WikiDer > Планктотрикс

Planktothrix

Планктотрикс
Планктотрикс rubescens.jpeg
Планктотрикс rubescens
Научная классификация е
Домен:Бактерии
Тип:Цианобактерии
Учебный класс:Cyanophyceae
Заказ:Oscillatoriales
Семья:Microcoleaceae
Род:Планктотрикс
Анагностидис и Комарек, 1988 г.

Планктотрикс это разнообразный род нитчатых цианобактерии наблюдается, чтобы накапливать цветение водорослей в водных экосистемах по всему миру. Как все Oscillatoriales, Планктотрикс виды не имеют гетероцисты и нет акинеты. Planktothrix уникальны тем, что имеют трихомы и содержат газовые вакуоли в отличие от типичных планктонных организмов.[1] Ранее некоторые виды таксона относились к роду Осциллятория, но недавняя работа определила Planktothrix как отдельный род.[2] Огромный объем работы над Планктотрикс экологией и физиологией занимались Энтони Э. Уолсбии был секвенирован ген микроцистинсинтетазы размером 55,6 т.п.н., который дает этим организмам способность синтезировать токсины.[3] P. agardhii является примером типовой вид рода.[4] P. agardhii и P. rubescens обычно наблюдаются в озерах Северного полушария, где они являются известными производителями сильнодействующих гепатотоксины называется микроцистины.[5]

Планктотрикс rubescens культура. Обратите внимание на красновато-коричневый цвет, который дал цветку этого штамма название «феномен бордовой крови».
Планктотрикс rubescens

Среда обитания и ниши

Обе P. agardhii и P. rubescens имеют способность образовывать массивные цветы в пресноводных озерах и водохранилищах. Весь род был изучен, чтобы процветать в различных умеренных и субтропических водных экосистемах в Европе, Азии, Африке и Австралии.[6] P. agardhii обычно встречается на большинстве широт в мелководных и мутных озерах, где может выдерживать постоянное перемешивание водяного столба.[7] P. rubescens Регулярно встречается в чистых, глубоких альпийских и предальпийских озерах, стратифицированных по сезонам.[8] P. agardhii растет в условиях низкой освещенности металимнион где он может максимизировать поглощение зеленого света с помощью пигментов фикоэритрина.[9] Под действием ветровых внутренних волн, P. rubescens может перемещаться вертикально на несколько метров вслед за движением металимниона, который, в свою очередь, быстро (в течение дня) изменяет условия освещения, испытываемые нитями.[10] Было показано, что это существенно влияет на скорость фотосинтеза и выработку кислорода, особенно в озерах, где доминирует организм фитопланктона. P. rubescens например, в Цюрихское озеро.[10][11][12]

Характеристики

Различные штаммы Планктотрикс можно охарактеризовать как планктон, бентосный, или двухфазными, в зависимости от их образа жизни и глубины воды, на которой они обитают.[6] Различные виды можно различать не только по предпочитаемому типу среды обитания, но также по их морфологии и пигментации.[13] Например, сине-зеленые пигментированные виды P. agardhii владеть фикоцианины придавая свой цвет, а вспышки P. rubescens известны как "феномен бордовой крови" из-за красноватой пигментации.[14] Различные сорта предпочитают климат от умеренный к субтропический. Планктотрикс растут путем деления клеток в одной плоскости с образованием неразветвленных структур средней длины около 4 мкм, но в отличие от других Oscillatoriales, эти трихомы являются фототактический. Обычно Планктотрикс филаменты не имеют специализированных клеток, таких как акинеты или гетероцисты, и не производят слизистые оболочки, за исключением некоторых редких видов, но только в стрессовых условиях.[4] Некоторые виды обладают постоянным соотношением двух основных фотосинтетических пигментов, т. Е. фикоцианины и фикоэритрины.[4] Производство цианотоксинов является факультативным,[4] и штаммы, не продуцирующие микроцистины, обычно встречаются в природе.[8] Помимо микроцистинов, они могут продуцировать несколько других циклических пептидов, включая ослапептин J.[15] Планктотрикс организмы содержат пузырьки газа, называемые протопласты которые играют важную роль в их плавучести, поскольку плотность газа в пузырьке составляет почти одну десятую плотности воды, что делает организм в целом менее плотным.[13]

Таксономия

В Плантотрикс род появился как цианобактерии, которые, по наблюдениям, образуют цветы на поверхности пресной воды, а организмы с нынешней классификацией когда-то были отнесены к этому роду Осциллятория.[13]

Планктотрикс агардхии

Механизмы и токсикология

Планктотрикс Организмы способны накапливать азот в виде сополимера аспартата и аргинина, что позволяет им выживать даже при ограниченном поступлении азота из атмосферы.[13] Этот механизм также позволяет густым цветкам процветать, поскольку чем гуще цветение, тем глубже Планктотрикс подвергаются меньшему воздействию света и атмосферного воздуха. Предполагается, что усиление воздействия цветения водорослей связано с глобальным потеплением, вызванным деятельностью человека.[16] Вредное цветение водорослей вызвано не только Планктотрикс но также и другие формы цианобактерий, включая Долихоспермум (Анабаена) или же Микроцистис имеют корреляцию с токсическим воздействием на людей, приводящим к разрушительным последствиям для сельского хозяйства.[17][18] Планктотрикс иметь возможность производить цианотоксины включая микроцистины, анатоксины, и сакситоксины.[18]

Штаммы

  • P. agardhii (Гомонт) Анагностидис и Комарек 1988
  • P. rubescens (de Candolle ex Gomont) Anagnostidis et Komárek 1988
  • P. isothrix (Скуя) Комарек и Комаркова 2004
  • P. prolifica[6]
  • P. mougeotii[6][13]
  • P. paucivesiculata[13]
  • P. pseudagardhii
  • P. spiroides[13]
  • П. серта[6]
  • П. тепида[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Комарек Дж (2003). «Планктические осцилляторные цианопрокариоты (краткий обзор по комбинированным фенотипическим и молекулярным аспектам)». Гидробиология. 502: 367–382. Дои:10.1007/978-94-017-2666-5_30. ISBN 978-90-481-6433-2.
  2. ^ Суда С., Ватанабэ М.М., Оцука С., Махакахант А., Йонгманитчай В., Нопартнарапорн Н., Лю И., Дэй Дж. Г. (сентябрь 2002 г.). «Таксономическая ревизия видов осцилляториоидных цианобактерий, образующих водяное цветение». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 52 (Pt 5): 1577–1595. Дои:10.1099/00207713-52-5-1577. PMID 12361260.
  3. ^ Кристиансен Г., Фастнер Дж., Эрхард М., Бёрнер Т., Диттманн Э. (январь 2003 г.). «Биосинтез микроцистина в планктотриксе: гены, эволюция и манипуляции». Журнал бактериологии. 185 (2): 564–72. Дои:10.1128 / jb.185.2.564-572.2003. ЧВК 145317. PMID 12511503.
  4. ^ а б c d Komárek J, Komárková J (2004). «Таксономический обзор цианопрокариотических родов Planktothrix и Planktothricoides» (PDF). Чешская психология. 4: 1–8.
  5. ^ Сивонен К., Джонс Г. (1999). «Цианобактериальные токсины». В Припеве I, Бертрам Дж. (Ред.). Токсичные цианобактерии в воде: руководство по значению, мониторингу и управлению для общественного здравоохранения (PDF). Лондон: E&FN Spon. С. 41–111.
  6. ^ а б c d е ж Панкрас С., Барни М.А., Уэока Р., Кальто А., Скальвензи Т., Педрон Дж. И др. (Январь 2017 г.). «Взгляд на род Planktothrix: сравнение геномов и метаболизма бентосных и планктонных штаммов». Научные отчеты. 7: 41181. Bibcode:2017НатСР ... 741181П. Дои:10.1038 / srep41181. ЧВК 5259702. PMID 28117406.
  7. ^ Рейнольдс К.С., Хусар В., Крук С., Населли-Флорес Л., Мело С. (2002). «К функциональной классификации пресноводного фитопланктона». Журнал исследований планктона. 24 (5): 417–428. Дои:10.1093 / планкт / 24.5.417.
  8. ^ а б Остермайер В., Курмайер Р. (2009). «Распространение и численность нетоксичных мутантов цианобактерий в озерах Альп. Микробная экология». Микробная экология. 58 (2): 323–33. Дои:10.1007 / s00248-009-9484-1. ЧВК 3044886. PMID 19214623.
  9. ^ Дэвис PA, Уолсби AE (2002). "Сравнение измеренных темпов роста со скоростями фотосинтеза в Планктотрикс виды изолирован от Блелхэм Тарн, Английский Озерный край ". Новый Фитолог. 156 (2): 225–239. Дои:10.1046 / j.1469-8137.2002.00495.x.
  10. ^ а б Гарно Мо, Пош Т., Хитц Г., Померло Ф, Прадальер С., Зигварт Р. Ю., Пернталер Дж. (2013). "Кратковременное перемещение Планктотрикс rubescens (цианобактерии) в предгорном озере, наблюдаемые с помощью автономной платформы для отбора проб " (PDF). Лимнол Океаногр. 58 (5): 1892–1906. Bibcode:2013LimOc..58.1892G. Дои:10.4319 / lo.2013.58.5.1892.
  11. ^ Cuypers Y, Vinçon-Leite B, Groleau A, Tassin B, Humbert JF (2010). «Влияние внутренних волн на пространственное распределение Планктотрикс rubescens (цианобактерии) в высокогорном озере ». ISME J. 18 (4): 580–589. Дои:10.1038 / ismej.2010.154. ЧВК 3105740. PMID 21085197.
  12. ^ Ван ден Вингаерт С, Сальчер М.М., Пернталер Дж., Зедер М., Пош Т. (2011). «Количественное преобладание сезонно устойчивых нитчатых цианобактерий. Планктотрикс rubescens в микробных сообществах умеренного озера ». Лимнология и океанография. 56 (1): 97–109. Bibcode:2011LimOc..56 ... 97V. Дои:10.4319 / lo.2011.56.1.0097.
  13. ^ а б c d е ж грамм Курмайер Р., Дэн Л., Энтфеллнер Э. (апрель 2016 г.). «Роль токсичных и биологически активных вторичных метаболитов в колонизации и формировании цветения нитчатыми цианобактериями Planktothrix». Вредные водоросли. 54: 69–86. Дои:10.1016 / j.hal.2016.01.004. ЧВК 4892429. PMID 27307781.
  14. ^ Уолсби А.Е., Шанц Ф., Шмид М. (2005). «Феномен бургундской крови: модель изменения плавучести объясняет осеннее цветение воды Planktothrix rubescens в Цюрихском озере». Новый Фитолог. 169 (1): 109–22. Дои:10.1111 / j.1469-8137.2005.01567.x. PMID 16390423.
  15. ^ Блом Дж. Ф., Бистер Б., Бишофф Д., Николсон Дж., Юнг Дж., Зюссмут Р. Д., Юттнер Ф. (март 2003 г.). «Осциллапептин J, новый токсин для травоядных пресноводных цианобактерий Planktothrix rubescens». Журнал натуральных продуктов. 66 (3): 431–4. Дои:10.1021 / np020397f. PMID 12662108.
  16. ^ Чурро К., Азеведо Дж., Васконселос В., Сильва А. (декабрь 2017 г.). Ботана L (ред.). "Обнаружение цветения Planktothrix agardhii в морских прибрежных водах Португалии". Токсины. 9 (12): 391. Дои:10.3390 / токсины9120391. ЧВК 5744111. PMID 29207501.
  17. ^ Курмайер Р., Блом Дж. Ф., Дэн Л., Пернталер Дж. (Март 2015 г.). «Интеграция филогении, географического разделения ниш и синтеза вторичных метаболитов в цветущем Planktothrix» (PDF). Журнал ISME. 9 (4): 909–21. Дои:10.1038 / ismej.2014.189. ЧВК 4349496. PMID 25325384.
  18. ^ а б Агентство по охране окружающей среды США, OW (2018-06-06). «Узнайте о цианобактериях и цианотоксинах». Агентство по охране окружающей среды США. Получено 2020-04-29.