Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии - Aerobic anoxygenic phototrophic bacteria

Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии (AAPB) являются альфа-протеобактерии и гаммапротеобактерии которые облигатные аэробы которые захватывают энергию света аноксигенный фотосинтез. Аноксигенный фотосинтез это фототрофический процесс, при котором энергия света улавливается и сохраняется в виде АТФ. Производство кислорода отсутствует, поэтому вода не используется в качестве донора электронов. Они широко распространены в морской среде. планктон которые могут составлять более 10% микробного сообщества открытого океана. Их может быть особенно много в олиготрофный условия, в которых они оказались 24% населения.[1] Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии: фотогетеротрофный (фототроф )микробы которые существуют в различных водных средах. Фотогетеротрофы (Греч .: фото = свет, гетеро = (ан) другое, троф = питание), являются гетеротрофный организмы, которые используют свет для производства энергии, но не могут использовать углекислый газ в качестве основного источника углерода. Большинство обязательно аэробный, что означает, что для роста им требуется кислород. Один замечательный аспект этого романа бактерии в том, что они, в отличие от других подобных бактерии, не могут утилизировать БХл (бактериохлорофилл ) за анаэробный рост. Единственный фотосинтетический пигмент существующий в AAPB - это BChl a. Анаэробные фототрофные бактерии, напротив, может содержать множество видов фотосинтетических пигментов, таких как бактериохлорофилл а, b, c, d, e, f и т. д. В областях все еще существует большой пробел в отношении численности и генетического разнообразия AAPB, а также переменных окружающей среды, которые регулируют эти свойства.[2]

Ячеистая структура

Исследования показывают, что все известные в настоящее время AAPB содержат Грамотрицательный клеточные стенки. Большинство из них имеют форму, напоминающую цилиндры, а также жгутики и реснички. Размеры ячейки AAPB обычно составляют 1,2 мкм в длину, 0,7 мкм в диаметре и объем ячейки 0,5 мкм3. Их сухой вес составляет 0,05 пг, а влажный - 0,5 пг. Известно, что в AAPB существуют 3 типа клеточного деления: 2 деление дочерних клеток, 4 деление дочерних клеток, а нетипичные 3 деление дочерних клеток, обычно называемый Y-клеточное деление. AAPB обычно имеют розовый или оранжевый цвет при выделении из воды.[3] Текущие данные показывают, что морские бактерии время генерации составляет несколько дней, тогда как существуют новые данные, которые показывают, что AAPB имеет гораздо более короткое время генерации.[4] Все виды AAPB продуцируют большое количество каротиноидных пигментов. Цвет каждого вида обусловлен наличием каротиноидов, что дает пики в синем и зеленом спектрах поглощения.

Таксономия

Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии подразделяются на два морских (Erythrobacter и Розеобактер ) и шесть пресноводных (Ацидифилиум, Erythromicrobium, Erythromonas, Porphyrobacter, Roseococcus и Sandaracinobacter), которые филогенетически принадлежат к подклассам -1, -3 и -4 класса Протеобактерии.[5] Филогенетически они не делятся на одну группу. Описанные до сих пор виды довольно широко распространены в пределах α-подкласса Proteobacteria, в котором большая часть пурпурные несерные бактерии а также многие нефотосинтезирующие бактерии. По-видимому, эти аэробные BChl-содержащие бактерии представляют собой переходную фазу эволюции от анаэробных фототрофов к аэробным нефотрофам. Однако некоторые характерные особенности, отличные от анаэробных фототрофов, предполагают, что большинство из них находится в эволюционно стабильном состоянии.[6] Фототрофия является заметным и значимым маркером, который всегда должен играть первостепенную роль в классификации бактерий.[7]

Круговорот углерода

AAPB играют ключевую роль в углерод езда на велосипеде, но в какой степени все еще под вопросом. Ключ к определению их роли в морской экосистемы это AAPB в целом бактерии (AAPB%). Зная, что BCHl связан фототрофный функция - это дополнительная функция к их стандартным гетеротрофный диета растворенных органический углерод, считается, что AAPB будут чувствовать себя лучше, когда не будет углерод электрон доноры существовали в дыхание. Они также демонстрируют избирательное преимущество в олиготрофный окружающая среда.

Распределение

Они широко распространены в прибрежных и океанических средах. Одно исследование показало, что поверхностные воды Индийский океан занял самое высокое место среди океанов в рейтинге AAPB% - 3,79. В Атлантический океан за поверхностными водами следует 1,57% AAPB. Наконец, Тихий океан за ним следует 1,08 AAPB%. Была положительная корреляция с океанами, которые имели более высокие значения AAPB%, и океанами с более высокими уровнями хлорофилл а. Более конкретно, прибрежные / шельфовые воды этих океанов содержали большее количество AAPB, некоторые из которых доходили до 13,51% AAPB%. Фитопланктон также влияет на процентное содержание AAPB, но в этой области мало исследований.[8] Они также могут быть в изобилии в различных олиготрофный условия, включая наиболее олиготрофный режим Мирового океана.[9] Они распространены по всему миру в эвфотическая зона и представляют собой до сих пор не признанный компонент морского микробного сообщества, который, по-видимому, имеет решающее значение для круговорота как органического, так и неорганического углерода в океане.[10]

Рекомендации

  1. ^ Lami, R .; Коттрелл, М. Т .; Ras, J .; Ulloa, O .; Оберностерер, I .; Claustre, H .; Кирхман, Д. Л .; Лебарон, П. (2007). «Большое количество аэробных аноксигенных фотосинтетических бактерий в южной части Тихого океана». Прикладная и экологическая микробиология. 73 (13): 4198–205. Дои:10.1128 / AEM.02652-06. ЧВК  1932784. PMID  17496136.
  2. ^ Ричи, Анна Е .; Джонсон, Закари И. (2012). «Изобилие и генетическое разнообразие аэробных аноксигенных фототрофных бактерий прибрежных районов Тихого океана». Прикладная и экологическая микробиология. 78 (8): 2858–2866. Дои:10.1128 / AEM.06268-11. ЧВК  3318826. PMID  22307290.
  3. ^ Няньчжи, Цзяо; Sieracki, Michael E .; Яо, Чжан; и Хайлиан, ДН. (2003). Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии и их роль в морских экосистемах. Китайский научный бюллетень. Vol. 48 №11 1064-1068.
  4. ^ Еженедельник по наукам о жизни. (2012). Бактерии; Отчеты Испанского национального исследовательского совета (CSIC) описывают последние достижения в области бактерий. ISSN  1552-2466. С.4582.
  5. ^ Владимир В. Юрков, Дж. Томас Битти (1998). «Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии, 62 (3): 1092-2172
  6. ^ Кейдзо Шимада (2004). «Аэробные аноксигенные фототрофы». Достижения в фотосинтезе и дыхании, 2 (1), 105-122.
  7. ^ Юрков, Владимир В., и Битти, Томас Дж. (1998). Аэробные аноксигенные фототрофные бактерии. Microbiol Mol Biol Rev.1998 Сентябрь; 62 (3): 695–724.
  8. ^ Цзяо, Няньчжи, Чжан, Яо, Цзэн, Юнхуэй, Хун, Нин, Лю, Жулонг, Чен, Фэн и Ван, Пинсянь (2007). Отчетливая картина распределения численности и разнообразия аэробных аноксигенных фототрофных бактерий в мировом океане. Экологическая микробиология: 9 (12), стр.3091-3099.
  9. ^ Рафил Лами, Мэтью Т. Коттел, Жозефина Рас, Освальдо Уллоа, Ингрид Оберностерер, Эрве Клайстр, Дэвид Л. Кирчман, Филипп Лебарон (2007). «Высокое содержание аэробных аноксигенных фотосинтетических бактерий в южной части Тихого океана». Прикладная и экологическая микробиология 73 (13), 4198-4205. Дои:10.1128 / AEM.02652-06
  10. ^ Збигнев С. Кольбер, Ф. Джеральд, Пламли, Эндрю С. Ланг, Дж. Томас Битти, Роберт Э. Бланкеншип, Синди Л. Вандовер, Константино Ветриани, Михал Коблизек, Кристофер Ратгебер, Пол Г. Фальковсик (2001). «Вклад аэробных фотогетеротрофных бактерий в углеродный цикл в океане». Наука 29: 2492-2495.

Источники