеймс Т. Стейли (26 июля 2005 г.) [1984 (Williams & Wilkins)]. Джордж М. Гаррити (ред.). Протеобактерии . Руководство Берджи по систематической бактериологии. Том. 2С (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. стр. 1388 . ISBN 978-0-387-24145-6 . Британская библиотека №. GBA561951.
- ^ Роберт М. Моррис, KLV, Чан-Чон Чо, Майкл С. Раппе, Крейг А. Карлсон , Стивен Дж. Джованнони, Временная и пространственная реакция линий бактериопланктона на ежегодный конвективный переворот на Бермудских островах, участок исследования атлантических временных рядов " Лимнология " и Океанография 50 (5) стр. 1687–1696.
- ^ Салчер, М.М., Дж. Пернталер и Т. Пош, Динамика сезонного цветения и экофизиология пресноводной сестринской клады бактерий SAR11, «которые управляют волнами» (LD12). ИСМЕ Дж, 2011.
- ^ Родригес-Эспелета Н., Embley TM (2012). «Группа альфа-протеобактерий SAR11 не имеет отношения к происхождению митохондрий» . ПЛОС ОДИН . 7 (1): e30520. Бибкод : 2012PLoSO...730520R . дои : 10.1371/journal.pone.0030520 . ПМЦ 3264578 . ПМИД 22291975 .
