Для цитирования:
Филипьечева Ю. А., Телешева Е. М., Евстигнеева С. С., Шелудько А. В., Пономарёва Е. Г., Петрова Л. П., Кацы Е. И. О вкладе агрегации клеток и экстраклеточной ДНК в формирование и стабилизацию биопленок бактерий Azospirillum brasilense // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2018. Т. 18, вып. 4. С. 399-406. DOI: 10.18500/1816-9775-2018-18-4-399-406
О вкладе агрегации клеток и экстраклеточной ДНК в формирование и стабилизацию биопленок бактерий Azospirillum brasilense
Имеется мало данных о функциях основных компонентов матрикса и роли разнообразных структур клеточной поверхности в образовании и стабилизации биопленок азоспирилл. Известно, что по сравнению со штаммом A. brasilense Sp245 его дефектные по сборке жгутиков мутанты по генам flhB, fabG1 или mmsB1 хуже формируют биопленки. В данной работе сравнивали агрегацию бактерий и формирование ими биопленок, действие ДНКазы на биопленки. Результаты исследований показали, что агрегация клеток в планктонной культуре обусловливает начальные этапы формирования биопленок, но не способствует приросту биомассы зрелых пленок, что наиболее очевидно в случае мутантов. Экстраклеточная ДНК является частью многокомпонентной системы, обеспечивающей сродство биопленок к поверхностям с разными физико-химическими свойствами и их структурную целостность.
1. Fibach-Paldi S., Burdman S., Okon Y. Key physiological properties contributing to rhizosphere adaptation and plant growth promoting abilities of Azospirillum brasilense // FEMS Microbiol. Lett. 2012. Vol. 326, № 2. P. 99–108.
2. Bogino P. C., Oliva M. M., Sorroche F. G., Giordano W. The role of bacterial biofi lms and surface components in plant-bacterial associations // Intern. J. Mol. Sci. 2013. Vol. 14. P. 15838–15859.
3. Шелудько А. В., Кулибякина О. В., Широков А. А., Петрова Л. П., Матора Л. Ю., Кацы Е. И. Влияние мутаций в синтезе липополисахаридов и полисахаридов, связывающих калькофлуор, на формирование биопленок Azospirillum brasilense // Микробиология. 2008. Т. 77, № 3. C. 358–363.
4. Шелудько А. В., Филипьечева Ю. А., Шумилова Е. М., Хлебцов Б. Н., Буров А. М., Петрова Л. П., Кацы Е. И. Изменения в формировании биопленок у fl hB1 мутанта бактерии Azospirillum brasilense Sp245, лишенного жгутиков // Микробиология. 2015. Т. 84, № 2. C. 175–183.
5. Шумилова Е. М., Шелудько А. В., Филипьечева Ю. А., Евстигнеева С. С., Пономарева Е. Г., Петрова Л. П., Кацы Е. И. Изменение свойств клеточной поверхности и эффективности формирования биопленок у мутантов бактерии Azospirillum brasilense Sp245 по предполагаемым генам липидного метаболизма mmsB1 и fabG1 // Микробиология. 2016. Т. 85, № 2. С. 162–170.
6. Телешева Е. М., Синякин Д. Н., Шелудько А. В., Филипьечева Ю. А., Пономарева Е. Г., Петрова Л. П., Кацы Е. И. Анализ влияния протеаз на структуру биопленок штамма Azospirillum brasilense Sp245 и его дефектных по жгутикованию mmsB1 и fabG1 мутантов // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17, вып. 3. С. 322–327.
7. Frolund B., Palmgren R., Keiding K., Nielsen P. H. Extraction of extracellular polymers from activated sludge using a cation exchange resin // Water Res. 1996. Vol. 30. P. 1749–1758.
8. Molin S., Tolker-Nielsen T. Gene transfer occurs with enhanced effi ciency in biofi lms and induces enhanced stabilisation of the biofilm structure // Curr. Opin. Biotechnol. 2003. Vol. 14. P. 255–261.
9. Watanabe M. Growth and fl occulation of a marine photosynthetic bacterium Rhodovulum sp. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998. Vol. 50. P. 682–691.
10. Ramirez-Mata A., Lopez-Lara L. I., Xiqui-Vazquez L., Jijon-Moreno S., Romero-Osorio A., Baca B. E. The cyclic-di-GMP diguanylate cyclase CdgA has a role in biofilm formation and exopolysaccharide production in Azospirillum brasilense // Res. in Microbiol. 2016. Vol. 167. P. 190–201.
11. Madi L., Henis Y. Aggregation in Azospirillum brasilense Cd : conditions and factors involved in cell–to cell adhesion // Plant Soil. 1989. Vol. 115, № 1. P. 89–98.
12. Никитина В. Е., Пономарева Е. Г., Аленькина С. А., Коннова С. А. Участие бактериальных лектинов клеточной поверхности в агрегации азоспирилл // Микробиология. 2001. Т. 70, № 4. С. 471–476.
13. Ковтунов Е. А., Петрова Л. П., Шелудько А. В., Кацы Е. И. Инсерция транспозона в хромосомную копию гена fl hB сопровождается деф ектами в образовании полярного и латер альных жгутиков у бактерий Azospirillum brasilense Sp245 // Генетика. 2013. Т. 49, № 8. С. 1013–1016.
14. Ковтунов Е. А., Шелудько А. В., Чернышова М. П., Петрова Л. П., Кацы Е. И. Мутанты бактерии Azospirillum brasilense Sp245 со вставкой омегона в генах липидного метаболизма mmsB или fabG дефектны по подвижности и жгутикованию // Генетика. 2013. Т. 49, № 11. С. 1270–1275.
15. Baldani V. L. D., Baldani J. I., Dobereiner J. Effects of Azospirillum inoculation on root infection and nitrogen incorporation in wheat // Can. J. Microbiol. 1983. Vol. 29, № 8. P. 924–929.
16. Dobereiner J., Day J. M. Associative symbiosis in tropical grass: Characterization of microorganisms and dinitrogen fi xing sites // Symposium on Nitrogen Fixation / eds. W. E. Newton, C. J. Nijmans. Pullman : Washington State University Press, 1976. P. 518–538.
17. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular Cloning : a Laboratory Manual. 2nd ed. Cold Spring Harbor : Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.
18. Wang D., Xu A., Elmerich C., Ma L. Z. Biofi lm formation enables free-living nitrogen-fi xing rhizobacteria to fi x nitrogen under aerobic conditions // ISME J. 2017. Vol. 11. P. 1602–1613.
19. Croes C. L., Moens S., Bastelaere E. van, Vanderleyden J., Michiels K. W. The polar fl agellum mediates Azospirillum brasilense adsorption to wheat roots // J. Gen. Microbiol. 1993. Vol. 139, № 9. P. 2261–2269.
20. Dufrene Y. E., Rouxhet P. C. Surface composition, surface properties and adhesiveness of Azospirillum brasilense – variation during growth // Can. J. Microbiol. 1996. Vol. 42. P. 548–556.