baktĒriju daudzveidĪba i daļa
DESCRIPTION
BAKTĒRIJU DAUDZVEIDĪBA I daļa. Dr. biol. , doc. Vizma Nikolajeva Biolo ģ ijas fakult ā te Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra. Uz Zemes eksistē 4-6 x 10 30 prokariotu šūnu (2,2x10 15 g C). 11500 prokariotu sugas, 2100 ģ intis (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
BAKTĒRIJU DAUDZVEIDĪBA
I daļa
Dr. biol.Dr. biol., doc., doc. Vizma Nikolajeva Vizma Nikolajeva
BioloBioloģģijas fakultijas fakultāātete
Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedraMikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra
Uz Zemes eksistē 4-6 x 1030 prokariotu šūnu(2,2x1015 g C).
14300 prokariotu sugas, 2500 ģintis (Deutsche Sammlung von
Mikroorganismen und Zellkulturen; February 2015)
www.dsmz.de
Bacterial Nomenclature Up-To-Date
Bergey`s Manualof Determinative Bacteriology.
1923. Bergey D. H., Harrison F. C., Breed R. S.,
Hammer B. W., Huntoon F. M. (eds.). Williams & Wilkins Co., Baltimore, pp. 442.
Robert Earle Buchanan (1883-1973)
David Henricks Bergey (1860-1937)
Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology.
Holt J. G., Krieg N. R., Sneath P. H. A., Staley J. T.,
Williams S. T. (eds.). 9th edition 1994
Williams & Wilkins Co., Baltimore
Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology.
Holt J. G., Krieg N. R., Sneath P. H. A., Staley J. T.,
Williams S. T. (eds.). 9th edition 1994
Williams & Wilkins Co., Baltimore
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
1. izdevums 1984.-1989. g.
Williams & Wilkins Co., Baltimore
Autoru kolektīvs:
290 zinātnieki no 19 valstīm.
4 sējumi.
Katrs sējums 10 000-23 000 eksemplāros.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
1. izdevums 1984.-1989. g.
Williams & Wilkins Co., Baltimore
Autoru kolektīvs:
290 zinātnieki no 19 valstīm.
4 sējumi.
Katrs sējums 10 000-23 000 eksemplāros.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
2. izdevums 2001.-2012.Springer-Verlag, New York
Volume 1Garrity G. M. (ed.). 2001.
The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria, pp.721.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
2. izdevums 2001.-2012.Springer-Verlag, New York
Volume 1Garrity G. M. (ed.). 2001.
The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria, pp.721.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 2Garrity G. M. (ed.). 2005.
The Proteobacteria.
Part A. Introductory Essays, pp. 304.Part B. The Gammaproteobacteria, pp.
1106.Part C. The Alpha-, Beta-, Delta-, and
Epsilonproteobacteria, pp. 1388.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 2Garrity G. M. (ed.). 2005.
The Proteobacteria.
Part A. Introductory Essays, pp. 304.Part B. The Gammaproteobacteria, pp.
1106.Part C. The Alpha-, Beta-, Delta-, and
Epsilonproteobacteria, pp. 1388.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 3Garrity G. M. (ed.). 2009.The Firmicutes, pp. 1420.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 3Garrity G. M. (ed.). 2009.The Firmicutes, pp. 1420.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 4Garrity G. M. (ed.). 2010.
The Bacteroidetes, Planctomycetes, Chlamydiae, Spirochaetes,
Fibrobacteres, Fusobacteria, Acidobacteria, Verrumicrobia,
Dictyoglomi, and Gemmatimonadetes, pp. 1420.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 4Garrity G. M. (ed.). 2010.
The Bacteroidetes, Planctomycetes, Chlamydiae, Spirochaetes,
Fibrobacteres, Fusobacteria, Acidobacteria, Verrumicrobia,
Dictyoglomi, and Gemmatimonadetes, pp. 1420.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 5Garrity G. M. (ed.). 2012.
The Actinobacteria.
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Volume 5Garrity G. M. (ed.). 2012.
The Actinobacteria.
http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/bakt.daudzv.1.d.ppt
http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/bakt.daudzv.2.d.ppt
http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/bakt.daudzv.3.d.ppt
http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/bakt.daudzv.4.d.ppt
http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/bakt.daudzv.5.d.ppt
http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/Prokariotu_taksonomija
International Code of Nomenclature of Bacteria(1990)
International Journal of Systematic and Evolution
Microbiology(agrāk – Int. J. of Systematic Bacteriology;
Int. Bulletin of Bacteriological Nomenclature
and Taxonomy,iznāk kopš 1952. gada)
Prokariotu taksonomiskās vienības
Valsts jeb domēns (domain)
Tips (phylum)
Klase (class)
Rinda (order)
Dzimta (family)
Ģints (genus)
Suga (species)
Apakšsuga (subspecies)
Bacteria
Proteobacteria
Alphaproteobacteria
Legionellales
Legionellaceae
Legionella
Legionella pneumophila
Legionella pneumophila subsp. pneumophila
Iekšsugas tasonomiskās vienības
Biovārs jeb biotips – fizioloģiska vai bioķīmiska īpatnība
Fagovārs jeb fagotips (jeb lizotips) – attieksme pret fāgu
Serovārs jeb serotips – atšķirīga antigēnu pazīme
Hemovārs jeb hemotips – kādas vielas sintēze
Kultivārs – kultivēšanas īpatnība
Morfovārs jeb morfotips – morfoloģiska īpatnība
Patovārs jeb patotips – patogenitātes īpatnība
Pie taksonomiskām vienībām nepieder: celmicelmi – vienai sugai piederošas – vienai sugai piederošas
mikroorganismu kultūras, kas izdalītas no mikroorganismu kultūras, kas izdalītas no dažādām vietām vai arī no vienas vietas, bet dažādām vietām vai arī no vienas vietas, bet dažādā laikā;dažādā laikā;
ģenētiski vienveidīgas kultūras ar specifiskām ģenētiski vienveidīgas kultūras ar specifiskām pazīmēm.pazīmēm.
klonikloni – no vienas šūnas iegūtas – no vienas šūnas iegūtas mikroorganismu kultūrasmikroorganismu kultūras
(sēnēm un baktērijām – kolonijas).(sēnēm un baktērijām – kolonijas).
Tīrkultūra Tīrkultūra – vienai sugai piederošu– vienai sugai piederošu mikroorganismu kultūra.mikroorganismu kultūra.
Prokariotu sugas aprakstīšana Genoma informācija - DNS bāzu sastāvs (mol% G+C). Prokariotiem G+C 20-80 mol%. Atšķiras >10 % – nepieder vienai ģintij. Atšķiras >5 % – nepieder vienai sugai. - DNS-DNS līdzība DNS atšķiras >30 % un Tm (denaturācijas temperatūra) >5 °C –
nepieder vienai sugai. - 16S rRNS analīzes - DNS fingerprintings
Fenotipiskās metodes - klasiskās fenotipiskās analīzes - numeriskā taksonomija, pamatojoties uz fenotipiskām analīzēm –
fenētiskais novērtējums - hemotaksonomija (šūnapvalka struktūra, lipīdi, poliamīni) - fenotipēšanas metodes: serotipēšana, olbaltumvielu un LPS
elektroforēze, spektroskopija - identificēšanas atslēgas un tabulas - identificēšanas sistēmas (API, Biolog, Vitek u.c.)
16S rRNS gēnu un DNS-DNS hibridizācijas salīdzinājums (Stackebrandt, Goebel, 1994)
Virs horizontālās 97 % līnijas – viena suga pēc rRNS gēniem;pa labi no vertikālās 70 % līnijas – viena suga pēc hibridizācijas datiem.
1 sugaFilotipi, ribotipi, OTU (operacionālās taksonomiskās vienības)
dažādas sugas
Taksonomiskajiem līmeņiem atbilstošā 16S rRNS identitāte
Līmenis
PiemērsPiemērs Identitātes %
Līmeņu skaits
Tips Proteobacteria 75 90
Klase Gammaproteobacteria
78 7
Rinda Enterobacteriales
84 18
Dzimta
Enterobacteriaceae
90 1
Ģints Escherichia 95 38
Suga E. coli 97-99 5
Celms E. coli O157 O157 >97 ?(Kirshman, 2012)
Kategorija “Candidatus” – nepilnīgi aprakstītām
potenciālām jaunām sugām
Slāpekļa atdalīšanā no notekūdeņiem piedalās
anaerobās amonija oksidētājas jeb anammox baktērijas (anaerobic ammonia oxidation).
Anammox process: NH4+ + NO2
- N2 + 2H2OProcesu veic planktomicētu grupas baktērijas, t.sk., `Candidatus Brocadia anammoxidans`, `Candidatus Kuenenia stuttgartiensis`.
Schmidt I., Sliekers O. et al. (2003) New concepts of microbial treatment processes for the nitrogen removal in wastewater. FEMS Microbiol. Rev., 27: 481-492.
Karls Vēze [Carl Woese] (1927.-)
Arhebaktēriju atklājējs
Trīs organismu nodalījumi – domēni
(1978.)
Arhebaktēriju valsti iedala 2 tipos:
1. Crenarchaeota
2. Euryarchaeota
3. tips “Korarchaeota” ?
4. tips Nanoarchaeota ?
Eibaktēriju jeb īsto baktēriju valsti iedala 23 tipos:
1. Aquificae2. Thermotogae3. Thermodesulfobacteria4. “Deinococcus-
Thermus”5. Chrysiogenetes6. Chloroflexi7. Thermomicrobia8. Nitrospirae9. Deferribacteres10.Cyanobacteria11.Chlorobi
12. Proteobacteria13. Firmicutes14. Actinobacteria15. Planctomycetes16. Chlamydiae17. Spirochaetes18. Fibrobacteres19. Acidobacteria20. Bacteroidetes21. Fusobacteria22. Verrucomicrobia23. Dictyoglomi
Informācija par ģintīm
Koloniju morfoloģija un pigmentācija
Augšanas apstākļi un barošanās
Fizioloģija un metabolisms
Ģenētika, plazmīdas un bakteriofāgi
Filoģenētiskais stāvoklis
Antigēnu struktūra
Patogenitāte
Ekoloģija
Taksonu diferenciācijai izmantotie simboli:
+: >90 % celmu ir pozitīvi
d: 11-89 % celmu ir pozitīvi
-: >90 % celmu ir negatīvi
D: dažādos taksonos dažādas reakcijas (piem., vienas ģints dažādām sugām)
v: celmu nestabilitāte (nav vienāds ar “d”)
ĪSTO BAKTĒRIJU
JEB EIBAKTĒRIJU VALSTS
JEB DOMĒNS
BACTERIA
1. Aquificae tips
Klase: Aquificae
Rinda: Aquificales
Dzimta: Aquificaceae
Ģintis: Aquifex
Calderobacterium
Hydrogenobacter
Thermocrinis
Genus incertae sedis: Desulfurobacterium
1. Aquificae tips
Gramnegatīvas
Nūjiņas
Mēreni termofilas vai hipertermofilas
Izolētas no jūru un sauszemes karstajiem avotiem
Metabolisms:
mikroaerofilas.
hemolitotrofas H2 oksidētājas vai
hemoorganotrofas
2. Thermotogae tips
Klase: Thermotogae
Rinda: Thermotogales
Dzimta: Thermotogaceae
Ģintis: Thermotoga
Fervidobacterium
Geotoga
Petrotoga
Thermosipho
Thermotoga maritima
2. Thermotogae tips
Mēreni vai ekstremāli termofilas
Nūjiņas
Anaerobas
Gramnegatīvas, ar ārējo mantiju – togu (redzama fāzu kontrastā)
Hemoorganotrofas, saraudzē olbaltumvielas, ogļhidrātus u.c. Fervidobacterium pennivorans ir termostabila keratināze (noārda putnu spalvu miltus līdz peptīdiem, opt. pH 10, 80 C)
Tiosulfātu un/ vai sēru reducē līdz H2S
Augšanu inhibē H2
Dzīvo jūru un sauszemes karstajos avotos, sēra laukos, naftas atradnēs
3. Thermodesulfobacteria tips
Klase: Thermodesulfobacteria
Rinda: Thermodesulfobacteriales
Dzimta: Thermodesulfobacteriaceae
Ģints: ThermodesulfobacteriumTermofilas
Gramnegatīvas, ar ārējās membrānas izvirzījumiem
Nūjiņas
Anaerobas. Hemoorganotrofas, saraudzē piruvātu u.c., disimilējoši reducē sulfātus
Atrod karstā vidē – karstajos avotos, naftas atradnēs, karstos biomasas noārdītājos
4. “Deinococcus-Thermus” tips
Klase: Deinococci
Rinda: Deinococcales
Dzimta: Deinococcaceae
Ģints: Deinococcus
Rinda: Thermales
Dzimta: Thermaceae
Ģintis: Thermus
Meiothermus
4. “Deinococcus-Thermus” tips
Deinococcales rinda
Aerobas
Sfēriskas šūnas pāros vai tetrādēs (lieli koki)
Krāsojas grampozitīvi, izņemot Deinococcus grandis, bet ir ārējā membrāna. Membrānām neparasts lipīdu sastāvs. Nesatur LPS un teihojskābes. Membrānās sarkani pigmenti – karotinoīdi. Daļai celmu ir ogļhidrātu vai heksagonālu olbaltumvielu S-slānis
Mezofilas un termofilas (opt. līdz 50 C)
Hemoorganotrofas, daudzas – proteolītiskas. Daļa sugu prasa augšanas faktorus. Aug lēni
Liela rezistence pret UV stariem, jonizējošo radiāciju un izžūšanu
“Micrococcus radiodurans” Deinococcus radiodurans
Mezofilo sugu dzīves vieta nedefinēta (augsne?), termofilās sugas – karstajos avotos u.c.
4. “Deinococcus-Thermus” tipsDeinococcales rinda
Īpatnēja dalīšanās (septu veidošanās)
Genoms segmentēts – lielā un mazā hromosoma, 2 dažādas plazmīdas. 4-10 hromosomas kopijas vienā šūnā
4. “Deinococcus-Thermus” tipsThermales rinda
Nekustīgas nūjiņas
Gramnegatīvas. Var būt olbaltumvielu S-slānis
Thermus spp. kolonijas parasti dzeltenas, Meiothermus spp. – sarkani pigmentētas. Tumšā vidē dominē nepigmentētie Thermus celmi. Pigmentētie aug lēnāk, bet ir izturīgāki pret UV. Karotinoīdu gēni atrodas plazmīdās
Aerobas
Termofilas (opt. 50-75 °C)
Hemoorganotrofas, izņemot dažus celmus, kas spēj hemolitoheterotrofi oksidēt sēra savienojumus
Izolē no karsta ūdens (dabiskas un cilvēka veidotas vides) ar neitrālu vai sārmainu reakciju
Dabiski transformējami
Thermus aquaticus polimerāze Thermus aquaticus
5. Chrysiogenetes tips
Klase: Chrysiogenetes
Rinda: Chrysiogenales
Dzimta: Chrysiogenaceae
Ģints: ChrysiogenesGramnegatīvas
Kustīgas, liektas nūjiņas
Mezofilas
Anaerobas. Acetāts kā elektronu donors un C avots (acetāts CO2), bet kā elektronu akceptors arsenāts (arsenāts AsO4
- arsenīts AsO3
- ) vai nitrāts, vai nitrīts ( amonija jons). Arsenātreduktāze ir inducējama un atrodas periplazmā
1 suga – C. arsenatis
Atrod ar arsēnu piesārņotos notekūdeņos (arsēns līdz 30 mM)
6. Chloroflexi tips
Klase: “Chloroflexi”
Rinda: “Chloroflexales”
Dzimta: “Chloroflexaceae”
Ģintis: Chloroflexus
Chloronema
Heliothrix
Oscillochloris
Rinda: “Herpetosiphonales”
Dzimta: “Herpetosiphonaceae”
Ģints: Herpetosiphon
Krāsojas gramnegatīvi, bet nav LPS saturošas ārējās membrānas
Veido pavedienus, tie slīd pa virsmām
6. Chloroflexi tipsRinda “Chloroflexales”
“Zaļās” pavedienveida baktērijasjeb pavedienveida anoksigēni fototrofas baktērijas,jeb fotosintezējošās fleksibaktērijas (slīdošas, veido trihomus).
Obligāti vai nosacīti fototrofas. Daļa celmu ir nosacīti aerobi un dod priekšroku organisko vielu izmantošanai fototrofajā vai hemotrofajā metabolismā
Augot anaerobos apstākļos, satur hlorosomas ar bakteriohlorofiliem c un d, izņemot ģinti Heliothrix, kas nav “zaļa”, bet gan “oranža”. Visas ģintis satur bakteriohlorofilu a. Elektronu akceptors fotosintēzē – sulfīds
Veido PHB, poli-P granulu un glikogēna ieslēgumus
Mezofilas un termofilas sugas (aug līdz 65 C). Atrod ūdeņos pārslu sastāvā, zem ciānbaktēriju slāņa
10 m
Rinda “Herpetosiphonales”
6. Chloroflexi tips
Nefotosintezējošas, nesatur bakteriohlorofilu. Hemoorganotrofas
Hidrolizē cieti, bet ne celulozi
Aerobas
Mezofilas
Kolonijas parasti dzeltenas vai oranžas
Atrod saldūdenī, augsnē, notekūdeņos un aktīvajās dūņās
Herpetosiphon sp. kolonijas
Herpetosiphon aurantiacus
7. Thermomicrobia tipsKlase: Thermomicrobia
Rinda: Thermomicrobiales
Dzimta: Thermomicrobiaceae
Ģints: Thermomicrobium
Gramnegatīvas, bet ar netipisku šūnapvalku
Nekustīgas, īsas, neregulāras nūjiņas. Var būt pleomorfas (hanteles veida vai ar nevienādu diametru)
Hipertermofilas (aug 45-80 C)
Aug sārmainā vidē (pH 7,5-8,7)
Aerobas
Hemoorganotrofas. Neizmanto glikozi. Izmanto peptonu. Prasa augšanas faktorus (glutamāts u.c.)
Kolonijas rozā vai sarkanas
Izolē no karstajiem avotiem
8. Nitrospirae tipsKlase: “Nitrospira”
Rinda: “Nitrospirales”
Dzimta: “Nitrospiraceae”
Ģintis: Nitrospira
Leptospirillum
Magnetobacterium
Thermodesulfovibrio
Tips izveidots galvenokārt uz filoģenētiskiem pamatiem
Gramnegatīvas
Liektas, vibrionveida vai spirālveida šūnas
Nitrospira, Leptospirillum un Magnetobacterium – aerobas, hemolitotrofas
Thermodesulfovibrio – anaerobas, termofilas
8. Nitrospirae tips
Aerobas
Mezofilas
Hemolitotrofas, bet ātrāk spēj augt miksotrofi
Enerģiju iegūst, nitrītus oksidējot līdz nitrātiem. Opt. nitrītu koncentrācija 2-3 mM, liela koncentrācija toksiska
Plaša periplazmatiskā telpa. Nitrītu oksidācijas sistēma lokalizēta citoplazmatiskās membrānas periplazmas pusē. Šūnās nav karboksisomu un intracitoplazmatisko membrānu
Izdalītas no ūdens, augsnes, aktīvajām dūņām un ūdens apsildes sistēmām
Ģints Nitrospira
N. marina
8. Nitrospirae tipsĢints Leptospirillum
Aerobas
Obligāti hemolitotrofas un autotrofas
Vienīgais enerģijas avots – dzelzs jona oksidēšana (Fe2+ Fe3+)
Obligāti acidofilas, opt. pH 1,3-2,0
Spēj saistīt N2
Kustīgas, ir 1 polāra viciņa. Kolonijas oranži brūnas
Plaši izplatītas dabā un industriālā vidē, kur sulfīdus saturošu rūdu oksidācija rada skābas (pH<3), ar metāliem bagātas ekosistēmas
Divas sugas: L. ferrooxidans (mezofila), L. thermoferrooxidans (mēreni termofila, nav saglabāta)
8. Nitrospirae tips
Ģints ”Candidatus Magnetobacterium”
Aerobas
Hemolitotrofas
Lielas, kustīgas nūjiņas. Vidējais ātrums 40 m/ s virzienā uz Ziemeļpolu. Ar kustību atbild arī uz ķīmiskiem gradientiem
Dzīvo saldūdenī. Gradienta organisms (mikrobiotops oksiskās/ anoksiskās zonas robežā)
Mezofilas, psihrotrofas
Satur līdz 1000 magnetosomām, kas sakārtotas 3-5 ķēdītēs paralēli šūnas gareniskajai asij. Magnetosomas sastāv no 110-150 nm gariem magnetītiem (Fe3O4)
Oksidē reducētos sēra savienojumus, satur lielus S ieslēgumus. Iespējamie elektronu akceptori – O2, nitrāts, sulfāts, Fe oksīdi
Baktērijas nav saglabātas
1 msērs
magnetosomas
8. Nitrospirae tipsĢints Thermodesulfovibrio
Anaerobas
Termofilas, aug 40-70 C
Kustīgas, liektas nūjiņas. Ir 1 polāra viciņa
Acidofilas
Hemoorganotrofas. Organiskās vielas oksidē līdz acetātam
Disimilējoši reducē sulfātu. Elektronu akceptori – sulfāts, tiosulfāts, sulfīts, nitrāts
Izdala no karstajiem avotiem
9. Deferribacteres tips
Klase: Deferribacteres
Rinda: Deferribacteriales
Dzimta: Deferribacteriaceae
Ģintis: Deferribacter
“Flexistipes”
Geovibrio
Genera incertae sedis: Synergistes
9. Deferribacteres tipsGramnegatīvas
Taisnas, liektas vai vibrionveida nūjiņas
Mezofilas un mēreni termofilas sugas
Hemoorganotrofas. Izmanto dažādas organiskās vielas
Anaerobas
Elektronu akceptori: Fe3+, Mn4+, S0, Co3+, nitrāts
Katrā ģintī 1 suga
Deferribacter thermophilus atrastas Ziemeļjūrā pie naftas atradnēm
Flexistipes sinusarabici atrastas Sarkanajā jūrā
Geovibrio ferrireducens atrastas ar ogļūdeņražiem piesārņotā grāvī Oklahomas štatā ASV
Synergistes jonesii atrastas atgremotāju kuņģī Havaju salās. Tās noārda toksiskos piridīndiolus
10. Cyanobacteria tips
Ciānbaktērijas jeb zilaļģes
Oksigēni fototrofas. Satur hlorofilu a un fikobilīnus (zilie – fikocianīni, sarkanie – fikoeritrīni). Autotrofas (CO2 – primārais C avots). Elektronu donors – H2O
Dažas sugas un celmi ir nosacīti fototrofi vai hemoheterotrofi
Gramnegatīvas, parasti ar plānu peptīdglikāna slāni
Vienšūnu, koloniālas un pavedienveida (trihomu) formas. Bieži apkārt šūnām kapsula vai maksts, tajā var uzkrāties dzelteni, sarkani vai zili pigmenti, kas maskē šūnu zaļo krāsu
Šūnās atrodas tilakoīdi – pigmentus saturošas membrānu sistēmas, parasti sakārtotas koncentriski vai radiāli
Kustas slīdot pa virsmu, galvenokārt pavedienveida formas
10. Cyanobacteria tips
Ieslēgumi:
glikogēns,
ciānficīns,
karboksisomas (karboksilāzes),
poli-P,
gāzes vakuolas,
reti – PHB
Ciānficīns – polipeptīds, asparagīnskābes un arginīna kopolimērs:
Asp – Asp – Asp – Asp – Asp –
Arg Arg Arg Arg Arg Saistītā N krājumi –tikai ciānbaktērijās
Microcystis šūnas ar gāzes vakuolām
a)
heterocista
a) Anabaena sp. ar heterocistub) heterocistas darbības modelis
10. Cyanobacteria tipsIV un V apakšnodaļas ciānbaktērijas spēj saistīt N2
Daudzas no tām veido heterocistas
b)
10. Cyanobacteria tips
Klase: “Cyanobacteria”
Apakšnodaļa I (agrāk Chroococcales)
Ģintis: Chamaesiphon, Chroococcus,
Cyanobacterium, Cyanothece,
Dactylococcopsis, Gloeobacter,
Gloeocapsa, Gloeothece,
Microcystis, Prochlorococcus,
Prochloron, Synechococcus,
Synechocystis
Iedalījumam vairāk fenotipisks, nevis filoģenētisks pamats. Nomenklatūra pēc Botāniskās nomenklatūras koda
10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa I (agrāk Chroococcales)
Vienšūnas formas. Lodveida, eliptiskas vai nūjiņveida
Vairojas daloties vai pumpurojoties. Dalās pakāpeniski 1-3 plaknēs vai neregulāri
Koloniālās formas ietvertas gļotu slāņos vai daudzslāņu makstīs
Gloeothece sp. šūnas makstīs, šūnu diametrs 5-6 m
Prochloron sp. šūnas, šūnu diametrs 8-14 m
10. Cyanobacteria tips
Klase: “Cyanobacteria”
Apakšnodaļa II (agrāk Pleurocapsales)
Apakšgrupa I
Ģintis: Cyanocystis
Dermocarpella
Stanieria
Xenococcus
Apakšgrupa II
Ģintis: Chroococcidiopsis
Myxosarcina
Pleurocapsa
10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa II (agrāk Pleurocapsales)
Vismaz kādā dzīves cikla stadijā veido beocītus – daudzas (4->1000) sīkas lodveida šūnas, kas veidojas daudzkārtīgi daloties vienai mātes šūnai, šūnām ilgstoši paliekot vienā ārējā apvalkā. Katra nākošā šūna ir aizvien mazāka. Rodas šūnu agregāti vai pseidopavedieni
Vecā botāniskā literatūrā beocītus sauc par “endosporām” vai “nanocītiem”
Šūnām ir šķiedrains ārējais apvalks, kas nepiedalās šūnas dalīšanās procesā. Tas pakāpeniski kļūst biezāks, līdz nākošai binārās dalīšanās reizei
Beocīti pieķeras un šūnas aug pie virsmām
10. Cyanobacteria tips
Klase: “Cyanobacteria”
Apakšnodaļa III (agrāk Oscillatoriales)
Ģintis: Arthrospira, Borzia,
Crinalium, Geitlerinema,
Leptolyngbya, Limnothrix,
Lyngbya, Microcoleus,
Oscillatoria, Planktothrix,
Prochlorothrix, Pseudanabaena,
Spirulina, Starria,
Symploca, Trichodesmium,
Tychonema
10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa III (agrāk Oscillatoriales)
Pavedienveida, ar makstīm. Veido trihomus, kuru gala šūna vai šūnas var būt smailas. Trihomu diametrs 1->100 m. Garākie trihomi sastāv no diskveida šūnām. Dalās tikai vienā plaknē, 90° leņķī attiecībā pret garenisko asi
Kustas pavedienam slīdot pa virsmu un rotējot ap savu asi
Pavedieni bez makstīm var veidot neīstus zarus. Tie rodas trihoma pārplīšanas vietās
Veido hormogonijus – īsus fragmentus, kas atdalās no trihoma gala
Daudzi celmi saista N2
Vairākām sugām raksturīga no sulfīdiem atkarīgā anoksigēnā fotosintēze Oscillatoria sp.
10. Cyanobacteria tips
Klase: “Cyanobacteria”
Apakšnodaļa IV (agrāk Nostocales)
Apakšgrupa I
Ģintis: Anabaena, Anabaenopsis,
Aphanizomenon, Cyanospira,
Cylindrospermopsis, Cylindrospermum,
Nodularia, Nostoc,
Scytonema
Apakšgrupa II
Ģintis: Calothrix,
Rivularia,
Tolypothrix
10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa IV (agrāk Nostocales)
Pavedienveida, ar makstīm. Veido trihomus. Trihomu diametrs 2-15 m. Dalās tikai vienā plaknē, 90° leņķī attiecībā pret garenisko asi
Pavedieni bez makstīm var veidot neīstus zarus
II apakšgrupas baktēriju pavedieniem raksturīga bazāla-apikāla polaritāte – smailie trihomi, kas galā var veidot bezkrāsainus “matus”
Veido heterocistas un hormogonijus
Dažas sugas veido akinētes – pret aukstumu un izžūšanu rezistentas snaudošas šūnas, ar biezu šūnapvalku
Anabaena sp.
Nodularia harveyana
akinētes
heterocista
heterocista
Klase: “Cyanobacteria”
Apakšnodaļa V (agrāk Stigonematales)
Ģintis: Chlorogloeopsis
Fischerella
Geitleria
Iyengariella
Nostochopsis
Stigonema
10. Cyanobacteria tips
10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa V (agrāk Stigonematales)
Vissarežģītākā ciānbaktēriju apakšnodaļa pēc morfoloģijas un diferencēšanās
Gareniska un slīpa dalīšanās. Veidojas “T”, “V” un “Y” formās zaroti pavedieni. Dažas ģintis veido arī neīstus zarus
Veido heterocistas un hormogonijus, dažas ģintis arī akinētes
Fischerella sp.
11. Chlorobi tips
Klase: “Chlorobia” – zaļās sēra baktērijas
Rinda: Chlorobiales
Dzimta: Chlorobiaceae
Ģintis: Chlorobium
Ancalochloris
Chloroherpeton
Pelodictyon
Prosthecochloris
11. Chlorobi tipsGramnegatīvas
Koki vai dažādas formas nūjiņas
Anaerobas
Anoksigēni fototrofas un miksotrofas. Par C avotiem izmanto vienkāršas organiskās vielas vai CO2. Dažas sugas par elektronu donoru spēj izmantot H2, sulfīdu, sēru vai tiosulfātu. Dažreiz ārpus šūnām uzkrāj S globulas
Spēj saistīt N2
Lielākā daļa prasa augšanas faktorus (parasti vitamīnu B12)
Fotosintētiskie pigmenti lokalizēti citoplazmatiskajā membrānā un hlorosomās. Satur bakteriohlorofilu a, c, d vai e
Dzīves vieta – ūdens, kur gaisma iespiežas anoksiskos slāņos vai nogulsnēs, kas satur reducētos sēra savienojumus. Dažās sugās zemā gaismas intensitātē inducējas gāzes vakuolu veidošanās un pacelšanās augstāk
11. Chlorobi tips
Ancalochloris spp. veido nevienāda garuma izaugumus – prostēkas. Tās var zaroties. Garākas prostēkas veidojas vidē ar mazu gaismas intensitāti
Var veidoties gāzes vakuolas
A. perfilievii (x 30 000)
11. Chlorobi tips
Pelodictyon spp. ovālās šūnas atrodas pa vienai, neregulāros agregātos vai zarotos tīklveida sakopojumos
5 m
P. clathratiforme P. luteolum
12. Proteobacteria tips
Klases:
Alphaproteobacteria (-proteobaktērijas)
Betaproteobacteria (-proteobaktērijas)
Gammaproteobacteria (-proteobaktērijas)
Deltaproteobacteria ( jeb -proteobaktērijas)
Epsilonproteobacteria (-proteobaktērijas)
Visas – gramnegatīvas
Alfa grupaRhodospirillumRhodopseudomonasErythrobacterAgrobacteriumRhizobiumNitrobacterAzospirillum
Beta grupaRhodocyclusThiobacillusNitrosomonasNitrosolobusAquaspirillumNeisseria
Gamma grupaChromatiumThiospirillumLamprocystisPseudomonasAcinetobacterEscherichiaVibrioBeggiatoa
Delta grupaSulfātreducējošās baktērijas Desulfovibrio Desulfobacter Desulfosarcina DesulfomonasMiksobaktērijasBdellovibrio Fototrofais priekštecis
Fototrofabaktērija
Fotosintēzes spēju
zaudēšana
Purpurbaktēriju un tām radniecīgo baktēriju filoģenētiskais koks
Klase Alphaproteobacteria
Rindas:
1. Rhodospirillales
2. Rickettsiales
3. Rhodobacterales
4. Sphingomonadales
5. Caulobacterales
6. Rhizobiales
Klase Alphaproteobacteria
1. Rinda Rhodospirillales
Dzimta: Rhodospirillaceae
Ģintis:Rhodospirillum
Azospirillum
Levispirillum
Magnetospirillum
Phaeospirillum
Rhodocista
Rhodospira
Rhodovibrio
Roseospira
Roseospirillum
Skermanella
Genera incertae sedis: “Sporospirillum”
Dzimta: RhodospirillaceaeKlase Alphaproteobacteria
Gaismā anoksiskos apstākļos pārsvarā aug fotoheterotrofi, bet tumsā – hemotrofi; ir anoksigēni fototrofas, izņemot Azospirillum, Levispirillum, Magnetospirillum un Skermanella, kas ir hemoorganotrofas
Kustīgas
Azospirillum mikroaerobos apstākļos saista N2. Uzkrāj PHB. Veido cistas. Dzīvo rizosfērā u.c.
Magnetospirillum magnetotacticum
(agrāk Aquaspirillum magnetotacticum) šūna ar magnetosomu ķēdīti
Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Rhodospirillaceae
Rhodocista, Rhodospira, Roseospira un Roseospirillum – halofilas jūru iemītnieces
“Sporospirillum”
Milzīgas (1,8-4,8 x 40-100 m) spirālveida baktērijas
Šūnās, galos, veidojas 1-2 (kā kurai sugai) endosporām līdzīgas struktūras (2-4 x 7-14 m), kas spēj rotēt un pārvietoties pa citoplazmu
Šūnas kustīgas, bet viciņas nav atrastas
Izolētas no varžu kurkuļu zarnu trakta
Klase “Alphaproteobacteria”
Rinda Rhodospirillales
Dzimta: Acetobacteraceae – etiķskābes baktērijasĢintis: Acetobacter
AcidiphiliumAcidisphaeraAcidocellaAcidomonasAsaiaCraurococcusGluconacetobacterGluconobacterParacraurococcusRhodopilaRoseococcusRoseomonasStellaZavarzinia
Etiķskābes baktēriju kolonijas uz Ca karbonātu
saturošas barotnes
Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Acetobacteraceae
Aerobas. Oksidāzes reakcija negatīva, izņemot Acidomonas methanolica, kad tā aug uz metanola
Izmanto ogļhidrātus
Dažas sugas saista N2
Izplatīta ģenētiskā nestabilitāte, saistīta ar IS
Etiķskābes baktērijām citoplazmatiskās membrānas periplazmas pusē lokalizētie enzīmi (alkoholdehidrogenāze un aldehīddehidrogenāze) etanolu oksidē par etiķskābi (izņemot Asaia, kas neizmanto etanolu)
Veidojas līdz 17 % (Gluconacetobacter europaeus) etiķskābe
Acetobacter, Gluconacetobacter un Acidomonas pēc etilspirta oksidēšanas pabeigšanas oksidē etiķskābi
etilspirts acetāts CO2 + H2O
Klase Alphaproteobacteria
Dzimta: Acetobacteraceae
Acetobacter pasteurianus izdala no kefīra graudiem, adaptējušās pienam. Augot kefīrā, kā N un C avotus izmanto alanīnu un prolīnu
Gluconacetobacter xylinus un G. intermedius veic celulozes biosintēzi. Celulozes sintāze katalizē glikozes polimerizēšanu par -1,4-glikānu. Šūnas caur porām sekretē garas glikāna ķēdes 1,5 nm diametrā. Glikāns agregē 3-4 nm mikrošķiedrās, kas pēc tam izveido lentas
G. intermedius izdalītas no tējas sēnes
Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Acetobacteraceae
Neetiķskābes Acetobacteraceae miksotrofs metabolisms
Rhodopila pieder pie anoksigēni fototrofajām purpurbaktērijām. Dzīvo saldūdenī, siltos sēra avotos
Acidiphilium satur bakteriohlorofilu a un karotenoīdu. Mezofilas. Acidofilas. Rezistentas pret metāliem (Fe, Al, Cu, Ni, Zn). Vairākas sugas Fe3+ reducēšanu saista ar organisko vielu oksidēšanu. Atrod skābos ūdeņos rūdu ieguves rajonos
Zavarzinia – mezofilas, karboksīdtrofas (izmanto CO) baktērijas
Stella – plakanas, 6-staru (prostēkas), radiāli simetriskas baktērijas , 0,7-3,0 m. Hemoorganotrofas. Aerobas. Oligokarbofilas. Izmanto vairākas organiskās skābes. Dzīvo augsnē, saldūdenī, mākslīgās ekosistēmās
Klase Alphaproteobacteria2. Rinda Rickettsiales
Dzimtas:
Rickettsiaceae
Anaplasmataceae
Holosporaceae
Nūjiņveida vai neregulāras formas baktērijas
Nav viciņu
Vairojas tikai atrodoties saimniekšūnā – fagocītos, asinsrades sistēmas šūnās vai mugurkaulnieku endotēlijā, dažādos helmintu orgānos un audos, kā arī posmkāju audos, kas var kalpot par vektoriem vai primāriem saimniekiem. Parazīti vai mutuālisti
Var izraisīt cilvēka un dažādu dzīvnieku slimības
Mutuālisti saistīti ar kukaiņu un helmintu attīstību un vairošanos
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rickettsiaceaea
Ģintis: Rickettsia
Orientia
Parasti diplokoki vai īsas, sapārotas nūjiņas. 0,3-0,8 x 0,8-3,0 m
Šūnas parasti atrodas olbaltumvielu kapsulā vai gļotu slānī
Obligāti intracelulāras. Nav kultivētas bezšūnu vidē. Rickettsiaceae var vairoties brīvi šūnu citoplazmā vai kodolā
Bieži asociētas ar posmkājiem, tie ir riketsiju rezervuārs un vektors. Saglabājas olšūnās (ērcēs, blusās) un tiek pārnestas uz nākošo paaudzi
Rickettsia rickettsii peles vagīnas šūnās
Klase Alphaproteobacteria
Rickettsia prowazekii cilvēkam izraisa izsitumu tīfu (pārnēsā ķermeņa utis, lidvāveres; utis iet bojā), R. rickettsii – Rocky Mountain spotted fever,R. typhi – peļu pārnēsāto tīfu,R. conorii – Vidusjūras izsitumu tīfu, Astrahaņas drudzi u.c.,R. australis – Austrālijas ērču tīfu,R. japonica – japāņu izsitumu tīfu, patogēns arī jūras cūciņām,R. africae – Āfrikas ērču kodiena drudzi,R. honei – izsitumu tīfu,R. felis – kaķu blusu pārnēsāto izsitumu tīfu.
Pa ķermeni tiek pārnēsātas ar asinīmRiketsiju adhezīni saistās ar specifiskiem šūnu receptoriem. Riketsijas inducē fagocitozi un nonāk fagosomās, bet tās ātri noārda, pirms saplūšanas ar lizosomām, un nokļūst citoplazmā, kur vairojas
Dzimta Rickettsiaceaea
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rickettsiaceaea
Riketsijas – biosintētiskie parazīti
Riketsijas – 3. riska grupas mikroorganismi
R. belli – augu patogēns, izraisa papaijas saslimšanu. Atrod zālēdājos kukaiņos
Riketsiju kultūras ātri inaktivējas 56 °C, atkārtoti sasaldējot un atkausējot, dažās dienās 4 °C, vairākās stundās istabas temperatūrā. Izturīgas izžuvušos posmkājos un fēcēs
Orientia tsutsugamushi izraisa cilvēkam scrub typhus, pārnēsā ērces; patogēnas arī pelēm un žurkām; Āzijā un Austrālijā
Orientia šūnapvalkā nav LPS un peptīdglikāna
Dzimta AnaplasmataceaeKlase Alphaproteobacteria
Ģintis: Anaplasma
Ehrlichia
Neorickettsia
Wolbachia
Genus insertae sedis: “Aegyptianella”Riketsijveidīgas
Patogēnas vairākiem zīdītājiem, t.sk. cilvēkam, un putniem
Zīdītājiem lokalizējas galvenokārt muguras smadzenēs vai hematopoētiskās izcelsmes šūnās. Var vairoties arī ērcēs u.c. bezmugurkaulnieku šūnās. Wolbachia inficē tikai posmkāju olšūnas
Vairojas tikai šūnu citoplazmas vakuolās, nevis kodolā
Baktērijām 2 morfoloģiskās formas: sīkie elementārķermenīši (ārpus šūnām, infekciozi) un lielie retikulārķermenīši (šūnās, neinfekciozi)
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Anaplasmataceae
Anaplasma marginale izraisa liellopu anaplazmozi (drudžainu hemolītisku anēmiju),
A. bovis (agrāk Ehrlichia bovis) – endēmisku liellopu ērlihiozi,
A. phagocytophilum (agrāk Ehrlichia equi) – cilvēka, zirgu un suņu granulocītisko ērlihiozi. Bieži asimptomātiska infekcija. Plaši izplatītas. Rezervuārs – dažādi zīdītāji. Vektors – ērces
Ehrlichia canis izraisa suņu monocītisko ērlihiozi,
E. chaffeensis – cilvēka un suņu monocītisko ērlihiozi
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Anaplasmataceae
Wolbachia pipientis (vienīgā suga ģintī) asociēta ar posmkājiem un nematodēm. Izmaina posmkāju reprodukciju – izraisa vīriešu kārtas embriju bojāeju, inducē partenoģenēzi un feminizāciju
Kādai lapseņu sugai W. pipientis nepieciešamas ooģenēzei
Parasti nepatogēnas
“Aegyptianella” – mājas un savvaļas putnu, kā arī varžu, čūsku, bruņurupuču u.c. parazīti
Vektori – ērces, dēles u.c.
Inficē un vairojas eritrocītos
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Holosporaceae
Endosimbionti skropstaiņos (Paramecium spp.)
Obligāti parazītiskas. Nosacīti simbiotiskas
Ģints: HolosporaGenus incertae sedis: Caedibacter
LyticumCandidatus OdyssellaCandidatus ParacaedibacterCandidatus Pseudocaedibacter“Pseudolyticum”Tectibacter
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Holosporaceae
Holospora un Caedibacter – endosimbionti Paramecium mikrokodolos vai makrokodolos
Holospora eksistē 2 formās:A – H. elegans reproduktīvā forma (īsas nūjiņas, 1-3 x 0,5 m),B – H. elegans infekciozā forma (garas, 5-20 m garas nūjiņas)
Ģints: Holospora
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Holosporaceae
Lyticum flagellatumL. flagellatum Paramecium tetraurelia šūnā
Lyticum – lielas nūjiņas (0,6-0,8 x 3-5 m) ar peritrihām viciņām, bet gandrīz nekustīgas. Lokalizējas citoplazmāSintezē labilus toksīnus, kas ātri lizē jutīgus tupelīšu celmus
20 m1 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Holosporaceae
Candidatus Odyssella, Candidatus Paracaedibacter – Acanthamoeba intracitoplazmatiski parazīti
Pseudocaedibacter un “Pseudolyticum” inficē tupelītes
Tectibacter atrod tupelītēs u.c.
Klase Alphaproteobacteria3. Rinda Rhodobacterales
Dzimta: RhodobacteraceaeĢintis:Rhodobacter, Ahrensia,
Amaricoccus, Antarctobacter,Gemmobacter, Hirschia,Hyphomonas, Ketogulonicigenium,Maricaulis, Methylarcula,Octadecabacter, Paracoccus,Rhodobaca, Rhodovulum,Roseibium, Roseinatronobacter,Roseivivax, Roseobacter,Roseovarius, Rubrimonas,Ruegeria, Sagittula, Staleya, Stappia, Sulfitobacter
Genera incertae sedis: Rhodothalassium
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhodobacteraceae
Fenotipiski, metaboliski un ekoloģiski daudzveidīga dzimta
Fotoheterotrofi, kas spēj augt arī fotoautotrofi vai hemotrofi;hemoorganotrofi ar aerobu vai nosacīti anaerobu metabolismu;nosacīti metilotrofi. Pieder pie purpurbaktērijām
Daudzām nepieciešams NaCl
Galvenokārt ūdens iemītnieces
Rhodobacter sphaeroides
5 m
Klase Alphaproteobacteria
Rhodobacter – ovālas vai nūjiņveida šūnas, var būt kustīgas, dalās vai pumpurojas, var veidot kapsulas un gļotu slāņus
Fotosintezējošas kultūras dzeltenzaļas vai dzeltenbrūnas, bet aerobi augošas – rozā vai sarkanas. Satur bakteriohlorofilu a un karotenoīdus
Anaerobos apstākļos gaismā aug fotoheterotrofi, bet tumsā – hemotrofi
Aeobos apstākļos aug hemotrofi
Izmanto dažādas organiskās vielas kā C avotu un elektronu donoru
Daudzas sugas fotoautotrofi par elektronu donoriem izmanto H2 vai sulfīdu (parasti rodas S0)
N avoti – organiski un neorganiski, t.sk. N2
Biotopi: saldūdens, kas bagāts ar organiskajām vielām un kur ir samazināta O2 koncentrācija
Dzimta Rhodobacteraceae
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhodobacteraceae
Ahrensia, Amaricoccus – aerobas, mezofilas, heterotrofas
Antarctobacter – nūjiņas ar sašaurinātiem galiem, pleomorfas, veido rozetes, aerobas, satur PHB, prasa NaCl, dzīvo jūrās
Gemmobacter – vairojas pumpurojoties, veido ķēdītes, aerobas vai nosacīti anaerobas, hemoorganotrofas, saraudzē ogļhidrātus un etanolu, neveido gāzes
Hirschia – īsas nūjiņas ar 1-2 polārām prostēkām, to galos veidojas pumpuri. Meitšūnas kustīgas. Aerobas, heterotrofas, izmanto dažādas organiskās vielas
H. baltica – izdalīta no Baltijas jūras, pie Vācijas
M – mātšūna, H – hifa, B – pumpurs, F - viciņa1 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhodobacteraceae
Hyphomonas – pleomorfas, dzīves cikls ar 2 fāzēm. Šūnas ar 1 prostēku, kas galā pumpurojas. Jaunās šūnas, kamēr tām nav prostēku, ir kustīgas. Aerobas, heterotrofas. Dzīvo jūrās
Roseinatronobacter – aerobas, heterotrofas, sintezē bakteriohlorofilu a, bet neaug autotrofi, tiosulfātu oksidē par sulfātu, opt. pH 10, izolētas no sārmaina ezera
Sulfitobacter – kustīgas nūjiņas. Aerobas, hemoorganotrofas, bet var iegūt enerģiju, oksidējot tiosulfātu, sulfītu vai sēru. Prasa NaCl. Šūnās atrodas pirellusomas – liela, ar membrānu norobežota nukleoīdu un ribosomas saturoša šūnas daļa. Atrastas jūrās
Sulfitobacter pontiacus
P – pirellusoma
0,1 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhodobacteraceae
Sagittula – nūjiņveida šūnas tupelītes formā, resnajā galā piestiprināšanās struktūra. Pieķeras pie celulozes un lignocelulozes daļiņām. Aerobas, hemoorganotrofas. Veido rozetes un agregātus. Hidrolizē celulozi, daļēji, arī lignīnu glikozes klātbūtnē. Izmanto dažādas organiskās vielas, t.sk. fenola savienojumus. Prasa NaCl. Izolētas no sāļa purva
S. stellata
0,2 m
H – piestiprināšanās struktūra,
P – polisaharīdu fibrillas
Klase Alphaproteobacteria
4. Rinda Sphingomonadales
Dzimta: Sphingomonadaceae
Ģintis: Sphingomonas
Blastomonas
“Citromicrobium”Erythrobacter
Erythromicrobium
Erythromonas
Porphyrobacter
Sandaracinobacter
Zymomonas
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Sphingomonadaceae
Ovālas vai pleomorfas šūnas
Īpatnēja ārējā membrāna. LPS aizvietots ar sfingoglikolipīdiem
Aerobas, izņemot Zymomonas, kas ir nosacīti anaerobas un kam ir rūgšanas tipa metabolisms
Hemoheterotrofas. Izmanto dažādas organiskās vielas. Dažas sugas satur bakteriohlorofilu a un ir nosacīti fototrofas
Plaši izplatītas (visbiežāk Sphingomonas paucimobilis). Daudzas noārda dioksīnus, furānus, bifenilus, aromātiskos ogļūdeņražus, herbicīdus u.c.
Daudzas sintezē ekstracelulārus polisaharīdus
Dažas sugas nosacīti patogēnas cilvēkam vai augiem
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Sphingomonadaceae
“Citromicrobium” – pleomorfas atkarībā no augšanas fāzes, bieži veidojas Y formas, jo vienai šūnai daloties, var veidoties 3 šūnas
Aerobas, fototrofas. Izmanto dažādas organiskās vielas
Citrondzeltenas kolonijas. Satur karotinoīdus un bakteriohlorofilu a
“Citromicrobium bathyomarinum”
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Sphingomonadaceae
Erythromicrobium – pleomorfas, var zaroties. Vairojas daloties 2 vai 4 daļās. Aerobas. Fotoheterotrofas. Satur bakteriohlorofilu a un karotinoīdus. Atrod saldūdenī. Rezistentas pret telūru (Te), un uzkrāj tā kristālus šūnās
E. ramosum
0,5 m
0,25 m
Klase Alphaproteobacteria
Zymomonas – nūjiņas, parasti nekustīgas un pāros
Nosacīti anaerobas, daži celmi obligāti anaerobi. Opt. 25-30 CFermentē 1 molu glikozes vai fruktozes par 2 moliem etanola, 2 moliem CO2, rodas arī nedaudz organiskās skābes, piemēram, pienskābes
Daži celmi inducējami izmantot arī saharozi, tad veidojas kapsulas (levāns)
Aug 5 % etanola klātbūtnē. Daži celmi producē līdz 13 % etanola
Ir skābju izturīgas, aug pH 3,5-7,5
Nepieciešams biotīns un pantotenāts. Labi aug vidē ar aminoskābju maisījumu
Bieži satur dažādas plazmīdas
Viena suga Z. mobilis ar 2 apakšsugām: Z. mobilis subsp. mobilis un Z. mobilis subsp. pomacii
Dzimta Sphingomonadaceae
Klase Alphaproteobacteria5. Rinda Caulobacterales
Dzimta: Caulobacteraceae
Ģintis: Caulobacter
Asticcacaulis
Brevundimonas
Phenylobacterium
Aerobas, hemoorganotrofas, oligotrofas
Caulobacter, Asticcacaulis un dažas Brevundimonas veido prostēkas
Asticcacaulis biprosthecum
Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Caulobacteraceae
Caulobacter – šūnas ar olbaltumvielu S-slāni un piestiprināšanās struktūrām. Blīvās kultūrās tās saista šūnas rozetēs
Brevundimonas – izmanto dažādas organiskās vielas, prasa augšanas faktorus. Tipiskas ūdens baktērijas
Phenylobacterium – šaurs un īpatnējs izmantojamo substrātu spektrs (vislabāk izmanto ksenobiotikas – hlozidazonu, antipirīnu vai fenilalanīnu), prasa B12 vitamīnu, aug lēni. Izdalītas no augsnes
6. Rinda RhizobialesKlase Alphaproteobacteria
Dzimtas:
Rhizobiaceae
Bartonellaceae
Brucellaceae
Phyllobacteriaceae
Methylocystaceae
Beijerinckiacaea
Bradyrhizobiaceae
Hyphomicrobiaceae
Methylobacteriaceae
Rhodobiaceae
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhizobiaceae
Ģintis: Rhizobium
Agrobacterium
Carbophilus
Chelatobacter
Ensifer
Sinorhizobium
Fenotipiski heterogēna dzimta, izveidota vienīgi pamatojoties uz 16S rRNA gēnu sekvenču analīzēm
Aerobas
Nūjiņas
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhizobiaceae
Rhizobium – kustīgas nūjiņas. Augot barotnēs ar ogļhidrātiem, veido daudz ekstracelulāru polisaharīdu. Hemoorganotrofas. Izmanto dažādus ogļhidrātus un organiskās skābesInducē sakņu gumiņu veidošanos, tajos simbiotiski saistot vai nesaistot N2 Leguminosae dzimtas augos. Gumiņu veidošanas (nod) un N2 saistīšanas (nif) gēni atrodas lielās plazmīdās (pSyms). Gumiņos baktērijas veido bakteroīdu formu, dzīvo endofītiski
Klase Alphaproteobacteria
Sugas: R. leguminosarum, R. etli,R. galegae, R. gallicum,R. giardinii, R. hainanense,
R. huautlense, R. lupini,R. mongolense, R. tropici.
Sugas bieži iedala vairākos biovāros, piemēram, R. leguminosarum sugā ir āboliņa, pupiņu un vīķu biovāri
Rhizobium ģints
Dzimta Rhizobiaceae
Klase Alphaproteobacteria
Dzimta Rhizobiaceae
Agrobacterium – izmanto dažādas organiskās vielas, barotnēs ar ogļhidrātiem veido daudz ekstracelulāru polisaharīdu
Caur brūcēm invadē dažādus augus, izraisa auga šūnu transformāciju par autonomi proliferējošām audzēja šūnām (veidojas galli)
Patogēni celmi satur lielu Ti (tumor inducing) vai Ri (rhizogenic) plazmīdu. Plazmīdas gēni integrējas
auga šūnas genomā. Ti gēni saistīti ar auksīnu, citokīnu un opīnu (arginīna atvasinājumu) sintēzi. Ti plazmīda – vektors gēnu inženierijā
Dzīvo augsnē
Sugas: A. tumefaciens, A. rhizogenes, A. rubi, A. vitis
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhizobiaceae
Allorhizobium – izmanto dažādas organiskās vielas, barotnēs ar ogļhidrātiem veido daudz ekstracelulāru polisaharīdu. Veido gumiņus tropu tauriņziežiem
Carbophilus carboxidus (vienīgā suga ģintī) – nosacīti hemolitoautotrofas, izmantojot CO. Izdalītas no augsnes
Ensifer adhaerens (vienīgā suga ģintī) – vairojas pumpurojoties vienā galā. Kustīgas. Piesaistās pie grampozitīvām un gramnegatīvām baktērijām un tās lizē, bet var izmantot dažādas organiskās vielas. Slikti izmanto peptonu. Prasa pantotenātu un nikotīnskābi. Atrod augsnē. Atrasti daudzi Ensifer lītiskie bakteriofāgi
Sinorhizobium – lucernas, sojas, akāciju u.c. gumiņbaktērijas. Prasa pantotenātu un nikotīnskābi
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bartonellaceaec
Ģints: Bartonella
Sīki, ieliekti kokbaciļi, parasti ķēdītēs
Grūti kultivēt – vajadzīgas barotnes ar asins piedevu. Aug 20-37 °C. Aug lēni
Pārnēsā posmkāji (utis, blusas, ērces u.c.)
6 sugas patogēnas cilvēkam. Izraisa bartonelozi, kaķu skrāpējumu slimību, bakteriālo angiomatozi, endokardītu, tranšeju drudzi u.c.
Cilvēka audos lokalizējas vakuolās endotēlija šūnu citoplazmā. Dzīvniekos (grauzējiem, kaķiem, suņiem u.c.) atrod arī eritrocītos
Ģints nesen atdalīta no Rickettsiales
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Brucellaceae
Ģintis: Brucella
Mycoplana
OchrobactrumAerobasHemoorganotrofas
Brucella – nekustīgi kokbaciļi. Daudziem celmiem nepieciešams CO2 un kompleksa vide, t.sk. asinis vai serums. Aug 20-40 °C. Satur 2 gredzenveida hromosomas. Sugām specifiskas 7 bakteriofāgu grupas
Intracelulāri parazīti cilvēkam un daudzām dzīvnieku sugām. Nav hemolītiskas. Izraisa vispārēju infekciju, lokalizējoties reproduktīvajos orgānos, granulocītos un monocītos. Dzīvniekiem var izraisīt placentas un augļa infekcijas un abortus. Brucellas var atrasties piena dziedzeros un nonākt pienā
Brucella abortus
Dzimta Brucellaceae
Klase Alphaproteobacteria
Mycoplana – liektas vai neregulāras, kustīgas nūjiņas. Veido zarotus pavedienus, kas vēlāk fragmentējas. Uzkrāj PHB. Atrod augsnē
Ochrobactrum – kustīgas nūjiņas, satur 2 hromosomas. Atrod gan dabā, gan klīniskos paraugos (nosacīti patogēnas)
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Phyllobacteriaceae
Ģintis: PhyllobacteriumAminobacterAquamicrobiumDefluvibacterCandidatus LiberibacterMesorhizobiumPseudaminobacter
Nūjiņveida, olveida vai nierveida baktērijas
Aerobas
Aug kompleksās barotnēs
Atrodas augstāko augu lapu izaugumos un rizosfērā
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Phyllobacteriaceae
Phyllobacterium – hemoorganotrofas, izmanto ogļhidrātus un organiskās skābes, neizdala gāzes. Augos veido pleomorfas formas. Aug 4-36 °C. Producē citokinīnus. Atrod tropisko augu lapu izaugumos un uz cukurbiešu saknēm. Piemīt antibakteriāla un antifungāla aktivitāte, piemēram, pret Fusarium spp.
P. myrsinacearum no lapu izaugumiem – gumiņiem
P. myrsinacearum burkānu sulas barotnē (2,4 h 28 C)
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Phyllobacteriaceae
Aminobacter – kustīgas nūjiņas, vairojas pumpurojoties. Uzkrāj PHB. Izdala NH3. Aug pH 6,0-8,0. Izdala no augsnes
Candidatus Liberibacter – pavedienveida baktērijas, atrodas augu vadaudos, kā arī kukaiņu (vektoru) hemolimfā un siekalu dziedzeros. Nepadodas kultivēšanai in vitro. Patogēnas citrusaugiem u.c.
Mesorhizobium – lēni augošas gumiņbaktērijas. Satur 1-5 plazmīdas
Dzimta Methylocystaceae – metanotrofās baktērijasKlase Alphaproteobacteria
Ģintis: MethylocystisAlbibacterMethylosinus
Genus incertae sedis: Methylopila
Liektas, nierveida vai nūjiņveida baktērijas, veido rozetes. Šūnās daudz membrānu
Vairojas pumpurojoties vai bināri daloties
Daudzas sugas stacionārajā fāzē veido pumpurus, t.i., pret karstumu un izžūšanu izturīgas eksosporas jeb lipoidālas cistas ar šķiedrainu kapsulu
Aerobas, mezofilas
Obligāti metanotrofas (par C un enerģijas avotu izmanto tikai metānu un metanolu). Saista N2
Atrod augsnē, saldūdens dūņās un gruntsūdenī
Klase Alphaproteobacteria
Dzimta Beijerinckiaceae
Ģintis: BeijerinckiaChelatococcusMethylocella
Aerobas
Veido PHB granulas
Beijerinckia un Methylocella saista N2
Metaboliski daudzveidīga dzimta
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Beijerinckiaceae
Beijerinckia – taisnas vai nedaudz liektas nūjiņas, pa vienai vai pāros. Veido lielas polisaharīdu kapsulas (vairākas šūnas kopā) un cistas. Šūnu galos parasti lipīdu ieslēgumi. Aug pH 3,0-10,0. Izmanto ogļhidrātus un organiskās skābes. Atrod augsnē, sevišķi tropu rajonos
B. fluminensis kolonijas B. indica ar polāriem lipīdu ieslēgumiem
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bradyrhizobiaceae
Ģintis: Bradyrhizobium
Afipia
Agromonas
Blastobacter
Bosea
Nitrobacter
Oligotropha
Rhodoblastus
Rhodopseudomonas
Fenotipiski, metaboliski un ekoloģiski daudzveidīga dzimta. Ietver organismus, kas saista N2, veic fotosintēzi, kas aug aerobos un/ vai anaerobos apstākļos, kā arī cilvēka patogēnus
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bradyrhizobiaceae
Bradyrhizobium – kustīgas, bieži pleomorfas nūjiņas, satur PHB, aerobas, hemoorganotrofas, aug lēni, vidē ar ogļhidrātiem veido polisaharīdu gļotas. Daži celmi aug hemolitotrofi. Veido gumiņus sojas u.c. tauriņziežu sugu saknēs, kur saista N2
Afipia – aerobas, nosacīti patogēnas cilvēkam, spēj augt intracelulāri amēbās un cilvēka monocītu, makrofāgu un HeLa šūnu kultūrās. Izolē no klīniskā materiāla. Iespējams, ka dzīvo ūdenī
Bosea thiooxidans (vienīgā suga ģintī) – īsas, kustīgas nūjiņas, aerobas, hemolitoheterotrofas, iegūst enerģiju, oksidējot sēra savienojumus organisko vielu klātbūtnē. Atrod augsnē
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bradyrhizobiaceae
Agromonas oligotrophica (vienīgā suga ģintī) – kustīgas, līkas, zarotas, pumpurojošās nūjiņas. Aerobas, oligotrofas, saista N2. Izmanto ogļhidrātus un organiskās skābes, arī fenola atvasinājumus. Dzīvo augsnē
5 m 5 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bradyrhizobiaceae
Blastobacter – pleomorfas nūjiņas, veido rozetes, pumpurojas. Izdala polisaharīdus. Aerobas, heterotrofas. Izdala no ūdens
Nitrobacter – kustīgas, īsas, pleomorfas vai bumbierveida nūjiņas, vairojas bināri daloties vai pumpurojoties. Aug litoautotrofi vai hemoorganotrofi. Atrod aerobā un mikroaerofilā vidē, kur ir mineralizētas organiskās vielas. Anoksigēnos apstākļos nitrātus reducē par nitrītiem un slāpekļa oksīdiem. Dzīvo augsnē, ūdenī u.c.
Blastobacter aggregatus
10 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bradyrhizobiaceae
Rhodopseudomonas – kustīgas nūjiņas, vairojas pumpurojoties un asimetriski daloties. Satur bakteriohlorofilu a un karotinoīdus. Pieder pie purpurbaktērijām. Augšanas veidi:
a) fotoheterotrofi – anoksigēnā vidē gaismā,
b) fotoautotrofi – anoksigēnā vidē ar H2, tisulfātu vai sulfīdu kā elektronu donoriem,
c) hemotrofi – oksigēnā vai mikrooksigēnā vidē.
Prasa augšanas faktorus. Mezofilas saldūdens baktērijas
R. palustris10 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Ģintis: Hyphomicrobium, Ancalomicrobium,Ancylobacter, Angulomicrobium,Aquabacter, Azorhizobium,Blastochloris, Devosia,Dichotomicrobium, Filomicrobium,Gemmiger, Labrys,Methylorhabdus, Pedomicrobium,Prosthecomicrobium, Rhodomicrobium,Rhodoplanes, Seliberia,Starkeya, Xanthobacter
Morfoloģiski, metaboliski un ekoloģiski daudzveidīga dzimta. Daudzas sugas ar prostēkām, daudzas pumpurojas. Ir fotosintezējoši, nosacīti metilotrofi, nosacīti hemolitoautotrofi un hemoheterotrofi organismi
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Hyphomicrobium – ņūjiņas ar 1-2 prostēkām un pumpuriem. Veido rozetes un līdz 300 m garus pavedienus. Uzkrāj PHB
Aerobas, hemoorganotrofas, oligokarbofilas
Izplatītas augsnē un ūdenī
Izmanto gaistošu sēra u.c. savienojumu noārdīšanā
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Ancalomicrobium adetum (vienīgā suga ģintī) – liektas, koniskas šūnas ar 2-8 vai vairāk prostēkām. Pumpurojas mātes šūna, nevis prostēkas
Nosacīti anaerobas. Hemoheterotrofas
Saldūdens baktērijas
5 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Azorhizobium caulinodans (vienīgā suga ģintī) – veido gumiņus uz Sesbania rostrata saknēm un stumbriem. Saista N2 gan brīvi dzīvojot (nikotīnskābes klātbūtnē), gan gumiņos
A. caulinodans gumiņi uz Sesbania rostrata stumbra
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Dichotomomicrobium – dažādas formas šūnas ar garām prostēkām. Prostēkas un šūnas var dihotomi zaroties. Prostēkas pumpurojas termināli vai interkalāri. Uzkrāj PHB, arī prostēkās
Aerobas, mēreni termofilas un halofilas. Aug lēni
Atrod sālsezeros
D. thermohalophilum
10 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Gemmiger formicilis (vienīgā suga ģintī) – obligāti anaerobas (neaug agarizētās barotnēs anaerobajās kamerās). Hemoorganotrofas. Galvenais enerģijas avots – ogļhidrāti. Rodas galvenokārt sviestskābe, arī pienskābe un skudrskābe, neizdalās gāzes. Izolē no cilvēka un cāļu zarnu trakta
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Labrys – plakanas, trijstūrveida šūnas ar 2-3 prostēkām divos šūnas stūros. Pumpurojas šūnas trešajā stūrī. Aerobas, hemoorganotrofas. Izmanto ogļhidrātus un dažas organiskās skābes. Atrod saldūdens ezeros
L. monachus vairošanās uz priekšmetstikliņa. Mērogs – 5 m. A – 0, B – 4, C – 7,5, D – 8,5 h; E – 11,5, F – 12,5, G – 13, H – 15 h
Mērogs – 0,5 m
Dzimta HyphomicrobiaceaeKlase Alphaproteobacteria
Methylorhabdus multivorans (vienīgā suga ģintī) – nekustīgas nūjiņas, aerobas. Hemoorganotrofas, nosacīti metilotrofas. Izdalītas no gruntsūdens
Pedomicrobium – īsas nūjiņas, veido līdz 5 prostēkām, kas galos pumpurojas. Veido kapsulas, tajās uzkrāj oksidētus Fe un Mn savienojumus. Aerobas vai mikroaerofilas. Hemoorganotrofas. Izplatītas augsnē, ūdenī
1 – mātšūna ar hifām un pumpuriem, 2 – jauns pumpurs, 3 – nobriedis pumpurs ar viciņu, 4 – migrējoša šūna, 5 – jauna mātšūna pie virsmas, 6 – nobriedusi mātšūna ar hifām, sāk veidoties pumpurs
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Rhodomicrobium vannielii (vienīgā suga ģintī) – dzīves cikls ar kustīgām šūnām un nekustīgām “mātes šūnām”, kas veido pumpurojošās prostēkas. Satur bakteriohlorofilu a un karotinoīdus. Purpurbaktērijas. Aug fotoheterotrofi anoksiskā vidē gaismā, fotoautotrofi ar H2 un sulfīdu kā elektronu donoriem, kā arī hemoorganotrofi aerobā vidē tumsā. Dzīvo saldūdenī ar pH 5,2-6,5 10 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Seliberia stellata (vienīgā suga ģintī) – nūjiņas (0,5-0,8 x 1-12 m) ar spirālveida topogrāfiju. Vienā galā atrodas piestiprināšanās struktūra, veido rozetes. Īsās šūnas kustīgas. Aerobas, hemoorganotrofas. Nesatur LPS. Dzīvo augsnē un saldūdenī, bieži oligotrofā vidē
1 m 0,1 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae
Xanthobacter – nūjiņas, var būt pleomorfas. Uzkrāj poli-P un PHB. Poli-P var dot nepareizu grampozitīvu reakciju. Var veidot poliglutamīna kapsulu. Aerobas, hemolitoautotrofas un hemoorganoheterotrofas. Atrod ūdenī, augsnē, nogulsnēs, asociācijā ar augiem
X. autotrophicus dažādās barotnēs. Mērogs – 10 m.
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Methylobacteriaceae
Ģints: Methylobacterium
Hemoorganotrofas, nosacīti metilotrofas.
Satur karotinoīdus, veido rozā kolonijas. Aug lēni
Kustīgas nūjiņas, reizēm zarojas
Aerobas, mezofilas
Plaši izplatītas
2 m
Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhodobiaceae
Ģints: Rhodobium
Aug fototrofi gaismā un hemotrofi tumsā
Mezofilas jūras baktērijas, augšanai nepieciešams NaCl
Šūnas ovālas vai nūjiņveida, kustīgas
Pumpurojas un asimetriski dalās