Đặc điểm Streptomyces griseus, phân loại, chu kỳ sinh học và sử dụng



Streptomyces griseus Nó là một loại vi khuẩn hiếu khí, Gram dương. Thuộc nhóm Actinobacteria, theo thứ tự Actinomycetales và họ Streptomycetaceae.

Chúng là những vi khuẩn phổ biến trong đất. Chúng đã được tìm thấy trong mối liên hệ với rễ cây trong rhizosphere. Một số chủng cũng đã được phân lập trong các mẫu nước và trầm tích biển sâu và trong hệ sinh thái ven biển. 

Khả năng của loài này thích nghi với sự đa dạng lớn của các hệ sinh thái đã tạo ra một biến thể di truyền quan trọng đã được cố gắng phân loại trong các loài sinh thái.

Loài này, giống như những loài khác của Streptomyces tạo ra một số lượng lớn các chất chuyển hóa thứ cấp, mang lại tầm quan trọng thương mại lớn. Chúng bao gồm streptomycin (kháng sinh aminoglycoside), loại kháng sinh đầu tiên được sử dụng hiệu quả chống lại bệnh lao.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung
    • 1.1 Di truyền học
    • 1.2 Chất chuyển hóa thứ cấp
  • 2 phân loại
    • 2.1 Phylogeny và từ đồng nghĩa
  • 3 chu kỳ sinh học
    • 3.1 Sự hình thành sợi nấm
    • 3.2 Sự hình thành sợi nấm trên không
    • 3.3 Hình thành bào tử
  • 4 công dụng
  • 5 tài liệu tham khảo

Tính năng chung

S. griseus là một vi khuẩn hiếu khí gram dương tạo ra sợi nấm. Thành tế bào dày, được hình thành chủ yếu từ peptidoglycan và lipid.

Loài này phát triển cả sợi nấm và sợi nấm trên không. Cả hai loại sợi nấm đều có hình thái khác nhau. Sợi nấm của sợi nấm có thể có đường kính 0,5 - 1 m. Các sợi nấm trên không có dạng sợi và ít phân nhánh. 

Trong môi trường nuôi cấy, những sợi nấm này có các sắc thái khác nhau của màu xám. Mặt trái của thuộc địa có màu vàng xám. Chúng không tạo ra sắc tố melanin.

Các chuỗi bào tử có thể điều chỉnh được và bao gồm 10-50 bào tử. Bề mặt của chúng nhẵn.

Các loài sử dụng như một nguồn glucose carbon, xyloza, mannitol hoặc fructose. Trong môi trường nuôi cấy với arabinose hoặc rhamnose, không có sự tăng trưởng của thuộc địa.

Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của nó đi từ 25 - 35 ° C.

Chúng phát triển trong một phạm vi rộng của pH, trong khoảng từ 5 đến 11. Tuy nhiên, sự tăng trưởng của chúng là tối ưu trong môi trường kiềm với pH 9, vì vậy nó được coi là kiềm.

Di truyền học

Bộ gen đã được giải trình tự hoàn toàn S. griseus. Nó trình bày một nhiễm sắc thể tuyến tính với hơn tám triệu cặp cơ sở. Sự hiện diện của plasmid đã không được quan sát.

Nhiễm sắc thể có hơn 7.000 ORF (trình tự RNA khung mở). Đối với hơn 60% các chuỗi này, chức năng mà chúng thực hiện được biết đến. Nội dung GC cho S. griseus xấp xỉ 72%, được coi là cao.

Chất chuyển hóa thứ cấp

Hầu hết các loài Streptomyces chúng tạo ra rất nhiều chất chuyển hóa thứ cấp. Trong số này có thuốc kháng sinh, thuốc ức chế miễn dịch và thuốc ức chế enzyme.

Tương tự như vậy, những vi khuẩn này có khả năng sản xuất một số enzyme có tầm quan trọng công nghiệp, chẳng hạn như glucose isomerase hoặc transglutaminase.

Trong trường hợp S. griseus, Chất chuyển hóa thứ cấp quan trọng nhất là streptomycin. Tuy nhiên, sinh vật này tạo ra các hợp chất khác, chẳng hạn như một số loại phenol rất hiệu quả trong việc kiểm soát các loại nấm phytopathogen khác nhau..

Phân loại

Loài này được mô tả lần đầu tiên từ các phân lập đất từ ​​một khu vực của Nga. Nhà nghiên cứu Krainsky năm 1914 xác định cô là Actinomyces griseus.

Sau đó, Waskman và Curtis tìm cách cô lập các loài trong các mẫu đất khác nhau ở Hoa Kỳ. Năm 1943, Waskman và Henrici đề xuất thể loại này Streptomyces dựa trên hình thái và loại thành tế bào của loài của chúng. Các tác giả này xác định vị trí các loài trong chi này vào năm 1948.

Phylogeny và từ đồng nghĩa

Nó đã được đề xuất sự tồn tại của ba loài phụ cho S. griseus. Tuy nhiên, các nghiên cứu phân tử đã tiết lộ rằng hai trong số các loài này tương ứng với loài này S. microflavus.

Từ quan điểm phát sinh gen, S. griseus  thành lập một nhóm với S.argenteolus và S. caviscabies. Những loài này rất giống nhau liên quan đến trình tự RNA của ribosome.

Dựa trên việc so sánh trình tự RNA, người ta có thể xác định rằng một số loài được coi là loài khác với S. griseus họ có cùng kiểu trang điểm di truyền.

Do đó, những cái tên này đã được chuyển sang từ đồng nghĩa của loài. Trong số này, chúng tôi có S. erumpens, S. ornatus và S. setonii.

Chu kỳ sinh học

Các loài Streptomyces sản xuất hai loại sợi nấm trong quá trình phát triển của nó. Các sợi nấm cơ chất tạo nên giai đoạn sinh dưỡng và sợi nấm trên không sẽ tạo ra các bào tử

Sự hình thành sợi nấm

Điều này bắt nguồn sau khi nảy mầm của bào tử. Các sợi nấm có đường kính 0,5-1 m. Chúng phát triển nhờ những lời xin lỗi và phát triển các nhánh, tạo ra một ma trận phức tạp của sợi nấm.

Có một vài vách ngăn hình thành các ngăn có thể trình bày một vài bản sao của bộ gen. Trong giai đoạn này, vi khuẩn tận dụng các chất dinh dưỡng có trong môi trường để tích lũy sinh khối.

Khi sợi nấm này phát triển, có một số tế bào chết. Trong sợi nấm trưởng thành xen kẽ các phân đoạn sống và chết.

Khi vi khuẩn phát triển trong đất hoặc trong cây trồng ngập nước, giai đoạn sinh dưỡng là chủ yếu.

Sự hình thành sợi nấm trên không

Vào thời điểm các thuộc địa đang phát triển, một sợi nấm với số lượng nhánh nhỏ hơn bắt đầu hình thành. Trong S. griseus các sợi dài được hình thành mà rất ít phân nhánh.

Dinh dưỡng cần thiết cho sự hình thành sợi nấm này, thu được từ sự phân giải các tế bào của sợi nấm cơ chất. Trong giai đoạn này, các loài tạo ra các chất chuyển hóa thứ cấp khác nhau.

Hình thành bào tử

Trong giai đoạn này, sợi nấm ngăn chặn sự phát triển của chúng và bắt đầu phân chia theo chiều ngang. Những mảnh vỡ này nhanh chóng biến thành bào tử tròn.

Chuỗi bào tử được hình thành bởi khoảng năm mươi tế bào được hình thành. Các bào tử có hình cầu đến hình bầu dục, đường kính 0,8 - 1,7 μm và có bề mặt nhẵn.

Công dụng

Công dụng chính liên quan đến S. griseus là sản xuất streptomycin. Đây là một loại kháng sinh diệt khuẩn. Nó được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1943 bởi Albert Schatz trong các chủng loài.

Streptomycin là một trong những phương pháp điều trị hiệu quả nhất để điều trị bệnh lao gây ra bởi Mycobacterium tuberculosis.

Tuy nhiên,, S. griseus Nó có công dụng khác. Các loài sản xuất kháng sinh khác, trong đó có một số tấn công các khối u. Nó cũng sản xuất các enzyme phân giải protein được sử dụng thương mại, chẳng hạn như echase. Các enzyme này ngăn chặn sự bất hoạt của các kênh natri.

Mặt khác, trong những năm gần đây, người ta đã xác định rằng S. griseus tạo ra các chất dễ bay hơi của nhóm phenol gọi là carvacrol. Chất này có khả năng ức chế sự phát triển của bào tử và sợi nấm của các loại nấm phytopathogen khác nhau.

Tài liệu tham khảo

  1. Anderson A và E Wellington (2001) Phân loại học của Streptomyces và các công cụ tạo liên quan. Tạp chí quốc tế về vi sinh học có hệ thống và tiến hóa 51: 797-814.
  2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini và M Yaghoobi (2014) Kiểm soát sinh học các bệnh nấm thực vật bằng cách sử dụng các chất dễ bay hơi của Streptomyces griseus. Tạp chí Sinh học Thực nghiệm Châu Âu 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Khai thác và đánh bóng kho báu trong chi vi khuẩn Streptomyces. Sinh học. Công nghệ sinh học. Sinh hóa.71: 283-299.
  4. Ohqueri Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori và S Horinouchi (2008) Trình tự bộ gen của vi sinh vật sản xuất streptomycin Streptomyces griseus IFO 13350 Tạp chí Vi khuẩn học 190: 4050 - 4060.
  5. Rong X và Y Huang (2010) Đánh giá phân loại Streptomyces griseus clade sử dụng phân tích trình tự đa điểm và lai DNA-DNA với đề xuất kết hợp 29 loài và ba phân loài thành 11 loài gen. Tạp chí quốc tế về vi sinh học có hệ thống và tiến hóa 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Hệ thống hai thành phần và quy định sản xuất kháng sinh Streptomyces coelcolor. Luận án để áp dụng cho chức danh Bác sĩ từ Đại học Salamanca, Tây Ban Nha. 188 trang.