Pseudomonas fluorescens es un común Gram-negativas , en forma de barra bacteria . [1] Pertenece al género Pseudomonas ; El análisis de ARNr 16S , así como el análisis filogenómico, han colocado a P. fluorescens en elgrupo de P. fluorescens dentro del género, [2] [3] al que presta su nombre.
Pseudomonas fluorescens | |
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Pseudomonas fluorescens bajo luz blanca | |
La misma placa bajo luz ultravioleta. | |
clasificación cientifica | |
Dominio: | Bacterias |
Filo: | Proteobacterias |
Clase: | Gammaproteobacteria |
Pedido: | Pseudomonadales |
Familia: | Pseudomonadaceae |
Género: | Pseudomonas |
Grupo de especies : | Grupo de Pseudomonas fluorescens |
Especies: | P. fluorescens |
Nombre binomial | |
Pseudomonas fluorescens (Flügge 1886) Migula , 1895 | |
Tipo cepa | |
ATCC 13525 CCUG 1253 | |
Sinónimos | |
Bacillus fluorescens liquefaciens Flügge 1886 |
Características generales
Pseudomonas fluorescens tiene múltiples flagelos . Tiene un metabolismo extremadamente versátil y se puede encontrar en el suelo y en el agua. Es un aerobio obligado , pero ciertas cepas son capaces de usar nitrato en lugar de oxígeno como aceptor final de electrones durante la respiración celular .
Las temperaturas óptimas para el crecimiento de P. fluorescens son 25-30 ° C . Da positivo en la prueba de oxidasa . También es una especie bacteriana no sacárolítica.
Las lipasas y proteasas termoestables son producidas por P. fluorescens y otras pseudomonas similares . [4] Estas enzimas hacen que la leche se eche a perder, provocando amargura, descomposición de la caseína y untuosidad debido a la producción de limo y la coagulación de proteínas . [5] [6]
El nombre
La palabra Pseudomonas significa unidad falsa, derivada de las palabras griegas pseudēs ( griego : ψευδής - falso) y monas ( latín : monas , del griego: μονάς - una sola unidad). La palabra se usó temprano en la historia de la microbiología para referirse a los gérmenes . El nombre específico fluorescens se refiere a la secreción microbiana de un pigmento fluorescente soluble llamado pioverdina , que es un tipo de sideróforo . [7]
Genómica
Notables P. fluorescens cepas SBW25, [8] Pf-5 [9] y FOP-1 [10] se han secuenciado, entre otros.
Un estudio genómico comparativo (en 2020) analizó 494 genomas completos de todo el género Pseudomonas , 25 de ellos anotados como P. fluorescens . [3] El análisis filogenómico mostró claramente que las 25 cepas anotadas como P. fluorescens no formaban un grupo monofilético. [3] Además, sus identidades de nucleótidos promedio no cumplían con los criterios de una especie, ya que eran muy diversas. Se concluyó que P. fluorescens no es una especie en sentido estricto, sino que debe considerarse como un grupo evolutivo más amplio, o un complejo de especies, que incluye dentro de él también a otras especies. [3] Este hallazgo está de acuerdo con análisis previos de 107 especies de Pseudomonas , utilizando cuatro genes centrales de "mantenimiento", que consideran P. fluorescens como un complejo de especies relajado. [11]
El grupo evolutivo relajado de P. fluorescens que se definió en, [3] sobre la base del árbol filogenómico del género, comprendía 96 genomas y mostraba altos niveles de heterogeneidad filogenética. Formó muchas especies, tales como Pseudomonas corrugata, brassicacearum Pseudomonas, Pseudomonas frederiksbergensis, Pseudomonas mandelii, Pseudomonas kribbensis, Pseudomonas koreensis, mucidolens Pseudomonas, Pseudomonas veronii, antarctica Pseudomonas, azotoformans Pseudomonas, trivialis Pseudomonas, Pseudomonas lurida, azotoformans Pseudomonas, poae Pseudomonas, Pseudomonas libanensis, Pseudomonas synxantha y Pseudomonas orientalis . El proteoma central del grupo P. fluorescens comprendía 1396 proteínas. El recuento de proteínas y el contenido de GC de las cepas del grupo de P. fluorescens osciló entre 4152 y 6678 (promedio: 5603) y entre 58,7 y 62% (promedio: 60,3%), respectivamente. Otro análisis genómico comparativo de 71 genomas de P. fluorescens identificó ocho subgrupos principales y desarrolló un conjunto de nueve genes como marcadores para la clasificación dentro de este linaje. [12]
Interacciones con Dictyostelium
Hay dos cepas de Pseudomonas fluorescens asociadas con Dictyostelium discoideum . Una cepa sirve como fuente de alimento y la otra cepa no. La principal diferencia genética entre estas dos cepas es una mutación del gen activador global llamado gacA. Este gen juega un papel clave en la regulación de genes; cuando este gen muta en la cepa bacteriana no alimentaria, se transforma en una cepa bacteriana alimentaria. [13]
Propiedades de biocontrol
Algunas cepas de P. fluorescens (CHA0 o Pf-5, por ejemplo) presentan propiedades de biocontrol, protegiendo las raíces de algunas especies vegetales frente a hongos parásitos como Fusarium o el oomiceto Pythium , así como algunos nematodos fitófagos. [14]
No está claro exactamente cómo se logran las propiedades promotoras del crecimiento de las plantas de P. fluorescens ; las teorías incluyen:
- La bacteria puede inducir resistencia sistémica en la planta huésped, por lo que puede resistir mejor el ataque de un verdadero patógeno.
- Las bacterias pueden competir con otros microbios del suelo (patógenos), por ejemplo, por los sideróforos , dando una ventaja competitiva en la búsqueda de hierro.
- Las bacterias pueden producir compuestos antagonistas de otros microbios del suelo, como antibióticos del tipo fenazina o cianuro de hidrógeno .
Para ser específicos, ciertos aislados de P. fluorescens producen el metabolito secundario 2,4-diacetilfloroglucinol (2,4-DAPG), el compuesto responsable de las propiedades antifitopatogénicas y de control biológico en estas cepas. [15] El grupo de genes phl codifica factores para la biosíntesis, regulación, exportación y degradación de 2,4-DAPG. Ocho genes, phlHGFACBDE , se anotan en este grupo y se conservan organizativamente en cepas de P. fluorescens productoras de 2,4-DAPG . De estos genes, phlD codifica una policétido sintasa de tipo III, que representa el factor biosintético clave para la producción de 2,4-DAPG. PhlD muestra similitud con las sintasas de calcona de plantas y se ha teorizado que se origina a partir de la transferencia horizontal de genes . [16] Sin embargo, el análisis filogenético y genómico ha revelado que todo el grupo de genes phl es ancestral de P. fluorescens , muchas cepas han perdido la capacidad y existe en diferentes regiones genómicas entre las cepas. [17]
Alguna evidencia experimental apoya todas estas teorías, en ciertas condiciones; Haas y Defago han escrito una buena revisión del tema. [18]
Varias cepas de P. fluorescens , como Pf-5 y JL3985, han desarrollado una resistencia natural a la ampicilina y la estreptomicina . [19] Estos antibióticos se utilizan regularmente en la investigación biológica como una herramienta de presión selectiva para promover la expresión del plásmido .
La cepa denominada Pf-CL145A ha demostrado ser una solución prometedora para el control de mejillones cebra invasores y mejillones quagga ( Dreissena ). Esta cepa bacteriana es un aislado ambiental capaz de matar> 90% de estos mejillones por intoxicación (es decir, no por infección), como resultado de productos naturales asociados con sus paredes celulares y con células muertas Pf-145A que matan a los mejillones. igualmente bien como células vivas. [20] Tras la ingestión de las células bacterianas, la muerte del mejillón se produce tras la lisis y necrosis de la glándula digestiva y el desprendimiento del epitelio del estómago. [21] Las investigaciones realizadas hasta la fecha indican una especificidad muy alta para los mejillones cebra y quagga, con bajo riesgo de impacto no objetivo. [22] El Pf-CL145A ahora se comercializa con el nombre de producto Zequanox, con células bacterianas muertas como ingrediente activo.
Los resultados recientes mostraron que la producción de la fitohormona citoquinina por la cepa G20-18 de P. fluorescens es crítica para su actividad de control biológico al activar la resistencia de las plantas. [23]
Propiedades medicas
Al cultivar P. fluorescens , se puede producir mupirocina (un antibiótico ), que se ha descubierto que es útil en el tratamiento de trastornos de la piel, el oído y los ojos. [24] El ácido libre de mupirocina y sus sales y ésteres son agentes que se utilizan actualmente en cremas, ungüentos y aerosoles como tratamiento de la infección por Staphylococcus aureus resistente a la meticilina .
Pseudomonas fluorescens demuestra actividad hemolítica y, como resultado, se sabe que infecta las transfusiones de sangre. [25]
Enfermedad
Pseudomonas fluorescens es una causa inusual de enfermedad en humanos y generalmente afecta a pacientes con sistemas inmunitarios comprometidos (p. Ej., Pacientes en tratamiento contra el cáncer). De 2004 a 2006, un brote de P. fluorescens en los Estados Unidos involucró a 80 pacientes en seis estados. La fuente de la infección fueron los enjuagues de solución salina heparinizada contaminados que se usaban con pacientes con cáncer. [26]
Pseudomonas fluorescens también es una causa conocida de pudrición de las aletas en los peces.
Metabolismo
Pseudomonas fluorescens produce fenazina , ácido fenazina carboxílico , [27] 2,4-diacetilfloroglucinol [28] y el antibiótico MRSA activo mupirocina . [29]
Capacidades de biodegradación
La 4-hidroxiacetofenona monooxigenasa es una enzima que se encuentra en P. fluorescens que transforma piceol , NADPH, H + y O 2 en acetato de 4-hidroxifenilo , NADP + y H 2 O.
Referencias
- ^ Palleroni, Nueva Jersey (1984) Pseudomonadaceae. Manual de Bergey de bacteriología sistemática. Krieg, NR y Holt JG (editores) Baltimore: The Williams and Wilkins Co., pág. 141-199
- ^ Anzai; Kim, H; Park, JY; Wakabayashi, H; Oyaizu, H; et al. (Julio de 2000). "Afiliación filogenética de las pseudomonas basadas en la secuencia de rRNA 16S". Int J Syst Evol Microbiol . 50 (4): 1563–89. doi : 10.1099 / 00207713-50-4-1563 . PMID 10939664 .
- ^ a b c d e Nikolaidis, Marios; Mossialos, Dimitris; Oliver, Stephen G .; Amoutzias, Grigorios D. (24 de julio de 2020). "El análisis comparativo de los proteomas centrales entre los principales grupos evolutivos de Pseudomonas revela adaptaciones específicas de especies para Pseudomonas aeruginosa y Pseudomonas chlororaphis" . Diversidad . 12 (8): 289. doi : 10.3390 / d12080289 . ISSN 1424-2818 . El texto se copió de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Frank, JF 1997. Leche y productos lácteos. En Food Microbiology, Fundamentals and Frontiers, ed. MP Doyle, LR Beuchat, TJ Montville, ASM Press, Washington, pág. 101.
- ^ Jay, JM 2000. Taxonomía, función e importancia de los microorganismos en los alimentos. En Modern Food Microbiology, Aspen Publishers, Gaithersburg MD, p. 13.
- ^ Ray, B. 1996. Deterioro de grupos de alimentos específicos. En Fundamental Food Microbiology, CRC Press, Boca Raton FL, p. 220. Yo
- ^ CD Cox y P Adams (1985) Infección e inmunidad 48 (1): 130-138
- ^ Pseudomonas fluorescens
- ^ "Página del genoma de Pseudomonas fluorescens Pf-5" . Archivado desde el original el 28 de junio de 2009 . Consultado el 23 de abril de 2009 .
- ^ "Página del genoma de Pseudomonas fluorescens PfO-1" . Archivado desde el original el 24 de junio de 2009 . Consultado el 23 de abril de 2009 .
- ^ Mulet, Magdalena; Lalucat, Jorge; García-Valdés, Elena (marzo de 2010). "Análisis basado en la secuencia de ADN de la especie Pseudomonas" . Microbiología ambiental . doi : 10.1111 / j.1462-2920.2010.02181.x .
- ^ Garrido-Sanz, Daniel; Arrebola, Eva; Martínez-Granero, Francisco; García-Méndez, Sonia; Muriel, Candela; Blanco-Romero, Esther; Martín, Marta; Rivilla, Rafael; Redondo-Nieto, Miguel (15/03/2017). "Clasificación de aislamientos del complejo Pseudomonas fluorescens en grupos filogenómicos basados en marcadores específicos de grupo" . Fronteras en microbiología . 8 . doi : 10.3389 / fmicb.2017.00413 . ISSN 1664-302X . PMC 5350142 . PMID 28360897 .
- ^ Stallforth, Pierre; Brock, Debra A .; Cantley, Alexandra M .; Tian, Xiangjun; Queller, David C .; Strassmann, Joan E .; Clardy, Jon (3 de septiembre de 2013). "Un simbionte bacteriano se convierte de un productor no comestible de moléculas beneficiosas en alimento por una sola mutación en el gen gacA" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 110 (36): 14528-14533. doi : 10.1073 / pnas.1308199110 . ISSN 0027-8424 . PMC 3767522 . PMID 23898207 .
- ^ Haas, D .; Quilla, C. (2003). "Regulación de la producción de antibióticos en Pseudomonas spp. Colonizadoras de raíces y relevancia para el control biológico de enfermedades de las plantas". Revisión anual de fitopatología . 41 : 117-153. doi : 10.1146 / annurev.phyto.41.052002.095656 . PMID 12730389 .
- ^ Bangera MG; Thomashow LS (1999). "Identificación y caracterización de un grupo de genes para la síntesis del antibiótico policétido 2,4-diacetilfloroglucinol de pseudomonas fluorescens q2-87" . Revista de bacteriología . 181 (10): 3155–3163. doi : 10.1128 / JB.181.10.3155-3163.1999 .
- ^ Bangera MG; Thomashow LS (1999). "Identificación y caracterización de un grupo de genes para la síntesis del antibiótico policétido 2,4-diacetilfloroglucinol de pseudomonas fluorescens q2-87" . Revista de bacteriología . 181 (10): 3155–3163. doi : 10.1128 / JB.181.10.3155-3163.1999 .
- ^ Moynihan JA; Morrissey JP; Coppoolse ER; Stiekema WJ; O'Gara F .; Boyd EF (2009). "Historia evolutiva del grupo de genes phl en la bacteria pseudomonas fluorescens asociada a plantas" . Microbiología aplicada y ambiental . 75 (7): 2122–2131. doi : 10.1128 / aem.02052-08 . PMC 2663185 . PMID 19181839 .
- ^ Haas, D; Defago, G (2005). "Control biológico de patógenos del suelo mediante pseudomonas fluorescentes". Nature Reviews Microbiología . 3 (4): 307-19. doi : 10.1038 / nrmicro1129 . PMID 15759041 .
- ^ Alain Sarniguet; et al. (1995). "El factor sigma σ s afecta la producción de antibióticos y la actividad de control biológico de Pseudomonas fluorescens Pf-5" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 92 (26): 12255–12259. doi : 10.1073 / pnas.92.26.12255 . PMC 40335 . PMID 8618880 .
- ^ Molloy, DP, Mayer, DA, Gaylo, MJ, Morse, JT, Presti, KT, Sawyko, PM, Karatayev, AY, Burlakova, LE, Laruelle, F., Nishikawa, KC, Griffin, BH 2013.Cepa de Pseudomonas fluorescens CL145A - Bioplaguicida para el control de mejillones cebra y quagga (Bivalvia: Dreissenidae). J. Invertebr. Pathol. 113 (1): 104-114.
- ^ Molloy, DP, Mayer, DA, Giamberini, L. y Gaylo, MJ 2013. Modo de acción de la cepa CL145Ade Pseudomonas fluorescens , un agente de control letal de los mejillones dreissenid (Bivalvia: Dreissenidae). J. Invertebr. Pathol. 113 (1): 115-121.
- ^ Molloy, DP; Mayer, DA; Gaylo, MJ; Burlakova, LE; Karatayev, AY; Presti, KT; Sawyko, PM; Morse, JT; Paul, EA (2013). "Ensayos no objetivo con cepa CL145A de Pseudomonas fluorescens , un agente de control letal de mejillones dreissenid (Bivalvia: Dreissenidae)" . Manag. Biol. Invasiones . 4 (1): 71–79. doi : 10.3391 / mbi.2013.4.1.09 .
- ^ Großkinsky DK, Tafner R, Moreno MV, Stenglein SA, García de Salamone IE, Nelson LM, Novák O, Strnad M, van der Graaff E, Roitsch T (2016). "La producción de citoquinina por Pseudomonas fluorescens G20-18 determina la actividad de biocontrol contra Pseudomonas syringae en Arabidopsis" . Informes científicos . 6 : 23310. doi : 10.1038 / srep23310 . PMC 4794740 . PMID 26984671 .
- ^ Bactroban
- ^ Gibb AP, Martin KM, Davidson GA, Walker B, Murphy WG (1995). "Tasa de crecimiento de Pseudomonas fluorescens en sangre donada" . Revista de patología clínica . 48 (8): 717–8. doi : 10.1136 / jcp.48.8.717 . PMC 502796 . PMID 7560196 .
- ^ Gershman MD, Kennedy DJ, Noble-Wang J, et al. (2008). "Brote multiestatal de infección del torrente sanguíneo por Pseudomonas fluorescens después de la exposición a una solución salina heparinizada contaminada preparada por una farmacia de compuestos" . Clin Infect Dis . 47 (11): 1372-1379. doi : 10.1086 / 592968 . PMID 18937575 .
- ^ Mavrodi, DV; Ksenzenko, VN; Bonsall, RF; Cook, RJ; Boronina, AM; Thomashow, LS (1998). "Un locus de siete genes para la síntesis de ácido fenazina-1-carboxílico por Pseudomonas fluorescens 2-79" . J. Bacteriol . 180 (9): 2541-2548. doi : 10.1128 / JB.180.9.2541-2548.1998 . PMC 107199 . PMID 9573209 .
- ^ Achkar, Jihane; Xian, Mo; Zhao, Huimin; Frost, JW (2005). "Biosíntesis de floroglucinol". Mermelada. Chem. Soc . 127 (15): 5332–5333. doi : 10.1021 / ja042340g . PMID 15826166 .
- ^ Fuller, AT; Mellows, G; Woolford, M; Banks, GT; Barrow, KD; Cadena, EB (1971). "Ácido pseudomónico: un antibiótico producido por Pseudomonas fluorescens". Naturaleza . 234 (5329): 416–417. doi : 10.1038 / 234416a0 . PMID 5003547 .
Otras lecturas
Appanna, Varun P .; Auger, Christopher; Thomas, Sean C .; Omri, Abdelwahab (13 de junio de 2014). "Metabolismo de fumarato y producción de ATP en Pseudomonas fluorescens expuestas a estrés nitrosativo". Antonie van Leeuwenhoek . 106 (3): 431–438. doi : 10.1007 / s10482-014-0211-7 . PMID 24923559 .
Cabrefiga, J .; Frances, J .; Montesinos, E .; Bonaterra, A. (1 de octubre de 2014). "Mejora de una formulación seca de Pseudomonas fluorescens EPS62e para el control biológico de la enfermedad del fuego bacteriano mediante la combinación de la osmoadaptación del cultivo con un lioprotector de liofilización" . Revista de microbiología aplicada . 117 (4): 1122-1131. doi : 10.1111 / jam.12582 . PMID 24947806 . Consultado el 2 de noviembre de 2014 .
enlaces externos
- La base de datos del genoma de Pseudomonas
- Tipo de cepa de Pseudomonas fluorescens en Bac Dive - la base de metadatos de diversidad bacteriana