Rathayibacter toxicus
Rathayibacter toxicus | |
---|---|
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Бактерии |
Филум: | Actinomycetota |
Сорт: | Актиномицетия |
Заказ: | Микрококк |
Семья: | Microbacteriaceae |
Род: | Ратхайбактер |
Разновидность: | Р. Токсичный
|
Биномиальное название | |
Rathayibacter toxicus | |
Тип напряжения | |
ATCC 49908 CIP 104617 CS14 DSM 7488 ICMP 9525 JCM 9669 NCPPB 3552 | |
Синонимы [ 2 ] | |
|
Rathayibacter toxicus является фитопатогенной бактерией, известной тем, что вызывает ежегодную токсичность Rygrass (ARGT), обычно встречающуюся в южной и западной Австралии. [ 3 ] [ 4 ]
Этимология
[ редактировать ]Род , Rathayibacter -это дань уважения E. rathay, патологу растения который первым изолировал штаммы рода в сочетании с суффиксом -бактер, означающим «стержень» на латыни. [ 5 ] Название вида , Toxicus , связано с латинским словом, означающим «яд» из -за способности R. toxicus производить коринеттоксины . [ 1 ]
Таксономия
[ редактировать ]Rathayibacter toxicus ранее был классифицирован как « Corynebacterium rathayi », « Clavibacter rathayi » и « Clavibacter toxicus ». [ 5 ] [ 1 ] [ 6 ] Организм является членом семейства Microbacteriaceae. [ 5 ] [ 1 ] [ 6 ] [ 7 ] Microbacteriaceae содержит двадцать восемь других родов, хотя отдельная клада Clavibacter образуется между родом Rathayibacter и родом . [ 5 ] Роды, которые ближе связаны с Rathayibacter, являются Frigoribacterium , Curtobacterium и Clavibacter; В то время как род Лейфсония более отдаленно связан с Ратхайбактером . [ 5 ] У рода Rathayibacter есть шесть видов, которые объединяются в Microbacteriaceae , и Rathayibacter toxicus имеет самое глубокое ветвление, поскольку он наименее связан с другими видами. [ 5 ] [ 6 ] [ 8 ]
Открытие
[ редактировать ]В 1956 году первые зарегистрированные смертельные случаи скота из-за ежегодной токсичности Rygrass (ARGT) были обнаружены в «поясе пшеницы» в Блэк-Спрингс , Южная Австралия . [ 1 ] ARGT вызван пастбищем на Lolium Rigidum, инфицированном определенной бактерией, которая теперь известна как R. toxicus . [ 1 ] [ 9 ] из желчного образования В конце 1950-х годов JM Фишер идентифицировал нематоду ( Anguina sp.) И желтую бактерию, оба патогены семян годовых районов. [ 10 ] Лишь в 1968 году была выделена бактерия, ответственная за ARGT, а затем в 1977 году по ошибке идентифицирована как Corynebacterium sp. ( Corynebacterium rathayi ) А. Керр. [ 4 ] [ 1 ] [ 9 ] [ 10 ]
Изоляция
[ редактировать ]Основной исследователь и дата обнаружения организма известны, но первоначальный метод изоляции скрыт; Тем не менее, метод выделения, используемая для проведения морфологической оценки другого напряжения одного и того же организма, была подвергнута птице и стилям. [ 4 ] [ 9 ] [ 10 ] Исследователи определили организм интереса характерной желтой слизью, и он был удален из нематодной желчи , помещенный в дистиллированную воду и выселенную на уникальную среду (10 граммов сахарозы , 8 граммов казеинового гидролизата, 4 грамма дрожжевого экстракта, экстракт дрожжей , 2 грамма KH 2 PO 4 , 0,3 грамма MGSO 4 7H 2 O, 15 граммов агара и дистиллированную воду добавляли до тех пор, пока достижение 1L). [ 4 ] Чистые желтые колонии образовались в течение 24 часов. [ 4 ]
Классификация
[ редактировать ]Идентификация бактерии как « Corynebacterium rathayi » была недостаточно поддерживалась, и перенос в род Clavibacter был призван Davis et al. Полем В 1984 году пептидогликанового слоя клеточной стенки было обнаружено, что у 2,4-диаминобутирическая кислота (DAB). [ 5 ] [ 11 ] В 1987 году Райли обнаружил, что бактерии, связанные с ARGT, были различны не только от Corynebacterium rathayi , но и других фитопатогенных коринформ с помощью иммунологических анализов . [ 12 ] Райли в поддержку результатов Дэвиса также идентифицировала DAB в слое пептидогликана бактерии ARGT с помощью аминокислотного анализа, что еще больше подтверждает реклассификацию в Clavibacter как Clavibacter sp . [ 5 ] [ 13 ] Из -за различий в серологии , аллозима анализа бактериофагов , восприимчивости , векторной адгезии и биохимических свойств, которые различали новый Clavibacter sp . Связанный с ARGT от других членов рода, Райли и Офель (1992) предложили Clavibacter Toxicus в качестве нового вида. [ 5 ] [ 6 ] В 1993 году Zgurskaya et al. предложил новый род « Rathayibacter » Clavibacter переклассифицировать « sp . и желал «Связано с ARGT с этим родом, основанным на различиях в составе менахинона , морфологических и физиологических характеристиках, родственности ДНК-ДНК, хемотаксономии , серологии, аллозиме / белковых паттернах и 16S рРНК . последовательностях гена [ 5 ] [ 6 ] В 1998 году из Clavibacter Toxicus были реклассифицированы как токсичный токсик Rathayibacter . Sasaki и коллеги [ 5 ] [ 6 ]
Морфология
[ редактировать ]Rathayibacter toxicus представляет собой грамположительный , облигатный аэроб с нерегулярной морфологией стержня, обычно от 0,5 до 0,7 мкм в диаметре на ~ 1,1 до 2,0 мкм и концы, которые являются тупыми и округлыми. [ 5 ] Он обладает капсулой вокруг ячейки, которая имеет толщину 0,08-0,2 мкм, что позволяет микроорганизму пережить горячие и засушливые условия в течение лета или в отсутствие растения-хозяина. [ 5 ] [ 1 ] Он не производит споры и не отображает какую -либо мобильность . [ 5 ] Клеточная стенка R. toxicus характеризуется присутствием L-изомера Dab. [ 5 ] [ 6 ]
Геномика
[ редактировать ]4 штамма Rathayibacter toxicus (WAC3373, 70137, DSM 7488, FH142) имели свои геномы полностью секвенированы , собраны , аннотированы и опубликованы. [ 7 ] R. Toxicus Было обнаружено, что имеет единую круглую хромосому со средним размером генома 2,325 мегабаз и средним содержанием GC 61,5%. [ 7 ] [ 14 ] Штамм WAC3373 служит эталонным организмом с размером генома 2,35 мб, содержание GC 61,5%, 2165 общих генов, 2069 кодирующих генов белка, 54 общих РНК генов (45 тРНК , 6 рРНК , 3 другая РНК) и 42 псевдогена . [ 7 ]
Секвенирование
[ редактировать ]Sechler и его команда описали их метод, используемый для последовательности 2 штаммов Rathayibacter toxicus (FH-79 и FH-232), где они создали библиотеку ДНК дробовика для обоих штаммов, используя 454 младшего секвенсора. [ 14 ] Ранее существовавшая информация генов кодирования сопоставления была получена с помощью прокариотического конвейера аннотации генома (PGAP), в то время как аннотация специфической ДНК -образца была синтезирована с использованием набора HMMER , Orifinder, TBLASTN , PFAM , Tigrfam , TNPPRED, Alien_Hunter и Antismash Software. [ 14 ] функциональный кластер генов туникамицина Был идентифицирован , состоящий из 14 генов, составляющих 2 отдельные транскрипционные единицы. [ 14 ] Fennessey и коллеги обнаружили более 300 уникальных белков, которые не повторялись в общем списке идентифицированных белков; и обнаружил, что 16% служили вторичными метаболитами, возможно, приобретенными с помощью горизонтального переноса генов, и было обнаружено, что помогает при патогенности. [ 15 ]
Кегг пути
[ редактировать ]Согласно киотскому энциклопедии генов и геномов ( KEGG ), штамм Rathayibacter Toxicus WAC3373 способен выполнять гликолиз , цикл ликовой кислоты (TCA) , аргинина биосинтез , метаболизм аминокислот , метаболизм карбогидрата и различные бактериальные репарации ДНК . механизмы [ 16 ]
Метаболизм
[ редактировать ]Rathayibacter toxicus - это хеморганотроф , который использует кислород в качестве терминального акцептора электронов . [ 5 ] Используя трубки средней C, содержащую множество источников углерода, каждый вес 0,5% на объем, отмечая рост и выработку кислоты в течение 4 недель, было определено, что R. toxicus использует галактозу , маннозу и ксилозу в качестве источников углерода, образующих кислые побочные продукты. [ 5 ] [ 1 ] Производство кислот из углеводов происходит окислительно и слабо. [ 5 ]
Физиология
[ редактировать ]Rathayibacter toxicus является мезофильным с оптимальным ростом при 26 ° C (79 ° F) и отсутствует рост при 37 ° C (99 ° F). [ 5 ] [ 1 ] Это определяли путем изучения роста бактерий на агаре с 523 м, инкубировали при 26 ° C (79 ° F) и 37 ± 0,5 ° C (32,9 ° F) через 3, 7 и 14 дней. [ 5 ] [ 1 ] Организм хорошо отреагировал на 523 -метровый агар, агар CB , R Agar и другие основные среды, содержащие дрожжевой экстракт , пептон и глюкозу при выращивании при pH 7. [ 5 ] R. Toxicus требует 0,1% дрожжевого экстракта для роста. [ 5 ] [ 1 ] Культуры, выращенные в среде YSB, в диапазоне от 0 до 10% веса на объем NaCl , наблюдаемые через 3, 7 и 14 дней, показали, что R. Токсичный способ способен противостоять максимум 1% концентрации NaCl. [ 5 ] [ 1 ] Время генерации R. toxicus составляет приблизительно 18 часов в бульоне 523 м при 25 ° C (77 ° F) на основе оптической плотности измерений с помощью спектрофотометра . [ 1 ] Морфология колонии на агаре 523 м-выпуклый, гладкий, слизистый с желтым, розовым или розовым пигментацией. [ 5 ] [ 1 ]
Хост диапазон
[ редактировать ]Anguina sp. (Семени желчные нематоды) являются естественными векторами для передачи патогена. [ 3 ] R. Токсичный , обязательно передается нематодой. [ 17 ] Известно, что организм заражает только цветочные части видов Poaceae , вездесущего семейства трав, в Австралии и некоторых частях Южной Африки . [ 3 ] Lolium Rigidum Было обнаружено, что (ежегодный Rygrass) обычно заражен R. toxicus с ноября по март. [ 13 ] Другие виды травы, такие как Agrostis Avenacea (годовая выдуваемая трава), Ehrharta Longiflora (ежегодный вельдтграсс) и полипогон Monspeliensis (годовой трава бороды), также подвергались инфекции с помощью нематодных желчных, несущих R. toxicus . [ 13 ]
Экология патогена
[ редактировать ]шести генов (ISSR) были использованы мультилокусную последовательность из и межпулированные повторные последовательности Для получения лучшего понимания межзодового последовательности (ISSR) (ISSR) . [ 3 ]
Первоначально ISSR использовались для отслеживания экологического распределения южного турецкого относительного вида, Clavibacter Michiganensis . [ 3 ] Issr R. toxicus были амплифицированы , а 10 праймеров синтезировали с помощью ПЦР . [ 3 ] Продукты ПЦР были проанализированы с использованием агарозных гелей, а программа SIMQUAL выявила и обозначена значения сходства Jaccard для 94 локусов ISSR R. Токсичных изолятов. [ 3 ] Коэффициенты Jaccard, служащие значениями генетического сходства, использовались для генерации диаграммы дерева из UPGMA . [ 3 ]
Проанализированные гены MLST, участвующие в устойчивости к антибиотикам , репликации хромосомы и биосинтетических путей , служили для различения различных мест изолятов R. toxicus . [ 3 ] Geneious 1110 п.н. Software, Primer3 Suite и целый геном R. toxicus позволил создать ПЦР -праймеры R16SF1 и R16SR1 для амплификации фрагмента гена RDNA [ 3 ] R. Токсичные изоляты затем производили различимыми с помощью гомологии последовательности гена 16S рРНК . [ 3 ]
Полученные маркеры ISSR, наряду с результатами MLST, подтвердили наличие трех различных популяций Rathayibacter toxicus , RT-I, RT-II и RT-III. [ 3 ] Популяции RT-I и RT-II обычно встречаются в Южной Австралии; Принимая во внимание, что население RT-III встречается в некоторых частях Западной Австралии. [ 3 ] организма Был сделан вывод, что состав генов в каждом типе вида коррелирует с экологией . [ 3 ]
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Rathayibacter toxicus , транспортируемый паразитной нематодой Anguina FuneSta , заразительна к ежегодным районам и является основной причиной ежегодной токсичности Ryegrass (ARGT). [ 1 ] Argt - это неврологическое расстройство, вызванное секрецией R. toxicus летального гликолипидного токсина (структурно сходного с туникамицином) в инфицированном скоте. [ 3 ] [ 9 ] Токсин вызывает конвульсии и/или развитие необычной походки, которая обычно заканчивается смертью скота и выпаса овец на зараженных растениях. [ 18 ] [ 19 ] Многие другие организмы показали уязвимость, включая лошадей, свиней и «других лабораторных животных», причем овцы имеют 90% смертность и смерть, возникающие в течение 24 часов после отравления. [ 9 ] Аргт был серьезной проблемой в Западной и Южной Австралии в течение последних 50 лет, но в регионах были выявлены симптомы, так же далеко, как Южная Африка, где он был связан с смертью от пастбищных коричневых лошадей. [ 3 ] [ 18 ] [ 20 ] Хотя патоген требует передачи через механический вектор ( Anguina FuneSta ), R. Toxicus показал способность прикрепляться к другим видам Ангии и заражать различные растения (то есть ежегодная трава бороды , согнутая трава , дикая овес ( Avena spp.), и крылатая канарская трава ), как вышеупомянутое. [ 3 ] [ 20 ] Введение R. toxicus в другие регионы является текущей проблемой из -за экономических затрат на потерю животноводства, лечение пастбищ, а также проверки животноводства и техническое обслуживание. [ 9 ] [ 19 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м не а п Райли, Ян Т.; Офель, Кэти М. (1992). « Clavibacter toxicus sp. Nov., Бактерия, ответственная за ежегодную токсичность Rygrass в Австралии» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 42 (1): 64–68. doi : 10.1099/00207713-42-1-64 .
- ^ Jump up to: а беременный Сасаки Дж., Чиджимацу М., Сузуки К. (1998). «Таксономическая значимость изомеров 2,4-диаминобутирической кислоты в пептидогликане клеточной стенки актиномицетов и реклассификация токсичного токсика клавибактер как токсичный гребень Rathayibacter Nov» . Int J Syst Bacteriol . 48 (2): 403–410. doi : 10.1099/00207713-48-2-403 . PMID 9731278 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м не а п Q. Ариф, Мохаммед; BUSOT, ГРЕТЕЛЬ Y.; Манн, Рэйчел; Родони, Брендан; Лю, Санчхен; Stack, James P. (2016-05-24). «Появление новой популяции Rathayibacter toxicus : экологически сложная, географически изолированная бактерия» . Plos один . 11 (5): E0156182. BIBCODE : 2016PLOSO..1156182A . doi : 10.1371/journal.pone.0156182 . ISSN 1932-6203 . PMC 4878776 . PMID 27219107 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Берд, Алан Ф. (1977). «Морфология Corynebacterium sp . Parasitic на годовой ржаной траве». Фитопатология . 77 (7). Американское фитопатологическое общество (APS): 828. doi : 10.1094/phyto-67-828 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м не а п Q. ведущий с Т в v В х Гудфелло, Майкл (2012). Phylum XXVI. Actinobacteria phyl. ноябрь В Руководстве по систематической бактериологии Берджи, 2 -е изд. 5 (Actinobacteria) .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Evtushenko, l; Takeuchi, M. Bacteria: семейство Microbacteriaceae. Прокариоты: справочник по биологии бактерий, 3 -е изд., Vol. 3 (Archaea. Бактерии: Firmicutes, Actinomycetes) .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый таксономия. "Таксономия браузер" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2018-04-16 .
- ^ Парк, Jungwook; Ли, Пхён Ан; Ли, Хён-Хи; Чой, Кихюк; Ли, Сеон-Ву; SEO, Young-Su (2017). «Сравнительный анализ генома Rathayibacter Tritici NCPPB 1953 с токсичными штаммами Rathayibacter может облегчить исследования механизмов ассоциации нематод и инфекции хозяина» . Журнал патологии растений . 33 (4): 370–381. doi : 10.5423/ppj.oa.01.2017.0017 . PMC 5538441 . PMID 28811754 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Маккей, AC; Офель, К.М. (1993-09-01). «Toxigenic Clavibacter /Anguina Associations, заражающие травяные головы». Ежегодный обзор фитопатологии . 31 (1): 151–167. doi : 10.1146/annurev.py.31.090193.001055 . ISSN 0066-4286 . PMID 18643766 .
- ^ Jump up to: а беременный в Цена, ПК; Фишер, JM; Керр А. (1979-04-01). «Ежегодная токсичность Rygrass: паразитизм Lolium Rigidum с помощью нематоды Seedgall, образующей нематоду ( Anguina sp.)». Анналы прикладной биологии . 91 (3): 359–369. doi : 10.1111/j.1744-7348.1979.tb06513.x . ISSN 1744-7348 .
- ^ Дэвис, Майкл Дж.; Гилласпи, А. Грейвс; Видавер, Энн К.; Харрис, Рассел В. (1984). " Clavibacter : новый род, содержащий некоторые фитопатогенные бактерии Coryneform, в том числе Clavibacter xyli subsp. Xyli sp. Nov., Subsp. Nov. И Clavibacter xyli subsp. Cynodontis subsp. Nov., Патогены, которые вызывают ратусовую болезнь Sugarcane и Bermudagrass STUNTYTTY DEPERITY. † " . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 34 (2): 107–117. doi : 10.1099/00207713-34-2-107 .
- ^ Райли, Ян Т. (1987). «Серологические отношения между штаммами бактерий Coryneform, ответственных за ежегодную токсичность Ryegrass и другие растительные патогенные Corynebacteria» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 37 (2): 153–159. doi : 10.1099/00207713-37-2-153 .
- ^ Jump up to: а беременный в «Ежегодный Rygrass Staggers - Toxicology - Merck Veterinary Manual» . Merck Veterinary Manual . Получено 2018-04-16 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Sechler, Aaron J.; Тантос, Мэтью А.; Шнайдер, Дэвид Дж.; Кинг, Джонас Г.; Fennessey, Christine M.; Шредер, Бренда К.; Мюррей, Тимоти Д.; Luster, Douglas G.; Шнайдер, Уильям Л. (2017-08-10). «Последовательность целого генома двух штаммов Rathayibacter toxicus выявляет биосинтетический кластер туникамицина, похожий на Streptomyces chartreusis » . Plos один . 12 (8): E0183005. BIBCODE : 2017PLOSO..1283005S . doi : 10.1371/journal.pone.0183005 . ISSN 1932-6203 . PMC 5552033 . PMID 28796837 .
- ^ Fennessey, Christine M.; McMahon, Michael B.; Sechler, Aaron J.; Кайзер, Жаклин; Гаррет, Уэсли М.; Тантос, Мэтью А.; Luster, Douglas G.; Роджерс, Элизабет Э.; Шнайдер, Уильям Л. (2018-02-01). «Частичный протеом коринеттоксин-продуцирующей грамположительной бактерии, rathayibacter toxicus» . Протеомика . 18 (3–4): 1700350. DOI : 10.1002/PMIC.201700350 . ISSN 1615-9861 . PMID 29327412 .
- ^ «Кегг геном: rathayibacter toxicus wac3373» . Кегг .
- ^ Тапа, Шри; Дэвис, Эдвард; Лю, Циньян; Вайсберг, Александра; Стивенс, Даниэль; Кларк, Кристофер; Коакер, Гитта; Чанг, Джефф (2019). «Эволюция, экология и механизмы инфекции грамположительными бактериями, ассоциированными с растениями». Ежегодный обзор фитопатологии . 57 (1). Ежегодные обзоры : 341–365. doi : 10.1146/annurev-phyto-082718-100124 . ISSN 0066-4286 . PMID 31283433 . S2CID 195842693 .
- ^ Jump up to: а беременный Grewar, JD; Аллен, JG; Гатри, AJ (декабрь 2009 г.). «Ежегодная токсичность Rygrass у чистокровных лошадей в Церере в провинции Западной Кейп, Южная Африка» . Журнал Южноафриканской ветеринарной ассоциации . 80 (4): 220–223. doi : 10.4102/jsava.v80i4.211 . ISSN 1019-9128 . PMID 20458861 .
- ^ Jump up to: а беременный Мюррей, Тимоти Д.; Шредер, Бренда К.; Schneider, William L.; Luster, Douglas G.; Сешлер, Аарон; Роджерс, Элизабет Э.; Субботин, Сергей А. (июль 2017 г.). «Rathayibacter toxicus, другие виды Rathayibacter, вызывающие бактериальную головку трав, и потенциал для отравлений скота» . Фитопатология . 107 (7): 804–815. doi : 10.1094/phyto-02-17-0047-rvw . ISSN 0031-949X . PMID 28414631 .
- ^ Jump up to: а беременный Джонстон, MS; Сазерленд, SS; Константин, CC; Хэмпсон, DJ (октябрь 1996 г.). «Генетический анализ Clavibacter toxicus, агента ежегодной токсичности Rygrass» . Эпидемиология и инфекция . 117 (2): 393–400. doi : 10.1017/s0950268800001588 . ISSN 0950-2688 . PMC 2271705 . PMID 8870638 .