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Pedomicrobium ist eine Gattung von Bakterien der Ordnung der Hyphomicrobiales Die Gattung zählt zu den knospenden Bakter

Pedomicrobium

Pedomicrobium ist eine Gattung von Bakterien der Ordnung der Hyphomicrobiales. Die Gattung zählt zu den „knospenden Bakterien“, es erfolgt keine binäre Zellteilung, stattdessen werden Tochterzellen an Hyphen gebildet.

Erscheinungsbild Bearbeiten

Lebenszyklus von Pedomicrobium. 1. Mutterzelle mit Hyphen und Knospen, 2. Knospen, 3. Schwärmer, 4. sich an feste Oberfläche heftende Zelle, 5. Bildung von Hyphen, 6. Mutterzelle mit Hyphen und beginnende Knospenbildung

Die Zellen der einzelnen Arten von Pedomicrobium sind oval, kugelförmig oder bohnenförmig. Auch Stäbchen treten auf. Die Vermehrung erfolgt durch Knospung. Hierbei werden an cytoplasmatischen Auswüchsen der Zelle, sogenannten Hyphen, Tochterzellen gebildet. Abhängig von der Art werden bis zu 5 Hyphen gebildet. Die Hyphen können auch Verzweigungen bilden. Mindestens ein Hyphenursprung ist seitlich an der Mutterzelle beheimatet, andere können auch an den Zellpolen erscheinen. Bildung von neuen Zellen erfolgt durch Knospenbildung an den Hyphenspitzen. Die Längsachse der neuen Zellen liegt hierbei senkrecht der Hyphenachse. Die neu gebildeten Zellen bleiben entweder mit den Hyphen verbunden oder lösen sich als begeißelte Bakterien ab, sie werden dann als Schwärmer (englisch Swarmer cells) bezeichnet. Diese beweglichen Zellen können sich anschließend wieder am Boden festsetzten und neue Hyphen bilden. Die Mutterzellen können auch miteinander verbunden sein und somit ein Netz aus verbundenen Zellen formen.

Die senkrechte Positionierung der Knospen an den Hyphenspitzen ist ein einzigartiges Merkmal der Gattung Pedomicrobium und kann zur Unterscheidung dieser Gattung von anderen hyphenbildenden Bakterien dienen, wie z. B. Hyphomicrobium, Hyphomonas, Hirschia, Dichotomicrobium und Rhodomicrobium.

Wachstum und Stoffwechsel Bearbeiten

Die Arten von Pedomicrobium sind chemo-organotroph. Als Kohlenstoffquelle wird Acetat genutzt, einige Stämme können auch andere Verbindungen nutzten, wie z. B. Pyruvat. Die Bakterien benötigen Sauerstoff (aerob). Das hauptsächlich vorkommende Quinon ist Ubichinon-10 (Q-10). Der GC-Gehalt der DNA beträgt 63 – 67 %.

Alle Arten zeigen Wachstum bei Temperaturen zwischen 20–30 °C und bei pH-Werten zwischen 7–9. Die Art P. ferrugineum wächst hierbei bei Temperaturen zwischen 10–43 °C, optimales Wachstum erfolgt bei Temperaturen zwischen 29–30 °C. P. americanum zeigt bei Temperaturen von 15–41 °C Wachstum, beste Temperaturen liegen zwischen 32–38 °C. P. ferrugineum wächst bei pH-Werten zwischen 3.5–10, bester pH-Wert für Wachstum ist 9.

Pedomicrobium bildet durch extrazelluläre Polymere dicke Zellkapseln.

Die Zugabe von Vitaminen in den Kolonien fördert das Wachstum, sind keine Vitamine vorhanden bilden sich pleomorphe Zellen die Granula von Poly-β-Hydroxybuttersäure bilden. Als organische Quellen für Stickstoff können von den meisten Bakterienstämmen von Pedomicrobium die Aminosäuren Glutamat, Aspartat, Glycin, Serin, Threonin und Valin genutzt werden. Einige Stämme können auch anorganische Stickstoffverbindungen nutzen, hierbei erfolgt allerdings nur schwaches Wachstum.

Die einzelnen Kulturen können gelb oder rotbraun bis dunkelbraun gefärbt sein, was auf die Oxidation von Eisen oder Mangan zurückzuführen ist. Es wird angenommen das die Bakterien den organischen Anteil von Eisen- und Mangan-Chelate, wie z. B. Eisenfulvate und Huminsäuren die in Böden gebildet werden, nutzen. Eisen- und Mangan wird dabei als Fe(III) und Mn(IV) an der Zelloberfläche abgelagert. Man spricht von eisen- bzw. manganfällenden Bakterien. Hierbei wird keine Energie gewonnen, wie es bei der Eisen- oder Manganatmung der Fall wäre. Es handelt sich also nicht um chemolithotrophe Bakterien die Eisen oder Mangan zur Energiegewinnung oxidieren.

Systematik Bearbeiten

Die Gattung Pedomicrobium zählt zu der Familie der Hyphomicrobiaceae. Sie gehören innerhalb der Bakterien zu der Abteilung Proteobacteria, dort zu der Klasse Alphaproteobacteria (α-Gruppe) und in die Ordnung Desulfuromonadales. Die Typart ist Pedomicrobium ferrugineum, sie wurde 1961 erstbeschrieben.

Von Pedomicrobium australicum, beschrieben von Rainer Gebers und Marita Beese im Jahr 1988, ist kein Stamm mehr vorhanden. Von daher wurde vorgeschlagen diese Art in der Systematik nicht mehr zu führen.

Im November 2019 wurden folgende Arten geführt:

  • Pedomicrobium americanum Gebers and Beese 1988
  • Pedomicrobium australicum Gebers and Beese 1988
  • Pedomicrobium ferrugineum Aristovskaya 1961
  • Pedomicrobium manganicum Aristovskaya 1961

Ökologie Bearbeiten

Die verschiedenen Funde stammen u. a. aus Böden, z. B. Podsol-Boden, Süßwasser, Meerwasser und eisenhaltigen Quellen.

Pedomicrobium kann auch an der Bildung von dem sogenannten Wüstenlack, engl. desert varnish oder rock varnish, beteiligt sein. Es handelt sich um meist glänzende und rötlich oder graphit gefärbte, dünne Auflagerungen auf Oberflächen von Gesteinen. Der Wüstenlack wird meist in Wüsten gebildet, tritt aber auch in tropischen und in Hochgebirgen auf. Er besteht hauptsächlich aus Tonmineralien mit eingelagerten Eisen- und Mangan-Oxiden an deren Bildung Pedomicrobium beteiligt ist.

Auch andere Bakterien, wie z. B. Metallogenium können an der Bildung der Eisen- und Manganoxide durch Oxidation beteiligt sein. Auch rein physikalische und chemische Prozesse können zur Bildung des Wüstenlackes führen.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson: The Prokaryotes. Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria ISBN 978-3-642-30197-1
  2. ↑ Jiri Hausler: Süßwasserflora von Mitteleuropa, Bd. 20: Schizomycetes. Springer, 1982, ISBN 978-3-8274-2141-8, S. 421.
  3. ↑ George M. Garrity (Hrsg.): Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. 2. Auflage, Band 2: The Proteobacteria. Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria. Springer, New York 2005, ISBN 0-387-24145-0.
  4. Johannes C.G. Ottow: Mikrobiologie von Böden: Biodiversität, Ökophysiologie und Metagenomik. Springer, 2011. ISBN 9783642008238
  5. Rainer Gebers and Marita Beese: Pedomicrobium americanum sp. nov. and Pedomicrobium australicum sp. nov. from Aquatic Habitats, Pedomicrobium gen. emend., and Pedomicrobium ferrugineum sp. emend In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. (1988), Band 38, Nummer 3.
  6. Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Pedomicrobium. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature. Abgerufen am 21. November 2019.
  7. ↑ R. I. Dorn und T. M. Oberlander: Microbial Origin of Desert Varnish. In: Science. Band 213, Ausgabe 4513 (11. September 1981), S. 1245–1247. doi:10.1126/science.213.4513.1245

Literatur Bearbeiten

  • George M. Garrity: Bergey's manual of systematic bacteriology. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Vol. 2: The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria ISBN 0-387-24145-0
  • Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson: The Prokaryotes. Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria Springer, Berlin, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-30197-1

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Pedomicrobium ist eine Gattung von Bakterien der Ordnung der Hyphomicrobiales Die Gattung zahlt zu den knospenden Bakterien es erfolgt keine binare Zellteilung stattdessen werden Tochterzellen an Hyphen gebildet 1 PedomicrobiumSystematikDomane Bakterien Bacteria Abteilung ProteobacteriaKlasse AlphaproteobacteriaOrdnung HyphomicrobialesFamilie HyphomicrobiaceaeGattung PedomicrobiumWissenschaftlicher NamePedomicrobiumT V Aristovskaya et al 1961 Inhaltsverzeichnis 1 Erscheinungsbild 2 Wachstum und Stoffwechsel 3 Systematik 4 Okologie 5 Einzelnachweise 6 Literatur 7 WeblinksErscheinungsbild Bearbeiten nbsp Lebenszyklus von Pedomicrobium 1 Mutterzelle mit Hyphen und Knospen 2 Knospen 3 Schwarmer 4 sich an feste Oberflache heftende Zelle 5 Bildung von Hyphen 6 Mutterzelle mit Hyphen und beginnende KnospenbildungDie Zellen der einzelnen Arten von Pedomicrobium sind oval kugelformig oder bohnenformig Auch Stabchen treten auf 2 1 Die Vermehrung erfolgt durch Knospung Hierbei werden an cytoplasmatischen Auswuchsen der Zelle sogenannten Hyphen Tochterzellen gebildet Abhangig von der Art werden bis zu 5 Hyphen gebildet Die Hyphen konnen auch Verzweigungen bilden 2 Mindestens ein Hyphenursprung ist seitlich an der Mutterzelle beheimatet andere konnen auch an den Zellpolen erscheinen Bildung von neuen Zellen erfolgt durch Knospenbildung an den Hyphenspitzen Die Langsachse der neuen Zellen liegt hierbei senkrecht der Hyphenachse Die neu gebildeten Zellen bleiben entweder mit den Hyphen verbunden oder losen sich als begeisselte Bakterien ab sie werden dann als Schwarmer englisch Swarmer cells bezeichnet Diese beweglichen Zellen konnen sich anschliessend wieder am Boden festsetzten und neue Hyphen bilden 1 Die Mutterzellen konnen auch miteinander verbunden sein und somit ein Netz aus verbundenen Zellen formen 2 Die senkrechte Positionierung der Knospen an den Hyphenspitzen ist ein einzigartiges Merkmal der Gattung Pedomicrobium und kann zur Unterscheidung dieser Gattung von anderen hyphenbildenden Bakterien dienen wie z B Hyphomicrobium Hyphomonas Hirschia Dichotomicrobium und Rhodomicrobium 3 Wachstum und Stoffwechsel BearbeitenDie Arten von Pedomicrobium sind chemo organotroph Als Kohlenstoffquelle wird Acetat genutzt einige Stamme konnen auch andere Verbindungen nutzten wie z B Pyruvat 3 Die Bakterien benotigen Sauerstoff aerob Das hauptsachlich vorkommende Quinon ist Ubichinon 10 Q 10 Der GC Gehalt der DNA betragt 63 67 1 Alle Arten zeigen Wachstum bei Temperaturen zwischen 20 30 C und bei pH Werten zwischen 7 9 3 Die Art P ferrugineum wachst hierbei bei Temperaturen zwischen 10 43 C optimales Wachstum erfolgt bei Temperaturen zwischen 29 30 C P americanum zeigt bei Temperaturen von 15 41 C Wachstum beste Temperaturen liegen zwischen 32 38 C P ferrugineum wachst bei pH Werten zwischen 3 5 10 bester pH Wert fur Wachstum ist 9 1 Pedomicrobium bildet durch extrazellulare Polymere dicke Zellkapseln Die Zugabe von Vitaminen in den Kolonien fordert das Wachstum sind keine Vitamine vorhanden bilden sich pleomorphe Zellen die Granula von Poly b Hydroxybuttersaure bilden 1 Als organische Quellen fur Stickstoff konnen von den meisten Bakterienstammen von Pedomicrobium die Aminosauren Glutamat Aspartat Glycin Serin Threonin und Valin genutzt werden Einige Stamme konnen auch anorganische Stickstoffverbindungen nutzen hierbei erfolgt allerdings nur schwaches Wachstum 1 Die einzelnen Kulturen konnen gelb oder rotbraun bis dunkelbraun gefarbt sein was auf die Oxidation von Eisen oder Mangan zuruckzufuhren ist 1 Es wird angenommen das die Bakterien den organischen Anteil von Eisen und Mangan Chelate wie z B Eisenfulvate und Huminsauren die in Boden gebildet werden nutzen Eisen und Mangan wird dabei als Fe III und Mn IV an der Zelloberflache abgelagert Man spricht von eisen bzw manganfallenden Bakterien Hierbei wird keine Energie gewonnen wie es bei der Eisen oder Manganatmung der Fall ware Es handelt sich also nicht um chemolithotrophe Bakterien die Eisen oder Mangan zur Energiegewinnung oxidieren 4 Systematik BearbeitenDie Gattung Pedomicrobium zahlt zu der Familie der Hyphomicrobiaceae Sie gehoren innerhalb der Bakterien zu der Abteilung Proteobacteria dort zu der Klasse Alphaproteobacteria a Gruppe und in die Ordnung Desulfuromonadales Die Typart ist Pedomicrobium ferrugineum sie wurde 1961 erstbeschrieben Von Pedomicrobium australicum beschrieben von Rainer Gebers und Marita Beese im Jahr 1988 5 ist kein Stamm mehr vorhanden Von daher wurde vorgeschlagen diese Art in der Systematik nicht mehr zu fuhren 1 Im November 2019 wurden folgende Arten gefuhrt 6 Pedomicrobium americanum Gebers and Beese 1988 Pedomicrobium australicum Gebers and Beese 1988 Pedomicrobium ferrugineum Aristovskaya 1961 Pedomicrobium manganicum Aristovskaya 1961Okologie BearbeitenDie verschiedenen Funde stammen u a aus Boden z B Podsol Boden Susswasser Meerwasser und eisenhaltigen Quellen Pedomicrobium kann auch an der Bildung von dem sogenannten Wustenlack engl desert varnish oder rock varnish beteiligt sein 7 Es handelt sich um meist glanzende und rotlich oder graphit gefarbte dunne Auflagerungen auf Oberflachen von Gesteinen Der Wustenlack wird meist in Wusten gebildet tritt aber auch in tropischen und in Hochgebirgen auf Er besteht hauptsachlich aus Tonmineralien mit eingelagerten Eisen und Mangan Oxiden an deren Bildung Pedomicrobium beteiligt ist Auch andere Bakterien wie z B Metallogenium konnen an der Bildung der Eisen und Manganoxide durch Oxidation beteiligt sein 7 Auch rein physikalische und chemische Prozesse konnen zur Bildung des Wustenlackes fuhren Einzelnachweise Bearbeiten a b c d e f g h i Eugene Rosenberg Edward F DeLong Stephen Lory Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson The Prokaryotes Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria ISBN 978 3 642 30197 1 a b c Jiri Hausler Susswasserflora von Mitteleuropa Bd 20 Schizomycetes Springer 1982 ISBN 978 3 8274 2141 8 S 421 a b c George M Garrity Hrsg Bergey s Manual of Systematic Bacteriology 2 Auflage Band 2 The Proteobacteria Part C The Alpha Beta Delta and Epsilonproteabacteria Springer New York 2005 ISBN 0 387 24145 0 Johannes C G Ottow Mikrobiologie von Boden Biodiversitat Okophysiologie und Metagenomik Springer 2011 ISBN 9783642008238 Rainer Gebers and Marita Beese Pedomicrobium americanum sp nov and Pedomicrobium australicum sp nov from Aquatic Habitats Pedomicrobium gen emend and Pedomicrobium ferrugineum sp emend In International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 1988 Band 38 Nummer 3 Jean Euzeby Aidan C Parte Pedomicrobium In List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature Abgerufen am 21 November 2019 a b R I Dorn und T M Oberlander Microbial Origin of Desert Varnish In Science Band 213 Ausgabe 4513 11 September 1981 S 1245 1247 doi 10 1126 science 213 4513 1245Literatur BearbeitenGeorge M Garrity Bergey s manual of systematic bacteriology 2 Auflage Springer New York 2005 Vol 2 The Proteobacteria Part C The Alpha Beta Delta and Epsilonproteabacteria ISBN 0 387 24145 0 Eugene Rosenberg Edward F DeLong Stephen Lory Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson The Prokaryotes Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria Springer Berlin Heidelberg 2014 ISBN 978 3 642 30197 1Weblinks Bearbeiteneol Pedomicrobium manganicum Microbewiki Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Pedomicrobium amp oldid 238236950