Псевдомонады: их биологические особенности и практическое значение

Семейство Pseudomonadaceae состоит из четырех основных родов:

Pseudomonas, Xanthomonas, Zoogloea, Frateuria, в состав которых входят как сапрофитные, так и патогенные штаммы. Сапрофиты могут быть почвенными и обитающими в пресной или морской воде. Патогенные штаммы включают как фитопатогенных (вызывающих заболевания растений), так и патогенных для человека и животных представителей.

Общие признаки представителей семейства Pseudomonadaceae – это грамотрицательные, аэробные, не образующие спор, в большинстве своем хемоорганотрофные бактерии. Метаболизм строго дыхательный. Растут при температуре от 4 до 43 ºС. По морфологии это прямые или изогнутые палочки, передвигающиеся с помощью полярно расположенных жгутиков, число которых может быть различно.

Типовым родом семейства Pseudomonadaceae является род Pseudomonas как самый многочисленный и уникальный. Интерес исследователей во всем мире к этим бактериям постоянно растет. Типовой вид рода P. aeruginosa.

Бактерии рода Pseudomonas – это и сапрофиты, и патогены. Способны утилизировать в качестве источника углерода и энергии разнообразные природные и неприродные соединения. Они являются продуцентами большого числа биологически активных соединений, таких как пигменты, антибиотики, аминокислоты, полисахариды, токсины, витамины, а также другие органические вещества, используемые в иммунологии, медицине и сельском хозяйстве.

Наибольший интерес с практической точки зрения представляют пигменты и антибиотики, синтезируемые этими бактериями. Пигменты бактерий рода Pseudomonas относятся к различным химическим группам соединений. Способность к синтезу пигментов в значительной степени зависит от условий культивирования клеток-продуцентов: состава среды, степени аэрации, температуры.

Большинство бактерий рода Pseudomonas синтезируют антибиотики, количество которых достигло более 50. По этому свойству псевдомонады почти достигли уровня бацилл и уступают лишь актиномицетам. Бактерии рода Pseudomonas обладают редкой способностью использовать широкий круг источников питания – до 150 наименований природных и синтетических соединений. Уникальной особенностью псевдомонад является способность использовать в качестве источника углерода и энергии ароматические соединения, такие, как фенол, камфора, салицилат, нафталин, толуол и другие, не утилизируемые большинством микроорганизмов.

Бактерии рода Pseudomonas могут деградировать большую группу токсичких соединений (например, гербициды, инсектициды, пестициды), содержащих в своем составе атомы хлора, фтора, ртути, брома. Некоторые представители псевдомонад способны расщеплять поверхностно-активные. Установлено, что за утилизацию неприродных углеродсодержащих соединений отвечают плазмиды биодеградации (D-плазмиды).

В последние годы получены данные о том, что некоторые бактерии рода Pseudomonas, обитающие в ризосфере различных растений, способны фиксировать молекулярный азот. Имеются также данные, которые свидетельствуют, что некоторые виды псевдомонад могут выполнять два диаметрально противоположных процесса – азотфиксацию и денитрификацию.

Местобитание. Бактерии рода Pseudomonas широко обитают в природе: почве; морских и пресноводных водоемах; илах; сточных водах; пластовых водах нефтяных месторождений; почвах, загрязненных нефтью; почве около горячих источников; филосфере и ризосфере растений; в рудных месторождениях и т. д. Столь широкая область обитания псевдомонад обеспечивается их способностью развиваться в самых разных условиях в природе за счет использования различных соединений углерода и азота.

Метаболическое разнообразие бактерий рода Pseudomonas позволяет широко использовать их в народном хозяйстве со следующими целями:

• для борьбы с загрязнением окружающей среды, утилизацией ксенобиотиков (выступают как детоксиканты);

• производства микробного белка при выращивании бактерий на дешевых субстратах (спирты, ароматические соединения, углеводороды и др.);

• производства уникальных антибиотиков и изыскания новых антимикробных, противоопухолевых и противовирусных соединений;

• извлечения остаточной нефти из скважин и месторождений;

• производства аминокислот и витаминов на дешевых субстратах;

• защиты сельскохозяйственных растений от фитопатогенов. Бактерии-антагонисты из рода Pseudomonas используются в качестве средства биологической борьбы с заболеваниями растений бактериальной и грибной этиологии.

· Для повышения ризогенного и адаптагенного эффекта у растений.

Дата добавления: 2013-12-13