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Lisobacteria

El género Lysobacter pertenece a la familia Xanthomonadaceae dentro de Gammaproteobacteria e incluye al menos 46 especies nombradas, incluyendo: Lysobacter enzymogenes, L. antibioticus, L. gummosus, L. brunescens, L. defluvii, L. niabensis, L. niastensis, L. daejeonensis, L. yangpyeongensis, L. koreensis, L. concretionis, L. spongiicola y L. capsici . [1] [2] [3] [ 4] [5] [6] [7] [8] Lysobacter spp. se agruparon originalmente con mixobacteria porque compartían el rasgo distintivo de la motilidad deslizante, pero muestran de manera única una serie de rasgos que los distinguen de otros microbios taxonómica y ecológicamente relacionados, incluido un alto contenido de G + C genómico (que generalmente varía entre 65 y 72%) y la falta de flagelos . [2] [9] La característica de la motilidad deslizante por sí sola ha despertado el interés de muchos, ya que el papel de las bacterias deslizantes en la ecología del suelo es poco comprendido. Además, aunque se han propuesto varios mecanismos diferentes para la motilidad deslizante entre una amplia gama de especies bacterianas, [10] el mecanismo genético en Lysobacter sigue siendo desconocido. Los miembros del grupo Lysobacter han ganado un amplio interés por la producción de enzimas extracelulares. [11] [12] [ 13 ] [14 ] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] El grupo también se considera una rica fuente para la producción de nuevos antibióticos, como las β-lactamas que contienen cadenas laterales sustituidas, las lactamas macrocíclicas y los antibióticos macrocíclicos peptídicos o depsipeptídicos como las katanosinas . [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30 ] [31] [32] [33] [34] [35]

Hábitat

Se ha descrito a Lysobacter spp. como habitantes ubicuos del suelo y el agua. [2] Su presencia ha sido en gran medida ignorada, ya que los miembros a menudo son componentes menores en las pruebas de muestras cuando se utilizan procedimientos de aislamiento convencionales. Sin embargo, debido a mejores métodos moleculares de identificación y mejores descripciones del género, su relevancia agrícola se está volviendo cada vez más evidente, especialmente como miembros de comunidades microbianas ecológicamente significativas asociadas con el suelo y las plantas. [4] [9] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] La evidencia reciente sugiere que Lysobacter spp. puede ocupar una amplia gama de nichos ecológicos más allá de los asociados con las plantas, incluida una amplia gama de entornos "extremos". Por ejemplo, los análisis filogenéticos del ADNr 16S muestran clados de Lysobacter que incluyen secuencias obtenidas de respiraderos hidrotermales , aislamientos de flujos de lodo del monte Pinatubo y reactores de lodos de manta anaeróbica de flujo ascendente, y un litotrofo microaerófilo oxidante de hierro . [1] [4] [9] [43]

Se descubrió que Lysobacter gummosus vivía en la piel de las salamandras de espalda roja y producía 2,4-diacetilfloroglucinol , una sustancia química que inhibe el crecimiento de ciertos hongos patógenos. [44]

Control biológico

Se ha reconocido el potencial de las especies de Lysobacter como agentes de control biológico para enfermedades de las plantas. [9] [43] Entre las cepas de L. enzymogenes , C3 es la cepa más completamente caracterizada tanto a nivel molecular como biológico. La versatilidad ecológica de la cepa se refleja en la gama de enfermedades que puede controlar, así como en los diversos hospedantes vegetales y partes de plantas que es capaz de colonizar. Por ejemplo, se ha informado que la cepa C3 de L. enzymogenes (identificada erróneamente como Stenotrophomonas maltophilia ) controla enfermedades foliares como la mancha foliar de la festuca alta causada por Bipolaris sorokiniana , [45] la roya del frijol causada por Uromyces appendiculatus [46] y el tizón de la espiga por Fusarium del trigo. [47] También se ha informado que la cepa C3 de L. enzymogenes suprime las enfermedades transmitidas por el suelo, como la mancha marrón en el césped causada por Rhizoctonia solani , [48] la enfermedad de las plántulas causada por Pythium, el marchitamiento de la remolacha azucarera [49] y la enfermedad de las manchas de verano del pasto azul de Kentucky causada por Magnaporthe poae que infecta las raíces . [50] Se ha descubierto que Lysobacter sp. SB-K88 suprime la enfermedad del marchitamiento de la remolacha azucarera y la espinaca a través de la antibiosis y la colonización característica de las raíces de manera perpendicular Islam et al. (2005).

Suelos supresores de enfermedades

También se han aislado especies de Lysobacter de suelos supresores de Rhizoctonia solani . [51] Los suelos arcillosos con supresión natural contra Rhizoctonia contenían mayores cantidades de aislados antagonistas de L. gummosus , L. antibioticus y/o L. capsici . Aunque todavía no se entiende el mecanismo detrás de este fenómeno, parece que el cultivo de pasto/trébol aumentó la cantidad de estas especies de Lysobacter , así como la supresión de Rhizoctonia .

Mecanismos de antagonismo

Originalmente caracterizada como un agente de control biológico para enfermedades de plantas, la cepa C3 de L. enzymogenes es única en el sentido de que expresa una amplia gama de mecanismos que contribuyen al antagonismo microbiano y al control biológico que no son compartidos por todas las cepas de la especie. La cepa produce numerosas enzimas extracelulares que contribuyen a la actividad de biocontrol, incluyendo múltiples formas de β-1,3-glucanasas y quitinasas. [19] [52] También se ha demostrado que la cepa induce resistencia sistémica en ciertas plantas, protegiéndolas de la infección por patógenos. [53] [54] Además, estudios recientes han indicado papeles importantes para los metabolitos secundarios con actividad antibiótica y actividad biosurfactante en el antagonismo fúngico. [50] Varios de estos rasgos están controlados globalmente por un regulador codificado por el gen clp . [49] [50] Las mutaciones en clp son intrigantes por dos razones. En primer lugar, el fenotipo mutante implica que una amplia gama de genes está involucrada en los antimicrobianos secretados asociados con el regulón clp , muchos de los cuales permanecen sin identificar. La segunda es que las mutaciones en clp resultan en una pérdida significativa de las actividades enzimáticas extracelulares y la actividad antimicrobiana mostrada por la cepa C3 de L. enzymogenes . Estas actividades normalmente son fenotípicamente abrumadoras y a menudo conducen al enmascaramiento de otros fenotipos en ensayos estándar, lo que hace que los efectos de la mutación de genes no relacionados sean difíciles o casi imposibles de evaluar. Sin embargo, las cepas que albergan mutaciones del gen clp proporcionan un medio para separar los fenotipos regulados por clp de otros (como los que se describen a continuación), lo que hace que su evaluación sea factible. El control biológico y el modo de acción de la supresión de la enfermedad por Lysobacter spp. se han revisado en Islam 2011.

Lisobacteriagenética

La cepa C3 de L. enzymogenes es una cepa genéticamente manejable que permite la construcción sencilla de genes knockout, lo que respalda su uso como un sistema genético modelo para desentrañar la base molecular de la patogenicidad , así como para identificar mecanismos de antagonismo microbiano y control biológico. De hecho, ya se han construido varias cepas derivadas de la cepa C3 de L. enzymogenes , incluidos mutantes afectados en genes estructurales que codifican actividades enzimáticas, el gen regulador clp y varias combinaciones de los mismos. [19] [49]

Especies

El género tiene 46 especies conocidas (julio de 2018): [55] [56]

Referencias

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