Đặc điểm của Pseudomonas, phát sinh loài và phân loại học, hình thái, vòng đời



Pseudomonas là một chi vi khuẩn nằm trong họ Pseudomonaceae. Mô tả đầu tiên về các vi sinh vật này được đưa ra bởi nhà nấm học người Đức Walter Migula vào năm 1894.

Những vi khuẩn này được đặc trưng bởi hiếu khí và gram âm. Chúng có hình dạng của một trực khuẩn thẳng hoặc có độ cong nhất định. Chúng là điện thoại di động do sự hiện diện của Flagella đơn điệu (một flagellum) hoặc multitricos (một số flagella). Flagellum có xu hướng ở vị trí cực.

Hầu hết các loài thuộc chi này là oxyase và catalase dương. Một đặc điểm khác của sự quan tâm để nhận ra nhóm, là nội dung của GC trong DNA đi từ 58 - 72%.

Pseudomonas không phát triển cấu trúc kháng thuốc, chẳng hạn như bào tử. Chúng không xuất hiện một viên nang bao quanh tường hoặc sự kéo dài của tế bào này và tế bào chất (tuyến tiền liệt), xảy ra trong các nhóm vi khuẩn khác.

Nghiên cứu về Pseudomonas Nó đã được giải quyết chủ yếu bởi nhà vi trùng học người Argentina Norberto Palleroni. Nhà nghiên cứu này đã đề xuất tách chi thành năm nhóm dựa trên tương đồng rRNA.

Hiện tại, 180 loài riêng biệt được công nhận trong mười ba nhóm khác nhau. Một số trong những nhóm này được công nhận bởi việc sản xuất sắc tố huỳnh quang được gọi là pioverdin.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung
    • 1.1 Phân phối
    • 1.2 Nhiệt độ
    • 1.3 Bệnh
    • 1.4 Ứng dụng
    • 1.5 Nhuộm và thở
    • 1.6 Nhận dạng
  • 2 sắc tố
  • 3 Phylogeny và phân loại học
  • 4 nhóm trong Pseudomonas Sensoricto
  • 5 Hình thái
    • 5.1 Flagella
  • 6 vòng đời
    • 6.1 Plasmid
  • 7 môi trường sống
  • 8 bệnh
    • 8.1 Bệnh ở động vật và người
  • 9 bệnh trên cây
  • 10 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Phân phối

Do khả năng lớn để phát triển trong môi trường đa dạng, chi này có sự phân bố địa lý và sinh thái phổ biến. Chúng đã được tìm thấy trong môi trường trên cạn và dưới nước. Chúng là hóa trị và dễ dàng được trồng trong môi trường nuôi cấy dinh dưỡng trên môi trường thạch.

Nhiệt độ

Phạm vi nhiệt độ lý tưởng của nó là từ 25 đến 30 ° C. Tuy nhiên, các loài đã được tìm thấy phát triển ở nhiệt độ dưới 0 và những loài khác trên 50 ° C.

Bệnh

Trong số các loài tạo nên chi, có một số gây bệnh ở động vật và người. Tương tự như vậy, nhiều loài là thực vật gây bệnh gây ra cái gọi là thối mềm.

Ứng dụng

Các loài khác có thể rất hữu ích, vì chúng đã được chứng minh là có tác dụng kích thích sự phát triển của cây và có thể được sử dụng làm phân bón. Chúng cũng có thể làm suy giảm các hợp chất xenobiotic (không phải là một phần của thành phần của các sinh vật sống).

Một số xenobamel có thể phân hủy bao gồm hydrocarbon thơm, clorat và nitrat. Những đặc tính này làm cho một số loài rất hữu ích trong các chương trình xử lý sinh học.

Nhuộm và thở

Các loài Pseudomonas Chúng là Gram âm. Chúng chủ yếu là hiếu khí, vì vậy oxy là thụ thể cuối cùng của các electron trong hô hấp.

Một số loài có thể sử dụng nitrat làm chất nhận điện tử thay thế trong điều kiện yếm khí. Trong trường hợp này, vi khuẩn giảm nitrat thành nitơ phân tử.

Nhận dạng

Tất cả các loài Pseudomonas Họ là catalase tích cực. Đây là enzyme phân hủy hydro peroxide thành oxy và nước. Hầu hết các vi khuẩn hiếu khí sản xuất enzyme này.

Trong nhóm có các loài oxyase dương và âm. Sự hiện diện của enzyme này được coi là hữu ích trong việc xác định vi khuẩn gram âm.

Hầu hết các loài tích lũy một loại polysacarit glucose làm chất dự trữ. Tuy nhiên, một số nhóm có thể có polyhydroxybutyrate (PHB), một sản phẩm polymer của quá trình đồng hóa carbon.

Sắc tố

Nhiều loài Pseudomonas sản xuất các sắc tố được coi là quan trọng về mặt phân loại.

Trong số này có nhiều loại tạp chí. Phổ biến nhất của loại này là sắc tố pioacin màu xanh. Nó được coi là sắc tố này góp phần tăng khả năng của P. aeruginosa thuộc địa phổi của bệnh nhân bị xơ nang.

Các tạp chí khác có thể cho các sắc tố màu xanh lá cây hoặc màu da cam, rất hữu ích trong việc xác định một số loài của chi.

Một đặc điểm sắc tố khác của một số nhóm Pseudomonas Đó là pioverdin. Chúng cho màu xanh vàng và đặc trưng của cái gọi là Pseudomonas huỳnh quang.

Pioverdin có tầm quan trọng sinh lý rất lớn vì nó hoạt động như một siderophore. Điều này có nghĩa là nó có thể bẫy sắt không có sẵn và hòa tan nó ở dạng hóa học có thể bị vi khuẩn khai thác.

Phylogeny và phân loại học

Pseudomonas Nó được mô tả lần đầu tiên vào năm 1894 bởi Walter Migula. Từ nguyên của tên có nghĩa là sự thống nhất sai. Hiện 180 loài được công nhận trong nhóm này.

Chi này nằm trong họ Pseudomoneacae thuộc bộ Pseudomonal. Các loại là P. aeruginosa, đó là một trong những người nổi tiếng nhất trong nhóm.

Các đặc điểm được sử dụng trong nguyên tắc để mô tả chi là rất chung chung và có thể được chia sẻ bởi các nhóm vi khuẩn khác.

Sau đó, các ký tự chính xác hơn đã được sử dụng để xác định thể loại. Trong số này có thể được lưu ý: nội dung của GC trong DNA, sắc tố và loại chất dự trữ trong số những thứ khác.

Vào những năm 70 của thế kỷ 20, chuyên gia Norberto Palleroni của nhóm, cùng với các nhà nghiên cứu khác, đã thực hiện một nghiên cứu về RNA ribosome. Chúng xác định rằng Pseudomonas có thể được tách thành năm nhóm khác nhau theo tương đồng rRNA.

Bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân tử chính xác hơn, người ta đã xác định rằng các nhóm II-V được thành lập bởi Palleroni tương ứng với các nhóm Proteobacteria khác. Hiện tại nó được coi là chỉ nhóm I tương ứng với Psedomonas Sensoricto.

Hầu hết các loài trong nhóm này sản xuất pioverdin. Cách sinh tổng hợp và tiết ra sắc tố này có thể giúp phân biệt các loài với nhau.

Nhóm trong Pseudomonas Sensoricto

Dựa trên phân tích trình tự đa tiêu cự, người ta đã đề xuất rằng Pseudomonas Nó sẽ được tách thành năm nhóm:

Nhóm P. huỳnh quang: điều này rất đa dạng và các loài là hoại sinh, hiện diện trong đất, nước và bề mặt của cây. Nhiều loài thúc đẩy sự phát triển của thực vật.

Nhóm P. syringae: được cấu tạo chủ yếu từ các loài mà phytopathogens. Hơn năm mươi mầm bệnh được công nhận (các chủng vi khuẩn có mức độ gây bệnh khác nhau).

Nhóm P. putida: các loài thuộc nhóm này được tìm thấy trong đất, thân rễ của các loài thực vật khác nhau và trong nước. Chúng có khả năng phân hủy các chất cao.

Nhóm Pututi: những vi khuẩn này có tầm quan trọng lớn trong chu trình dinh dưỡng và thể hiện tính đa dạng di truyền cao.

Nhóm P aeruginosa: nhóm này trình bày các loài chiếm môi trường sống khác nhau, bao gồm cả mầm bệnh của con người.

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu phân tử gần đây, người ta đề xuất rằng giới được tách thành mười ba nhóm bao gồm từ hai đến hơn sáu mươi loài.

Nhóm lớn nhất là P. huỳnh quang, trong đó bao gồm các loại được sử dụng rộng rãi trong các chương trình xử lý sinh học. Một loài khác quan tâm trong nhóm này là P. mandelii, mọc ở Nam Cực và có khả năng kháng kháng sinh rất cao..

Hình thái

Các trực khuẩn thẳng đến hơi cong, rộng 0,5 - 1 xm x 1,5 - 5 m. Chúng không thể hình thành và tích lũy các hạt polyhydroxybutyrate trong môi trường nuôi cấy nitơ thấp. Điều này phân biệt chúng với các vi khuẩn hiếu khí khác.

Vỏ tế bào bao gồm màng tế bào chất, thành tế bào và màng ngoài bao phủ lớp sau.

Thành tế bào là điển hình của vi khuẩn gram âm, mỏng và bao gồm peptidoglycan. Màng tế bào chất ngăn cách tế bào chất với các thành phần khác của vỏ tế bào. Nó được hình thành bởi một lớp kép lipid.

Màng ngoài bao gồm một lipid gọi là lipopolysacarit có chuỗi hydrocarbon. Màng này là một rào cản chống lại sự đi qua của các phân tử như kháng sinh có thể gây tổn thương cho tế bào. Mặt khác, nó cho phép truyền các chất dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động của vi khuẩn.

Khả năng của màng ngoài để vượt qua một số chất chứ không phải các chất khác, được đưa ra bởi sự hiện diện của porins. Chúng là protein cấu trúc của màng.

Flagella

Flagella trong chi thường nằm ở vị trí cực mặc dù trong một số trường hợp nó có thể là cực phụ. Trong một số chủng  P. stutzeri và các loài Flagella bên khác được quan sát.

Số lượng Flagella là quan trọng về mặt phân loại. Một flagellum (đơn điệu) hoặc một số (multitrico) có thể có mặt. Trong cùng một loài, số lượng Flagella có thể có các biến thể.

Ở một số loài, sự hiện diện của fimbrias (phần phụ protein mỏng hơn và ngắn hơn so với một lá cờ) đã được quan sát thấy, tương ứng với sự bốc hơi của màng tế bào chất.

Trong  P. aeruginosa Các fimbrias rộng khoảng 6nm, có thể thu vào và hoạt động như các thụ thể cho một số vi khuẩn (virus lây nhiễm vi khuẩn). Fimbrias có thể góp phần vào sự kết dính của vi khuẩn với các tế bào biểu mô của vật chủ.

Vòng đời

Các loài Pseudomonas, Giống như tất cả các vi khuẩn, chúng sinh sản bằng phân hạch nhị phân, một loại sinh sản vô tính.

Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình phân hạch nhị phân, vi khuẩn bước vào quá trình nhân đôi DNA. Chúng xuất hiện một nhiễm sắc thể tròn đơn bắt đầu được sao chép bởi hoạt động của các enzyme sao chép.

Các nhiễm sắc thể được sao chép đi đến tận cùng của tế bào, sau đó một vách ngăn được tạo ra và một thành tế bào mới được tạo ra để tạo thành hai tế bào con.

Trong loài Pseudomonas Một số cơ chế tái tổ hợp di truyền đã được quan sát. Điều này đảm bảo sự xuất hiện của sự biến đổi di truyền ở các sinh vật sinh sản vô tính.

Trong số các cơ chế này là sự biến đổi (các đoạn DNA ngoại sinh có thể xâm nhập vào vi khuẩn). Một số khác là tải nạp (trao đổi DNA giữa vi khuẩn bằng virus) và kết hợp (chuyển DNA từ vi khuẩn của người hiến tặng sang người nhận).

Plasmid

Plasmid là các phân tử DNA tròn nhỏ xảy ra ở vi khuẩn. Chúng được tách ra khỏi nhiễm sắc thể và được sao chép và truyền độc lập.

Trong Pseudomonas các plasmid thực hiện các chức năng đa dạng như các yếu tố về khả năng sinh sản và khả năng chống lại một số tác nhân. Ngoài ra, một số cung cấp khả năng làm giảm các nguồn carbon bất thường.

Plasmid có thể cung cấp sức đề kháng với các loại kháng sinh khác nhau như gentamicin, streptomycin và tetracycline, trong số những loại khác. Mặt khác, một số kháng lại các tác nhân hóa học và vật lý khác nhau, ví dụ như bức xạ cực tím.

Tương tự như vậy, chúng có thể giúp tránh hành động của các vi khuẩn khác nhau. Tương tự như vậy, chúng cung cấp sức đề kháng chống lại vi khuẩn (độc tố do vi khuẩn sản xuất để ức chế sự phát triển của những chất tương tự khác).

Môi trường sống

Các loài Pseudomonas chúng có thể phát triển trong các môi trường khác nhau. Chúng đã được tìm thấy trong cả hệ sinh thái trên cạn và dưới nước.

Nhiệt độ lý tưởng cho sự phát triển của chi là 28 ° C, nhưng các loài như P. tâm thần có thể phát triển trong phạm vi từ -1 ° C đến 45 ° C. P. thermotolerans Nó có khả năng phát triển ở nhiệt độ 55 ° C.

Không có loài nào thuộc chi chịu được độ pH nhỏ hơn 4,5. Chúng có thể phát triển trên môi trường chứa các ion amoni nitrat như một nguồn nitơ. Họ chỉ cần một hợp chất hữu cơ đơn giản là nguồn carbon và năng lượng.

Ít nhất chín loài Pseudomonas mọc ở Nam Cực. Trong khi các loài P. syringae đã được liên kết với chu kỳ nước có mặt trong nước mưa, tuyết và mây.

Bệnh

Loài của Pseudomonas có thể gây ra các bệnh khác nhau ở thực vật, động vật và con người.

Bệnh ở động vật và người

Nhìn chung, các loài thuộc chi này có độc lực thấp, vì chúng có xu hướng là hoại sinh. Đây là những cơ hội và có xu hướng gây bệnh ở những bệnh nhân có sức đề kháng thấp với nhiễm trùng. Chúng thường có trong đường tiết niệu, đường hô hấp, vết thương và máu.

Loài ảnh hưởng nhất đến con người là P. aeruginosa. Đây là một loài cơ hội tấn công các bệnh nhân bị ức chế miễn dịch, những người bị bỏng nặng hoặc đang trải qua hóa trị..

P. aeruginosa Nó chủ yếu tấn công đường hô hấp. Ở những bệnh nhân bị giãn phế quản (giãn phế quản) tạo ra một lượng đờm cao và có thể gây tử vong.

Nó đã được chứng minh rằng P. entomophila nó là mầm bệnh Drosophila melanogaster (ruồi giấm). Nó bị nuốt bởi nuốt phải và tấn công các tế bào biểu mô của ruột côn trùng, có thể gây tử vong.

P. plecoglossicida nó đã được tìm thấy như một mầm bệnh của cá ayu (Plecoglossus alteelsis). Vi khuẩn gây bệnh cổ trướng xuất huyết (tích tụ dịch trong khoang màng bụng) ở cá.

Bệnh ở thực vật

Các loài thực vật Pseudomonas chúng đang gây ra sự đa dạng lớn của các bệnh. Chúng có thể tạo ra các tổn thương hoại tử hoặc vết bẩn trên thân, lá và quả. Họ cũng có thể sản xuất mang, khử trùng và nhiễm trùng mạch máu.

Nhóm P. syringae tấn công chủ yếu ở cấp độ lá. Ví dụ, trong hành tây họ có thể tạo ra đốm lá và thối củ.

Trong cây ô liu (Làn sóng châu âucác loài P. savastanoi Nó là tác nhân gây bệnh lao ô liu được đặc trưng bởi sự hình thành của các khối u. Những khối u này được hình thành chủ yếu ở thân, chồi và đôi khi ở lá, quả và rễ. Chúng gây rụng lá, giảm kích thước của cây và sau đó chết.

 Tài liệu tham khảo

  1. MC đã kết hôn, Urban N, R Díaz và A Díaz (2015) Bệnh lao của cây ô liu: nghiên cứu in vitro về tác dụng của các loại thuốc diệt nấm khác nhau trên sáu chủng Pseudomonas savastonoi. Actas Simposeio Expoliva, Jaén, Tây Ban Nha, 6 - 8 tháng 5.
  2. H C Pseudomonas spp. Vi sinh vật học môi trường 20: 2142-2159.
  3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall và J Olivares-Pacheco (2018) Pseudomonas mandelii bị cô lập ở Nam Cực. Biol cực 41: 469-480.
  4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: một kẻ thù nguy hiểm Phòng khám Acta Bioquím. Latinoam. 48 465-74.
  5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto và H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecogloss tự sát sp. nov., tác nhân gây bệnh cổ trướng do vi khuẩn xuất huyết của ayu, Plecoglossus alteelsis. Tạp chí quốc tế về vi sinh học có hệ thống và tiến hóa. 50: 83-89.
  6. Palleroni NJ và M Doudoroff (1972) Một số tính chất và phân chia phân loại của chi Pseudomonas. Annu. Mục sư Phytopathol. 10: 73-100.
  7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. Trong: Whitman WB (chủ biên) Cẩm nang Hệ thống của Archaea và Vi khuẩn. John Wiley & Sons, Inc., kết hợp với Ủy thác thủ công của Bergey.