Систематика светящихся бактерий

Первые исследования были проведены в 80-90-е ХIХ в.
Морские светящиеся бактерии:
 гетеротрофы
 имеют правильную или искривленную форму
 чаще всего подвижные, благодаря наличию жгутиков
Бейеринк – один род Photobacterium
Дудоров:
морские светящиеся бактерии сбраживают D-глюкозу по
смешанному типу с образованием кислых продуктов
 штаммы
Photobacterium phosphoreum образуют конечный
продукт 2,3-бутандиол
Такой тип брожения характерен для семейства Enterobacteriaceae

Хендри
Три рода семейства Vibrionaceae:
 Photobacterium (P. рhosphoreum , P. mandapamensis)
 Lucibacterium (L. harveyi)
 Vibrio (V. fischeri, V. cholerae )
Новые роды семейства и виды светящихся
бактерий
Beneckea splendida
 Photobacterium logei
 A.hanedae (Alteromonas)
 X. luminescens (Xenorhabdus )

Отдельные
бактериальные
таксоны могут
объединять
одновременно
светящиеся и
несветящиеся виды
Большинство светящихся бактерий – морские формы
Пресноводный светящийся вид – V. cholerae (V. albensis)
Симбиотический вид - X. luminescens
Монотрихи
Лофотрихи
Перитрихи
Классификация деления морских светящихся бактерий,
предложенная Райхельтом и Бауманом:
тип жгутикования
 состав основания ДНК
 гомология ДНК и рРНК
 питательные потребности и ферментативная активность

Светящиеся бактерии Heterohabditis
 выделены




в
новый
род
семейства
Enterobacteriaceae
–
Xenorhabdus
размер клетки – около 6,0 мкм
обладают иммунными свойствами
отсутствие способности восстанавливать нитраты до нитритов
специфический симбиоз с нематодами и патогенностью для
насекомых
Светящиеся штаммы выделены в новый вид X. luminescens
Систематика морских энтеробактерий
Photobacterium
рhosphoreum
 P. leiognathi
 P. angustum
 P.
Beneckea
Vibrio
P. fischeri
P. logei
Vibrio
Vibrio:
B. harveyi
B. splendida
V. cholerae (биотип albensis)
P. fischeri
P. logei
V. orientalis
Таксономическо-номенклатурные подходы к систематике
светящихся бактерий претерпевали и претерпевают
существенные изменения
В настоящее время классификация светящихся бактерий
основывается на морфологии, физиолого-биохимических
признаках и данных генотипического анализа
Изучение кинетических свойств люцифераз дает ряд надежных
количественных характеристик для дифференциальной
диагностики светящихся бактерий родов Beneckea и
Photobacterium
Светящиеся бактерии имеют разные кинетические константы:
Бактерии рода Photobacterium – быстрая кинетика
затухания
Бактерии рода Beneckea – медленная кинетика
Константа затухания зависит от
температуры
Использование кинетики люминесцентных реакции in vitro
 позволяет разделить отдельные виды светящихся бактерий рода
Photobacterium
 виды рода B. harveyi и B. splendida разделить не удается, т.к.
константы затухания их реакции равны
Изучение кинетических характеристик свечения открывает
широкие
возможности
для
изучения
специфичности
симбиотических отношений между различными организмами и
светящимися бактериями
Примеры:
Морской вид
A. hanedae имеет быструю кинетику
люминесцентной реакции
 Пресноводный вид светящихся бактерий V. cholerae имеет
люциферазу Beneckea-типа, характеризующуюся медленной
кинетикой
 Светящиеся бактерии X. luminescens обладают люминесцентной
системой, подобной морским бактериями характеризующейся
самой медленной кинетикой, свойственной свободноживущими
видами из рода Beneckea

Светящиеся бактерии – группа организмов, имеющих много
общих признаков с классическими энтеробактериям, включая
пути использования углеводов
Механизм регуляций биосинтеза аспартата был обнаружен:
 у морских светящихся бактерий родов Beneckea и Photobacterium
 у наземных энтеробактерий
общие пути использования углеводов
эволюционное родство



Изучение родства между видами родов Photobacterium, Beneckea и Vibrio на
основе гомологии рРНК и эволюционной дивергенции аминокислотной
последовательности ферментов глютаминсинтетазы и суперксиддисмутазы
указывает на то, что вид V. cholerae более близок к морским видам, чем к
наземным
V. cholerae являлся когда-то обитателем моря
Photobacterium
Beneckea
Vibrio
Aeromonas
Pasteurella
род семейства Enterobacteriaceae
На основе изучения эволюционной дивергенции ферментов A. hanedae
отличен от светящихся видов родов Beneckea и Photobacterium, но более
близок к ним, чем к видам P. aeroginosa и A. сalcoaceticus

Некоторые виды Alteromonas близки к энтеробактериям и принадлежат к той
же филогенетической ветви, что и P. aeroginosa и A. сalcoaceticus

X. luminescens более близок к наземным, чем к светящимся морским
энтеробактериям
Таким образом, к настоящему времени накоплено
достаточно много оснований для того, чтобы
предполагать
монофилетическое
происхождение
группы светящихся бактерий и саму их способность
излучать свет