Sinorhizobium meliloti (Dangeard, 1926) De Lajudie et al., 1994
Ensifer meliloti (ранее Rhizobium meliloti и Sinorhizobium meliloti ) [10] являются аэробными , грамотрицательными и диазотрофными видами бактерий. S. meliloti подвижныи обладают пучком перитрихиальных жгутиков . [11] S. meliloti фиксируют атмосферный азот в аммиак для своих бобовых хозяев, таких как люцерна . S. meliloti образует симбиотические отношения с бобовыми из родов Medicago , Melilotus и Trigonella , включая модельное бобовое растение Medicago truncatula . Этот симбиоз способствует развитию органа растения, называемого корневым клубеньком . Поскольку почва часто содержит ограниченное количество азота для использования растениями, симбиотические отношения между S. meliloti и их бобовыми хозяевами имеют сельскохозяйственное применение. [12] Эти методы снижают потребность в неорганических азотных удобрениях . [13]
Симбиоз
Симбиоз между S. meliloti и его хозяевами-бобовыми начинается, когда растение секретирует в ризосферу ряд бетаинов и флавоноидов : 4,4′-дигидрокси-2′-метоксихалкон , [ 14] хризоэриол , [15] цинарозид , [15] 4′,7-дигидроксифлавон , [14] 6′′-O-малонил ононин , [16] ликвиритигенин , [14] лютеолин , [17] 3′,5-диметоксилутеолин, [15] 5-метоксилутеолин, [15] медикарпин , [16] стагидрин, [18] и тригонеллин . [18] Эти соединения привлекают S. meliloti к поверхности корневых волосков растения, где бактерии начинают секретировать nod-факторы . Это инициирует скручивание корневых волосков. Затем ризобии проникают в корневые волоски и размножаются, образуя инфекционную нить. Через инфекционную нить бактерии движутся к главному корню. Бактерии развиваются в бактероиды внутри новообразованных корневых клубеньков и выполняют фиксацию азота для растения. Бактерия S. meliloti не выполняет фиксацию азота, пока не дифференцируется в эндосимбиотический бактероид. Бактероид зависит от растения для выживания. [19]
Легоглобин , вырабатываемый бобовыми растениями после колонизации S. meliloti, взаимодействует со свободным кислородом в корневом клубеньке, где находятся ризобии. Ризобии содержатся в симбиосомах в корневых клубеньках бобовых растений. Легоглобин уменьшает количество присутствующего свободного кислорода. Кислород нарушает функцию фермента нитрогеназы в ризобиях, который отвечает за фиксацию азота. [20]
Геном
Геном S. meliloti содержит четыре гена, кодирующих флагеллин . К ним относятся fliC1C2–fliC3C4 . [11] Геном содержит три репликона : хромосому (~3,7 мегабаз), хромиду (pSymB; ~1,7 мегабаз) и плазмиду (pSymA; ~1,4 мегабаз). Отдельные штаммы могут обладать дополнительными, вспомогательными плазмидами. На сегодняшний день секвенировано пять геномов S. meliloti : Rm1021, [21] AK83, [22] BL225C, [22] Rm41, [23] и SM11 [24], причем 1021 считается диким типом . Неопределенный симбиоз клубеньков S. meliloti обеспечивается генами, расположенными на pSymA. [25]
восстановление ДНК
Белки, кодируемые генами E. meliloti uvrA , uvrB и uvrC, используются для восстановления повреждений ДНК с помощью процесса эксцизионной репарации нуклеотидов . E. meliloti является бактерией, устойчивой к высыханию. Однако мутанты E. meliloti , дефектные в генах uvrA , uvrB или uvrC, чувствительны к высыханию , а также к УФ-излучению . [26] Это открытие указывает на то, что устойчивость к высыханию дикого типа E. meliloti зависит от восстановления повреждений ДНК , которые могут быть вызваны высыханием.
^ Ba S, Willems A, de Lajudie P, Roche P, Jeder H, Quatrini P, Neyra M, Ferro M, Promé JC, Gillis M, Boivin-Masson C, Lorquin J (апрель 2002 г.). «Симбиотическое и таксономическое разнообразие ризобий, выделенных из Acacia tortilis subsp. raddiana в Африке». Systematic and Applied Microbiology . 25 (1): 130– 45. Bibcode : 2002SyApM..25..130B. doi : 10.1078/0723-2020-00091. PMID 12086180.
^ Maâtallah J, Berraho EB, Muñoz S, Sanjuan J, Lluch C (2002). «Фенотипическая и молекулярная характеристика ризобий нута, выделенных из разных областей Марокко». Журнал прикладной микробиологии . 93 (4): 531– 40. doi : 10.1046/j.1365-2672.2002.01718.x . PMID 12234335. S2CID 598579.
^ Rogel MA, Ormeño-Orrillo E, Martinez Romero E (апрель 2011 г.). «Симбиовары в ризобиях отражают бактериальную адаптацию к бобовым». Systematic and Applied Microbiology . 34 (2): 96– 104. Bibcode : 2011SyApM..34...96R. doi : 10.1016/j.syapm.2010.11.015. PMID 21306854.
^ León-Barrios M, Lorite MJ, Donate-Correa J, Sanjuán J (сентябрь 2009 г.). «Ensifer meliloti bv. lancerottense устанавливает симбиоз с фиксацией азота с Lotus, эндемичным для Канарских островов, и демонстрирует отличительные симбиотические генотипы и диапазон хозяев». Systematic and Applied Microbiology . 32 (6): 413– 20. Bibcode :2009SyApM..32..413L. doi :10.1016/j.syapm.2009.04.003. PMID 19477097.
↑ Вильегас Мдель С, Рим С, Море Л, Домерг О, Гардан Л, Байи Икс, Клие-Марель ЖК, Брюнель Б (ноябрь 2006 г.). «Азотфиксирующие синоризобии с Medicago laciniata представляют собой новый биовар (bv. medicaginis) S. meliloti». Систематическая и прикладная микробиология . 29 (7): 526– 38. Бибкод : 2006СиАпМ..29..526В. дои : 10.1016/j.syapm.2005.12.008. ПМИД 16413160.
^ Mnasri B, Mrabet M, Laguerre G, Aouani ME, Mhamdi R (январь 2007 г.). «Солеустойчивые ризобии, выделенные из тунисского оазиса, которые высокоэффективны для симбиотической фиксации N2 с Phaseolus vulgaris, представляют собой новый биовар (bv. mediterranense) Sinorhizobium meliloti». Архивы микробиологии . 187 (1): 79– 85. doi :10.1007/s00203-006-0173-x. PMID 17019605. S2CID 24133146.
^ Gubry-Rangin C, Béna G, Cleyet-Marel JC, Brunel B (октябрь 2013 г.). «Определение и эволюция нового симбиовара, sv. rigiduloides, среди видов Ensifer meliloti, эффективно образующих клубеньки, Medicago». Systematic and Applied Microbiology . 36 (7): 490– 6. Bibcode : 2013SyApM..36..490G. doi : 10.1016/j.syapm.2013.06.004. PMID 23871297.
^ Bailly X, Olivieri I, Brunel B, Cleyet-Marel JC, Béna G (июль 2007 г.). «Горизонтальный перенос генов и гомологичная рекомбинация управляют эволюцией азотфиксирующих симбионтов видов Medicago». Журнал бактериологии . 189 (14): 5223– 36. doi :10.1128/JB.00105-07. PMC 1951869. PMID 17496100 .
^ Нельсон, Мэтью; Гулин, Джозеф; Эпштейн, Брендан; Тиффин, Питер; Садовски, Майкл Дж. (май 2018 г.). «Полные репликоны 16 штаммов Ensifer meliloti дают представление о внутри- и межрепликонном переносе генов, транспозон-ассоциированных локусах и повторяющихся элементах». Microbial Genomics . 4 (5). doi : 10.1099/mgen.0.000174 . ISSN 2057-5858. PMC 5994717 . PMID 29671722.
^ ab Aizawa, Shin-Ichi (2014-01-01). "Sinorhizobium meliloti — азотфиксатор в лугах". The Flagellar World . Academic Press. стр. 82– 83. doi :10.1016/B978-0-12-417234-0.00026-8. ISBN9780124172340.
^ Adjei, MB (июль 2006 г.). "Фиксация азота и инокуляция кормовых бобовых" (PDF) . Uf/Ifas . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-12-02.
^ Бедерска-Блащик, Магдалена; Суйковская-Рыбковская, Мажена; Боруцкий, Войцех (04 января 2021 г.). «Sinorhizobium medicae 419 против S. meliloti 1021: различия в корневых клубеньках, индуцированных этими двумя штаммами на хозяине Medicago truncatula». Acta Physiologiae Plantarum . 43 (1): 7. дои : 10.1007/s11738-020-03166-1. ISSN 1861-1664. S2CID 230717774.
^ abc Maxwell CA, Hartwig UA, Joseph CM, Phillips DA (ноябрь 1989 г.). «Халкон и два родственных флавоноида, выделяемые корнями люцерны, индуцируют гены nod Rhizobium meliloti». Физиология растений . 91 (3): 842– 7. doi :10.1104/pp.91.3.842. PMC 1062085. PMID 16667146 .
^ abcd Hartwig UA, Maxwell CA, Joseph CM, Phillips DA (январь 1990 г.). «Хризоэриол и лютеолин, высвобождаемые из семян люцерны, индуцируют гены nod в Rhizobium meliloti». Физиология растений . 92 (1): 116– 22. doi :10.1104/pp.92.1.116. PMC 1062256. PMID 16667231 .
^ ab Dakora FD, Joseph CM, Phillips DA (март 1993 г.). «Корневые экссудаты люцерны (Medicago sativa L.) содержат изофлавоноиды в присутствии Rhizobium meliloti». Физиология растений . 101 (3): 819– 824. doi : 10.1104 /pp.101.3.819. PMC 158695. PMID 12231731.
^ ab Phillips DA, Joseph CM, Maxwell CA (август 1992 г.). «Тригонеллин и стахидрин, выделяемые семенами люцерны, активируют белок NodD2 в Rhizobium meliloti». Физиология растений . 99 (4): 1526– 31. doi :10.1104/pp.99.4.1526. PMC 1080658. PMID 16669069 .
^ Oldroyd, Giles ED; Downie, J. Allan (июнь 2008 г.). «Координация морфогенеза клубеньков с ризобиальной инфекцией в бобовых». Annual Review of Plant Biology . 59 (1): 519– 546. doi :10.1146/annurev.arplant.59.032607.092839. ISSN 1543-5008. PMID 18444906.
^ Надлер, Кеннет Д.; Ависсар, Йил Дж. (1977-09-01). «Синтез гема в корневых клубеньках сои: I. О роли синтазы δ-аминолевулиновой кислоты и дегидразы δ-аминолевулиновой кислоты бактероида в синтезе гема леггемоглобина». Физиология растений . 60 (3): 433– 436. doi :10.1104/pp.60.3.433. ISSN 0032-0889. PMC 542631. PMID 16660108 .
^ Galibert F, Finan TM, Long SR, Puhler A, Abola P, Ampe F и др. (Июль 2001 г.). «Композитный геном бобового симбионта Sinorhizobium meliloti». Science . 293 (5530): 668– 72. doi :10.1126/science.1060966. PMID 11474104. S2CID 18580010.
^ ab Galardini M, Mengoni A, Brilli M, Pini F, Fioravanti A, Lucas S и др. (май 2011 г.). «Изучение симбиотического пангенома азотфиксирующей бактерии Sinorhizobium meliloti». BMC Genomics . 12 : 235. doi : 10.1186/1471-2164-12-235 . PMC 3164228. PMID 21569405 .
^ Последовательность официально не объявлена, но доступна в NCBI: хромосома, pSymA, pSymB и pRM41a.
^ Schneiker-Bekel S, Wibberg D, Bekel T, Blom J, Linke B, Neuweger H, Stiens M, Vorhölter FJ, Weidner S, Goesmann A, Pühler A, Schlüter A (август 2011 г.). «Полная последовательность генома доминирующего полевого изолята Sinorhizobium meliloti SM11 расширяет пангеном S. meliloti». Журнал биотехнологии . 155 (1): 20– 33. doi :10.1016/j.jbiotec.2010.12.018. PMID 21396969.
^ Humann JL, Ziemkiewicz HT, Yurgel SN, Kahn ML (январь 2009 г.). «Регуляторные и ДНК-репарационные гены способствуют устойчивости Sinorhizobium meliloti Rm1021 к высыханию». Appl Environ Microbiol . 75 (2): 446–53 . doi :10.1128/AEM.02207-08. PMC 2620701. PMID 19028909 .
^ abcde Систематическое наименование бактериофагов редко соблюдается в научной литературе, и различные фаги могут иметь одно и то же название. Хотя существует РНК-фаг под названием ΦM12, который инфицирует энтеробактерии , он не является синонимом ДНК-фага ΦM12, перечисленного здесь. То же самое может быть верно и для других фагов в этом списке. В этом списке два фага независимо друг от друга были названы ΦM5.
^ abcdefghijklmnopq Лесли SM (1982). «Система типирования бактериофагов для Rhizobium meliloti». Канадский журнал микробиологии . 28 (2): 180– 189. doi :10.1139/m82-024.
^ ab Singh RB, Dhar B, Singh BD (1980). «Морфология и общая характеристика вирусов, активных против коровьего гороха Rhizobium CB756 и 32H1». Архивы вирусологии . 64 (1): 17– 24. doi :10.1007/BF01317387. PMID 7377972.
^ аб Хандельсман Дж., Угальде Р.А., Брилл В.Дж. (март 1984 г.). «Конкурентоспособность Rhizobium meliloti и агглютинин люцерны». Журнал бактериологии . 157 (3): 703–7 . doi :10.1128/JB.157.3.703-707.1984. ПМК 215314 . ПМИД 6698937.
^ abcdefg Крсманови-Симич Д., Веркин М. (1977). «Этюд бактериофагов Rhizobium meliloti » [Изучение бактериофагов Rhizobium meliloti ]. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série D (на французском языке). 284 : 1851–1854 .и Крсманови-Симич Д., Веркин М. (1973). «Этюд бактериофагов Rhizobium meliloti » [Изучение бактериофагов Rhizobium meliloti ]. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série D (на французском языке). 276 (19): 2745–8 . PMID 4198859.
^ abcdefghijklmnopqrstu Kowalski M (1967). «Трансдукция в Rhizobium meliloti». Acta Microbiologica Polonica . 16 (1): 7– 11. doi :10.1007/BF02661838. PMID 4166074. S2CID 10908418.Обратите внимание, что эта статья была перепечатана в журнале Plant and Soil (1971) 35 (1): 63—66, куда и ведут URL и doi.
^ abcdefghijklmn Сзенде К, Ордог Ф (1960). «Лизогения фон Rhizobium meliloti ». Naturwissenschaften . 47 (17): 404–405 . Бибкод : 1960NW.....47..404S. дои : 10.1007/BF00631269. S2CID 44438409. Полный геном этого фага доступен в NCBI.
^ abcde Corral E, Montoya E, Olivares J (1978). «Чувствительность к фагам у Rhizobium meliloti как следствие плазмиды». Microbios Letters . 5 : 77–80 .
^ abcde Ковальски М, Малек В, Чопска-Долецка Дж, Шлачетка М (2004). «Влияние ризобиофагов на симбиоз Sinorhizobium meliloti – Medicago sativa ». Биология и плодородие почв . 39 (4): 292–294 . Бибкод : 2004BioFS..39..292K. doi : 10.1007/s00374-004-0721-y. S2CID 26352194.
^ Вдовяк С., Малек В., Грсадка М. (февраль 2000 г.). «Морфология и общая характеристика фагов, специфичных для ризобий Astragalus cicer». Современная микробиология . 40 (2): 110–3 . doi : 10.1007/s002849910021. PMID 10594224. S2CID 5181655.
^ abcdefghijk Finan TM, Hartweig E, LeMieux K, Bergman K, Walker GC, Signer ER (июль 1984). "Общая трансдукция в Rhizobium meliloti". Журнал бактериологии . 159 (1): 120– 4. doi : 10.1128 /JB.159.1.120-124.1984. PMC 215601. PMID 6330024.
^ Małek W (1990). "Свойства трансдуцирующего фага M1 Rhizobium meliloti ". Журнал базовой микробиологии . 30 (1): 43–50 . doi :10.1002/jobm.3620300114. S2CID 86226063.
^ ab Johansen E, Finan TM, Gefter ML, Signer ER (октябрь 1984 г.). «Моноклональные антитела к Rhizobium meliloti и поверхностные мутанты, нечувствительные к ним». Журнал бактериологии . 160 (1): 454–7 . doi :10.1128/JB.160.1.454-457.1984. PMC 214744. PMID 6480561.
^ ab Johnson MC, Sena-Veleza M, Washburn BK, Platta GN, Lua S, Brewer TE, Lynna JS, Stroupe ME, Jones KM (декабрь 2017 г.). «Структура, протеом и геном фага Sinorhizobium meliloti ΦM5: вирус с морфологией, подобной LUZ24, и высоко мозаичным геномом». Журнал структурной биологии . 200 (3): 343–359 . doi : 10.1016/j.jsb.2017.08.005 . PMID 28842338.
^ ab Brewer Tess E, Elizabeth Stroupe M, Jones Kathryn M (25 декабря 2013 г.). «Геном, протеом и филогенетический анализ фага Sinorhizobium meliloti ΦM12, основателя новой группы фагов надсемейства T4». Вирусология . 450–451 : 84–97 . doi : 10.1016/j.virol.2013.11.027 . PMID 24503070.
^ Campbell GR, Reuhs BL, Walker GC (октябрь 1998 г.). «Различные фенотипические классы мутантов Sinorhizobium meliloti, дефектные по синтезу антигена K». Журнал бактериологии . 180 (20): 5432– 6. doi :10.1128 / JB.180.20.5432-5436.1998. PMC 107593. PMID 9765576.
^ abcde Werquin M, Ackermann HW, Levesque RC (1989). "Характеристики и сравнительное исследование пяти бактериофагов Rhizobium meliloti ". Current Microbiol . 18 (5): 307– 311. doi :10.1007/BF01575946. S2CID 11937563.
^ Małek W (1990). «Свойства трансдуцирующего фага Ml Rhizobium meliloti». Журнал базовой микробиологии . 30 (1): 43– 50. doi :10.1002/jobm.3620300114. S2CID 86226063. Архивировано из оригинала 2013-01-05.
^ abcd Martin MO, Long SR (июль 1984). "Обобщенная трансдукция в Rhizobium meliloti". Журнал бактериологии . 159 (1): 125– 9. doi : 10.1128 /JB.159.1.125-129.1984. PMC 215602. PMID 6330025.
^ ab Этот фаг никогда официально не описывался в научной литературе. Однако полная геномная последовательность была загружена в NCBI и доступна здесь.
^ Новикова НИ, Базенова О.В., Симаров Б.В. (1987). «Фагочувствительность природных и мутантных штаммов клубеньковых бактерий люцерны, различающихся культуральными и симбиотическими свойствами. (Резюме на английском языке)». Agric. Biol . 2 : 35–39 .
^ abcdefghijklmnop Khanuja SP, Kumar S (1989). "Симбиотические и галактозные свойства использования мутантов фага RMP64, устойчивых к трем группам комплементации в Rhizobium meliloti ". Журнал генетики . 68 (2): 93–108 . doi :10.1007/BF02927852. S2CID 25258531.
^ abcd Sharma RS, Mishra V, Mohmmed A, Babu CR (апрель 2008 г.). "Фаговая специфичность и липополисахариды бактерий, образующих стеблевые и корневые клубеньки (Azorhizobium caulinodans, Sinorhizobium spp. и Rhizobium spp.) Sesbania spp". Архив микробиологии . 189 (4): 411– 8. Bibcode : 2008ArMic.189..411S. doi : 10.1007/s00203-007-0322-x. PMID 17989956. S2CID 5746480.
^ Φ16-3 Полный геном
Внешние ссылки
Проект генома Sinorhizobium meliloti
Sinorhizobium meliloti 1021 Страница генома
Дальнейшее чтение
Chi F, Shen SH, Cheng HP, Jing YX, Yanni YG, Dazzo FB (ноябрь 2005 г.). «Восходящая миграция эндофитных ризобий от корней к листьям внутри растений риса и оценка преимуществ для физиологии роста риса». Прикладная и экологическая микробиология . 71 (11): 7271– 8. Bibcode :2005ApEnM..71.7271C. doi :10.1128/AEM.71.11.7271-7278.2005. PMC 1287620 . PMID 16269768.
Chi F, Yang P, Han F, Jing Y, Shen S (май 2010 г.). «Протеомный анализ проростков риса, инфицированных Sinorhizobium meliloti 1021». Proteomics . 10 (9): 1861– 74. doi :10.1002/pmic.200900694. PMID 20213677. S2CID 22652087.