Duganella

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Duganella

Duganella callida

Systematik
Domäne: Bakterien (Bacteria)
Abteilung: Proteobacteria
Klasse: Betaproteobacteria
Ordnung: Burkholderiales
Familie: Oxalobacteraceae
Gattung: Duganella
Wissenschaftlicher Name
Duganella
Hiraishi et al. 1997

Duganella ist eine Gattung von Bakterien. Die Arten haben einen positiven Einfluss auf Pflanzenwachstum. Des Weiteren produzieren sie das Violacein, welches von medizinischem Interesse ist.[1][2]

Merkmale

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Die Zellen sind gerade oder leicht gekrümmt stäbchenförmig. Sporen werden nicht gebildet. Je nach Art sind eine oder mehrere Flagellen vorhanden. Eine polar liegende, einzelne Flagelle ist z. B. bei Duganella zoogloeoides und D. fentianensis vorhanden, mehrere Flagellen besitzen z. B. Duganella aceris und D. rivi.[3][4] Viele Arten zeigen optimales Wachstum bei neutralen pH-Werten, so z.b. D. ginsengisoli bei 7,0–7,5 und D. sacchari bei 7,0. Viele Arten tolerieren hierbei ein breites Spektrum an pH-Werten, z. B. zeigt D. phyllosphaerae Wachstum bei Werten von 4,0 - 9,5 (also von verhältnismäßig sauer bis basisch). Einige Arten können Nitrat nutzen, wie D. radicis und D. lactea. Viele Arten tolerieren relativ niedrige Temperaturen.

Der Gram-Test verläuft negativ. Einige Arten, wie Duganella zoogloeoides sind auf Sauerstoff angewiesen (aerob)[5], andere Arten können auch Sauerstoffausschluss tolerieren, sie sind fakultativ anaerob.[1] Die Ernährung ist heterotroph.

Systematik

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Die Typusart wurde 1968 aus Abwasser isoliert und zunächst als Zoogloea ramigera klassifiziert. Die Gattung Duganella wurde dann 1997 von Akira Hiraishi durch die Umbenennung von Zoogloea ramigera zu Duganella zoogloeoides aufgrund phylogenetischer Untersuchungen auf der Grundlage von 16S-rDNA Sequenzierungen aufgestellt. Die neue Gattung wurde nach dem amerikanischen Mikrobiologen P. R. Dugan benannt, der Zoogloea ramigera beschrieb. Duganella ist genetisch eng verwandt mit Bakterienarten aus den Gattungen Massilia, Janthinobacterium, Pseudoduganella und Telluria.[6]

Im Dezember 2022 zählten über 15 Arten zu der Gattung.[7] Die Arten Duganella ginssengisoli und D. violaceinigra wurden neu klassifiziert und zu der neu gebildeten Gattung Pseudoduganella gestellt. Duganella zählt zu der Familie Oxalobacteraceae der Proteobacteria.

Es folgt eine Liste von Beispielarten:

Ökologie

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Arten von Duganella kommen z. B. im Boden oder auf Pflanzen vor. Duganella phyllosphaerae wurde von einer Blattoberfläche vom Weißklee (Trifolium repens) isoliert. D. sacchari und D. radicis wurden beide aus der Rhizosphäre von Zuckerrohr isoliert. Der Fundort von D. callida war ein Maisfeld in North Carolina isoliert. Die Arten D. rivi, D. fentianensis und D. qianjiadongensis, D. alba, D. aquatilis, D. margarita, D. flavida und D. levis wurden aus subtropischen Flüssen in China isoliert.[1] Duganella dendranthematis wurde von der Pflanzengattung Dendranthema isoliert.[8]

Es sind einige kältetolerierende (psychrophile) Arten in der Gattung vorhanden.[9] So wurde ein nicht näher bestimmter Stamm von Duganella in Lappland (Finnland) isoliert. In dieser Studie wurden mehrere Orte, wie Waldböden, Eis und Schnee untersucht. Mehrere Stämme von Duganella zeigten im Labor noch Wachstum bei 0 °C.[10] Weiterhin tolerierten die in China isolierten Arten Duganella rivi, D. fentianensis und D. qianjiadongensis noch Temperaturen von 4 °C.[4]

Einige Duganella-Arten haben pflanzenwachstumsfördernde Eigenschaften und können Phosphor, Kalium und Zink in Böden lösen und somit für Pflanzen verfügbar machen. Mehrere Duganella-Stämme sind in der Lage, den pflanzenpathogenen Schlauchpilz Fusarium graminearum zu unterdrücken. Arten von Duganella können auch zum biogeochemischen Kreislauf im Boden von Selen (Se) beitragen und toxisches Selenit in ungiftiges Selen umwandeln.[11][1] Die meisten Duganella-Arten produzieren Violacein, ein Bisindol. Violacein ist ein von Indol abgeleitetes natürliches violettes Pigment, das von verschiedenen Bakterienarten produziert wird und aufgrund seiner antibiotischen und krebshemmenden Eigenschaften kommerziell genutzt werden kann.[1] Andere bekannte Arten, die Violacein bilden, sind z.b. Collimoas sp., Iodobacter sp. und Chromobacterium violaceum. Auch die mit Duganella nah verwandten Bakterien Janthinobacterium lividum und Massilia sp. bilden Violacein.[12] Violacein wurde auch in Bezug auf möglichen Einsatz gegen SARS-CoV-2 und HIV-1 untersucht. Die Versuchsergebnisse waren vielversprechend.[2]

Quellen

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Einzelnachweise

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  1. ↑ a b c d e Rachel Raths, Vincent Peta, Heike Bücking: Duganella callida sp. nov., a novel addition to the Duganella genus, isolated from the soil of a cultivated maize field In: International Journal of Systematic Bacteriology Band 71, Ausgabe 1, 2020 doi:10.1099/ijsem.0.004599
  2. ↑ a b Merve Ayse Dogancı, Fulya Ay Sal, Halil Ibrahim Guler, Hatice Katı, Esma Ceylan, Ali Osman Belduz, Gozde Bozdal, Nurettin Yaylı und Sabriye Canakcı: Investigation of potential inhibitor properties of violacein against HIV‑1 RT and CoV‑2 Spike RBD:ACE‑2 In: World Journal of Microbiology and Biotechnology (2022) Band 38, S. 161 doi:10.1007/s11274-022-03350-0
  3. ↑ Dabin Jeon, In Seop Kim, Hanna Choe, Ji‑Sun Kim3 und Soon Dong Lee: Duganella aceris sp. nov., isolated from tree sap and proposal to transfer of Rugamonas aquatica and Rugamonas rivuli to the genus Duganella as Duganella aquatica comb. nov., with the emended description of the genus Rugamonas In: Archives of Microbiology (2021) Band 203: S. 2843–2852 doi:10.1007/s00203-021-02191-z
  4. ↑ a b Hui-Bin Lu, Zhi-Peng Cai, Yong-Gang Yang und Mei-Ying Xu: Duganella rivus sp. nov., Duganella fentianensis sp. nov., Duganella qianjiadongensis sp. nov. and Massilia guangdongensis sp. nov., isolated from subtropical streams in China and reclassification of all species within genus Pseudoduganella In: Antonie van Leeuwenhoek (2020) Band 113: S. 1155–1165 doi:10.1007/s10482-020-01422-5
  5. ↑ George M. Garrity, Don J. Brenner, Noel R. Krieg, James T. Staley (Hrsg.): Bergey's manual of systematic bacteriology. Vol. 2: The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria. 2. Auflage. Springer, New York 2005, ISBN 978-0-387-24145-6, S. 624
  6. ↑ P. R. Dugan, D. L. Stoner und H. M. Pickrum: The genus Zoogloea, In: A. Balows, H. G. Truper, M. Dworkin, W. Harder und K.-H. Schleifer: The prokaryotes, 2. Ausgabe, 1992, Springer-Verlag, New York. S. 3952–3964.
  7. ↑ J.P. Euzéby: List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature - Genus Duganella (Stand: 12. Dezember 2022)
  8. ↑ Jun Heo, Miyoung Won, Daseul Lee, Byeong-Hak Han, Seung-Beom Hong, Soon-Wo Kwon: Duganella dendranthematis sp. nov. and Massilia forsythiae sp. nov., isolated from flowers. In: International Journal of Systematic Bacteriology Band 72, Ausgabe 8, 2022 doi:10.1099/ijsem.0.005487
  9. ↑ Minna K. Männistö, Max M. Häggblom: Characterization of psychrotolerant heterotrophic bacteria from Finnish Lapland In: Systematic and Applied Microbiology (2006) Band 29, S. 229–243 doi:10.1016/j.syapm.2005.09.001
  10. ↑ Robert V. Miller und Lyle G. Whyte: Polar Microbiology. Life in a Deep Freeze. 29 December 2011, ASM Press. ISBN 978-1-55581-718-3. S. 19
  11. ↑ Mini Bajaj, Susan Schmidt und Josef Winter: Formation of Se (0) Nanoparticles by Duganella sp. and Agrobacterium sp. isolated from Se-laden soil of North-East Punjab, India In: Microb Cell Fact Band 11, Artikelnummer 64 (2012) doi:10.1186/1475-2859-11-64
  12. ↑ Seung-Oh Seo und Yong-Su Jin: Next-Generation Genetic and Fermentation Technologies for Safe and Sustainable Production of Food Ingredients: Colors and Flavorings In: Annual Review of Food Science and Technology (2022), Band 13: S. 463–88 doi:10.1146/annurev-food-052720-012228

Genutzte Literatur

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  • Rachel Raths, Vincent Peta, Heike Bücking: Duganella callida sp. nov., a novel addition to the Duganella genus, isolated from the soil of a cultivated maize field In: Band 71, Ausgabe 1, 2020 doi:10.1099/ijsem.0.004599
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Commons: Duganella – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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