BAKTĒRIJU DAUDZVEIDĪBA I daļa

BAKTĒRIJU DAUDZVEIDĪBA

I daļa

Dr. biol.Dr. biol., doc., doc. Vizma Nikolajeva Vizma Nikolajeva

BioloBioloģģijas fakultijas fakultāātete

Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedraMikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra

Uz Zemes eksistē 4-6 x 1030 prokariotu šūnu(2,2x1015 g C).

14300 prokariotu sugas, 2500 ģintis (Deutsche Sammlung von

Mikroorganismen und Zellkulturen; February 2015)

www.dsmz.de

Bacterial Nomenclature Up-To-Date

Bergey`s Manualof Determinative Bacteriology.

1923. Bergey D. H., Harrison F. C., Breed R. S.,

Hammer B. W., Huntoon F. M. (eds.). Williams & Wilkins Co., Baltimore, pp. 442.

Robert Earle Buchanan (1883-1973)

David Henricks Bergey (1860-1937)

Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology.

Holt J. G., Krieg N. R., Sneath P. H. A., Staley J. T.,

Williams S. T. (eds.). 9th edition 1994

Williams & Wilkins Co., Baltimore

Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology.

Holt J. G., Krieg N. R., Sneath P. H. A., Staley J. T.,

Williams S. T. (eds.). 9th edition 1994


Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology

1. izdevums 1984.-1989. g.


Autoru kolektīvs:

290 zinātnieki no 19 valstīm.

4 sējumi.

Katrs sējums 10 000-23 000 eksemplāros.


1. izdevums 1984.-1989. g.


Autoru kolektīvs:

290 zinātnieki no 19 valstīm.

4 sējumi.

Katrs sējums 10 000-23 000 eksemplāros.


2. izdevums 2001.-2012.Springer-Verlag, New York

Volume 1Garrity G. M. (ed.). 2001.

The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria, pp.721.


2. izdevums 2001.-2012.Springer-Verlag, New York


The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria, pp.721.



The Proteobacteria.

Part A. Introductory Essays, pp. 304.Part B. The Gammaproteobacteria, pp.

1106.Part C. The Alpha-, Beta-, Delta-, and

Epsilonproteobacteria, pp. 1388.



The Proteobacteria.

Part A. Introductory Essays, pp. 304.Part B. The Gammaproteobacteria, pp.

1106.Part C. The Alpha-, Beta-, Delta-, and

Epsilonproteobacteria, pp. 1388.


Volume 3Garrity G. M. (ed.). 2009.The Firmicutes, pp. 1420.


Volume 3Garrity G. M. (ed.). 2009.The Firmicutes, pp. 1420.



The Bacteroidetes, Planctomycetes, Chlamydiae, Spirochaetes,

Fibrobacteres, Fusobacteria, Acidobacteria, Verrumicrobia,

Dictyoglomi, and Gemmatimonadetes, pp. 1420.



The Bacteroidetes, Planctomycetes, Chlamydiae, Spirochaetes,

Fibrobacteres, Fusobacteria, Acidobacteria, Verrumicrobia,

Dictyoglomi, and Gemmatimonadetes, pp. 1420.



The Actinobacteria.



The Actinobacteria.

http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/bakt.daudzv.1.d.ppt





http://www.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Daudzveid/Prokariotu_taksonomija

International Code of Nomenclature of Bacteria(1990)

International Journal of Systematic and Evolution

Microbiology(agrāk – Int. J. of Systematic Bacteriology;

Int. Bulletin of Bacteriological Nomenclature

and Taxonomy,iznāk kopš 1952. gada)

Prokariotu taksonomiskās vienības

Valsts jeb domēns (domain)

Tips (phylum)

Klase (class)

Rinda (order)

Dzimta (family)

Ģints (genus)

Suga (species)

Apakšsuga (subspecies)

Bacteria

Proteobacteria

Alphaproteobacteria

Legionellales

Legionellaceae

Legionella

Legionella pneumophila

Legionella pneumophila subsp. pneumophila

Iekšsugas tasonomiskās vienības

Biovārs jeb biotips – fizioloģiska vai bioķīmiska īpatnība

Fagovārs jeb fagotips (jeb lizotips) – attieksme pret fāgu

Serovārs jeb serotips – atšķirīga antigēnu pazīme

Hemovārs jeb hemotips – kādas vielas sintēze

Kultivārs – kultivēšanas īpatnība

Morfovārs jeb morfotips – morfoloģiska īpatnība

Patovārs jeb patotips – patogenitātes īpatnība

Pie taksonomiskām vienībām nepieder: celmicelmi – vienai sugai piederošas – vienai sugai piederošas

mikroorganismu kultūras, kas izdalītas no mikroorganismu kultūras, kas izdalītas no dažādām vietām vai arī no vienas vietas, bet dažādām vietām vai arī no vienas vietas, bet dažādā laikā;dažādā laikā;

ģenētiski vienveidīgas kultūras ar specifiskām ģenētiski vienveidīgas kultūras ar specifiskām pazīmēm.pazīmēm.

klonikloni – no vienas šūnas iegūtas – no vienas šūnas iegūtas mikroorganismu kultūrasmikroorganismu kultūras

(sēnēm un baktērijām – kolonijas).(sēnēm un baktērijām – kolonijas).

Tīrkultūra Tīrkultūra – vienai sugai piederošu– vienai sugai piederošu mikroorganismu kultūra.mikroorganismu kultūra.

Prokariotu sugas aprakstīšana Genoma informācija - DNS bāzu sastāvs (mol% G+C). Prokariotiem G+C 20-80 mol%. Atšķiras >10 % – nepieder vienai ģintij. Atšķiras >5 % – nepieder vienai sugai. - DNS-DNS līdzība DNS atšķiras >30 % un Tm (denaturācijas temperatūra) >5 °C –

nepieder vienai sugai. - 16S rRNS analīzes - DNS fingerprintings

Fenotipiskās metodes - klasiskās fenotipiskās analīzes - numeriskā taksonomija, pamatojoties uz fenotipiskām analīzēm –

fenētiskais novērtējums - hemotaksonomija (šūnapvalka struktūra, lipīdi, poliamīni) - fenotipēšanas metodes: serotipēšana, olbaltumvielu un LPS

elektroforēze, spektroskopija - identificēšanas atslēgas un tabulas - identificēšanas sistēmas (API, Biolog, Vitek u.c.)

16S rRNS gēnu un DNS-DNS hibridizācijas salīdzinājums (Stackebrandt, Goebel, 1994)

Virs horizontālās 97 % līnijas – viena suga pēc rRNS gēniem;pa labi no vertikālās 70 % līnijas – viena suga pēc hibridizācijas datiem.

1 sugaFilotipi, ribotipi, OTU (operacionālās taksonomiskās vienības)

dažādas sugas

Taksonomiskajiem līmeņiem atbilstošā 16S rRNS identitāte

Līmenis

PiemērsPiemērs Identitātes %

Līmeņu skaits

Tips Proteobacteria 75 90

Klase Gammaproteobacteria

78 7

Rinda Enterobacteriales

84 18

Dzimta

Enterobacteriaceae

90 1

Ģints Escherichia 95 38

Suga E. coli 97-99 5

Celms E. coli O157 O157 >97 ?(Kirshman, 2012)

Kategorija “Candidatus” – nepilnīgi aprakstītām

potenciālām jaunām sugām

Slāpekļa atdalīšanā no notekūdeņiem piedalās

anaerobās amonija oksidētājas jeb anammox baktērijas (anaerobic ammonia oxidation).

Anammox process: NH4+ + NO2

- N2 + 2H2OProcesu veic planktomicētu grupas baktērijas, t.sk., `Candidatus Brocadia anammoxidans`, `Candidatus Kuenenia stuttgartiensis`.

Schmidt I., Sliekers O. et al. (2003) New concepts of microbial treatment processes for the nitrogen removal in wastewater. FEMS Microbiol. Rev., 27: 481-492.

Karls Vēze [Carl Woese] (1927.-)

Arhebaktēriju atklājējs

Trīs organismu nodalījumi – domēni

(1978.)

Arhebaktēriju valsti iedala 2 tipos:

1. Crenarchaeota

2. Euryarchaeota

3. tips “Korarchaeota” ?

4. tips Nanoarchaeota ?

Eibaktēriju jeb īsto baktēriju valsti iedala 23 tipos:

1. Aquificae2. Thermotogae3. Thermodesulfobacteria4. “Deinococcus-

Thermus”5. Chrysiogenetes6. Chloroflexi7. Thermomicrobia8. Nitrospirae9. Deferribacteres10.Cyanobacteria11.Chlorobi

12. Proteobacteria13. Firmicutes14. Actinobacteria15. Planctomycetes16. Chlamydiae17. Spirochaetes18. Fibrobacteres19. Acidobacteria20. Bacteroidetes21. Fusobacteria22. Verrucomicrobia23. Dictyoglomi

Informācija par ģintīm

Koloniju morfoloģija un pigmentācija

Augšanas apstākļi un barošanās

Fizioloģija un metabolisms

Ģenētika, plazmīdas un bakteriofāgi

Filoģenētiskais stāvoklis

Antigēnu struktūra

Patogenitāte

Ekoloģija

Taksonu diferenciācijai izmantotie simboli:

+: >90 % celmu ir pozitīvi

d: 11-89 % celmu ir pozitīvi

-: >90 % celmu ir negatīvi

D: dažādos taksonos dažādas reakcijas (piem., vienas ģints dažādām sugām)

v: celmu nestabilitāte (nav vienāds ar “d”)

ĪSTO BAKTĒRIJU

JEB EIBAKTĒRIJU VALSTS

JEB DOMĒNS

BACTERIA

1. Aquificae tips

Klase: Aquificae

Rinda: Aquificales

Dzimta: Aquificaceae

Ģintis: Aquifex

Calderobacterium

Hydrogenobacter

Thermocrinis

Genus incertae sedis: Desulfurobacterium

1. Aquificae tips

Gramnegatīvas

Nūjiņas

Mēreni termofilas vai hipertermofilas

Izolētas no jūru un sauszemes karstajiem avotiem

Metabolisms:

mikroaerofilas.

hemolitotrofas H2 oksidētājas vai

hemoorganotrofas

2. Thermotogae tips

Klase: Thermotogae

Rinda: Thermotogales

Dzimta: Thermotogaceae

Ģintis: Thermotoga

Fervidobacterium

Geotoga

Petrotoga

Thermosipho

Thermotoga maritima

2. Thermotogae tips

Mēreni vai ekstremāli termofilas

Nūjiņas

Anaerobas

Gramnegatīvas, ar ārējo mantiju – togu (redzama fāzu kontrastā)

Hemoorganotrofas, saraudzē olbaltumvielas, ogļhidrātus u.c. Fervidobacterium pennivorans ir termostabila keratināze (noārda putnu spalvu miltus līdz peptīdiem, opt. pH 10, 80 C)

Tiosulfātu un/ vai sēru reducē līdz H2S

Augšanu inhibē H2

Dzīvo jūru un sauszemes karstajos avotos, sēra laukos, naftas atradnēs

3. Thermodesulfobacteria tips

Klase: Thermodesulfobacteria

Rinda: Thermodesulfobacteriales

Dzimta: Thermodesulfobacteriaceae

Ģints: ThermodesulfobacteriumTermofilas

Gramnegatīvas, ar ārējās membrānas izvirzījumiem

Nūjiņas

Anaerobas. Hemoorganotrofas, saraudzē piruvātu u.c., disimilējoši reducē sulfātus

Atrod karstā vidē – karstajos avotos, naftas atradnēs, karstos biomasas noārdītājos

4. “Deinococcus-Thermus” tips

Klase: Deinococci

Rinda: Deinococcales

Dzimta: Deinococcaceae

Ģints: Deinococcus

Rinda: Thermales

Dzimta: Thermaceae

Ģintis: Thermus

Meiothermus

4. “Deinococcus-Thermus” tips

Deinococcales rinda

Aerobas

Sfēriskas šūnas pāros vai tetrādēs (lieli koki)

Krāsojas grampozitīvi, izņemot Deinococcus grandis, bet ir ārējā membrāna. Membrānām neparasts lipīdu sastāvs. Nesatur LPS un teihojskābes. Membrānās sarkani pigmenti – karotinoīdi. Daļai celmu ir ogļhidrātu vai heksagonālu olbaltumvielu S-slānis

Mezofilas un termofilas (opt. līdz 50 C)

Hemoorganotrofas, daudzas – proteolītiskas. Daļa sugu prasa augšanas faktorus. Aug lēni

Liela rezistence pret UV stariem, jonizējošo radiāciju un izžūšanu

“Micrococcus radiodurans” Deinococcus radiodurans

Mezofilo sugu dzīves vieta nedefinēta (augsne?), termofilās sugas – karstajos avotos u.c.

4. “Deinococcus-Thermus” tipsDeinococcales rinda

Īpatnēja dalīšanās (septu veidošanās)

Genoms segmentēts – lielā un mazā hromosoma, 2 dažādas plazmīdas. 4-10 hromosomas kopijas vienā šūnā

4. “Deinococcus-Thermus” tipsThermales rinda

Nekustīgas nūjiņas

Gramnegatīvas. Var būt olbaltumvielu S-slānis

Thermus spp. kolonijas parasti dzeltenas, Meiothermus spp. – sarkani pigmentētas. Tumšā vidē dominē nepigmentētie Thermus celmi. Pigmentētie aug lēnāk, bet ir izturīgāki pret UV. Karotinoīdu gēni atrodas plazmīdās

Aerobas

Termofilas (opt. 50-75 °C)

Hemoorganotrofas, izņemot dažus celmus, kas spēj hemolitoheterotrofi oksidēt sēra savienojumus

Izolē no karsta ūdens (dabiskas un cilvēka veidotas vides) ar neitrālu vai sārmainu reakciju

Dabiski transformējami

Thermus aquaticus polimerāze Thermus aquaticus

5. Chrysiogenetes tips

Klase: Chrysiogenetes

Rinda: Chrysiogenales

Dzimta: Chrysiogenaceae

Ģints: ChrysiogenesGramnegatīvas

Kustīgas, liektas nūjiņas

Mezofilas

Anaerobas. Acetāts kā elektronu donors un C avots (acetāts CO2), bet kā elektronu akceptors arsenāts (arsenāts AsO4

- arsenīts AsO3

- ) vai nitrāts, vai nitrīts ( amonija jons). Arsenātreduktāze ir inducējama un atrodas periplazmā

1 suga – C. arsenatis

Atrod ar arsēnu piesārņotos notekūdeņos (arsēns līdz 30 mM)

6. Chloroflexi tips

Klase: “Chloroflexi”

Rinda: “Chloroflexales”

Dzimta: “Chloroflexaceae”

Ģintis: Chloroflexus

Chloronema

Heliothrix

Oscillochloris

Rinda: “Herpetosiphonales”

Dzimta: “Herpetosiphonaceae”

Ģints: Herpetosiphon

Krāsojas gramnegatīvi, bet nav LPS saturošas ārējās membrānas

Veido pavedienus, tie slīd pa virsmām

6. Chloroflexi tipsRinda “Chloroflexales”

“Zaļās” pavedienveida baktērijasjeb pavedienveida anoksigēni fototrofas baktērijas,jeb fotosintezējošās fleksibaktērijas (slīdošas, veido trihomus).

Obligāti vai nosacīti fototrofas. Daļa celmu ir nosacīti aerobi un dod priekšroku organisko vielu izmantošanai fototrofajā vai hemotrofajā metabolismā

Augot anaerobos apstākļos, satur hlorosomas ar bakteriohlorofiliem c un d, izņemot ģinti Heliothrix, kas nav “zaļa”, bet gan “oranža”. Visas ģintis satur bakteriohlorofilu a. Elektronu akceptors fotosintēzē – sulfīds

Veido PHB, poli-P granulu un glikogēna ieslēgumus

Mezofilas un termofilas sugas (aug līdz 65 C). Atrod ūdeņos pārslu sastāvā, zem ciānbaktēriju slāņa

10 m

Rinda “Herpetosiphonales”

6. Chloroflexi tips

Nefotosintezējošas, nesatur bakteriohlorofilu. Hemoorganotrofas

Hidrolizē cieti, bet ne celulozi

Aerobas

Mezofilas

Kolonijas parasti dzeltenas vai oranžas

Atrod saldūdenī, augsnē, notekūdeņos un aktīvajās dūņās

Herpetosiphon sp. kolonijas

Herpetosiphon aurantiacus

7. Thermomicrobia tipsKlase: Thermomicrobia

Rinda: Thermomicrobiales

Dzimta: Thermomicrobiaceae

Ģints: Thermomicrobium

Gramnegatīvas, bet ar netipisku šūnapvalku

Nekustīgas, īsas, neregulāras nūjiņas. Var būt pleomorfas (hanteles veida vai ar nevienādu diametru)

Hipertermofilas (aug 45-80 C)

Aug sārmainā vidē (pH 7,5-8,7)

Aerobas

Hemoorganotrofas. Neizmanto glikozi. Izmanto peptonu. Prasa augšanas faktorus (glutamāts u.c.)

Kolonijas rozā vai sarkanas

Izolē no karstajiem avotiem

8. Nitrospirae tipsKlase: “Nitrospira”

Rinda: “Nitrospirales”

Dzimta: “Nitrospiraceae”

Ģintis: Nitrospira

Leptospirillum

Magnetobacterium

Thermodesulfovibrio

Tips izveidots galvenokārt uz filoģenētiskiem pamatiem

Gramnegatīvas

Liektas, vibrionveida vai spirālveida šūnas

Nitrospira, Leptospirillum un Magnetobacterium – aerobas, hemolitotrofas

Thermodesulfovibrio – anaerobas, termofilas

8. Nitrospirae tips

Aerobas

Mezofilas

Hemolitotrofas, bet ātrāk spēj augt miksotrofi

Enerģiju iegūst, nitrītus oksidējot līdz nitrātiem. Opt. nitrītu koncentrācija 2-3 mM, liela koncentrācija toksiska

Plaša periplazmatiskā telpa. Nitrītu oksidācijas sistēma lokalizēta citoplazmatiskās membrānas periplazmas pusē. Šūnās nav karboksisomu un intracitoplazmatisko membrānu

Izdalītas no ūdens, augsnes, aktīvajām dūņām un ūdens apsildes sistēmām

Ģints Nitrospira

N. marina

8. Nitrospirae tipsĢints Leptospirillum

Aerobas

Obligāti hemolitotrofas un autotrofas

Vienīgais enerģijas avots – dzelzs jona oksidēšana (Fe2+ Fe3+)

Obligāti acidofilas, opt. pH 1,3-2,0

Spēj saistīt N2

Kustīgas, ir 1 polāra viciņa. Kolonijas oranži brūnas

Plaši izplatītas dabā un industriālā vidē, kur sulfīdus saturošu rūdu oksidācija rada skābas (pH<3), ar metāliem bagātas ekosistēmas

Divas sugas: L. ferrooxidans (mezofila), L. thermoferrooxidans (mēreni termofila, nav saglabāta)

8. Nitrospirae tips

Ģints ”Candidatus Magnetobacterium”

Aerobas

Hemolitotrofas

Lielas, kustīgas nūjiņas. Vidējais ātrums 40 m/ s virzienā uz Ziemeļpolu. Ar kustību atbild arī uz ķīmiskiem gradientiem

Dzīvo saldūdenī. Gradienta organisms (mikrobiotops oksiskās/ anoksiskās zonas robežā)

Mezofilas, psihrotrofas

Satur līdz 1000 magnetosomām, kas sakārtotas 3-5 ķēdītēs paralēli šūnas gareniskajai asij. Magnetosomas sastāv no 110-150 nm gariem magnetītiem (Fe3O4)

Oksidē reducētos sēra savienojumus, satur lielus S ieslēgumus. Iespējamie elektronu akceptori – O2, nitrāts, sulfāts, Fe oksīdi

Baktērijas nav saglabātas

1 msērs

magnetosomas

8. Nitrospirae tipsĢints Thermodesulfovibrio

Anaerobas

Termofilas, aug 40-70 C

Kustīgas, liektas nūjiņas. Ir 1 polāra viciņa

Acidofilas

Hemoorganotrofas. Organiskās vielas oksidē līdz acetātam

Disimilējoši reducē sulfātu. Elektronu akceptori – sulfāts, tiosulfāts, sulfīts, nitrāts

Izdala no karstajiem avotiem

9. Deferribacteres tips

Klase: Deferribacteres

Rinda: Deferribacteriales

Dzimta: Deferribacteriaceae

Ģintis: Deferribacter

“Flexistipes”

Geovibrio

Genera incertae sedis: Synergistes

9. Deferribacteres tipsGramnegatīvas

Taisnas, liektas vai vibrionveida nūjiņas

Mezofilas un mēreni termofilas sugas

Hemoorganotrofas. Izmanto dažādas organiskās vielas

Anaerobas

Elektronu akceptori: Fe3+, Mn4+, S0, Co3+, nitrāts

Katrā ģintī 1 suga

Deferribacter thermophilus atrastas Ziemeļjūrā pie naftas atradnēm

Flexistipes sinusarabici atrastas Sarkanajā jūrā

Geovibrio ferrireducens atrastas ar ogļūdeņražiem piesārņotā grāvī Oklahomas štatā ASV

Synergistes jonesii atrastas atgremotāju kuņģī Havaju salās. Tās noārda toksiskos piridīndiolus

10. Cyanobacteria tips

Ciānbaktērijas jeb zilaļģes

Oksigēni fototrofas. Satur hlorofilu a un fikobilīnus (zilie – fikocianīni, sarkanie – fikoeritrīni). Autotrofas (CO2 – primārais C avots). Elektronu donors – H2O

Dažas sugas un celmi ir nosacīti fototrofi vai hemoheterotrofi

Gramnegatīvas, parasti ar plānu peptīdglikāna slāni

Vienšūnu, koloniālas un pavedienveida (trihomu) formas. Bieži apkārt šūnām kapsula vai maksts, tajā var uzkrāties dzelteni, sarkani vai zili pigmenti, kas maskē šūnu zaļo krāsu

Šūnās atrodas tilakoīdi – pigmentus saturošas membrānu sistēmas, parasti sakārtotas koncentriski vai radiāli

Kustas slīdot pa virsmu, galvenokārt pavedienveida formas


Ieslēgumi:

glikogēns,

ciānficīns,

karboksisomas (karboksilāzes),

poli-P,

gāzes vakuolas,

reti – PHB

Ciānficīns – polipeptīds, asparagīnskābes un arginīna kopolimērs:

Asp – Asp – Asp – Asp – Asp –

Arg Arg Arg Arg Arg Saistītā N krājumi –tikai ciānbaktērijās

Microcystis šūnas ar gāzes vakuolām

a)

heterocista

a) Anabaena sp. ar heterocistub) heterocistas darbības modelis

10. Cyanobacteria tipsIV un V apakšnodaļas ciānbaktērijas spēj saistīt N2

Daudzas no tām veido heterocistas

b)


Klase: “Cyanobacteria”

Apakšnodaļa I (agrāk Chroococcales)

Ģintis: Chamaesiphon, Chroococcus,

Cyanobacterium, Cyanothece,

Dactylococcopsis, Gloeobacter,

Gloeocapsa, Gloeothece,

Microcystis, Prochlorococcus,

Prochloron, Synechococcus,

Synechocystis

Iedalījumam vairāk fenotipisks, nevis filoģenētisks pamats. Nomenklatūra pēc Botāniskās nomenklatūras koda

10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa I (agrāk Chroococcales)

Vienšūnas formas. Lodveida, eliptiskas vai nūjiņveida

Vairojas daloties vai pumpurojoties. Dalās pakāpeniski 1-3 plaknēs vai neregulāri

Koloniālās formas ietvertas gļotu slāņos vai daudzslāņu makstīs

Gloeothece sp. šūnas makstīs, šūnu diametrs 5-6 m

Prochloron sp. šūnas, šūnu diametrs 8-14 m



Apakšnodaļa II (agrāk Pleurocapsales)

Apakšgrupa I

Ģintis: Cyanocystis

Dermocarpella

Stanieria

Xenococcus

Apakšgrupa II

Ģintis: Chroococcidiopsis

Myxosarcina

Pleurocapsa

10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa II (agrāk Pleurocapsales)

Vismaz kādā dzīves cikla stadijā veido beocītus – daudzas (4->1000) sīkas lodveida šūnas, kas veidojas daudzkārtīgi daloties vienai mātes šūnai, šūnām ilgstoši paliekot vienā ārējā apvalkā. Katra nākošā šūna ir aizvien mazāka. Rodas šūnu agregāti vai pseidopavedieni

Vecā botāniskā literatūrā beocītus sauc par “endosporām” vai “nanocītiem”

Šūnām ir šķiedrains ārējais apvalks, kas nepiedalās šūnas dalīšanās procesā. Tas pakāpeniski kļūst biezāks, līdz nākošai binārās dalīšanās reizei

Beocīti pieķeras un šūnas aug pie virsmām



Apakšnodaļa III (agrāk Oscillatoriales)

Ģintis: Arthrospira, Borzia,

Crinalium, Geitlerinema,

Leptolyngbya, Limnothrix,

Lyngbya, Microcoleus,

Oscillatoria, Planktothrix,

Prochlorothrix, Pseudanabaena,

Spirulina, Starria,

Symploca, Trichodesmium,

Tychonema

10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa III (agrāk Oscillatoriales)

Pavedienveida, ar makstīm. Veido trihomus, kuru gala šūna vai šūnas var būt smailas. Trihomu diametrs 1->100 m. Garākie trihomi sastāv no diskveida šūnām. Dalās tikai vienā plaknē, 90° leņķī attiecībā pret garenisko asi

Kustas pavedienam slīdot pa virsmu un rotējot ap savu asi

Pavedieni bez makstīm var veidot neīstus zarus. Tie rodas trihoma pārplīšanas vietās

Veido hormogonijus – īsus fragmentus, kas atdalās no trihoma gala

Daudzi celmi saista N2

Vairākām sugām raksturīga no sulfīdiem atkarīgā anoksigēnā fotosintēze Oscillatoria sp.



Apakšnodaļa IV (agrāk Nostocales)

Apakšgrupa I

Ģintis: Anabaena, Anabaenopsis,

Aphanizomenon, Cyanospira,

Cylindrospermopsis, Cylindrospermum,

Nodularia, Nostoc,

Scytonema

Apakšgrupa II

Ģintis: Calothrix,

Rivularia,

Tolypothrix

10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa IV (agrāk Nostocales)

Pavedienveida, ar makstīm. Veido trihomus. Trihomu diametrs 2-15 m. Dalās tikai vienā plaknē, 90° leņķī attiecībā pret garenisko asi

Pavedieni bez makstīm var veidot neīstus zarus

II apakšgrupas baktēriju pavedieniem raksturīga bazāla-apikāla polaritāte – smailie trihomi, kas galā var veidot bezkrāsainus “matus”

Veido heterocistas un hormogonijus

Dažas sugas veido akinētes – pret aukstumu un izžūšanu rezistentas snaudošas šūnas, ar biezu šūnapvalku

Anabaena sp.

Nodularia harveyana

akinētes

heterocista

heterocista


Apakšnodaļa V (agrāk Stigonematales)

Ģintis: Chlorogloeopsis

Fischerella

Geitleria

Iyengariella

Nostochopsis

Stigonema


10. Cyanobacteria tipsApakšnodaļa V (agrāk Stigonematales)

Vissarežģītākā ciānbaktēriju apakšnodaļa pēc morfoloģijas un diferencēšanās

Gareniska un slīpa dalīšanās. Veidojas “T”, “V” un “Y” formās zaroti pavedieni. Dažas ģintis veido arī neīstus zarus

Veido heterocistas un hormogonijus, dažas ģintis arī akinētes

Fischerella sp.

11. Chlorobi tips

Klase: “Chlorobia” – zaļās sēra baktērijas

Rinda: Chlorobiales

Dzimta: Chlorobiaceae

Ģintis: Chlorobium

Ancalochloris

Chloroherpeton

Pelodictyon

Prosthecochloris

11. Chlorobi tipsGramnegatīvas

Koki vai dažādas formas nūjiņas

Anaerobas

Anoksigēni fototrofas un miksotrofas. Par C avotiem izmanto vienkāršas organiskās vielas vai CO2. Dažas sugas par elektronu donoru spēj izmantot H2, sulfīdu, sēru vai tiosulfātu. Dažreiz ārpus šūnām uzkrāj S globulas

Spēj saistīt N2

Lielākā daļa prasa augšanas faktorus (parasti vitamīnu B12)

Fotosintētiskie pigmenti lokalizēti citoplazmatiskajā membrānā un hlorosomās. Satur bakteriohlorofilu a, c, d vai e

Dzīves vieta – ūdens, kur gaisma iespiežas anoksiskos slāņos vai nogulsnēs, kas satur reducētos sēra savienojumus. Dažās sugās zemā gaismas intensitātē inducējas gāzes vakuolu veidošanās un pacelšanās augstāk

11. Chlorobi tips

Ancalochloris spp. veido nevienāda garuma izaugumus – prostēkas. Tās var zaroties. Garākas prostēkas veidojas vidē ar mazu gaismas intensitāti

Var veidoties gāzes vakuolas

A. perfilievii (x 30 000)

11. Chlorobi tips

Pelodictyon spp. ovālās šūnas atrodas pa vienai, neregulāros agregātos vai zarotos tīklveida sakopojumos

5 m

P. clathratiforme P. luteolum

12. Proteobacteria tips

Klases:

Alphaproteobacteria (-proteobaktērijas)

Betaproteobacteria (-proteobaktērijas)

Gammaproteobacteria (-proteobaktērijas)

Deltaproteobacteria ( jeb -proteobaktērijas)

Epsilonproteobacteria (-proteobaktērijas)

Visas – gramnegatīvas

Alfa grupaRhodospirillumRhodopseudomonasErythrobacterAgrobacteriumRhizobiumNitrobacterAzospirillum

Beta grupaRhodocyclusThiobacillusNitrosomonasNitrosolobusAquaspirillumNeisseria

Gamma grupaChromatiumThiospirillumLamprocystisPseudomonasAcinetobacterEscherichiaVibrioBeggiatoa

Delta grupaSulfātreducējošās baktērijas Desulfovibrio Desulfobacter Desulfosarcina DesulfomonasMiksobaktērijasBdellovibrio Fototrofais priekštecis

Fototrofabaktērija

Fotosintēzes spēju

zaudēšana

Purpurbaktēriju un tām radniecīgo baktēriju filoģenētiskais koks

Klase Alphaproteobacteria

Rindas:

1. Rhodospirillales

2. Rickettsiales

3. Rhodobacterales

4. Sphingomonadales

5. Caulobacterales

6. Rhizobiales


1. Rinda Rhodospirillales

Dzimta: Rhodospirillaceae

Ģintis:Rhodospirillum

Azospirillum

Levispirillum

Magnetospirillum

Phaeospirillum

Rhodocista

Rhodospira

Rhodovibrio

Roseospira

Roseospirillum

Skermanella

Genera incertae sedis: “Sporospirillum”

Dzimta: RhodospirillaceaeKlase Alphaproteobacteria

Gaismā anoksiskos apstākļos pārsvarā aug fotoheterotrofi, bet tumsā – hemotrofi; ir anoksigēni fototrofas, izņemot Azospirillum, Levispirillum, Magnetospirillum un Skermanella, kas ir hemoorganotrofas

Kustīgas

Azospirillum mikroaerobos apstākļos saista N2. Uzkrāj PHB. Veido cistas. Dzīvo rizosfērā u.c.

Magnetospirillum magnetotacticum

(agrāk Aquaspirillum magnetotacticum) šūna ar magnetosomu ķēdīti

Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Rhodospirillaceae

Rhodocista, Rhodospira, Roseospira un Roseospirillum – halofilas jūru iemītnieces

“Sporospirillum”

Milzīgas (1,8-4,8 x 40-100 m) spirālveida baktērijas

Šūnās, galos, veidojas 1-2 (kā kurai sugai) endosporām līdzīgas struktūras (2-4 x 7-14 m), kas spēj rotēt un pārvietoties pa citoplazmu

Šūnas kustīgas, bet viciņas nav atrastas

Izolētas no varžu kurkuļu zarnu trakta

Klase “Alphaproteobacteria”

Rinda Rhodospirillales

Dzimta: Acetobacteraceae – etiķskābes baktērijasĢintis: Acetobacter

AcidiphiliumAcidisphaeraAcidocellaAcidomonasAsaiaCraurococcusGluconacetobacterGluconobacterParacraurococcusRhodopilaRoseococcusRoseomonasStellaZavarzinia

Etiķskābes baktēriju kolonijas uz Ca karbonātu

saturošas barotnes

Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Acetobacteraceae

Aerobas. Oksidāzes reakcija negatīva, izņemot Acidomonas methanolica, kad tā aug uz metanola

Izmanto ogļhidrātus

Dažas sugas saista N2

Izplatīta ģenētiskā nestabilitāte, saistīta ar IS

Etiķskābes baktērijām citoplazmatiskās membrānas periplazmas pusē lokalizētie enzīmi (alkoholdehidrogenāze un aldehīddehidrogenāze) etanolu oksidē par etiķskābi (izņemot Asaia, kas neizmanto etanolu)

Veidojas līdz 17 % (Gluconacetobacter europaeus) etiķskābe

Acetobacter, Gluconacetobacter un Acidomonas pēc etilspirta oksidēšanas pabeigšanas oksidē etiķskābi

etilspirts acetāts CO2 + H2O


Dzimta: Acetobacteraceae

Acetobacter pasteurianus izdala no kefīra graudiem, adaptējušās pienam. Augot kefīrā, kā N un C avotus izmanto alanīnu un prolīnu

Gluconacetobacter xylinus un G. intermedius veic celulozes biosintēzi. Celulozes sintāze katalizē glikozes polimerizēšanu par -1,4-glikānu. Šūnas caur porām sekretē garas glikāna ķēdes 1,5 nm diametrā. Glikāns agregē 3-4 nm mikrošķiedrās, kas pēc tam izveido lentas

G. intermedius izdalītas no tējas sēnes

Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Acetobacteraceae

Neetiķskābes Acetobacteraceae miksotrofs metabolisms

Rhodopila pieder pie anoksigēni fototrofajām purpurbaktērijām. Dzīvo saldūdenī, siltos sēra avotos

Acidiphilium satur bakteriohlorofilu a un karotenoīdu. Mezofilas. Acidofilas. Rezistentas pret metāliem (Fe, Al, Cu, Ni, Zn). Vairākas sugas Fe3+ reducēšanu saista ar organisko vielu oksidēšanu. Atrod skābos ūdeņos rūdu ieguves rajonos

Zavarzinia – mezofilas, karboksīdtrofas (izmanto CO) baktērijas

Stella – plakanas, 6-staru (prostēkas), radiāli simetriskas baktērijas , 0,7-3,0 m. Hemoorganotrofas. Aerobas. Oligokarbofilas. Izmanto vairākas organiskās skābes. Dzīvo augsnē, saldūdenī, mākslīgās ekosistēmās

Klase Alphaproteobacteria2. Rinda Rickettsiales

Dzimtas:

Rickettsiaceae

Anaplasmataceae

Holosporaceae

Nūjiņveida vai neregulāras formas baktērijas

Nav viciņu

Vairojas tikai atrodoties saimniekšūnā – fagocītos, asinsrades sistēmas šūnās vai mugurkaulnieku endotēlijā, dažādos helmintu orgānos un audos, kā arī posmkāju audos, kas var kalpot par vektoriem vai primāriem saimniekiem. Parazīti vai mutuālisti

Var izraisīt cilvēka un dažādu dzīvnieku slimības

Mutuālisti saistīti ar kukaiņu un helmintu attīstību un vairošanos

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rickettsiaceaea

Ģintis: Rickettsia

Orientia

Parasti diplokoki vai īsas, sapārotas nūjiņas. 0,3-0,8 x 0,8-3,0 m

Šūnas parasti atrodas olbaltumvielu kapsulā vai gļotu slānī

Obligāti intracelulāras. Nav kultivētas bezšūnu vidē. Rickettsiaceae var vairoties brīvi šūnu citoplazmā vai kodolā

Bieži asociētas ar posmkājiem, tie ir riketsiju rezervuārs un vektors. Saglabājas olšūnās (ērcēs, blusās) un tiek pārnestas uz nākošo paaudzi

Rickettsia rickettsii peles vagīnas šūnās


Rickettsia prowazekii cilvēkam izraisa izsitumu tīfu (pārnēsā ķermeņa utis, lidvāveres; utis iet bojā), R. rickettsii – Rocky Mountain spotted fever,R. typhi – peļu pārnēsāto tīfu,R. conorii – Vidusjūras izsitumu tīfu, Astrahaņas drudzi u.c.,R. australis – Austrālijas ērču tīfu,R. japonica – japāņu izsitumu tīfu, patogēns arī jūras cūciņām,R. africae – Āfrikas ērču kodiena drudzi,R. honei – izsitumu tīfu,R. felis – kaķu blusu pārnēsāto izsitumu tīfu.

Pa ķermeni tiek pārnēsātas ar asinīmRiketsiju adhezīni saistās ar specifiskiem šūnu receptoriem. Riketsijas inducē fagocitozi un nonāk fagosomās, bet tās ātri noārda, pirms saplūšanas ar lizosomām, un nokļūst citoplazmā, kur vairojas

Dzimta Rickettsiaceaea

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rickettsiaceaea

Riketsijas – biosintētiskie parazīti

Riketsijas – 3. riska grupas mikroorganismi

R. belli – augu patogēns, izraisa papaijas saslimšanu. Atrod zālēdājos kukaiņos

Riketsiju kultūras ātri inaktivējas 56 °C, atkārtoti sasaldējot un atkausējot, dažās dienās 4 °C, vairākās stundās istabas temperatūrā. Izturīgas izžuvušos posmkājos un fēcēs

Orientia tsutsugamushi izraisa cilvēkam scrub typhus, pārnēsā ērces; patogēnas arī pelēm un žurkām; Āzijā un Austrālijā

Orientia šūnapvalkā nav LPS un peptīdglikāna

Dzimta AnaplasmataceaeKlase Alphaproteobacteria

Ģintis: Anaplasma

Ehrlichia

Neorickettsia

Wolbachia

Genus insertae sedis: “Aegyptianella”Riketsijveidīgas

Patogēnas vairākiem zīdītājiem, t.sk. cilvēkam, un putniem

Zīdītājiem lokalizējas galvenokārt muguras smadzenēs vai hematopoētiskās izcelsmes šūnās. Var vairoties arī ērcēs u.c. bezmugurkaulnieku šūnās. Wolbachia inficē tikai posmkāju olšūnas

Vairojas tikai šūnu citoplazmas vakuolās, nevis kodolā

Baktērijām 2 morfoloģiskās formas: sīkie elementārķermenīši (ārpus šūnām, infekciozi) un lielie retikulārķermenīši (šūnās, neinfekciozi)

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Anaplasmataceae

Anaplasma marginale izraisa liellopu anaplazmozi (drudžainu hemolītisku anēmiju),

A. bovis (agrāk Ehrlichia bovis) – endēmisku liellopu ērlihiozi,

A. phagocytophilum (agrāk Ehrlichia equi) – cilvēka, zirgu un suņu granulocītisko ērlihiozi. Bieži asimptomātiska infekcija. Plaši izplatītas. Rezervuārs – dažādi zīdītāji. Vektors – ērces

Ehrlichia canis izraisa suņu monocītisko ērlihiozi,

E. chaffeensis – cilvēka un suņu monocītisko ērlihiozi

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Anaplasmataceae

Wolbachia pipientis (vienīgā suga ģintī) asociēta ar posmkājiem un nematodēm. Izmaina posmkāju reprodukciju – izraisa vīriešu kārtas embriju bojāeju, inducē partenoģenēzi un feminizāciju

Kādai lapseņu sugai W. pipientis nepieciešamas ooģenēzei

Parasti nepatogēnas

“Aegyptianella” – mājas un savvaļas putnu, kā arī varžu, čūsku, bruņurupuču u.c. parazīti

Vektori – ērces, dēles u.c.

Inficē un vairojas eritrocītos

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Holosporaceae

Endosimbionti skropstaiņos (Paramecium spp.)

Obligāti parazītiskas. Nosacīti simbiotiskas

Ģints: HolosporaGenus incertae sedis: Caedibacter

LyticumCandidatus OdyssellaCandidatus ParacaedibacterCandidatus Pseudocaedibacter“Pseudolyticum”Tectibacter


Holospora un Caedibacter – endosimbionti Paramecium mikrokodolos vai makrokodolos

Holospora eksistē 2 formās:A – H. elegans reproduktīvā forma (īsas nūjiņas, 1-3 x 0,5 m),B – H. elegans infekciozā forma (garas, 5-20 m garas nūjiņas)

Ģints: Holospora


Lyticum flagellatumL. flagellatum Paramecium tetraurelia šūnā

Lyticum – lielas nūjiņas (0,6-0,8 x 3-5 m) ar peritrihām viciņām, bet gandrīz nekustīgas. Lokalizējas citoplazmāSintezē labilus toksīnus, kas ātri lizē jutīgus tupelīšu celmus

20 m1 m


Candidatus Odyssella, Candidatus Paracaedibacter – Acanthamoeba intracitoplazmatiski parazīti

Pseudocaedibacter un “Pseudolyticum” inficē tupelītes

Tectibacter atrod tupelītēs u.c.

Klase Alphaproteobacteria3. Rinda Rhodobacterales

Dzimta: RhodobacteraceaeĢintis:Rhodobacter, Ahrensia,

Amaricoccus, Antarctobacter,Gemmobacter, Hirschia,Hyphomonas, Ketogulonicigenium,Maricaulis, Methylarcula,Octadecabacter, Paracoccus,Rhodobaca, Rhodovulum,Roseibium, Roseinatronobacter,Roseivivax, Roseobacter,Roseovarius, Rubrimonas,Ruegeria, Sagittula, Staleya, Stappia, Sulfitobacter

Genera incertae sedis: Rhodothalassium

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhodobacteraceae

Fenotipiski, metaboliski un ekoloģiski daudzveidīga dzimta

Fotoheterotrofi, kas spēj augt arī fotoautotrofi vai hemotrofi;hemoorganotrofi ar aerobu vai nosacīti anaerobu metabolismu;nosacīti metilotrofi. Pieder pie purpurbaktērijām

Daudzām nepieciešams NaCl

Galvenokārt ūdens iemītnieces

Rhodobacter sphaeroides

5 m


Rhodobacter – ovālas vai nūjiņveida šūnas, var būt kustīgas, dalās vai pumpurojas, var veidot kapsulas un gļotu slāņus

Fotosintezējošas kultūras dzeltenzaļas vai dzeltenbrūnas, bet aerobi augošas – rozā vai sarkanas. Satur bakteriohlorofilu a un karotenoīdus

Anaerobos apstākļos gaismā aug fotoheterotrofi, bet tumsā – hemotrofi

Aeobos apstākļos aug hemotrofi

Izmanto dažādas organiskās vielas kā C avotu un elektronu donoru

Daudzas sugas fotoautotrofi par elektronu donoriem izmanto H2 vai sulfīdu (parasti rodas S0)

N avoti – organiski un neorganiski, t.sk. N2

Biotopi: saldūdens, kas bagāts ar organiskajām vielām un kur ir samazināta O2 koncentrācija

Dzimta Rhodobacteraceae


Ahrensia, Amaricoccus – aerobas, mezofilas, heterotrofas

Antarctobacter – nūjiņas ar sašaurinātiem galiem, pleomorfas, veido rozetes, aerobas, satur PHB, prasa NaCl, dzīvo jūrās

Gemmobacter – vairojas pumpurojoties, veido ķēdītes, aerobas vai nosacīti anaerobas, hemoorganotrofas, saraudzē ogļhidrātus un etanolu, neveido gāzes

Hirschia – īsas nūjiņas ar 1-2 polārām prostēkām, to galos veidojas pumpuri. Meitšūnas kustīgas. Aerobas, heterotrofas, izmanto dažādas organiskās vielas

H. baltica – izdalīta no Baltijas jūras, pie Vācijas

M – mātšūna, H – hifa, B – pumpurs, F - viciņa1 m


Hyphomonas – pleomorfas, dzīves cikls ar 2 fāzēm. Šūnas ar 1 prostēku, kas galā pumpurojas. Jaunās šūnas, kamēr tām nav prostēku, ir kustīgas. Aerobas, heterotrofas. Dzīvo jūrās

Roseinatronobacter – aerobas, heterotrofas, sintezē bakteriohlorofilu a, bet neaug autotrofi, tiosulfātu oksidē par sulfātu, opt. pH 10, izolētas no sārmaina ezera

Sulfitobacter – kustīgas nūjiņas. Aerobas, hemoorganotrofas, bet var iegūt enerģiju, oksidējot tiosulfātu, sulfītu vai sēru. Prasa NaCl. Šūnās atrodas pirellusomas – liela, ar membrānu norobežota nukleoīdu un ribosomas saturoša šūnas daļa. Atrastas jūrās

Sulfitobacter pontiacus

P – pirellusoma

0,1 m


Sagittula – nūjiņveida šūnas tupelītes formā, resnajā galā piestiprināšanās struktūra. Pieķeras pie celulozes un lignocelulozes daļiņām. Aerobas, hemoorganotrofas. Veido rozetes un agregātus. Hidrolizē celulozi, daļēji, arī lignīnu glikozes klātbūtnē. Izmanto dažādas organiskās vielas, t.sk. fenola savienojumus. Prasa NaCl. Izolētas no sāļa purva

S. stellata

0,2 m

H – piestiprināšanās struktūra,

P – polisaharīdu fibrillas


4. Rinda Sphingomonadales

Dzimta: Sphingomonadaceae

Ģintis: Sphingomonas

Blastomonas

“Citromicrobium”Erythrobacter

Erythromicrobium

Erythromonas

Porphyrobacter

Sandaracinobacter

Zymomonas

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Sphingomonadaceae

Ovālas vai pleomorfas šūnas

Īpatnēja ārējā membrāna. LPS aizvietots ar sfingoglikolipīdiem

Aerobas, izņemot Zymomonas, kas ir nosacīti anaerobas un kam ir rūgšanas tipa metabolisms

Hemoheterotrofas. Izmanto dažādas organiskās vielas. Dažas sugas satur bakteriohlorofilu a un ir nosacīti fototrofas

Plaši izplatītas (visbiežāk Sphingomonas paucimobilis). Daudzas noārda dioksīnus, furānus, bifenilus, aromātiskos ogļūdeņražus, herbicīdus u.c.

Daudzas sintezē ekstracelulārus polisaharīdus

Dažas sugas nosacīti patogēnas cilvēkam vai augiem


“Citromicrobium” – pleomorfas atkarībā no augšanas fāzes, bieži veidojas Y formas, jo vienai šūnai daloties, var veidoties 3 šūnas

Aerobas, fototrofas. Izmanto dažādas organiskās vielas

Citrondzeltenas kolonijas. Satur karotinoīdus un bakteriohlorofilu a

“Citromicrobium bathyomarinum”


Erythromicrobium – pleomorfas, var zaroties. Vairojas daloties 2 vai 4 daļās. Aerobas. Fotoheterotrofas. Satur bakteriohlorofilu a un karotinoīdus. Atrod saldūdenī. Rezistentas pret telūru (Te), un uzkrāj tā kristālus šūnās

E. ramosum

0,5 m

0,25 m


Zymomonas – nūjiņas, parasti nekustīgas un pāros

Nosacīti anaerobas, daži celmi obligāti anaerobi. Opt. 25-30 CFermentē 1 molu glikozes vai fruktozes par 2 moliem etanola, 2 moliem CO2, rodas arī nedaudz organiskās skābes, piemēram, pienskābes

Daži celmi inducējami izmantot arī saharozi, tad veidojas kapsulas (levāns)

Aug 5 % etanola klātbūtnē. Daži celmi producē līdz 13 % etanola

Ir skābju izturīgas, aug pH 3,5-7,5

Nepieciešams biotīns un pantotenāts. Labi aug vidē ar aminoskābju maisījumu

Bieži satur dažādas plazmīdas

Viena suga Z. mobilis ar 2 apakšsugām: Z. mobilis subsp. mobilis un Z. mobilis subsp. pomacii

Dzimta Sphingomonadaceae

Klase Alphaproteobacteria5. Rinda Caulobacterales

Dzimta: Caulobacteraceae

Ģintis: Caulobacter

Asticcacaulis

Brevundimonas

Phenylobacterium

Aerobas, hemoorganotrofas, oligotrofas

Caulobacter, Asticcacaulis un dažas Brevundimonas veido prostēkas

Asticcacaulis biprosthecum

Klase AlphaproteobacteriaDzimta: Caulobacteraceae

Caulobacter – šūnas ar olbaltumvielu S-slāni un piestiprināšanās struktūrām. Blīvās kultūrās tās saista šūnas rozetēs

Brevundimonas – izmanto dažādas organiskās vielas, prasa augšanas faktorus. Tipiskas ūdens baktērijas

Phenylobacterium – šaurs un īpatnējs izmantojamo substrātu spektrs (vislabāk izmanto ksenobiotikas – hlozidazonu, antipirīnu vai fenilalanīnu), prasa B12 vitamīnu, aug lēni. Izdalītas no augsnes

6. Rinda RhizobialesKlase Alphaproteobacteria

Dzimtas:

Rhizobiaceae

Bartonellaceae

Brucellaceae

Phyllobacteriaceae

Methylocystaceae

Beijerinckiacaea

Bradyrhizobiaceae

Hyphomicrobiaceae

Methylobacteriaceae

Rhodobiaceae

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhizobiaceae

Ģintis: Rhizobium

Agrobacterium

Carbophilus

Chelatobacter

Ensifer

Sinorhizobium

Fenotipiski heterogēna dzimta, izveidota vienīgi pamatojoties uz 16S rRNA gēnu sekvenču analīzēm

Aerobas

Nūjiņas


Rhizobium – kustīgas nūjiņas. Augot barotnēs ar ogļhidrātiem, veido daudz ekstracelulāru polisaharīdu. Hemoorganotrofas. Izmanto dažādus ogļhidrātus un organiskās skābesInducē sakņu gumiņu veidošanos, tajos simbiotiski saistot vai nesaistot N2 Leguminosae dzimtas augos. Gumiņu veidošanas (nod) un N2 saistīšanas (nif) gēni atrodas lielās plazmīdās (pSyms). Gumiņos baktērijas veido bakteroīdu formu, dzīvo endofītiski


Sugas: R. leguminosarum, R. etli,R. galegae, R. gallicum,R. giardinii, R. hainanense,

R. huautlense, R. lupini,R. mongolense, R. tropici.

Sugas bieži iedala vairākos biovāros, piemēram, R. leguminosarum sugā ir āboliņa, pupiņu un vīķu biovāri

Rhizobium ģints

Dzimta Rhizobiaceae


Dzimta Rhizobiaceae

Agrobacterium – izmanto dažādas organiskās vielas, barotnēs ar ogļhidrātiem veido daudz ekstracelulāru polisaharīdu

Caur brūcēm invadē dažādus augus, izraisa auga šūnu transformāciju par autonomi proliferējošām audzēja šūnām (veidojas galli)

Patogēni celmi satur lielu Ti (tumor inducing) vai Ri (rhizogenic) plazmīdu. Plazmīdas gēni integrējas

auga šūnas genomā. Ti gēni saistīti ar auksīnu, citokīnu un opīnu (arginīna atvasinājumu) sintēzi. Ti plazmīda – vektors gēnu inženierijā

Dzīvo augsnē

Sugas: A. tumefaciens, A. rhizogenes, A. rubi, A. vitis


Allorhizobium – izmanto dažādas organiskās vielas, barotnēs ar ogļhidrātiem veido daudz ekstracelulāru polisaharīdu. Veido gumiņus tropu tauriņziežiem

Carbophilus carboxidus (vienīgā suga ģintī) – nosacīti hemolitoautotrofas, izmantojot CO. Izdalītas no augsnes

Ensifer adhaerens (vienīgā suga ģintī) – vairojas pumpurojoties vienā galā. Kustīgas. Piesaistās pie grampozitīvām un gramnegatīvām baktērijām un tās lizē, bet var izmantot dažādas organiskās vielas. Slikti izmanto peptonu. Prasa pantotenātu un nikotīnskābi. Atrod augsnē. Atrasti daudzi Ensifer lītiskie bakteriofāgi

Sinorhizobium – lucernas, sojas, akāciju u.c. gumiņbaktērijas. Prasa pantotenātu un nikotīnskābi

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bartonellaceaec

Ģints: Bartonella

Sīki, ieliekti kokbaciļi, parasti ķēdītēs

Grūti kultivēt – vajadzīgas barotnes ar asins piedevu. Aug 20-37 °C. Aug lēni

Pārnēsā posmkāji (utis, blusas, ērces u.c.)

6 sugas patogēnas cilvēkam. Izraisa bartonelozi, kaķu skrāpējumu slimību, bakteriālo angiomatozi, endokardītu, tranšeju drudzi u.c.

Cilvēka audos lokalizējas vakuolās endotēlija šūnu citoplazmā. Dzīvniekos (grauzējiem, kaķiem, suņiem u.c.) atrod arī eritrocītos

Ģints nesen atdalīta no Rickettsiales

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Brucellaceae

Ģintis: Brucella

Mycoplana

OchrobactrumAerobasHemoorganotrofas

Brucella – nekustīgi kokbaciļi. Daudziem celmiem nepieciešams CO2 un kompleksa vide, t.sk. asinis vai serums. Aug 20-40 °C. Satur 2 gredzenveida hromosomas. Sugām specifiskas 7 bakteriofāgu grupas

Intracelulāri parazīti cilvēkam un daudzām dzīvnieku sugām. Nav hemolītiskas. Izraisa vispārēju infekciju, lokalizējoties reproduktīvajos orgānos, granulocītos un monocītos. Dzīvniekiem var izraisīt placentas un augļa infekcijas un abortus. Brucellas var atrasties piena dziedzeros un nonākt pienā

Brucella abortus

Dzimta Brucellaceae


Mycoplana – liektas vai neregulāras, kustīgas nūjiņas. Veido zarotus pavedienus, kas vēlāk fragmentējas. Uzkrāj PHB. Atrod augsnē

Ochrobactrum – kustīgas nūjiņas, satur 2 hromosomas. Atrod gan dabā, gan klīniskos paraugos (nosacīti patogēnas)

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Phyllobacteriaceae

Ģintis: PhyllobacteriumAminobacterAquamicrobiumDefluvibacterCandidatus LiberibacterMesorhizobiumPseudaminobacter

Nūjiņveida, olveida vai nierveida baktērijas

Aerobas

Aug kompleksās barotnēs

Atrodas augstāko augu lapu izaugumos un rizosfērā


Phyllobacterium – hemoorganotrofas, izmanto ogļhidrātus un organiskās skābes, neizdala gāzes. Augos veido pleomorfas formas. Aug 4-36 °C. Producē citokinīnus. Atrod tropisko augu lapu izaugumos un uz cukurbiešu saknēm. Piemīt antibakteriāla un antifungāla aktivitāte, piemēram, pret Fusarium spp.

P. myrsinacearum no lapu izaugumiem – gumiņiem

P. myrsinacearum burkānu sulas barotnē (2,4 h 28 C)


Aminobacter – kustīgas nūjiņas, vairojas pumpurojoties. Uzkrāj PHB. Izdala NH3. Aug pH 6,0-8,0. Izdala no augsnes

Candidatus Liberibacter – pavedienveida baktērijas, atrodas augu vadaudos, kā arī kukaiņu (vektoru) hemolimfā un siekalu dziedzeros. Nepadodas kultivēšanai in vitro. Patogēnas citrusaugiem u.c.

Mesorhizobium – lēni augošas gumiņbaktērijas. Satur 1-5 plazmīdas

Dzimta Methylocystaceae – metanotrofās baktērijasKlase Alphaproteobacteria

Ģintis: MethylocystisAlbibacterMethylosinus

Genus incertae sedis: Methylopila

Liektas, nierveida vai nūjiņveida baktērijas, veido rozetes. Šūnās daudz membrānu

Vairojas pumpurojoties vai bināri daloties

Daudzas sugas stacionārajā fāzē veido pumpurus, t.i., pret karstumu un izžūšanu izturīgas eksosporas jeb lipoidālas cistas ar šķiedrainu kapsulu

Aerobas, mezofilas

Obligāti metanotrofas (par C un enerģijas avotu izmanto tikai metānu un metanolu). Saista N2

Atrod augsnē, saldūdens dūņās un gruntsūdenī


Dzimta Beijerinckiaceae

Ģintis: BeijerinckiaChelatococcusMethylocella

Aerobas

Veido PHB granulas

Beijerinckia un Methylocella saista N2

Metaboliski daudzveidīga dzimta

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Beijerinckiaceae

Beijerinckia – taisnas vai nedaudz liektas nūjiņas, pa vienai vai pāros. Veido lielas polisaharīdu kapsulas (vairākas šūnas kopā) un cistas. Šūnu galos parasti lipīdu ieslēgumi. Aug pH 3,0-10,0. Izmanto ogļhidrātus un organiskās skābes. Atrod augsnē, sevišķi tropu rajonos

B. fluminensis kolonijas B. indica ar polāriem lipīdu ieslēgumiem

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Bradyrhizobiaceae

Ģintis: Bradyrhizobium

Afipia

Agromonas

Blastobacter

Bosea

Nitrobacter

Oligotropha

Rhodoblastus

Rhodopseudomonas

Fenotipiski, metaboliski un ekoloģiski daudzveidīga dzimta. Ietver organismus, kas saista N2, veic fotosintēzi, kas aug aerobos un/ vai anaerobos apstākļos, kā arī cilvēka patogēnus


Bradyrhizobium – kustīgas, bieži pleomorfas nūjiņas, satur PHB, aerobas, hemoorganotrofas, aug lēni, vidē ar ogļhidrātiem veido polisaharīdu gļotas. Daži celmi aug hemolitotrofi. Veido gumiņus sojas u.c. tauriņziežu sugu saknēs, kur saista N2

Afipia – aerobas, nosacīti patogēnas cilvēkam, spēj augt intracelulāri amēbās un cilvēka monocītu, makrofāgu un HeLa šūnu kultūrās. Izolē no klīniskā materiāla. Iespējams, ka dzīvo ūdenī

Bosea thiooxidans (vienīgā suga ģintī) – īsas, kustīgas nūjiņas, aerobas, hemolitoheterotrofas, iegūst enerģiju, oksidējot sēra savienojumus organisko vielu klātbūtnē. Atrod augsnē


Agromonas oligotrophica (vienīgā suga ģintī) – kustīgas, līkas, zarotas, pumpurojošās nūjiņas. Aerobas, oligotrofas, saista N2. Izmanto ogļhidrātus un organiskās skābes, arī fenola atvasinājumus. Dzīvo augsnē

5 m 5 m


Blastobacter – pleomorfas nūjiņas, veido rozetes, pumpurojas. Izdala polisaharīdus. Aerobas, heterotrofas. Izdala no ūdens

Nitrobacter – kustīgas, īsas, pleomorfas vai bumbierveida nūjiņas, vairojas bināri daloties vai pumpurojoties. Aug litoautotrofi vai hemoorganotrofi. Atrod aerobā un mikroaerofilā vidē, kur ir mineralizētas organiskās vielas. Anoksigēnos apstākļos nitrātus reducē par nitrītiem un slāpekļa oksīdiem. Dzīvo augsnē, ūdenī u.c.

Blastobacter aggregatus

10 m


Rhodopseudomonas – kustīgas nūjiņas, vairojas pumpurojoties un asimetriski daloties. Satur bakteriohlorofilu a un karotinoīdus. Pieder pie purpurbaktērijām. Augšanas veidi:

a) fotoheterotrofi – anoksigēnā vidē gaismā,

b) fotoautotrofi – anoksigēnā vidē ar H2, tisulfātu vai sulfīdu kā elektronu donoriem,

c) hemotrofi – oksigēnā vai mikrooksigēnā vidē.

Prasa augšanas faktorus. Mezofilas saldūdens baktērijas

R. palustris10 m

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Hyphomicrobiaceae

Ģintis: Hyphomicrobium, Ancalomicrobium,Ancylobacter, Angulomicrobium,Aquabacter, Azorhizobium,Blastochloris, Devosia,Dichotomicrobium, Filomicrobium,Gemmiger, Labrys,Methylorhabdus, Pedomicrobium,Prosthecomicrobium, Rhodomicrobium,Rhodoplanes, Seliberia,Starkeya, Xanthobacter

Morfoloģiski, metaboliski un ekoloģiski daudzveidīga dzimta. Daudzas sugas ar prostēkām, daudzas pumpurojas. Ir fotosintezējoši, nosacīti metilotrofi, nosacīti hemolitoautotrofi un hemoheterotrofi organismi


Hyphomicrobium – ņūjiņas ar 1-2 prostēkām un pumpuriem. Veido rozetes un līdz 300 m garus pavedienus. Uzkrāj PHB

Aerobas, hemoorganotrofas, oligokarbofilas

Izplatītas augsnē un ūdenī

Izmanto gaistošu sēra u.c. savienojumu noārdīšanā


Ancalomicrobium adetum (vienīgā suga ģintī) – liektas, koniskas šūnas ar 2-8 vai vairāk prostēkām. Pumpurojas mātes šūna, nevis prostēkas

Nosacīti anaerobas. Hemoheterotrofas

Saldūdens baktērijas

5 m


Azorhizobium caulinodans (vienīgā suga ģintī) – veido gumiņus uz Sesbania rostrata saknēm un stumbriem. Saista N2 gan brīvi dzīvojot (nikotīnskābes klātbūtnē), gan gumiņos

A. caulinodans gumiņi uz Sesbania rostrata stumbra


Dichotomomicrobium – dažādas formas šūnas ar garām prostēkām. Prostēkas un šūnas var dihotomi zaroties. Prostēkas pumpurojas termināli vai interkalāri. Uzkrāj PHB, arī prostēkās

Aerobas, mēreni termofilas un halofilas. Aug lēni

Atrod sālsezeros

D. thermohalophilum

10 m


Gemmiger formicilis (vienīgā suga ģintī) – obligāti anaerobas (neaug agarizētās barotnēs anaerobajās kamerās). Hemoorganotrofas. Galvenais enerģijas avots – ogļhidrāti. Rodas galvenokārt sviestskābe, arī pienskābe un skudrskābe, neizdalās gāzes. Izolē no cilvēka un cāļu zarnu trakta


Labrys – plakanas, trijstūrveida šūnas ar 2-3 prostēkām divos šūnas stūros. Pumpurojas šūnas trešajā stūrī. Aerobas, hemoorganotrofas. Izmanto ogļhidrātus un dažas organiskās skābes. Atrod saldūdens ezeros

L. monachus vairošanās uz priekšmetstikliņa. Mērogs – 5 m. A – 0, B – 4, C – 7,5, D – 8,5 h; E – 11,5, F – 12,5, G – 13, H – 15 h

Mērogs – 0,5 m

Dzimta HyphomicrobiaceaeKlase Alphaproteobacteria

Methylorhabdus multivorans (vienīgā suga ģintī) – nekustīgas nūjiņas, aerobas. Hemoorganotrofas, nosacīti metilotrofas. Izdalītas no gruntsūdens

Pedomicrobium – īsas nūjiņas, veido līdz 5 prostēkām, kas galos pumpurojas. Veido kapsulas, tajās uzkrāj oksidētus Fe un Mn savienojumus. Aerobas vai mikroaerofilas. Hemoorganotrofas. Izplatītas augsnē, ūdenī

1 – mātšūna ar hifām un pumpuriem, 2 – jauns pumpurs, 3 – nobriedis pumpurs ar viciņu, 4 – migrējoša šūna, 5 – jauna mātšūna pie virsmas, 6 – nobriedusi mātšūna ar hifām, sāk veidoties pumpurs


Rhodomicrobium vannielii (vienīgā suga ģintī) – dzīves cikls ar kustīgām šūnām un nekustīgām “mātes šūnām”, kas veido pumpurojošās prostēkas. Satur bakteriohlorofilu a un karotinoīdus. Purpurbaktērijas. Aug fotoheterotrofi anoksiskā vidē gaismā, fotoautotrofi ar H2 un sulfīdu kā elektronu donoriem, kā arī hemoorganotrofi aerobā vidē tumsā. Dzīvo saldūdenī ar pH 5,2-6,5 10 m


Seliberia stellata (vienīgā suga ģintī) – nūjiņas (0,5-0,8 x 1-12 m) ar spirālveida topogrāfiju. Vienā galā atrodas piestiprināšanās struktūra, veido rozetes. Īsās šūnas kustīgas. Aerobas, hemoorganotrofas. Nesatur LPS. Dzīvo augsnē un saldūdenī, bieži oligotrofā vidē

1 m 0,1 m


Xanthobacter – nūjiņas, var būt pleomorfas. Uzkrāj poli-P un PHB. Poli-P var dot nepareizu grampozitīvu reakciju. Var veidot poliglutamīna kapsulu. Aerobas, hemolitoautotrofas un hemoorganoheterotrofas. Atrod ūdenī, augsnē, nogulsnēs, asociācijā ar augiem

X. autotrophicus dažādās barotnēs. Mērogs – 10 m.

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Methylobacteriaceae

Ģints: Methylobacterium

Hemoorganotrofas, nosacīti metilotrofas.

Satur karotinoīdus, veido rozā kolonijas. Aug lēni

Kustīgas nūjiņas, reizēm zarojas

Aerobas, mezofilas

Plaši izplatītas

2 m

Klase AlphaproteobacteriaDzimta Rhodobiaceae

Ģints: Rhodobium

Aug fototrofi gaismā un hemotrofi tumsā

Mezofilas jūras baktērijas, augšanai nepieciešams NaCl

Šūnas ovālas vai nūjiņveida, kustīgas

Pumpurojas un asimetriski dalās

Documents

BAKTĒRIJU DAUDZVEIDĪBA I daļa