WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |

S. sparsogenes, также входящий в фенокластер“S. violaceusniger”(Williams et al., 1983а), но имеющий шиповатуюповерхность спор, значительно отличался отвышеперечисленных видов по составуполимеров, и содержал в клеточной стенкедве ТК:минорную –незамещенный 1,3-поли(глицерофосфат) иосновную – стетрасахаридом в качестве заместителя погидроксилам при С2 остатков глицерина.Впоследствии было показано, что этот видболее удален от других исследованныхштаммов и на филогенетическом уровне (Kumar andGoodfellow, 2008).

Следует также отметить,что спектры 13СЯМР полимеров клеточных стенокпредставителей фенокластера “S. violaceusniger” в целомимеют некоторые индивидуальныеособенности и в данном случае могут бытьтакже использованы как фингерпринты,полезные для дифференциации видовисследуемой группы (рис.8).

Сравнительный анализсобственных результатов исследованияорганизмов рода Streptomyces (представители3-х фенокластеров, Тульская и др., 1997а; 2003а;2007а, б; Shashkov et al., 2002a) и литературных данных (5фенокластеров, работы Стрешинской с соавт.)показывает, что имеется высокая степенькорреляции между структурнымиособенностями тейхоевых кислот игликополимеров клеточных стенок, с однойстороны, и генотипическимихарактеристиками организмов, с другой. Рядфенокластеров, неоднородных по составуполимеров, гетерогенен также и нафилогенетическом (геномном) уровне. Штаммыс высоким сходством ДНК-ДНК (55-70%) имеютпрактически идентичные анионные полимерыклеточных стенок и могут различатьсянекоторыми нюансами, например, фенокластер“S. violaceusniger”, кластер-вид Streptomycesgriseoviridis, кластер-вид Streptomyces cyaneus и др. Результаты исследованийоткрывают новые возможности в решениизадачи по уточнению границ видов иреорганизации таксономической структурырода Streptomyces вцелом на основе полифазного подхода.

Глава VII.Распространение тейхоевых кислот имоносахариды клеточных стенок упредставителей порядка Actinomycetales.

В связи с огромнойролью, которую играют ТК вжизнедеятельности микробной клетки, атакже в связи с таксономическойзначимостью этих биополимеров, нами былипродолжены исследования по изучениюраспространения ТК в клеточных стенкахорганизмов порядка Actinomycetales. Кроме того,параллельно в клеточных стенках многих изисследованных организмов был изученмоносахаридный состав, что такжепредставляет таксономическую ценность.

Таблица 6.Распространение тейхоевых кислот средипредставителей различных

таксонов порядкаActinomycetales.

Подпорядок,семейство

ТК

Таксоныимеющие ТК

Подпорядок Streptosporangineae

Сем. Nocardiopsaceae

Сем.Streptosporangiaceae*

Сем. Thermomonosporaceae*

+

+

+

Все изученные виды

Подпорядок Glycomycineae

Сем. Glycomycetaceae

+

Все виды Glycomyces

Подпорядок Corynebacterineae

Сем. Corynebacterineae

Сем. Gordoniaceae

Сем. Nocardiaceae

Сем. Mycobacteriaceae

Подпорядок Pseudonocardineae

Сем. Actinosynnemataceae

Сем. Pseudonocardiaceae

Подпорядок Frankineae

Сем. Geodermatophilaceae*

Сем. Frankiaceae*

Сем. Kineosporiaceae

В

Kineosporia aurantiaca

Подпорядок Streptomycineae

Сем. Streptomycetaceae

В

Все виды Streptomyces;

Следы поли(GroP) у Kitasatospora spp.*

Подпорядок Micrococcineae

Сем. Brevibacteriaceae*

Сем.Rarobacteraceae*

Сем. Cellulomonadaceae*

Сем. Intrasporangiaceae*

Сем. Promicromonosporaceae

Сем.Dermabacteraceae*

Сем. Microbacteriaceae*

Сем. Micrococcaceae*

+

+

В

В

В

Некоторые видыBrachybacterium*

Некоторые видыAgromyces*

Группа«Arthrobacter nicotinae»*

Подпорядок Micromonosporineae

Сем. Micromonosporaceae*

В

Все виды Spirilliplanes

Большинство видов Actinoplanes

Подпорядок Propionibacterineae

Сем. Nocardioidaceae

Сем. Propionibacteriaceae*

+

Aeromicrobium, Nocardioides

В – признак вариабелен упредставителей таксона;

* - данные по рядуорганизмов указанных родов взяты изпубликаций: Евтушенко и др., 1984; Наумова иШашков, 1997; Козлова и др., 2000; Потехина, 2006;Fiedler and Schffler,1987; Takeuchi and Yokota, 1989; Schubert et al., 1993; Evtushenko et al.,2007.

7.1. Распространениетейхоевых кислот в клеточных стенкахнекоторых представителей порядка Actinomycetales.

Всего в данной работеобследовано более 100 штаммов различныхродов актиномицетов, относящихся к 12-тисемействам 9-ти подпорядкам порядка Actinomycetales. Как видно изтабл. 6, организмы ряда высших таксонов(подпорядки и семейства), характеризуютсяналичием или отсутствием ТК. Последниеобнаружены в клеточных стенках у всехизученных актиномицетов подпорядковGlycomycineae и Streptosporangineae и не выявлены у представителейподпорядка Corynebacterineae и Pseudonocardineae. Не содержат ТК в клеточных стенках ибольшинство изученных штаммовподпорядка Frankineae. В случае вариабельности признака«наличие ТК» внутри высших таксонов,признак характерен для всех организмовболее узких филогенетических групп (родовили близких видов в составе рода).

Можно также отметить,что ТК обычно свойственны организмам схорошо развитым воздушным мицелием исложными репродуктивными структурами,реже встречаются у нокардиоформных ипалочковидных организмов и не выявлены укокковых форм. Полимеры обнаружены уабсолютного большинства изученныхорганизмов, включая Kineosporiaaurantiaca, содержащихLL-диаминопимелиновую кислоту впептидогликане. Доля ТК в клеточной стенкенокардио- и коринеформных организмов(семейство Nocardioidaceae) обычно ниже, чем у спорообразующих(напр., Streptomycetaceae). ТК не обнаружены у анаэробовсемейства Propionibacteriacea, а также у организмов сарабиногалактаном или арабиногалактаном имиколовыми кислотами в клеточныхстенках (подпорядки Corynebacterineaeи Pseudonocardineae), уорганизмов с муреином Б-типа (семействоMicrobacteriaceae), заисключением единичных видов рода Agromyces (Гнилозуб, 1994), иу абсолютного большинства организмов(включая спорангиальные) с лизином иорнитином в составе муреина. Исключение– Rarobacter (Takeuchi and Yokota, 1989),а также ряд филогенетически обособленныхвидов рода Arthrobacter (семейство Micrococcaceae, Fiedler andSchffler,1987), которые,видимо, должны быть выведены из составарода.

В качестве примерапрактического использованияна ранних этапах работы признака “наличиеТК” можно привести нашу работу(Стрешинская и др., 1989 г.) по уточнениютаксономического положения ряда видоврода Nocardiopsis, сходных с Saccharothrixморфологически и по типу клеточной стенки(III C). Было исследовано 9 штаммов видовNocardiopsis иSaccharothrix ивыявлено две группы организмов внутри родаNocardiopsis. К первой относились четыре штаммавидов N. dassonvilleiи N. trеhalosi(доминирующий моносахарид клеточнойстенки –глюкоза, клеточные стенки содержали ТКглицерофосфатной природы). Вторую группусоставили N. atra,N. coeruleofusca, N. longispora и N. syringae (доминирующий моносахаридклеточной стенки – галактоза, ТК отсутствуют). Видывторой группы по указанным критериям иряду других характеристик оказалисьблизкими к изученным Saccharothrixspp. Было сделано предположение, что ихследует вывести из состава рода Nocardiopsis и отнести кSaccharothrix.Впоследствии зарубежными авторами былоподтверждено это предположение ипредставители второй изученной намигруппы (N. coeruleofusca, N.longispora и N. syringae)реклассифицированы в родSaccharothrix (Grund andKroppenstedt, 1990).

7.2. Моносахариды вклеточных стенках изученныхактиномицетов.

Составдиагностических моносахаридов клеточнойстенки, определяемый обычно в препаратахцелых клеток, наряду с диаминокислотойпептидогликана, предложенный в качествехемотаксономического признака,дифференцирующего роды (группы родов) впериод становления хемотаксономическогонаправления в систематике актиномицетов(Lechevalier and Lechevalier 1970a,b,c), продолжает успешноиспользоваться и в настоящее время.Признак несет информацию о специфическихдля определенных групп организмовкомпонетах клеточной стенки. Для рядамицелиальных организмов метод определениясахаров в целых клетках даёт те жерезультаты, что и в препаратах клеточныхстенок, однако последний метод болееинфрмативен и позволяет выявлятьдополнительные диагностические длятаксона моносахариды (например, глюкозу,рибозу, галактозу). Помимо клеточнойстенки, такие сахара могут происходить изцитоплазмы, капсул и экзополисахаридов, итрадиционно не рассматривались в качестведиагностических. Так, например, принятосчитать, что для стрептомицетов характерентип клеточной стенки I –LL-диаминопимелиновая кислота и отсутствие«дифференцирующих» сахаров.

Сравнительный анализопубликованных и наших данных по «сахарамклеточных стенок» (определяются на первыхэтапах изучения структуры ТК и другихгликополимеров) показал, что моносахариды,не относящиеся к группе «дифференцирующихсахаров», часто входят в состав этихполимеров и в ряде случаев являются важнойдополнительной характеристикой таксона.Так, галактоза является ценным химическиммаркером группы видов стрептомицетов изкластера “S.violaceusniger”,галактоза и манноза (происходящие изгалактоманнана) характерны для Kineosporia aurantiaca, наличие галактозы (глюкозы)свойственно ряду видов Nocardiopsis и Saccharothrix (см. выше), и т.д. Изучение составасахаров препаратов клеточных стенокпозволяет также выявить моносахариды,считавшиеся ранее не свойственнымипредставителям того или иного рода(например, мадуроза для ряда видовстрептомицетов).

С другойстороны, обнаружение у штамма новогомоносахарида, не найденного в составеклеточных стенок известных (близких) видов,с высокой степенью вероятностисвитетельствует о том, что такой штаммотносится к новому таксону. Специфичностьбиосинтеза «нового» сахара и полимера,включающего такой сахар, обусловленаспецифичностью соответствующих локусовгенома микроорганизма.

При изучении6-ти новых изолятов рода Kribbella в клеточной стенке 3-х штаммов намибыли выявлены редкий сахар 2,3-ди-О-метил-D-галактопираноза и высшийсахар –псевдаминовая кислота. Клеточные стенкидвух других штаммов содержали2,4-диацетамидо-2,4-дидезокси-D-глюкозу– впервые обнаруженныйсахар (названный крибелозой), которыйсходен с бацилозамином (Schffer et al., 2001), отличающемся от вновьнайденного наличием О-метильной группы у пятого атомауглерода глюкозы. В клеточной стенке ещеодного штамма обнаружен редкийдиаминосахар –2,3-диацетамидо-2,3-дидезокси-D-глюкоза.Изученные штаммы содержали также вклеточной стенке то или иное количествогалактозы и маннозы. Отличия изученныхштаммов от известных видов рода по составумоносахаридов, входящих в полимеры,связанные с пептидогликаном, позволяютпредполагать, что они принадлежат какминимум к трем новым видам рода Kribbella. Вопрос о видовой принадлежностиэтих изолятов будет решен в дальнейшем наосновании изучения фенотипических игенотипических характеристик.

Глава VIII. Экологическиеаспекты изучения анионныхуглеводсодержащих полимеров клеточныхстенок актиномицетов.

Среди множестваобитающих в почве сапрофитных видовстрептомицетов в возрастающем количествеобнаруживаются фитопатогенные организмы,вызывающие экономически значимыезаболевания сельскохозяйственныхрастений, включая паршу картофеляобыкновенную (Takeuchi et al., 1996; Loria et al., 1997;Bouchek-Mechiche et al., 2000; Bukhalid et al., 2002). Основнымифакторами патогенности известныхстрептомицетов-возбудителей паршиявляются фитотоксин (такстомин),ингибирующий биосинтез целлюлозы,некротический белок и гидролитическиеферменты (Loria et al., 1997; Bukhalid et al., 2002). Вместе стем, сведения о механизме взаимодействияпатогена с растением-хозяином, в который,несомненно, вовлечены поверхностныеструктуры клеточной стенки фитопатогена,крайне фрагментарны. Обнаружение (Shashkov et al.,2000) уфитопатогенного штамма Streptomyces sp. ВKM Ac-2090,наряду с тейхоевой кислотой, полимера Kdn,обладающего адгезивными свойствами поотношению к тканям растения, положилоначало исследованиям по выявлениюособенностей строения анионных полимеровклеточной стенки у возбудителей паршикартофеля в связи с возможным участиемэтих полимеров в патогенезе.

Нами были исследованыанионные полимеры клеточных стенок у13 штаммов -изолятов из пораженных паршой клубнейкартофеля различных сортов, почвыкартофельных полей, а также представителейтиповых штаммов известных «почвенных»видов, таксономически близких кфитопатогенам (табл.7). Кроме того, былипроведены эксперименты по проверкевирулентности, определению такстомина ицеллюлозолитической активности увышеупомянутых и других организмов, укотрых были обнаружены аналогичные поструктуре полимеры клеточных стенок(табл.7). С целью идентификации штаммов, былитакже определены нуклеотидныепоследовательности фрагмента гена 16S рРНК.На основании полученных данных, былоустановлено, что рассматриваемые объектыотносятся к 3 филогенетическим группам:“Streptomyces scabei”, “Streptomyces setonii-griseus”и “S. violaceusniger” (табл. 8).

Таблица 7.Вирулентность, синтезтакстомина и наличие Kdn у изученных штаммовфитопатогенных стрептомицетов

Номер

п/п

Название культуры

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»