Pseudomonas putida
| Pseudomonas putida | |
|---|---|
 | |
| Pseudomonas putida trên thạch King's B. Pyoverdine, được tạo ra để thu thập sắt từ môi trường, phát sáng dưới ánh sáng UV. | |
 | |
| Hình ảnh DIC của tiêu bản ướt nuôi cấy Pseudomonas putida, độ phóng đại 400X. | |
Phân loại khoa học  | |
| Vực: | Bacteria |
| Ngành: | Proteobacteria |
| Lớp: | Gammaproteobacteria |
| Bộ: | Pseudomonadales |
| Họ: | Pseudomonadaceae |
| Chi: | Pseudomonas |
| Loài: | P. putida |
| Danh pháp hai phần | |
| Pseudomonas putida Trevisan, 1889 | |
| Type strain | |
| ATCC 12633 CCUG 12690 | |
| Các đồng nghĩa | |
Bacillus fluorescens putidus" Flügge 1886 | |
Pseudomonas putida là một vi khuẩn dinh dưỡng hoại sinh sống dưới đất hình roi gram âm.[1] Vi khuẩn này có khả năng trao đổi chất đa dạng và dễ dàng thao tác gen, do đó trở thành một sinh vật phổ biến được sử dụng trong nghiên cứu, xử lý sinh học và tổng hợp hóa chất cũng như các hợp chất khác.
Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã xếp chủng P. putida KT2440 vào nhóm vi khuẩn đạt chứng nhận an toàn cấp độ 1 (HV-1), cho thấy nó an toàn khi sử dụng mà không cần bất kỳ biện pháp phòng ngừa bổ sung nào.[2] Do đó, việc sử dụng P. putida trong nhiều phòng thí nghiệm nghiên cứu được ưa chuộng hơn một số loài Pseudomonas khác, chẳng hạn như Pseudomonas aeruginosa, một tác nhân gây nhiễm trùng cơ hội.[1]
Lịch sử và phát sinh chủng loài
Dựa trên phân tích 16S rRNA, P. putida đã được xác nhận về mặt phân loại là một loài Pseudomonas (sensu stricto) và xếp cùng với một số loài khác vào nhóm P. putida, nhóm mà nó được đặt tên theo.[3] Tuy nhiên, theo phân tích hệ gen học[4][5] thì bộ gen hoàn chỉnh từ toàn bộ chi Pseudomonas đã chỉ ra rõ ràng rằng các bộ gen được đặt tên là P. putida không tạo thành một nhánh đơn nguồn, mà phân tán và hình thành một nhóm tiến hóa rộng hơn (nhóm putida) bao gồm cả các loài khác, chẳng hạn như P. alkylphenolia, P. alloputida, P. monteilii, P. cremoricolorata, P. fulva, P. parafulva, P. entomophila, P. mosselii, P. plecoglossicida và một số loài gen (loài mới chưa được định nghĩa hợp lệ).[6]
Một giống của P. putida, gọi là Pseudomonas phân hủy hydrocarbon đa plasmid, là sinh vật được cấp bằng sáng chế đầu tiên trên thế giới. Vì là sinh vật sống, bằng sáng chế này đã bị tranh chấp và đưa ra trước Tòa án Tối cao Hoa Kỳ trong vụ kiện lịch sử Diamond v. Chakrabarty, mà người phát minh, Ananda Mohan Chakrabarty, đã thắng kiện. Nó thể hiện một quá trình trao đổi chất rất đa dạng, bao gồm khả năng phân hủy các dung môi hữu cơ như toluene.[7] Khả năng này đã được ứng dụng trong xử lý sinh học, hay việc sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất gây ô nhiễm môi trường.
Ứng dụng
Xử lý sinh học
Sự đa dạng trong quá trình trao đổi chất của các chủng hoang dã của "P. putida" có thể được khai thác để xử lý sinh học; ví dụ, trong phòng thí nghiệm, người ta đã chứng minh rằng nó hoạt động như một chất cấy đất để xử lý đất bị ô nhiễm naphthalene.[8]
Pseudomonas putida có khả năng chuyển đổi dầu styren thành nhựa phân hủy sinh học PHA.[9][10] Điều này có thể hữu ích trong việc tái chế hiệu quả bọt polystyrene, vốn được cho là không thể phân hủy sinh học.
Kiểm soát sinh học
Vi khuẩn Pseudomonas putida đã chứng minh tiềm năng về khả năng kiểm soát sinh học, như một tác nhân đối kháng hiệu quả với các tác nhân gây bệnh thực vật như Pythium aphanidermatum[11] và Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici.[12]
Dấu hiệu sử dụng oligonucleotide của bộ gen P. alloputida KT2440
Việc sử dụng Di- đến pentanucleotide và danh sách các octa- đến tetradecanucleotide phong phú nhất là những thước đo hữu ích về dấu hiệu hệ gen học của vi khuẩn. Nhiễm sắc thể P. putida KT2440 được đặc trưng bởi tính đối xứng chuỗi và tính chẵn lẻ nội chuỗi của các oligonucleotide bổ sung. Mỗi tetranucleotide xuất hiện với tần suất tương tự trên hai chuỗi. Việc sử dụng tetranucleotide bị ảnh hưởng bởi hàm lượng G+C và các ràng buộc vật lý hóa học như năng lượng xếp chồng bazơ, góc xoắn cánh quạt dinucleotide hoặc khả năng uốn cong trinucleotide. 105 vùng có thành phần oligonucleotide không điển hình có thể được phân biệt bằng các mẫu sử dụng oligonucleotide của chúng thành các loại đảo gen được thu nhận theo chiều ngang, gen đa miền hoặc các vùng cổ xưa như gen mã hóa protein ribosome và RNA. Một trình tự đối xứng ngoại gen đặc trưng của loài là trình tự lặp lại phổ biến nhất trong bộ gen có thể được khai thác để phân loại Các chủng P. putida. Trong trình tự mã hóa của P. putida, LLL là tripeptide dồi dào nhất.[13] Phylogenomic analysis reclassified the strain KT2440 in a new species Pseudomonas alloputida.[6]
Tổng hợp hữu cơ
Khả năng dễ dàng thao tác gen của vi khuẩn Pseudomonas putida đã cho phép nó được sử dụng trong tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ dược phẩm và nông nghiệp từ nhiều nguyên liệu khác nhau.[14]
CBB5 và việc tiêu thụ caffeine
Pseudomonas putida CBB5, một giống hoang dã không biến đổi gen được tìm thấy trong đất, có thể sống nhờ caffeine và đã được quan sát thấy có khả năng phân giải caffeine thành carbon dioxide và amoniac.[15][16]
Tham khảo
- 1 2 Whitman, William B; Rainey, Fred; Kämpfer, Peter; Trujillo, Martha; Chun, Jonsik; DeVos, Paul; Hedlund, Brian; Dedysh, Svetlana, biên tập (ngày 17 tháng 4 năm 2015). Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (bằng tiếng Anh) (ấn bản thứ 1). Wiley. doi:10.1002/9781118960608.gbm01210. ISBN 978-1-118-96060-8.
- ↑ Kampers, Linde F. C.; Volkers, Rita J. M.; Martins dos Santos, Vitor A. P. (ngày 14 tháng 6 năm 2019). "Pseudomonas putida <scp>KT</scp> 2440 is <scp>HV</scp> 1 certified, not <scp>GRAS</scp>". Microbial Biotechnology. 12 (5): 845–848. doi:10.1111/1751-7915.13443. ISSN 1751-7915. PMC 6680625. PMID 31199068.
- ↑ Anzai; Kim, H; Park, JY; Wakabayashi, H; Oyaizu, H; và đồng nghiệp (tháng 7 năm 2000). "Phylogenetic affiliation of the pseudomonads based on 16S rRNA sequence". Int J Syst Evol Microbiol. 50 (4): 1563–89. doi:10.1099/00207713-50-4-1563. PMID 10939664.
- ↑ Keshavarz-Tohid, Vahid; Vacheron, Jordan; Dubost, Audrey; Prigent-Combaret, Claire; Taheri, Parissa; Tarighi, Saeed; Taghavi, Seyed Mohsen; Moënne-Loccoz, Yvan; Muller, Daniel (ngày 1 tháng 7 năm 2019). "Genomic, phylogenetic and catabolic re-assessment of the Pseudomonas putida clade supports the delineation of Pseudomonas alloputida sp. nov., Pseudomonas inefficax sp. nov., Pseudomonas persica sp. nov., and Pseudomonas shirazica sp. nov" (PDF). Systematic and Applied Microbiology (bằng tiếng Anh). 42 (4): 468–480. Bibcode:2019SyApM..42..468K. doi:10.1016/j.syapm.2019.04.004. ISSN 0723-2020. PMID 31122691. S2CID 155282987.
- ↑ Nikolaidis, Marios; Mossialos, Dimitris; Oliver, Stephen G.; Amoutzias, Grigorios D. (ngày 24 tháng 7 năm 2020). "Comparative Analysis of the Core Proteomes among the Pseudomonas Major Evolutionary Groups Reveals Species-Specific Adaptations for Pseudomonas aeruginosa and Pseudomonas chlororaphis". Diversity (bằng tiếng Anh). 12 (8): 289. Bibcode:2020Diver..12..289N. doi:10.3390/d12080289. ISSN 1424-2818.
- 1 2 Keshavarz-Tohid; Vacheron, J; Dubost, A; Prigent-Combaret, C; Taheri, P; Tarighi, S; Taghavi, SM; Moënne-Loccoz, Y; Muller, D; và đồng nghiệp (tháng 5 năm 2019). "Genomic, phylogenetic and catabolic re-assessment of the Pseudomonas putida clade supports the delineation of Pseudomonas alloputida sp. nov., Pseudomonas inefficax sp. nov., Pseudomonas persica sp. nov., and Pseudomonas shirazica sp. nov". Syst Appl Microbiol. 42 (Pt 1): 468–480. Bibcode:2019SyApM..42..468K. doi:10.1016/j.syapm.2019.04.004. PMID 31122691. S2CID 155282987.
- ↑ Marqués, Silvia; Ramos, Juan L. (1993). "Transcriptional control of the Pseudomonas putida TOL plasmid catabolic pathways". Molecular Microbiology. 9 (5): 923–9. doi:10.1111/j.1365-2958.1993.tb01222.x. PMID 7934920. S2CID 20663917.
- ↑ Gomes, NC; Kosheleva, IA; Abraham, WR; Smalla, K (2005). "Effects of the inoculant strain Pseudomonas putida KT2442 (pNF142) and of naphthalene contamination on the soil bacterial community". FEMS Microbiology Ecology. 54 (1): 21–33. Bibcode:2005FEMME..54...21G. doi:10.1016/j.femsec.2005.02.005. PMID 16329969.
- ↑ Britt, Robert Roy (ngày 7 tháng 3 năm 2006). "Immortal Polystyrene Foam Meets its Enemy". livescience.com. Lưu trữ bản gốc ngày 4 tháng 11 năm 2021. Truy cập ngày 4 tháng 11 năm 2021.
- ↑ Ward, PG; Goff, M; Donner, M; Kaminsky, W; O'Connor, KE (2006). "A two step chemo-biotechnological conversion of polystyrene to a biodegradable thermoplastic". Environmental Science & Technology. 40 (7): 2433–7. Bibcode:2006EnST...40.2433W. doi:10.1021/es0517668. PMID 16649270.
- ↑ Amer, GA; Utkhede, RS (2000). "Development of formulations of biological agents for management of root rot of lettuce and cucumber". Canadian Journal of Microbiology. 46 (9): 809–16. doi:10.1139/w00-063. PMID 11006841.
- ↑ Validov, S; Kamilova, F; Qi, S; Stephan, D; Wang, JJ; Makarova, N; Lugtenberg, B (2007). "Selection of bacteria able to control Fusarium oxysporum f. Sp. Radicis-lycopersici in stonewool substrate". Journal of Applied Microbiology. 102 (2): 461–71. doi:10.1111/j.1365-2672.2006.03083.x. PMID 17241352. S2CID 3098008.
- ↑ Cornelis, Pierre, biên tập (2008). Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology (ấn bản thứ 1). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-19-6. Lưu trữ bản gốc ngày 12 tháng 9 năm 2016. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2007.
- ↑ Poblete-Castro, Ignacio; Becker, Judith; Dohnt, Katrin; dos Santos, Vitor Martins; Wittmann, Christoph (tháng 3 năm 2012). "Industrial biotechnology of Pseudomonas putida and related species". Applied Microbiology and Biotechnology (bằng tiếng Anh). 93 (6): 2279–2290. doi:10.1007/s00253-012-3928-0. hdl:10033/246536. ISSN 0175-7598. PMID 22350258. S2CID 253775454. Lưu trữ bản gốc ngày 15 tháng 3 năm 2023. Truy cập ngày 19 tháng 2 năm 2023.
- ↑ Harmon, Katherine. "Newly Discovered Bacteria Lives on Caffeine". Scientific American Blog Network. Lưu trữ bản gốc ngày 4 tháng 11 năm 2021. Truy cập ngày 4 tháng 11 năm 2021.
- ↑ Summers, RM; Louie, TM; Yu, CL; Subramanian, M (2011). "Characterization of a broad-specificity non-haem iron N-demethylase from Pseudomonas putida CBB5 capable of utilizing several purine alkaloids as sole carbon and nitrogen source". Microbiology. 157 (Pt 2): 583–92. doi:10.1099/mic.0.043612-0. PMID 20966097.
Liên kết ngoài
- Risk Assessment Summary, CEPA 1999. Pseudomonas putida CR30RNSLL(pADPTel).
- Pseudomonas putida là một ví dụ về vi khuẩn vùng rễ thúc đẩy tăng trưởng thực vật, loại vi khuẩn này sản sinh ra các chất tạo phức sắt.
- Type strain of Pseudomonas putida at BacDive – the Bacterial Diversity Metadatabase