DOCSLIB.ORG

Diversity of Purple Nonsulfur Bacteria in Shrimp Ponds and Mercury Resistant Mechanisms of Selected Strains Kanokwan Mukkata

Total Page：16

File Type：pdf, Size：1020Kb

Download full-text PDF Read full-text
Diversity of Purple Nonsulfur Bacteria in Shrimp Ponds and Mercury Resistant Mechanisms of Selected Strains Kanokwan Mukkata i Diversity of Purple Nonsulfur Bacteria in Shrimp Ponds and Mercury Resistant Mechanisms of Selected Strains Kanokwan Mukkata A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Microbiology Prince of Songkla University 2016 Copyright of Prince of Songkla University i Diversity of Purple Nonsulfur Bacteria in Shrimp Ponds and Mercury Resistant Mechanisms of Selected Strains Kanokwan Mukkata A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Microbiology Prince of Songkla University Copyright of Prince of Songkla University 2016 ii Thesis Title Diversity of Purple Nonsulfur Bacteria in Shrimp Ponds and Mercury Resistant Mechanisms of Selected Strains Author Miss Kanokwan Mukkata Major Program Microbiology _____________________________________________________________________ Major Advisor Examining Committee: ...................................................... ................................................Chairperson (Assoc. Prof. Dr. Duangporn Kantachote) (Asst. Prof. Dr. Pimonsri Mittraparp-Arthorn) Co-advisor: ..................................................Committee (Assoc. Prof. Dr. Duangporn Kantachote) ...................................................... (Assoc. Prof. Dr. Banjong Wittayaweerasak) ..................................................Committee (Assoc. Prof. Dr. Wanna Choorit) ...................................................... (Prof. Dr. Megharaj Mallavarapu) ...................................................... (Prof. Dr. Ravi Naidu) The Graduate School, Prince of Songkla University, has approved this thesis as partial fulfillment of the requirements for the Doctor of Philosophy Degree in Microbiology ........................................................... (Assoc. Prof. Dr. Teerapol Srichana) Dean of Graduate School iii This is to certify that the work here submitted is the result of the candidate‘s own investigations. Due acknowledgement has been made of any assistance received. .....................................................Signature (Assoc. Prof. Dr. Duangporn Kantachote) Major Advisor .....................................................Signature (Miss Kanokwan Mukkata) Candidate iv I hereby certify that this work has not been accepted in substance for any degree, and is not being currently submitted in candidature for any degree. ...................................................Signature (Miss Kanokwan Mukkata) Candidate v ชื่อวิทยานิพนธ ์ ความหลากหลายของแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วงกลุ่มไม่สะสม ซัลเฟอร์ในบ่อกุ้งและกลไกการต้านทานปรอทของเชื้อที่คัดเลือกได้ ผู้เขียน นางสาวขนกวรรณ มุขตา สาขาวิชา จุลชีววิทยา ปีการศึกษา 2558 บทคดั ย่อ เพื่อตรวจสอบปริมาณการปนเปื้อนปรอทและแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วง กลุ่มไม่สะสมซัลเฟอร์ (purple nonsulfur bacteria; PNSB) สายพันธุ์ที่ต้านทานปรอทในบ่อกุ้ง บริเวณแหลมทองในประเทศไทย จึงเก็บตัวอย่างน้าและตะกอนดินจ านวน 35 ตัวอย่างจากบ่อ กุ้ง ณ สถานที่ต่างๆ เพื่อน ามาตรวจสอบปริมาณปรอททั้งหมด (HgT) และเพื่อคัดแยก PNSB สายพันธุ์ที่ต้านทานปรอทเพื่อความเป็นไปได้ในการน าไปใช้บ าบัดทางชีวภาพ ปริมาณปรอท ทั้งหมดในตัวอย่างน้ามีค่าอยู่ ในช่วง <0.0002-0.037 ไมโครกรัมต่อลิตร ขณะที่ในตะกอนดินมี ค่าอยู่ระหว่าง 30.73-398.84 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมน้าหนักแห้ง โดยปริมาณปรอททั้งหมดที่ ตรวจวัดได้ในตัวอย่างทั้งสองชนิดมีค่าต่ากว่าค่ามาตรฐานตามเกณฑ์ก าหนดของฮ่องกง ประเทศไทยและแคนาดา จากนั้นได้มีการเก็บตัวอย่างน้าและตะกอน ดินจานวน 16 ตัวอย่างที่ เป็นตัวแทนกลุ่มจากบ่อกุ้งต่างๆ อีกครั้งเพื่อตรวจสอบความหลากหลายของ PNSB และผลของ ความเข้มข้นของปรอทในบ่อกุ้งต่อความหลากหลายของ PNSB ในบ่อเหล่านั้น โดยความ หลากหลายของ PNSB ตรวจสอบจากการตรวจหายีน pufM ซึ่งตรวจพบในตัวอย่างน้าจ านวน vi 13 บ่อ และในตัวอย่างตะกอนดินจานวน 10 บ่อ นอกจาก PNSB แล้วยังตรวจพบแบคทีเรีย สังเคราะห์แสงที่ไม่ให้ออกซิเจน (anoxygenic phototrophic bacteria; APB) กลุ่มอื่นๆ ด้วยใน ตัวอย่างทั้งสองชนิด ซึ่งได้แก่แบคทีเรียสังเคราะห์แสงที่ไม่ให้ออกซิเจนกลุ่มใช้ออกซิเจน (aerobic anoxygenic phototrophic bacteria; AAPB) และแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วงกลุ่ม สะสมซัลเฟอร์ (purple sulfur bacteria; PSB) โดยแบคทีเรียสังเคราะห์แสงกลุ่ม AAPB PSB และ PNSB ที่ตรวจพบในตัวอย่างน้ามีค่าเท่ากับ 25.71 11.43 และ 8.57 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่ใน ตัวอย่างตะกอนดินมีค่าเท่ากับ 27.78 11.11 และ 22.22 เปอร์เซ็นต์ ผลจากการเทียบเคียง ล าดับเบสพบว่า Roseobacter denitrificans (AAPB) พบมากที่สุดในตัวอย่างทั้งสองชนิด ตามมาด้วย Halorhodospira halophila (PSB) อย่างไรก็ตามไม่พบความสัมพันธ์ระหว่าง ปริมาณปรอททั้งหมด (ตัวอย่างน้า อยู่ในช่วง <0.002-0.03 ไมโครกรัมต่อลิตร และตัวอย่าง ตะกอนดินอยู่ในช่วง 35.40-391.60 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมของน้าหนักแห้ง ) กับความ หลากหลายของ APB โดยเฉพาะกับ PNSB ในบ่อกุ้ง จากนั้นได้คัดเลือก PNSB ที่ต้านทาน ปรอทสามสายพันธุ์คือ Rhodovulum sulfidophilum สายพันธุ์ SRW1-5 และ Afifella marina สายพันธุ์ SSS2-1 และ SSW15-1 จากความสามารถในการลดความเป็นพิษของปรอทด้วย กลไก volatilization โดยเปลี่ยน Hg2+ เป็น Hg0 ด้วยเอนไซม์ mercuric reductase และค่า กิจกรรมของเอนไซม์ดังกล่าวในสภาวะมีอากาศมีค่าสูงกว่าในสภาวะมีแสงอย่างมีนัยส าคัญทาง สถิติ ซึ่งค่ากิจกรรมของเอนไซม์ของสายพันธุ์ SSW15-1 SRW1-5 และ SSS2-1 มีค่าเท่ากับ 15.75 12.62 และ 12.16 ยูนิตต่อมิลลิกรัมของโปรตีน ตามล าดับ นอกจากนี้ค่าความเข้มข้น ต่าสุดของปรอทที่ยับยั้งการเจริญของแบคทีเรีย (MIC) ของทั้งสามสายพันธุ์มีค่าสูงกว่าความ เข้มข้นของปรอทที่พบในบ่อกุ้งมาก จึงยืนยันผลกลไกการต้านทานปรอทของแบคทีเรียทั้งสาม สายพันธุ์โดยการตรวจหายีนที่เกี่ยวข้องกับการต้านทานปรอท (mer operon) โดยมีการตรวจ พบยีนที่ควบคุมการสร้างโปรตีน MerR และโปรตีนเพื่อการส่งผ่านสาร (transporter permease vii protein) รวมทั้งพบยีนที่ต าแหน่งระหว่าง merA (mercuric reductase enzyme) และ merD (secondary regulatory protein) ในแบคทีเรียทั้งสามสายพันธุ์ ในขณะที่การตรวจหายีน merR (mercuric resistance operon regulatory protein) และ merT (transporter protein) พบเฉพาะ ใน A. marina ทั้งสองสายพันธุ์ ซึ่งยีนดังกล่าวนี้มีความเหมือนกับยีนของแบคทีเรียที่เป็นสมาชิก ใน Family Sphingomonadaceae นอกจากนี้โปรตีน MerR และ MerT ของแบคทีเรียทั้งสอง สายพันธุ์มีความแตกต่างจากโปรตีนของแบคทีเรียอื่นในกลุ่ม α-Proteobacteria นอกจากนี้ยัง ได้ตรวจสอบความเป็นพิษของปรอทต่อเซลล์ของ PNSB พบว่าการสัมผัสปรอท (HgCl2) ที่ ความเข้มข้นในช่วง 1-4 มิลลิกรัมต่อลิตรเป็นระยะเวลา 9 ชั่วโมง ท าให้อัตราการขนส่ง อิเล็กตรอนสูงสุด (ETRmax) ของสายพันธุ์ SRW1-5 และ SSS2-1 ลดลงอย่างมีนัยส าคัญทาง สถิติ (P < 0.05) โดยลดลงประมาณ 37 และ 48 เปอร์เซ็นต์เมื่อเปรียบเทียบกับชุดควบคุม ในขณะที่การทดสอบผลการสัมผัสระยะยาวในสภาวะที่มี HgCl2 (1-3 มิลลิกรัมต่อลิตร) โดย เฉพาะที่ความเข้มข้น 3 มิลลิกรัมต่อลิตรเป็นระยะเวลา 96 ชั่วโมง มีผลลดปริมาณแบคเทอริโอ คลอโรฟีลล์เออย่างมีนัยสาคัญทางสถิติ (P < 0.05) ซึ่งส่งผลต่ออัตราการขนส่งอิเล็คตรอนสูงสุด ด้วย อย่างไรก็ตามเซลล์สามารถตอบสนองต่อสภาวะกดดันดังกล่าวโดยการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง เซลล์ให้ยืดยาวขึ้นเพื่อลดความเป็นพิษ ขณะที่ HgCl2 ที่ความเข้มข้น 4 มิลลิกรัมต่อลิตร สามารถฆ่าแบคทีเรียทั้งสามสายพันธุ์ได้ นอกจากนี้ยังได้มีการศึกษาศักยภาพของเซลล์เป็นและ เซลล์ตายของ PNSB ทงั้ สามสายพนั ธุ์ในการก าจดั ปรอทและปจั จยั ท่เี ก่ยี วขอ้ งกบั การดูดซบั ปรอท พบว่าเซลล์ตายของแบคทีเรียทั้งสามสายพันธุ์มีประสิทธิภาพในการก าจัด Hg2+ มากกว่า เซลล์เป็นอย่างมีนัยสาคัญทางสถิติ แต่สภาวะการเจริญที่แตกต่างกันของสายพันธุ์ SSS2-1 และ SSW15-1 ไม่มีผลต่อการก าจัด Hg2+ และผลการทดลองของทั้งสามสายพันธุ์พบว่าสายพันธุ์ SSS2-1 ในการเลี้ยงทั้งสองสภาวะมีประสิทธิภาพในการก าจัด Hg2+ สูงสุด โดยในสภาวะที่ เหมาะสมในการก าจัด Hg2+ โดยใช้เซลล์ปริมาณ 5 มิลลิกรัมของน้าหนักเซลล์แห้งต่อลิตร และ viii ความเข้มข้นเริ่มต้นของ HgCl2 เท่ากับ 4 มิลลิกรัมต่อลิตร ส าหรับเซลล์เป็นคือการใช้เซลล์จาก ช่วง log และ late log phases พีเอชเท่ากับ 7 อุณหภูมิเท่ากับ 35°C และใช้ระยะเวลา 90 นาที ซึ่งสามารถก าจัดปรอทได้ 87 เปอร์เซ็นต์ ส่วนกรณีของเซลล์ตายคือเซลล์จากทุกช่วงของการ เจริญ พีเอชเท่ากับ 7 อุณหภูมิช่วง 35-40°C ระยะเวลา 15 นาที ซึ่งสามารถก าจัดปรอทได้ 95 เปอร์เซ็นต์ การดูดซับ Hg2+ ของเซลล์เป็นจากการเจริญทั้งสองสภาวะเป็นไปตามแบบจาลอง Freundlich ส่วนการดูดซับของเซลล์ตายเป็นไปตามแบบจาลอง Langmuir ขณะที่แบบจาลอง จลนพลศาสตร์ของการดูดซับ Hg2+ ของเซลล์ทั้งสองชนิดเป็นไปตามแบบจาลองจลนพลศาสตร์ pseudo-second order จากผลการศึกษาในภาพรวมพบว่า PNSB ทั้งสามสายพันธุ์ที่คัดเลือก ได้มีศักยภาพสูงมากในการน าไปบาบัดทางชีวภาพในพื้นที่บ่อกุ้งที่ปนเปื้อนปรอท คาส าคัญ : การบ าบัดทางชีวภาพ ปรอท เมอร์โอเปอรอน แบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วงกลุ่มไม่ สะสมซัลเฟอร์ บ่อกุ้ง ความเป็นพิษ ix Thesis Title Diversity of Purple Nonsulfur Bacteria in Shrimp Ponds and the Mercury Resistance Mechanisms of Selected Strains Author Miss Kanokwan Mukkata Major Program Microbiology Academic Year 2015 ABSTRACT To investigate mercury (Hg) contamination and Hg resistant strains of purple nonsulfur bacteria (PNSB) in shrimp ponds along the Thailand peninsular coast, 35 samples of water and sediment from various shrimp pods were collected to detect total Hg (HgT) and isolate Hg resistant PNSB strains for the possibility to use in bioremediation. HgT levels in samples of water ranged from <0.0002 to 0.037 μg/L while in sediment were between 30.73 to 398.84 μg/kg dry weight. All of these, HgT levels were lower than the Thai, Hong Kong, and Canadian standard guidelines. Representative samples of sixteen water and sediment samples were re-collected for investigating the diversity of PNSB and the effect of Hg concentrations on PNSB diversity in shrimp ponds. The diversity of PNSB in shrimp ponds were amplified using pufM gene; and the detection was found in 13 and 10 samples of water and sediment. In addition of PNSB, other anoxygenic phototrophic bacteria (APB), aerobic anoxygenic phototrophic bacteria (AAPB) and purple sulfur bacteria (PSB) were detected in both sample types. Among identified groups; AAPB, PSB and PNSB in the samples of water and sediment were 25.71, 11.43 and 8.57%; and 27.78,
Load more

Recommended publications
  • Developing a Genetic Manipulation System for the Antarctic Archaeon, Halorubrum Lacusprofundi: Investigating Acetamidase Gene Function
    www.nature.com/scientificreports OPEN Developing a genetic manipulation system for the Antarctic archaeon, Halorubrum lacusprofundi: Received: 27 May 2016 Accepted: 16 September 2016 investigating acetamidase gene Published: 06 October 2016 function Y. Liao1, T. J. Williams1, J. C. Walsh2,3, M. Ji1, A. Poljak4, P. M. G. Curmi2, I. G. Duggin3 & R. Cavicchioli1 No systems have been reported for genetic manipulation of cold-adapted Archaea. Halorubrum lacusprofundi is an important member of Deep Lake, Antarctica (~10% of the population), and is amendable to laboratory cultivation. Here we report the development of a shuttle-vector and targeted gene-knockout system for this species. To investigate the function of acetamidase/formamidase genes, a class of genes not experimentally studied in Archaea, the acetamidase gene, amd3, was disrupted. The wild-type grew on acetamide as a sole source of carbon and nitrogen, but the mutant did not. Acetamidase/formamidase genes were found to form three distinct clades within a broad distribution of Archaea and Bacteria. Genes were present within lineages characterized by aerobic growth in low nutrient environments (e.g. haloarchaea, Starkeya) but absent from lineages containing anaerobes or facultative anaerobes (e.g. methanogens, Epsilonproteobacteria) or parasites of animals and plants (e.g. Chlamydiae). While acetamide is not a well characterized natural substrate, the build-up of plastic pollutants in the environment provides a potential source of introduced acetamide. In view of the extent and pattern of distribution of acetamidase/formamidase sequences within Archaea and Bacteria, we speculate that acetamide from plastics may promote the selection of amd/fmd genes in an increasing number of environmental microorganisms.
    [Show full text]
  • Article-Associated Bac- Teria and Colony Isolation in Soft Agar Medium for Bacteria Unable to Grow at the Air-Water Interface
    Biogeosciences, 8, 1955–1970, 2011 www.biogeosciences.net/8/1955/2011/ Biogeosciences doi:10.5194/bg-8-1955-2011 © Author(s) 2011. CC Attribution 3.0 License. Diversity of cultivated and metabolically active aerobic anoxygenic phototrophic bacteria along an oligotrophic gradient in the Mediterranean Sea C. Jeanthon1,2, D. Boeuf1,2, O. Dahan1,2, F. Le Gall1,2, L. Garczarek1,2, E. M. Bendif1,2, and A.-C. Lehours3 1Observatoire Oceanologique´ de Roscoff, UMR7144, INSU-CNRS – Groupe Plancton Oceanique,´ 29680 Roscoff, France 2UPMC Univ Paris 06, UMR7144, Adaptation et Diversite´ en Milieu Marin, Station Biologique de Roscoff, 29680 Roscoff, France 3CNRS, UMR6023, Microorganismes: Genome´ et Environnement, Universite´ Blaise Pascal, 63177 Aubiere` Cedex, France Received: 21 April 2011 – Published in Biogeosciences Discuss.: 5 May 2011 Revised: 7 July 2011 – Accepted: 8 July 2011 – Published: 20 July 2011 Abstract. Aerobic anoxygenic phototrophic (AAP) bac- detected in the eastern basin, reflecting the highest diver- teria play significant roles in the bacterioplankton produc- sity of pufM transcripts observed in this ultra-oligotrophic tivity and biogeochemical cycles of the surface ocean. In region. To our knowledge, this is the first study to document this study, we applied both cultivation and mRNA-based extensively the diversity of AAP isolates and to unveil the ac- molecular methods to explore the diversity of AAP bacte- tive AAP community in an oligotrophic marine environment. ria along an oligotrophic gradient in the Mediterranean Sea By pointing out the discrepancies between culture-based and in early summer 2008. Colony-forming units obtained on molecular methods, this study highlights the existing gaps in three different agar media were screened for the production the understanding of the AAP bacteria ecology, especially in of bacteriochlorophyll-a (BChl-a), the light-harvesting pig- the Mediterranean Sea and likely globally.
    [Show full text]
  • Roseibacterium Beibuensis Sp. Nov., a Novel Member of Roseobacter Clade Isolated from Beibu Gulf in the South China Sea
    Curr Microbiol (2012) 65:568–574 DOI 10.1007/s00284-012-0192-6 Roseibacterium beibuensis sp. nov., a Novel Member of Roseobacter Clade Isolated from Beibu Gulf in the South China Sea Yujiao Mao • Jingjing Wei • Qiang Zheng • Na Xiao • Qipei Li • Yingnan Fu • Yanan Wang • Nianzhi Jiao Received: 6 April 2012 / Accepted: 25 June 2012 / Published online: 31 July 2012 Ó Springer Science+Business Media, LLC 2012 Abstract A novel aerobic, bacteriochlorophyll-contain- similarity), followed by Dinoroseobacter shibae DFL 12T ing bacteria strain JLT1202rT was isolated from Beibu Gulf (95.4 % similarity). The phylogenetic distance of pufM genes in the South China Sea. Cells were gram-negative, non- between strain JLT1202rT and R. elongatum OCh 323T was motile, and short-ovoid to rod-shaped with two narrower 9.4 %, suggesting that strain JLT1202rT was distinct from the poles. Strain JLT1202rT formed circular, opaque, wine-red only strain of the genus Roseibacterium. Based on the vari- colonies, and grew optimally at 3–4 % NaCl, pH 7.5–8.0 abilities of phylogenetic and phenotypic characteristics, strain and 28–30 °C. The strain was catalase, oxidase, ONPG, JLT1202rT stands for a novel species of the genus Roseibac- gelatin, and Voges–Proskauer test positive. In vivo terium and the name R. beibuensis sp. nov. is proposed with absorption spectrum of bacteriochlorophyll a presented two JLT1202rT as the type strain (=JCM 18015T = CGMCC peaks at 800 and 877 nm. The predominant cellular fatty 1.10994T). acid was C18:1 x7c and significant amounts of C16:0,C18:0, C10:0 3-OH, C16:0 2-OH, and 11-methyl C18:1 x7c were present.
    [Show full text]
  • Sphingopyxis Italica, Sp. Nov., Isolated from Roman Catacombs 1 2
    View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk brought to you by CORE IJSEM Papers in Press. Published December 21, 2012 as doi:10.1099/ijs.0.046573-0 provided by Digital.CSIC 1 Sphingopyxis italica, sp. nov., isolated from Roman catacombs 2 3 Cynthia Alias-Villegasª, Valme Jurado*ª, Leonila Laiz, Cesareo Saiz-Jimenez 4 5 Instituto de Recursos Naturales y Agrobiologia, IRNAS-CSIC, 6 Apartado 1052, 41080 Sevilla, Spain 7 8 * Corresponding author: 9 Valme Jurado 10 Instituto de Recursos Naturales y Agrobiologia, IRNAS-CSIC 11 Apartado 1052, 41080 Sevilla, Spain 12 Tel. +34 95 462 4711, Fax +34 95 462 4002 13 E-mail: [email protected] 14 15 ª These authors contributed equally to this work. 16 17 Keywords: Sphingopyxis italica, Roman catacombs, rRNA, sequence 18 19 The sequence of the 16S rRNA gene from strain SC13E-S71T can be accessed 20 at Genbank, accession number HE648058. 21 22 A Gram-negative, aerobic, motile, rod-shaped bacterium, strain SC13E- 23 S71T, was isolated from tuff, the volcanic rock where was excavated the 24 Roman Catacombs of Saint Callixtus in Rome, Italy. Analysis of 16S 25 rRNA gene sequences revealed that strain SC13E-S71T belongs to the 26 genus Sphingopyxis, and that it shows the greatest sequence similarity 27 with Sphingopyxis chilensis DSMZ 14889T (98.72%), Sphingopyxis 28 taejonensis DSMZ 15583T (98.65%), Sphingopyxis ginsengisoli LMG 29 23390T (98.16%), Sphingopyxis panaciterrae KCTC12580T (98.09%), 30 Sphingopyxis alaskensis DSM 13593T (98.09%), Sphingopyxis 31 witflariensis DSM 14551T (98.09%), Sphingopyxis bauzanensis DSM 32 22271T (98.02%), Sphingopyxis granuli KCTC12209T (97.73%), 33 Sphingopyxis macrogoltabida KACC 10927T (97.49%), Sphingopyxis 34 ummariensis DSM 24316T (97.37%) and Sphingopyxis panaciterrulae T 35 KCTC 22112 (97.09%).
    [Show full text]
  • Roseovarius Azorensis Sp. Nov., Isolated from Seawater At
    Author version: Antonie van Leeuwenhoek, vol.105(3); 2014; 571-578 Roseovarius azorensis sp. nov., isolated from seawater at Espalamaca, Azores Raju Rajasabapathy • Chellandi Mohandass • Syed Gulam Dastager • Qing Liu • Thi-Nhan Khieu • Chu Ky Son • Wen-Jun Li • Ana Colaco Raju Rajasabapathy · Chellandi Mohandass* Biological Oceanography Division, CSIR-National Institute of Oceanography, Dona Paula, Goa 403 004, India. E-mail: [email protected] Syed Gulam Dastager NCIM Resource Center, CSIR-National Chemical Laboratory, Dr. Homi Bhabha road, Pune 411 008, India Qing Liu · Thi-Nhan Khieu · Wen-Jun Li Yunnan Institute of Microbiology, Yunnan University, Kunming, Yunnan 650091, P.R. China Thi-Nhan Khieu · Chu Ky Son School of Biotechnology and Food Technology, Hanoi University of Science and Technology, Vietnam Ana Colaco IMAR-Department of Oceanography and Fisheries, University Açores, Cais de Sta Cruz, 9901-862, Horta, Portugal Abstract A Gram-negative, motile, non-spore forming, rod shaped aerobic bacterium, designated strain SSW084T, was isolated from a surface seawater sample collected at Espalamaca (38°33’N; 28°39’W), Azores. Growth was found to occur from 15 – 40 °C (optimum 30 °C), at pH 7.0 – 9.0 (optimum pH 7.0) and with 25 to 100 % seawater or 0.5 – 7.0 % NaCl in the presence of Mg2+ and Ca2+; no growth was found with NaCl alone. Colonies on seawater nutrient agar (SWNA) were observed to be punctiform, white, convex, circular, smooth, and translucent. Strain SSW084T did not grow on Zobell Marine Agar (ZMA) and tryptic soy agar (TSA) even when seawater supplemented. The major respiratory quinone was found to be Q-10 and the G+C content was determined to be 61.9 mol%.
    [Show full text]
  • Genomic Analysis of the Evolution of Phototrophy Among Haloalkaliphilic Rhodobacterales
    GBE Genomic Analysis of the Evolution of Phototrophy among Haloalkaliphilic Rhodobacterales Karel Kopejtka1,2,Ju¨rgenTomasch3, Yonghui Zeng4, Martin Tichy1, Dimitry Y. Sorokin5,6,and Michal Koblızek1,2,* 1Laboratory of Anoxygenic Phototrophs, Institute of Microbiology, CAS, Center Algatech, Trebon, Czech Republic 2Faculty of Science, University of South Bohemia, Ceske ´ Budejovice, Czech Republic 3Research Group Microbial Communication, Helmholtz Centre for Infection Research, Braunschweig, Germany 4Aarhus Institute of Advanced Studies, Aarhus, Denmark 5Winogradsky Institute of Microbiology, Research Centre of Biotechnology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia 6Department of Biotechnology, Delft University of Technology, The Netherlands *Corresponding author: E-mail: [email protected]. Accepted: July 26, 2017 Data deposition: This project has been deposited at NCBI GenBank under the accession numbers: GCA_001870665.1, GCA_001870675.1, GCA_001884735.1. Abstract A characteristic feature of the order Rhodobacterales is the presence of a large number of photoautotrophic and photo- heterotrophic species containing bacteriochlorophyll. Interestingly, these phototrophic species are phylogenetically mixed with chemotrophs. To better understand the origin of such variability, we sequenced the genomes of three closely related haloalkaliphilic species, differing in their phototrophic capacity and oxygen preference: the photoheterotrophic and faculta- tively anaerobic bacterium Rhodobaca barguzinensis, aerobic photoheterotroph Roseinatronobacter
    [Show full text]
  • Prevotella Jejuni Sp. Nov., Isolated from the Small Intestine of a Child with Coeliac Disease
    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2013), 63, 4218–4223 DOI 10.1099/ijs.0.052647-0 Prevotella jejuni sp. nov., isolated from the small intestine of a child with coeliac disease Maria E. Hedberg,1 Anne Israelsson,1 Edward R. B. Moore,2,3 Liselott Svensson-Stadler,2 Sun Nyunt Wai,4 Grzegorz Pietz,1 Olof Sandstro¨m,5 Olle Hernell,5 Marie-Louise Hammarstro¨m1 and Sten Hammarstro¨m1 Correspondence 1Department of Clinical Microbiology, Immunology, Umea˚ University, SE-90187 Umea˚, Sweden Maria E. Hedberg 2CCUG – Culture Collection University of Gothenburg, Department of Clinical Bacteriology, [email protected] Sahlgrenska University Hospital, SE-41345 Go¨teborg, Sweden Sten Hammarstro¨m 3 [email protected] Department of Infectious Diseases, Sahlgrenska Academy of the University of Gothenburg, SE-40530 Go¨teborg, Sweden 4Department of Molecular Biology, Umea˚ University, SE-90187 Umea˚, Sweden 5Department of Clinical Sciences, Pediatrics, Umea˚ University, SE-90187 Umea˚, Sweden Five obligately anaerobic, Gram-stain-negative, saccharolytic and proteolytic, non-spore-forming bacilli (strains CD3 : 27, CD3 : 28T, CD3 : 33, CD3 : 32 and CD3 : 34) are described. All five strains were isolated from the small intestine of a female child with coeliac disease. Cells of the five strains were short rods or coccoid cells with longer filamentous forms seen sporadically. The organisms produced acetic acid and succinic acid as major metabolic end products. Phylogenetic analysis based on comparative 16S rRNA gene sequence analysis revealed close relationships between CD3 : 27, CD3 : 28T and CD3 : 33, between CD3 : 32 and Prevotella histicola CCUG 55407T, and between CD3 : 34 and Prevotella melaninogenica CCUG 4944BT.
    [Show full text]
  • Discovery of Siderophore and Metallophore Production in the Aerobic Anoxygenic Phototrophs
    microorganisms Article Discovery of Siderophore and Metallophore Production in the Aerobic Anoxygenic Phototrophs Steven B. Kuzyk, Elizabeth Hughes and Vladimir Yurkov * Department of Microbiology, University of Manitoba, Winnipeg, MB R3T 2N2, Canada; [email protected] (S.B.K.); [email protected] (E.H.) * Correspondence: [email protected] Abstract: Aerobic anoxygenic phototrophs have been isolated from a rich variety of environments including marine ecosystems, freshwater and meromictic lakes, hypersaline springs, and biological soil crusts, all in the hopes of understanding their ecological niche. Over 100 isolates were chosen for this study, representing 44 species from 27 genera. Interactions with Fe3+ and other metal(loid) cations such as Mg2+,V3+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Se4+ and Te2+ were tested using a chromeazurol S assay to detect siderophore or metallophore production, respectively. Representatives from 20 species in 14 genera of α-Proteobacteria, or 30% of strains, produced highly diffusible siderophores that could bind one or more metal(loid)s, with activity strength as follows: Fe > Zn > V > Te > Cu > Mn > Mg > Se > Ni > Co. In addition, γ-proteobacterial Chromocurvus halotolerans, strain EG19 excreted a brown compound into growth medium, which was purified and confirmed to act as a siderophore. It had an approximate size of ~341 Da and drew similarities to the siderophore rhodotorulic acid, a member of the hydroxamate group, previously found only among yeasts. This study is the first to discover siderophore production to be widespread among the aerobic anoxygenic phototrophs, which may be another key method of metal(loid) chelation and potential detoxification within their environments. Citation: Kuzyk, S.B.; Hughes, E.; Yurkov, V.
    [Show full text]
  • Mechanisms of Polar Growth in the Alphaproteobacterial Order
    MECHANISMS OF POLAR GROWTH IN THE ALPHAPROTEOBACTERIAL ORDER RHIZOBIALES A Dissertation Presented to The Faculty of the Graduate School At the University of Missouri In Partial Fulfillment Of the Requirements for the Degree Doctor of Philosophy By MICHELLE A. WILLIAMS Dr. Pamela J.B. Brown, Dissertation Supervisor DECEMBER 2019 The undersigned, appointed by the dean of the Graduate School, have examined the dissertation entitled MECHANISMS OF POLAR GROWTH IN THE ALPHAPROTEOBACTERIAL ORDER RHIZOBIALES Presented by MICHELLE A. WILLIAMS A candidate for the degree of Doctor of Philosophy And hereby certify that, in their opinion, it is worthy of acceptance. Dr. Pamela J.B. Brown Dr. David J. Schulz Dr. Elizabeth King Dr. Antje Heese ACKNOWLEDGEMENTS First, I would like to extend my sincerest appreciation to my advisor Pam Brown. You are the person who has truly been my encouragement and support through the ups and downs of the last five years. You have gone above and beyond to be a great mentor and friend. Thank you for all the Saturday meetings at Starbucks and the chats about career advice. It is a privilege to be one of the first members of your lab. Through your amazing example, I have grown so much as a critical thinker, designer of experiments and as a mentor to others. To my committee members, Dr. Libby King, Dr. David Schulz, and Dr. Antje Heese, thank you so much for the guidance and support you have provided me on my project and future career. Special thanks to Dr. George Smith, and Dr. Linda Chapman for always attending lab meeting and providing feedback on talks, posters and everything in between.
    [Show full text]
  • Molecular Microbial Ecology of Antarctic Lakes Sheree
    Molecular microbial ecology of Antarctic lakes Sheree Yau A thesis in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy School of Biotechnology and Biomolecular Sciences Faculty of Science University of New South Wales, Australia February, 2013 PLEASE TYPE THE UNIVERSITY OF NEW SOUTH WALES Thesla/Dissertation Sheet Surname or Family name: Yau First name: Sheree Other namels: Abbreviation fcx degree as given in the University calendar· PhD School: Biotechnology and Biomolecular Sciences Faculty: Faculty of Science Tltte: Molecular microbial ecology of Antarctic lakes Abs1Tac:t 350 words maximum: (PLEASE TYPE) The Vestfold Hills is a coastal Antarctic oas1s, a rare ic&-free region containing a high density of meromictic (permanently stratifice<l) lakes. These lakes are ideal model ecosystems as their microbial communities exist along physico-chemical gradients, allowing populations tc) be correlated with geochemical factors. As extensive historic, physico-chemical and biological datasets exist for Ace Lake and Organic Lake. two marine-derived meromictic lakes, they were chosen as study sites for molecular-based analysis·of their microbial communities. Analysis of genetic material randomly sequenced from the environment (metagenomlcs) was performed to determine taxonomic composition and metabolic potential. To support metagenomic inferences, methods were developed for performing microscopy on lake water samples and for the identification of proteins from the environment (metaproteomics). Metaproteomic analysis Indicated active community members, while microbial/viral abundances were determined by microscopy. An integrative approach combining metagenomic, metaproteomic and physico­ chemical data enabled comprehensive descriptions of the lake ecosystems.This included the Identification of taxa not previously known to inhabit the lakes and determination of biogeochemical cycles.
    [Show full text]
  • Delft University of Technology Genomic Analysis of the Evolution
    Delft University of Technology Genomic analysis of the evolution of phototrophy among haloalkaliphilic rhodobacterales Kopejtka, Karel; Tomasch, Jürgen; Zeng, Yonghui; Tichý, Martin; Sorokin, Dimitry Y.; Koblížek, Michal DOI 10.1093/gbe/evx141 Publication date 2017 Document Version Final published version Published in Genome Biology and Evolution Citation (APA) Kopejtka, K., Tomasch, J., Zeng, Y., Tichý, M., Sorokin, D. Y., & Koblížek, M. (2017). Genomic analysis of the evolution of phototrophy among haloalkaliphilic rhodobacterales. Genome Biology and Evolution, 9(7), 1950-1962. https://doi.org/10.1093/gbe/evx141 Important note To cite this publication, please use the final published version (if applicable). Please check the document version above. Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download, forward or distribute the text or part of it, without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license such as Creative Commons. Takedown policy Please contact us and provide details if you believe this document breaches copyrights. We will remove access to the work immediately and investigate your claim. This work is downloaded from Delft University of Technology. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to a maximum of 10. GBE Genomic Analysis of the Evolution of Phototrophy among Haloalkaliphilic Rhodobacterales Karel Kopejtka1,2,Ju¨rgenTomasch3, Yonghui Zeng4, Martin Tichy1, Dimitry Y. Sorokin5,6,and Michal Koblızek1,2,*
    [Show full text]
  • Gravity-Driven Microfiltration Pretreatment for Reverse
    Desalination 418 (2017) 1–8 Contents lists available at ScienceDirect Desalination journal homepage: www.elsevier.com/locate/desal Gravity-driven microfiltration pretreatment for reverse osmosis (RO) MARK seawater desalination: Microbial community characterization and RO performance ⁎ Bing Wua, , Stanislaus Raditya Suwarnoa, Hwee Sin Tana, Lan Hee Kima, Florian Hochstrasserb, ⁎ Tzyy Haur Chonga,c, , Michael Burkhardtb, Wouter Pronkd, Anthony G. Fanea a Singapore Membrane Technology Centre, Nanyang Environment and Water Research Institute, Nanyang Technological University, 1 Cleantech Loop, CleanTech One #06-08, 637141, Singapore b UMTEC, University of Applied Sciences Rapperswil, Oberseestrasse 10, 8640, Switzerland c School of Civil and Environmental Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, 639798, Singapore d EAWAG, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Ueberlandstrasse 133, Duebendorf, CH -8600, Switzerland ARTICLE INFO ABSTRACT Keywords: A pilot gravity-driven microfiltration (GDM) reactor was operated on-site for over 250 days to pretreat seawater Assimilable organic carbon for reverse osmosis (RO) desalination. The microbial community analysis indicated that the dominant species in Biofouling the pilot GDM system (~18.6 L/m2 h) were completely different from those in the other tested GDM systems Eukaryotic community (~2.7–17.2 L/m2 h), operating on the same feed. This was possibly due to the differences in available space for Gravity-driven microfiltration eukaryotic movement, hydraulic retention time (i.e., different organic loadings) or operation time (250 days vs. Prokaryotic community 25–45 days). Stichotrichia, Copepoda, and Pterygota were predominant eukaryotes at genus level in the pilot GDM. Seawater pretreatment Furthermore, the GDM pretreatment led to a significantly lower RO fouling potential in comparison to the ultrafiltration (UF) system.
    [Show full text]