라타이박터독소

Rathayibacter toxicus
라타이박터독소
과학적 분류 edit
도메인: 박테리아
문: 방선균류
클래스: 방선균류
주문: 마이크로코칼레스
패밀리: 미크로박테리아과
속: 라타이박터
종류:
독극물
이항명
라타이박터독소
(1992년 릴리와 오펠) 사사키 외 1998년[1][2]
활자 변형률
ATCC 49908
CIP 104617
CS14
DSM 7488
ICMP 9525
JCM 9669
NCPPB 3552
동의어[2]
  • 클라비박터독소 라일리와 오펠 1992

Rathayibacter toxicus는 호주 [3][4]남부와 서부에서 흔히 발견되는 연간 라이그래스 독성(ARGT)을 유발하는 것으로 알려진 식물성 병원균이다.

어원학

Rathayibacter속은 E에 대한 오마주이다.라틴어로 [5]막대기를 뜻하는 접미사 -bacter와 결합된 이 속 균주를 최초로 분리한 식물 병리학자 Rathay.이 종의 이름인 toxicus는 Rathayibacter toxins의 코리네톡신 [1]생성 능력 때문에 "독"을 뜻하는 라틴어에서 유래했다.

분류법

지금까지 라타이박터 독성은 '코리네박터 sp', '코리네박터리움 rathayi', '클라비박터 sp', '클라비박터 rathayi', '클라비박터 toxicus'[5][1][6]로 분류돼 왔다.그 유기체는 미크로박터과의 [5][1][6][7]일원이다.마이크로박터과는 28개의 다른 속들을 포함하고 있지만, 라타이박터속과 [5]클라비박터속 사이에는 별개의 분지군이 형성되어 있다.Rathayibacterium, Curtobacterium, Clavibacterium은 Rathayibacter와 더 가까운 속이고, Lifsonia는 Rathayibacter와 [5]더 멀리 관련이 있습니다.Rathayibacter속에는 Microbacterae 내에 군집하는 6종이 있으며, Rathayibacter toxicus는 다른 [5][6][8]종과 가장 관련이 적기 때문에 가장 깊은 분기를 가지고 있다.

검출

1956년, 후에 현재 Rathayibacter toxicus로 알려진 ARGT 박테리아의 소행으로 판명된 연례 라이그래스 독성(ARGT)으로 인한 가축 폐사가 사우스오스트레일리아 [1][9]블랙스프링스의 "밀 양띠"에서 처음 보고되었다.1950년대 후반, J. M. 피셔는 담즙을 형성하는 선충(Anguina sp.)과 황색 슬림 박테리아를 확인했는데, 둘 다 일년생 [10]호밀밭의 씨앗 머리 병원체이다.1968년이 되어서야 ARGT의 원인이 되는 박테리아가 A에 의해 분리되고 Corynebacterium sp.로 식별되었다.커는 1977년 [4][1][9][10]후반에 코리네박테리움 라타이(Corynebacterium Rathayi)로 잘못 식별되었다.

격리

생물의 주요 조사자와 발견 일자는 알려져 있지만, 원래의 분리 방법은 불명확하지만, 동일한 생물의 다른 변종에 대한 형태학적 평가를 수행하기 위해 사용된 분리 기술은 Bird와 Stynes에 [4][9][10]의해 수행되었다.연구원들은 특징이 있는 노란 색 점액에 의해 그리고 그것은 선충 오배자, 증류수에에서 제거되었다, 그리고 독특한 미디어는 자당의(10그램,caseine hydrolyzate의 8그램, 이스트 추출물 4g, KH2PO4 2그램, MgSO4 7H2O의 0.3그램, 한천의 15그램과 증류수 wa에를 올렸던 눈에 관심의 유기체를 확인했다.가 어떻게 되1L에 [4]도달할 때까지 deded).순황색 집단은 24시간 [4]안에 형성되었다.

분류

Corynebacterium rathayi라는 세균의 식별은 충분히 뒷받침되지 않았으며, Clavibacteri속으로의 "Corynebacterium rathayi"의 이전은 데이비스 등에 의해 촉진되었다.세포벽 펩티도글리칸 층이 2,4-디아미노낙산(DAB)[5][11]을 가진 것으로 밝혀진 후 1984년.1987년, 라일리는 면역학적 분석을 통해 ARGT와 [12]관련된 박테리아가 코리네박테륨 라타이뿐만 아니라 다른 식물성 병원성 코리네포름과 구별할 수 있다는 것을 발견했다.라일리는 또한 데이비스의 연구결과를 뒷받침하는 아미노산 분석을 통해 ARGT 박테리아의 펩티도글리칸 층에서 DAB를 확인함으로써 클라비박터 [5][13]sp로서 클라비박터로의 재분류를 더욱 뒷받침했다.혈청학의 차이로 인해 ARGT와 관련된 새로운 Clavibacter sp.와 다른 속인 Riley와 Ophel(1992)을 구별하는 알로자임 분석, 박테리오파지 감수성, 벡터 접착성 및 생화학적 특성은 Clavibacter toxicus를 새로운 [5][6]종으로 제안했다.1993년 Zgurskaya 외 연구진은 새로운 속인 "Rathayibacter"를 제안하고 메나퀴논 조성, 형태학적 및 생리학적 특성, DNA-DNA 관련성, 화학비노믹스, 혈청학, Allozy, 단백질 패턴의 차이를 바탕으로 ARGT와 관련된 "Clavibacter sp"를 이 속으로 재분류하기를 원했다.s.[5][6] 1998년에 사사키와 [5][6]동료들에 의해 클라비박터 독성이 라타이박터 독성으로 재분류되었다.

형태학

Rathayibacter toxicus는 그램 양성, 불규칙한 막대 형태학을 가진 필수 에어로베로, 보통 직경이 ~1.1~2.0 µm이고 끝이 뭉툭하고 [5]둥글다.세포 주위에 0.08~0.2μm 두께의 캡슐을 가지고 있어 여름철이나 숙주 [5][1]식물이 없는 고온 건조한 환경에서도 미생물이 생존할 수 있다.포자가 생성되거나 [5]이동성이 표시되지 않습니다.R. toxicus 세포벽은 [5][6]DAB의 L-이성체가 존재하는 것이 특징이다.

유전체학

4종류의 Rathayibacter toxicus(WAC3373, 70137, DSM 7488, FH142)는 게놈을 완전히 배열, 조립, 주석 부여 및 [7]공개하였다.R. toxicus는 평균 게놈 크기가 2.325 메가베이스이고 평균 GC 함량이 61.[7][14]5%인 단일 원형 염색체를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다.균주 WAC3373은 게놈 크기 2.35Mb, GC 함량 61.5%, 총유전자 2165, 단백질 코드화 유전자 2069, 총 RNA 유전자 54개(45tRNA, 6rRNA, 기타 3개의 RNA),[7] 의사유전자 42개를 가진 기준생물이다.

시퀀싱

세클러와 그의 팀은 라타이박터 [14]독소균주(FH-79와 FH-232)의 염기서열 분석을 위해 454 주니어 염기서열을 사용하여 두 균주에 대한 산탄총 DNA 라이브러리를 만들었다고 설명했다.매핑된 코딩 유전자의 기존 정보는 원핵생물 게놈 주석 파이프라인(PGAP)을 통해 얻어진 반면 샘플 특정 DNA 주석은 HMMer 스위트, OriFinder, TBLASTN, Pfam, TNpPred, Alien_를 사용하여 합성되었다.헌터 및 SMASH 대책 소프트웨어입니다.[14]2개의 별개의 [14]전사 단위를 구성하는 14개의 유전자로 이루어진 기능성 튜니카마이신 유전자 클러스터가 확인되었다.Fennessey와 동료들은 확인된 단백질의 일반적인 목록에서 반복되지 않은 300개 이상의 독특한 단백질을 발견했다; 그리고 16%가 수평 유전자 이동을 통해 획득될 수 있는 2차 대사물로서 역할을 하고 병원성을 [15]돕는 것으로 밝혀졌다.

KEGG 경로

교토 유전자와 게놈 백과사전(KEGG)에 따르면 라타이박터 독소주 WAC3373은 당분해, 구연산회로(TCA), 아르기닌생합성, 아미노산대사, 탄수화물대사 및 다양한 세균 DNA 복구 [16]메커니즘을 수행할 수 있다.

대사

Rathayibacter toxicus는 산소를 말단 [5]전자수용체로 사용하는 화학 유기영양생물이다.다양한 탄소원이 함유된 배지 C의 튜브를 사용하여 4주간 성장 및 산생성을 관찰한 결과, R. toxicus는 산성 부산물을 형성하는 탄소원으로 갈락토오스, 만노스,[5][1] 자일로스를 이용하는 것으로 확인되었다.탄수화물로부터 산의 생산은 산화적이고 [5]약하게 일어난다.

생리학

Rathayibacter toxicus는 26℃에서 최적의 성장을 하고 37℃[5][1]에서는 성장하지 않는 중수성 물질이다.이는 3, 7, 14일 후 [5][1]26℃, 37±0.5℃에서 배양한 스트릭 도금 523M 한천에 대한 세균 증식을 검사하여 확인하였다.pH [5]7에서 배양했을 때 효모 추출물, 펩톤, 포도당이 함유된 523M 한천, CB 한천, R 한천 등의 염기성 배지에 반응이 좋으며, R. toxicus는 [5][1]0.1%의 효모 추출물이 필요하다.3, 7, 14일 후에 관찰된 NaCl 농도 당 0 - 10% 무게의 YSB 배지에서 배양한 결과, R. toxicus는 최대 1%의 NaCl [5][1]농도만 견딜 수 있는 것으로 나타났다.R. toxicus의 발생시간은 분광광도계를 [1]통한 광학밀도 측정으로 25℃에서 523M brows에서 약 18시간이다.523M 한천에 있는 콜로니 형태학은 볼록하고 매끄러운 점액질이며 노란색, 장미색 또는 분홍색 [5][1]색소침착이다.

호스트 범위

Anguina sp.(씨 쓸개선충)는 병원체 [3]전달을 위한 자연 벡터이다.이 유기체는 호주와 남아프리카의 [3]일부 지역에서 흔한 풀과인 푸아과의 꽃 부분만 감염시키는 것으로 알려져 있다.리지디움(연간 호밀풀)은 11월부터 3월까지 R. [13]toxicus에 일반적으로 감염되는 것으로 밝혀졌다.아그로시스 아베나세아, 에하르타 롱이플로라, 폴리포곤 몬스펠리엔시스 같은 다른 풀 종들도 독성을 지닌 [13]선충 담즙에 감염되기 쉬웠다.

병원체 생태학

Rathayibacter toxicus의 [3]존재를 더 잘 이해하기 위해 6-gene Multi-Locus Sequence Typing(MLST) 및 Inter-Simple Sequence Repeates(ISSR) 접근방식을 사용했다.

처음에 ISSR은 남부 터키 친척 종인 클라비박터 미시건시스의 [3]생태 분포를 추적하는 데 사용되었다.R. toxicus의 ISSR은 증폭되었고 PCR을 [3]통해 10개의 프라이머가 합성되었다.PCR 제품은 agarose 겔과 SimQual 프로그램을 이용하여 분석하였으며, R. toxicus isolaticus의 [3]ISSR 위치 94개에 대한 Jaccard 유사도 값을 식별하여 지정하였다.유전자 유사성 값 역할을 하는 자카드 계수는 UPGMA에서 [3]트리 다이어그램을 생성하는 데 사용되었다.

분석된 MLST 유전자는 항생제 내성, 염색체 복제 및 생합성 경로에 관여하여 R. toxicus 분리체의 다양한 [3]위치를 구별하는 역할을 했다.Genious 소프트웨어, Primer3 스위트 및 R. toxicus의 전체 게놈을 통해 PCR 프라이머 R16sF1 및 R16sR1을 생성하여 1110 bp 16S rDNA 유전자 조각을 [3]증폭할 수 있었습니다.R. toxicus 분리제는 16S rRNA 유전자 배열 호몰로지([3]homology)에 의해 구별이 가능해졌다.

생성된 ISSR 마커는 MLST 결과와 함께 Rathayibacter toxicus, RT-II, RT-IIII,[3] RT-III의 세 가지 다른 모집단의 존재를 확인했다. RT-I와 RT-II는 일반적으로 호주 [3]서부에서 발견된다.종별 유전자 구성이 생물 [3]생태와 관련이 있다는 결론이 나왔다.

환경에 미치는 영향

라타이박터 독성은 기생 선충 앵귀나 장식에 의해 운반되며, 연간 호밀밭에 감염되며 연간 호밀밭 독성(ARGT)[1]의 주요 원인입니다.ARGT는 R. toxicus가 감염된 [3][9]가축에서 치명적인 당지질 독소(구조적으로 튜니카마이신과 유사)를 분비해 발생하는 신경학적 질환이다.독소는 경련 및/또는 특이한 걸음걸이의 발달을 유발하여 일반적으로 감염된 식물에 [17][18]풀을 뜯는 소와 양의 죽음으로 끝난다.말, 돼지, 그리고 "기타 실험실 동물"을 포함한 많은 다른 유기체들은 90%의 사망률을 가지고 있고 [9]독극물 발생 후 24시간 이내에 사망하는 양들과 함께 취약성을 보여왔다.ARGT는 지난 50년간 서호주와 사우스오스트레일리아에서 주요 관심사였지만, 남아프리카처럼 멀리 떨어진 지역에서 증상이 확인되었고, 서러브레드 [3][17][19]말의 방목과 관련이 있다.이 병원체는 기계적 벡터(Anguina funesta)를 통해 전염되어야 하지만, Rathayibacter toxicus는 앞서 [3][19]언급한 바와 같이 다른 Anguina 종에 부착하여 다양한 식물(예: 연간 수염 풀, 휘어진 풀, 야생 귀리, 날개 달린 카나리아 풀)을 감염시키는 능력을 보여 왔다.R. toxicus의 다른 지역 도입은 가축의 소실, 목초지 처리, 가축의 검사와 [9][18]유지에 따른 경제적 비용 때문에 현재 우려되는 사항이다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Riley, Ian T.; Ophel, Kathy M. (1992). "Clavibacter toxicus sp. nov., the Bacterium Responsible for Annual Ryegrass Toxicity in Australia". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 42 (1): 64–68. doi:10.1099/00207713-42-1-64.
  2. ^ a b Sasaki J, Chijimatsu M, Suzuki K. (1998). "Taxonomic significance of 2,4-diaminobutyric acid isomers in the cell wall peptidoglycan of actinomycetes and reclassification of Clavibacter toxicus as Rathayibacter toxicus comb. nov". Int J Syst Bacteriol. 48: 403–410. doi:10.1099/00207713-48-2-403. PMID 9731278.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Arif, Mohammad; Busot, Grethel Y.; Mann, Rachel; Rodoni, Brendan; Liu, Sanzhen; Stack, James P. (2016-05-24). "Emergence of a New Population of Rathayibacter toxicus: An Ecologically Complex, Geographically Isolated Bacterium". PLOS ONE. 11 (5): e0156182. Bibcode:2016PLoSO..1156182A. doi:10.1371/journal.pone.0156182. ISSN 1932-6203. PMC 4878776. PMID 27219107.
  4. ^ a b c d e Bird, Alan F. (1977). "The Morphology of a Corynebacterium sp. Parasitic on Annual Rye Grass". Phytopathology. 77 (7): 828. doi:10.1094/phyto-67-828.
  5. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x Goodfellow, Michael (2012). Phylum XXVI. Actinobacteria phyl. nov. In Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 2nd edn, vol. 5 (The Actinobacteria).
  6. ^ a b c d e f g Evtushenko, L; Takeuchi, M. Bacteria: The Family Microbacteriaceae. The Prokaryotes: A Handbook on the Biology of Bacteria, 3rd edn, vol. 3 (Archaea. Bacteria: Firmicutes, Actinomycetes).
  7. ^ a b c d taxonomy. "Taxonomy Browser". www.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2018-04-16.
  8. ^ Park, Jungwook; Lee, Pyeong An; Lee, Hyun-Hee; Choi, Kihyuck; Lee, Seon-Woo; Seo, Young-Su (2017). "Comparative Genome Analysis of Rathayibacter tritici NCPPB 1953 with Rathayibacter toxicus Strains Can Facilitate Studies on Mechanisms of Nematode Association and Host Infection". The Plant Pathology Journal. 33 (4): 370–381. doi:10.5423/ppj.oa.01.2017.0017. PMC 5538441. PMID 28811754.
  9. ^ a b c d e f McKay, A. C.; Ophel, K. M. (1993-09-01). "Toxigenic Clavibacter/Anguina Associations Infecting Grass Seedheads". Annual Review of Phytopathology. 31 (1): 151–167. doi:10.1146/annurev.py.31.090193.001055. ISSN 0066-4286. PMID 18643766.
  10. ^ a b c Price, P. C.; Fisher, J. M.; Kerr, A. (1979-04-01). "Annual ryegrass toxicity: parasitism of Lolium rigidum by a seedgall forming nematode (Anguina sp.)". Annals of Applied Biology. 91 (3): 359–369. doi:10.1111/j.1744-7348.1979.tb06513.x. ISSN 1744-7348.
  11. ^ Davis, Michael J.; Gillaspie, A. Graves; Vidaver, Anne K.; Harris, Russell W. (1984). "Clavibacter: A New Genus Containing Some Phytopathogenic Coryneform Bacteria, Including Clavibacter xyli subsp. xyli sp. nov., subsp. nov. and Clavibacter xyli subsp. cynodontis subsp. nov., Pathogens That Cause Ratoon Stunting Disease of Sugarcane and Bermudagrass Stunting Disease†". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 34 (2): 107–117. doi:10.1099/00207713-34-2-107.
  12. ^ Riley, Ian T. (1987). "Serological Relationships between Strains of Coryneform Bacteria Responsible for Annual Ryegrass Toxicity and Other Plant-Pathogenic Corynebacteria". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 37 (2): 153–159. doi:10.1099/00207713-37-2-153.
  13. ^ a b c "Annual Ryegrass Staggers - Toxicology - Merck Veterinary Manual". Merck Veterinary Manual. Retrieved 2018-04-16.
  14. ^ a b c d Sechler, Aaron J.; Tancos, Matthew A.; Schneider, David J.; King, Jonas G.; Fennessey, Christine M.; Schroeder, Brenda K.; Murray, Timothy D.; Luster, Douglas G.; Schneider, William L. (2017-08-10). "Whole genome sequence of two Rathayibacter toxicus strains reveals a tunicamycin biosynthetic cluster similar to Streptomyces chartreusis". PLOS ONE. 12 (8): e0183005. Bibcode:2017PLoSO..1283005S. doi:10.1371/journal.pone.0183005. ISSN 1932-6203. PMC 5552033. PMID 28796837.
  15. ^ Fennessey, Christine M.; McMahon, Michael B.; Sechler, Aaron J.; Kaiser, Jaclyn; Garrett, Wesley M.; Tancos, Matthew A.; Luster, Douglas G.; Rogers, Elizabeth E.; Schneider, William L. (2018-02-01). "Partial Proteome of the Corynetoxin-Producing Gram-Positive Bacterium, Rathayibacter toxicus". Proteomics. 18 (3–4): 1700350. doi:10.1002/pmic.201700350. ISSN 1615-9861. PMID 29327412.
  16. ^ "KEGG GENOME: Rathayibacter Toxicus WAC3373". KEGG.
  17. ^ a b Grewar, J. D.; Allen, J. G.; Guthrie, A. J. (December 2009). "Annual ryegrass toxicity in Thoroughbred horses in Ceres in the Western Cape Province, South Africa". Journal of the South African Veterinary Association. 80 (4): 220–223. doi:10.4102/jsava.v80i4.211. ISSN 1019-9128. PMID 20458861.
  18. ^ a b Murray, Timothy D.; Schroeder, Brenda K.; Schneider, William L.; Luster, Douglas G.; Sechler, Aaron; Rogers, Elizabeth E.; Subbotin, Sergei A. (July 2017). "Rathayibacter toxicus, Other Rathayibacter Species Inducing Bacterial Head Blight of Grasses, and the Potential for Livestock Poisonings". Phytopathology. 107 (7): 804–815. doi:10.1094/PHYTO-02-17-0047-RVW. ISSN 0031-949X. PMID 28414631.
  19. ^ a b Johnston, M. S.; Sutherland, S. S.; Constantine, C. C.; Hampson, D. J. (October 1996). "Genetic analysis of Clavibacter toxicus, the agent of annual ryegrass toxicity". Epidemiology and Infection. 117 (2): 393–400. doi:10.1017/s0950268800001588. ISSN 0950-2688. PMC 2271705. PMID 8870638.