芽孢杆菌菌株最密切相关芽孢杆菌nealsonii没有有效地限制在物种分类定义呢

文摘

芽孢杆菌株> 99.7% 16 s rRNA基因序列相似性与DNA特征:DNA杂交细胞脂肪酸(CFA)分析和测试的100个表型性状。搭配最密切相关的一种病毒时,DNA:百分比(% DNA相似之处)6芽孢杆菌菌株都远低于建议的70%物种界限的阈值芽孢杆菌nealsonii。一群表观基因组的四个芽孢杆菌配搭应变的94% - -70%被紧张的失败与集群CFA -和phenotype-based系统树图以及与参与物种分化水平鉴别器如硝酸盐减少,温度范围,从碳水化合物体内酸性物质的产生。这部小说芽孢杆菌菌株单元和基于16 s rRNA密切相关的基因序列。连贯的基因组组织不但是同样支持组织表型集群。因此,压力没有有效地限制在物种分类定义。

1。介绍

CBD 118的一分之二芽孢杆菌菌株不相关b的仙人掌集团报港胶囊基因进行pXO2炭疽杆菌生物防御(CBD))(普遍服务基金中心(1,2]。露娜等人孤立和测序胶囊操纵子(帽一个、帽子B、帽子C、帽子D,和启动子),代表一个,帽R,机场核心计划一个,是1627年,ORF43 ORF48, ORF61大质粒在CBD 1181]。地位的载体炭疽杆菌胶囊基因促使研究确定它的近亲,帮助限定所必需的基因毒性的水库炭疽杆菌。当附近的全长16 s rRNA基因序列比较,最相似的类型菌株118株CBD芽孢杆菌circulans写明ATCC(98.9%)和芽孢杆菌nealsonii需求侧管理(99.3%)。不同于应变CBD 118b . circulans写明ATCC和b . nealsonii需求侧管理100年10和12表型性状评价,分别。DNA的百分比:DNA结合118年应变两个配对CBDb . circulans写明ATCC和b . nealsonii需求侧管理分别为12.5和10.2%,8.3%和10.8。因此,应变CBD 118由表型分化,genome-based从唯一有效方法命名的物种16 s rRNA基因序列相似度大于98.7% (3- - - - - -5]。应变CBD 118是唯一的范例的一种新的物种。小说物种的提议之前,十多个品种的研究详细建议为了种内的适当类型多样性和促进应变作业(6- - - - - -8]。确定必要的压力密切相关,V1-V3 16 s rRNA基因的变异度高的区域(9从应变CBD 118比较序列可用的基因库。八个潜在同胞菌株得到研究。虽然八株胶囊生产和检测呈阴性pXO2遗传标记的PCR,该集团保留taxonomic-if biodefense-significance。这项工作提出了多相分类学表征这八株对CBD 118。不一致strain-strain协会在这个多相数据集应用务实说明困难分类,细菌物种定义组菌株不落入相干集群基于遗传和表型分析。

细菌物种目前定义的务实的标准协调,多相计划16 s rRNA序列的发展史,间接通过DNA基因组比较:DNA杂交分析众多协变的表型特征(3,5,10,11]。物种分类的关键要件定义可以浓缩为:一个物种(i)应该是一个单源组与高度的遗传相似性,(ii)推荐的70%的DNA相似度阈值和5°C指导方针,而不是绝对限制限定新物种,(3)基因组边界后应该定义一个单独的物种集体表型的分析,(iv)表型社会团体内部的人类——或者异质性只能理解分析后至少5中尽可能多的特点,最好是更多的压力,(v)细菌物种不应该保密,除非它可以被多个独立的方法和具有一组决定表型属性(3,5,11]。

潜在的这些指南是对菌种的遗传和表型特征的假设可能不是同样适用于所有组织的细菌(12- - - - - -16]。也就是说,它通常假定有集群的菌株,例如,“集群”序列17),“生态型”[18),等等,不同于其他集群。调查人员被鼓励开发其他genomic-based补充甚至取代DNA方法:DNA杂交的公认标准描述基因种集群(3,4,6,16,19]。各种方法越来越多地用于定义之间的遗传和表型相似性株茎序列类型(MLST) [20.)到整个基因组的分析(13,14]。更加精确和详细描述菌株之间的相似性和集群之间可以通过测序技术的进步,其应用更多的隔离和多相表型分析增加数量的字符。但更基本、更容易处理的问题是,物种水平的定义相关的细菌,似乎不容易融入序列簇,因此在当前分类物种定义(14]。物种分类定义继续提炼可用的新技术和新菌株描述(3,4,6,16,19]。我们的研究说明了可能遇到的复杂多相方法应用于更多的压力形成更大样本的微生物世界。

2。材料和方法

2.1。菌株

9芽孢杆菌菌株在这项研究中被存入农业研究服务文化集合(ARSCC),美国农业部,皮奥里亚,生病,美国。加入数字CBD收集和ARSCC (NRRL)遵循原始菌株标识符。芽孢杆菌sp。CBD 118 = NRRL b - 51264从最初粉涉嫌窝藏被隔离炭疽杆菌(1]。芽孢杆菌同事提供的菌株:OSS 25 = CBD 1278 = NRRL b - 59473 (21];CBD P307 = 1284 = NRRL b - 59474和CBD P308 = 1285 = NRRL b - 59475(海洋微生物菌种保藏港口分支);CBD C4T1F3B3 = 1286 = NRRL b - 59476 (22];CBD IAFILS6 = 1287 = NRRL b - 59477 (23];CBD AD5A = 1288 = NRRL b - 59478, CBD U4A = 1289 = NRRL b - 59479和CBD ADP4II = 1290 = NRRL b - 59480 (24]。核苷酸序列数据报告可用DDBJ / EMBL /基因库数据库下加入数字DQ374636 EU656111, EU683686, FJ554672 FJ943256-FJ943261。的类型菌株b . circulans写明ATCC和b . nealsonii,DSM从美国获得的类型文化集合(写明ATCC)和德意志Sammlung冯Microoganismen和Zellkulturen (GmbH) (DSMZ),分别。

2.2。保护和认证的芽孢杆菌菌株

收到,每个菌株被裸奔亚文化胰蛋白酶的大豆琼脂(TSA)和TSA 5%绵羊红细胞(TSA-BA)和增长30°C。在24、48和72 h孵化,镀菌株进行纯度基于殖民地的存在的一个单一的形态类型。well-isolated和代表一个殖民地被指定为祖殖民地和条纹纯培养reisolation TSA的盘子,TSA-BA, TSA 5毫克L⁻¹MnSO₄,在30°C的环境72 h。特点,well-isolated殖民地在这些板块担任首次通过首次表型鉴定接种物的来源如下详细。每个菌株菌落形态观察在24和48 h的一致性与祖殖民地和被描述为标准特性包括颜色、表面纹理和光泽程度,相对通过殖民地的直射光透光率,形状,边缘配置,海拔高度,直径在毫米和溶血反应。每一个芽孢杆菌病毒在这项研究包括菌株类型提出了一个或多个微分殖民地特性,随后被记录和监控为纯度和真实性的证据,只要菌株是亚文化。表型测试和其他程序使用的培养基配方时经常亚文化孵化终点TSA-BA检查盘子。24和48 h后孵化30°C,综述了检查盘子的殖民地的存在一个微分形态类型,每个品种的特点。

的芽孢杆菌包括类型菌株接种从祖殖民地充气大豆胰蛋白酶的肉汤(TSB),发展到后期日志阶段,亚文化TSA挡板,无菌离心收获,resuspended TSB和10%的甘油,多个cryovials整除,受到控制冻结之前存储在−85°C。cryostocking后一周,cryovial每个应变解冻,亚文化TSA和TSA-BA盘子,枚举可行性和评价单一,微分菌落形态类型。表型特征等分析,重新测试之前从cryostocks亚文化和内生孢子菌株生产在TSA诱导5毫克L⁻¹MnSO₄盘子。串行传输的菌株是由单一的使用,限制特性endospore-producing殖民地作为接种源后续测试。

保存的菌株真实性评估的研究。四个种族,形成一个明显的基因簇是亚文化从低温贮藏的股票,测试了七微分表型性状包括菌落形态类型和16 s rRNA基因重新测序。合成序列比较原始序列存入基因库。

2.3。16 s rRNA基因序列分析

放大的16 s rRNA基因序列芽孢杆菌菌株,测序的大约1500个基点长产品,片段程序集和对齐的16 s rRNA基因序列类型的选择芽孢杆菌物种进行之前报道(2];额外的底漆,534 r,受雇于一些放大。识别系统发育的邻居是由爆炸2.2.20 + (25)和megaBLAST(不连续选项)26搜索的基因库(27]。计算两两序列相似性使用最近的邻居EzTaxon全局比对算法(28]。16 s rDNA序列的比对也用的二级结构基础对准器和SeqMatch分数(S_ab)计算与RDP10核糖体数据库项目网站(29日]。核苷酸(nt)位置变异度高的地区V1-V3 16 s序列被确定的应变CBD与守恒的地区118年对齐在nt位置48 - 70,346 - 366和490 - 511rrnE的枯草芽孢杆菌无性系种群。细小应变(NC_000964.2,轨迹标记:BSUr022 GeneID: 2914197,更新3/2010 NC_000964.3,轨迹标记:BSU_rRNA_30, GeneID: 8303085) (9]。在大肠杆菌编号系统,区域V1-V3对应于nt职位69 - 99,137 - 242和433 - 497年,分别为(30.]。利用基因库bl2seg,成对排列的461个基点从118株CBD (nt 26 - 461对应rrnE nt阵地48 - 511)对16 s rDNA序列从压力密切相关。假定签名序列(PSS) V1-V3区域内所有基因库被确定和比较序列使用BLASTN 2.2.20简称+参数调整输入序列(25]。系统树图是由大约1390个基点或使用neighbor-joining 448个基点,最大的吝啬和最大似然算法(PHYLIP诉3.6.80)[31日]1000引导程序进行复制,估计对每个分支的支持。

2.4。背景:DNA杂交研究

菌株从低温贮藏的股票,亚文化发展到晚期阶段登录充气TSB,收获通过离心和提供给德意志Sammlung冯Microoganismen和Zellkulturen (GmbH) (DSMZ)≥3 g湿重生物量保存在50:50无菌dI H₂O:丙胺。收获之前,每个肉汤培养筛选一个形态学特征在湿挂载使用相差显微镜x1000 TSA-BA检查板上生长的石油和亚文化在30°C。24和48 h后孵化,检查板保存综述了生物质为每个应变对应的殖民地的存在一个单一的形态类型,与此前一致决定应变的特征和差异。生物量没有明显证据之后才被运往污染或不当的压力检测。

背景:DNA杂交过程是由DSMZ识别服务。保存的细胞生物量中断在法国压力细胞和DNA纯化层析羟磷灰石。背景:在65°C DNA杂交是利用一个模型卡里100生物UV / VIS分光光度计配备了Peltier-thermostatted多单元的改变和与原位温度控制器的温度探头(瓦里安)32,33]。

2.5。细胞脂肪酸分析

细胞脂肪酸(CFA)组成芽孢杆菌压力是由微生物ID, Inc . (MIDI)在研究的开始和结束点。每个应变亚文化从低温贮藏的股票,接种操作,从一个殖民地特点TSA偏,增长30°C 48 h培育内生孢子的形成。在装运之前,每个斜TSA-BA检查板上生长的亚文化在30°C和观察24和48 h后孵化。每个应变的挡板了殖民地的一个微分形态类型和倾斜运往MIDI只有在没有污染的证据或不当的菌株被看见。

菌株被种植在标准条件下大豆胰蛋白酶的肉汤琼脂象限连续板在28°C 24 h。降低的有效生理年龄差距的细胞,生物量收获从殖民地日益在第三象限。提取脂肪酸甲基酯皂化四个步骤的过程,甲基化,提取和样本清理。脂肪酸峰是由气相色谱分析和命名通过比较保留时间与一个已知的混合物。系统树图程序使用多元聚类算法产生未加权的一对匹配基于内容相似的CFA菌株和生成树之间的欧式距离(ED)。

2.6。表型特征

所有测试都是在孵化30°C除非另有注明34];潜伏期是指定的。微分测试进行至少两次或规定;在测试之前,菌株是从cryostocks亚文化举行−TSB 85°C, 10%甘油。控制压力芽孢杆菌和Paenibacillus包括b的仙人掌写明ATCC,b . circulans写明ATCC,b . megaterium写明ATCC,b . nealsonii需求侧管理,b、写明ATCC,b基因写明ATCC,p . polymyxa写明ATCC。孢子形成在TSA诱导L 5毫克⁻¹MnSO_4,成长为40-48 h。溶血反应是决定TSA 5%绵羊红细胞(REMEL),增长48 h。颜料生产和TSA的意思是菌落直径评估,血胰蛋白胨琼脂基地和葡萄糖胰蛋白胨酵母提取物盘子,24、48、72 h和1周。运动性的能动性也由刺接种试验培养基(REMEL),观察到24和48 h,或相衬的观察湿坐骑用充气细胞生长在TSB记录阶段,3到6 h。细胞形态、内生孢子特征和肿胀的孢子囊,parasporal身体和能动性在湿挂载使用相差显微镜观察×1000石油。厌氧生长1周后评估在三菱Pack-Anaero厌氧气体发电系统与以下预媒体:巯乙酸流体介质与葡萄糖和指示器(REMEL)、胰蛋白胨酵母提取物葡萄糖琼脂板、和厌氧琼脂34在熔融状态),接种。氧化酶反应测试与Kovacs苯二胺氧化还原染料试剂(Becton, Dickinson)。增长的细胞在定义温度在3毫升的TSB测试毫米管48 h在水中洗澡设置为30,35岁,40岁,45岁,50岁,55岁和60岁+1°C,浊度每隔24小时检查。增长的细胞在pH值定义测试以同样的方式在TSB pH值调整到4.6,5.6,6.1,6.5,6.8,7.3,7.8,8.1和8.5。盐耐受性测试在营养琼脂板补充0,1、3、7和10%氯化钠,培养5天。生理测试进行细胞生长在商业媒体(包括REMEL)和淀粉水解酪蛋白,孵化14天;增长甘露醇蛋黄多粘菌素琼脂,培养48 h;甲基红的增长Voges-Proskauer (MRVP)肉汤最终pH值和副总裁反应,测试在3、5和7天;硝酸还原硝酸测试汤3、7、14天,在硝酸琼脂偏,在3和5天;和增长Sabouraud的4%葡萄糖琼脂,pH值5.6,孵化72 h。明胶水解测试12%营养凝胶(REMEL)为2周。水解的渐变- 80测试板peptone-based介质(35),培养4周。酸生产从49碳水化合物或碳水化合物衍生品测试使用50 API CH面板和API慢性乙肝/ E中矿物油叠加,≥4每应变测试板,结合11个生化测试从API 20 E工具包,≥2测试板/株,分别为48孵化和24小时(bioMerieux)。在24和48 h酸生产读半定量的方法,在0被分配到消极反应相同的碱性红5 no-carbohydrate控制和分配给黄指标最大强度的变化。值1、2、3或4给中间反应了3,4,5被认为是积极的。微分成对菌株之间的表型性状枚举。每个微分字符状态朋友值被分配一个数值,1 = - 2 =变量,3 =积极和受到分层聚类分析(SPSS为Windows,释放15.0.1.1,2007)。系统树图是使用平均生成团体之间的联系,扩大在欧式距离单位。

3所示。结果与讨论

3.1。菌株获得的分类研究

八芽孢杆菌菌株16 s rRNA基因序列相似度≥99.7% (19,36),≥0.980 SeqMatch S_ab分数1495 bp的应变CBD 118 (DQ374636)提供了CBD的分类比较:应变OSS 25 (EU683686),孤立的网站在意大利从冶金废弃物(21];菌株P307 (FJ943260)和P308 (FJ554672),隔绝深水海洋海绵(Discodermiasp),巴哈马群岛;应变C4T1F3B3 (FJ943258),美国从养殖比目鱼分离(22];应变IAFILS6 (FJ943259)隔绝一个财团降解聚芳碳氢化合物,加拿大(23];菌株AD5A (FJ943256) U4A (FJ943261)和ADP4II (FJ943257),分离出植物刺,以色列(24]。最密切相关的一种病毒芽孢杆菌circulans写明ATCC(AY724690) (98.9%;S_ab不是排名)b . nealsonii需求侧管理(EU656111) (99.3%;S_ab 0.961)。

3.2。假定签名序列

V1-V3的变异度高的地区芽孢杆菌16 s rRNA基因序列已经报道的最多芽孢杆菌物种(9]。八芽孢杆菌菌株时确定为潜在的同胞菌株461个基点跨越V1-V3 16 s rRNA基因序列的变异度高的区域应变CBD 118比较基因库数据库序列。假定签名序列(PSS)被确定在V1 nt头寸71 - 92 (PSS₁一个和PSS₁B)和V2在183 - 223元位置(PSS₂)(表1)。八芽孢杆菌压力、应变CBD 118和b . nealsonii需求侧管理不同于b . circulans写明ATCC由两个核苷酸PSS的变化₁并在PSS在五个位置₂。b . nealsonii需求侧管理在PSS也不同₂在四个核苷酸的插入位置和两个胸腺嘧啶。因为并不是所有16 s rRNA序列b . circulans和b . nealsonii菌株已经检查了这些签名,PSS称为假定。菌株118和OSS CBD 25都是相同的461个基点V1-V3和不同于其他七个芽孢杆菌由一个bp在PSS菌株₂(表1)。在爆炸核苷酸基因银行数据库的搜索,八sequences-including应变CBD 118 - PSS身份覆盖了100%和100%₁B和PSS₂当1495个基点芽孢杆菌118 sp。CBD (DQ374636)被用来作为参考序列,附近的四个全长序列从培养的菌株(EU683686,芽孢杆菌sp OSS 25;DQ333291,芽孢杆菌benzoevoransLLG;EU660368,芽孢杆菌nealsoniiCT18;GU471201,芽孢杆菌sp。Q2CJ3)≥99.8%相似,表明所有的四人芽孢杆菌菌株更CBD 118比密切相关b . benzoevorans或b . nealsonii类型菌株。搜索PSS的耦合₁B与PSS₂b或PSS₂c识别其他分离菌株C4T1F3B3 > 99%序列相似性,P307和P308 IAFILS6, AD5A, U4A和ADP4II分别。

3.3。系统发育分析

在neighbor-joining (N-J树(图)1基于大约1390个基点的16 s rRNA)序列,菌株最密切相关b . circulans和b . nealsonii被分成两个支持妹妹演化支。应变CBD 118和芽孢杆菌菌株118≥99.7%的序列相似性CBD形成的一个复杂的进化枝b . nealsonii需求侧管理。在子树(图1),芽孢杆菌根据PSS菌株分组₂类型,但是没有强有力的引导支持。的b . circulans进化枝中b . circulans写明ATCC,一个应变确定为b . circulans和两个芽孢杆菌种虫害≥99.5%相似类型菌株。了解身份的归因完全基于16 s rRNA基因序列相似度是不可靠的(6,7]尤其是芽孢杆菌(36]。Keswani和惠特曼36]研究16 s rRNA序列相似性的关系(年代)DNA: DNA杂交(D)。在40芽孢杆菌小型的年代0.997、0.993或0.991D可以将< 0.70约95或99%的时间,分别。菌株25和WZ12 OSSb . nealsonii在基因库进化枝被确定b . circulans然而,每个序列相似度< 99%b . circulans写明ATCC,表明菌株不属于物种(36]。芽孢杆菌benzoevorans需求侧管理(D78311)放在外面b . circulans集群。菌株C4T1F3B3 AD5A和U4Ab . nealsonii在基因库进化枝被确定B。benzoevorans;然而,每个有96%相似序列b . benzoevorans需求侧管理亲缘物种水平,显著低于阈值(19,36]。C4T1F3B3毒株序列OSS 25日,AD5A U4A,相比EzTaxon数据库策划类型的应变序列,是最密切相关的b . nealsonii需求侧管理(99.3%、99.3%、99.4%和99.5%,分别地)。N-J发展史,最大的吝啬,和最大似然树(31日)(图中未显示)的位置是一致的菌株为上述相同的演化支,是否基于1390个基点和448个基点,包括变异度高的地区。基于16 s rRNA基因序列发展史,菌株聚集在这项研究中被认为是芽孢杆菌spp。最密切相关nealsonii。

3.4。% DNA: DNA相似度(% S)

背景:DNA配对之间进行b . nealsonii需求侧管理代表每个PSS和两个菌株₂25 (PSS type-CBD 118年,OSS₂一个);P308 C4T1F3B3 (PSS₂b);IAFILS6 AD5A (PSS₂c)(表2)。背景:DNA相似(% %)数据揭示集群紧密菌株称为基因组组织或基因组物种和仍然是物种界限的“黄金标准”(3,5,19,37,38]。更远亲组由不连续,一般在50 - 70%的范围;通常只有少数中间菌株被发现(37,38]。%为每个6芽孢杆菌菌株,b . nealsonii需求侧管理还不到40%,远低于推荐的阈值限制在70%的物种(3,5]。%PSS之间₂118株CBD和OSS 25分别为49.9%和55.5%。在之前的配对,%的63.8和61.6显示差异DNA质量两者之间的测试活动。%118年四个CBD和OSS 25配对属于过渡物种界限范围(70 - 50%6,7,37]。配对的P308 (PSS₂b), C4T1F3B3 (PSS₂b)和IAFILS6 (PSS₂118 c)与CBD (PSS₂一)导致了至少一个%每个应变或非常接近阈值与CBD物种描述118年的70%。

考虑到大约10% %的再现性值(DSMZ), DNA: DNA配对≥80%应该达到或超过推荐的70%阈值划分类群的物种水平。三个21株pairings-P308 C4T1F3B3;与C4T1F3B3 OSS 25;与IAFILS6-tested P308≥80%年代;因此,这四种菌株似乎代表了一个连贯的基因组集群。图(图2)的两个测量平均每配对,说明了不同程度的基因一致性在所有7株。平均%93.5%的菌株之间的强烈支持DNA亲缘P308 (PSS₂b)和C4T1F3B3 (PSS₂b);%年代83.4%还支持之间的亲缘P308 (PSS₂b)和IAFILS6 (PSS₂c)。但C4T1F3B3之间亲缘(PSS₂b)和IAFILS6 (PSS₂c)不是同样支持为70%,因此每个菌株的亲缘程度P308不是复制彼此的关系。同时,在这个明显的基因簇,平均%87.1%之间OSS 25 (PSS₂)和C4T1F3B3 (PSS₂在OSS 25 b), 78.2% (PSS₂)和P308 (PSS₂b),但70.25% OSS 25 (PSS₂)和IAFILS6 (PSS₂c)。基于这四个菌株的基因组集群包含一个% ~ 24%范围内年代和值两个配对may-given ~ 10% reproducibility-lie过渡范围的物种界限。一些物种的菌株可能显示不到70%与应变类型或其他菌株相同的物种,因此内部异质性基因组分组和物种是允许的6,7,11,16]。然而,研究平均核苷酸的身份(ANI)的保守基因之间的任何两个基因组13,14,39支持采用更高的物种界限而不是一个轻松的阈值。70%的底线,物种界定基于DNA: DNA配对ANI对应于95%,85%或79%保守蛋白质编码基因菌株两两之间的(39),因此大量的表型差异可能在两个或两个以上的这四个菌株。

3.5。细胞脂肪酸分析(CFA)

细胞脂肪酸组成的9芽孢杆菌菌株,b . circulans写明ATCC和b . nealsonii需求侧管理比较表3。符合芽孢杆菌(34),主要的细胞脂肪酸(CFA)测量在菌株C_14:0,C_15:0迷人_,C_15:0iso和C_16:0。执行概要文件从第二个CFA分析研究结束时(图中未显示)与表是一致的3。第二个数据集倾斜没有1 - 7很低% cfa(大多数< 0.5%;三< 1.5%)配置文件的每个菌株,表明差异的两个测试事件有效菌株的生理年龄。单一品种的繁殖能力概要文件是依赖于标准化的条件生长培养基,培养时间和温度,和有效的生理年龄的细胞(34】,MIDI技术文献)。第二分析,轻微的变化主要和其他cfa的值≥9株遵循高度的并行模式(C_15:0iso C_17:0iso)或减少(C_14:0,C_16:1 11cC_16:0),也表明这些菌株的有效生理年龄的差异相对于第一个测试事件。然而,突出微分cfa在两个数据集的概要文件复制,支持的真实性压力设定在两个时间点在我们的研究中。C_15:0迷人是60%在概要文件25株OSS。应变P307 C被总结两次杰出的特性_:1迷人我/ Iso和C_19:0迷人。在这两个数据集,PSS₂c株IAFILS6, AD5A U4A, ADP4II分化从所有其他菌株c_:1isoω10c,总结特性C_:1迷人我/ Iso和C_19:0迷人。

CFA概要文件在许多名叫千差万别芽孢杆菌spp。,因此限定物种基于CFA内容通常只能在genomically-homogeneous菌株的情况下(34]。因此,我们只考虑最近的邻居的联系,而归因分类级别。在系统树图缩放(ED)和基于欧式距离的初始数据集(图3),这三个菌株分享PSS₂b-P307、P308 C4T1F3B3-clustered在附近6。应变OSS 25 (PSS₂附近20 ED)是远亲芽孢杆菌种虫害包括CBD118 (PSS₂PSS)。₂c株,ADP4II与U4A≤3 ED和IAFILS6 AD5A 7.5 ED但两对之间的联系是在≤13埃德。系统树图(图中未显示)基于研究数据集,累积个人脂肪酸百分比差异相对小的初始数据集变化导致ED菌株之间的联系。然而,这个概要文件相似性菌株P308 C4T1F3B3, C的60%_15:0杰出的25株OSS迷人,IAFILS6分化的C_:1isoω10cC,总结功能_:1迷人我/ Iso和C_19:0迷人都复制在两个数据集。在这两个系统树图,菌株P308和C4T1F3B3聚集在≤6 ED, IAFILS6集群与AD5A≥7.5 ED和OSS 25孤立在≥16埃德。四strains-P308 genome-based集群,C4T1F3B3, OSS 25日和IAFILS6-with DNA: DNA配对的94 - 70%年代不是复制的CFA-based系统树图从数据集。

3.6。微分表型特征

25 100年九个表型性状分化芽孢杆菌和最密切相关的两种类型(表压力4)。型菌株b . circulans写明ATCC和b . nealsonii需求侧管理是区别于其他菌株缺乏生产和从2-ketogluconate酸乙偶姻。单独的每一对的数字的字符芽孢杆菌菌株在一个矩阵(表编制5)和系统树图(图中给出4)。唯一CFA-based之间的一致性(图3)和phenotype-based系统树图两PSS的密切联系₂c株、U4A和ADP4II-one菌株的只有两个实例相同的PSS₂类型phenotype-based直接相关的系统树图。只有3 36表型配对导致≤5而19株对性格差异≥10差异(最多= 13)。作为一个群体,菌株IAFILS6、AD5A U4A PSS和ADP4II共享₂c形成最相干组与3 - 8之间性格的差异。但在表现型系统树图,与P307密切成对株U4A和ADP4II集群(PSS₂b),而AD5A联系OSS 25 (PSS₂)和C4T1F3B3 (PSS₂b)。菌株U4A和ADP4II不同CFA(表3)和3表型特征,可能代表一种新的物种的变异株。只有6或5字符区分P307 (PSS₂分别从U4A b), ADP4II。DNA: DNA配对数据这三个菌株不是,然而,可供比较。四strains-P308, C4T1F3B3、OSS 25和IAFILS6-that由genomic-based集群被参与角色分化,包括硝酸盐减少,温度范围,从碳水化合物体内酸性物质的产生。

3.7。不一致的细菌物种定义的字符集和应用

物种分类定义规定,一个物种是一个单源组与高度的基因相似,也分享了高阶的相似性在许多独立的表型特征3,5,10,11]。收集到的8株相比应变CBD 118单元(图1)当考虑16 s rRNA基因相似。虽然认识到16 s rRNA序列缺乏分辨能力的细菌种类(6,7,11,36),我们假设PSS类型可能是排他的阈值函数,例如,物种共享PSS₂类型可能会或可能不会是相同的物种,但菌株具有不同的PSS₂类型不相同的物种。而DNA亲缘的最高学位(93.5%PSS之间)₂b菌株P308 C4T1F3B3(图2),假设一个排他的阈值被反驳≥70%不同菌株之间不同的PSS₂类型。然而,我们建议PSS₂类型是有效的工具来16 s rRNA序列数据库搜索更多株> 99.7%的相似性。

没有压力测试大于70% - -50%在配对CBD 118(表2)和三个菌株最密切相关,CBD 118 (PSS)₂一个基于%)-P308 (PSS₂b), C4T1F3B3 (PSS₂b),和IAFILS6 (PSS₂c) -由8分化,分别为11和12个字符(表5)。应变OSS 25日最密切相关的CBD 118基于16 s rRNA序列相似性和PSS₂由9,不同表型特征以及只有过渡范围%基于CFA CBD 118和遥远的联系。是推荐的芽孢杆菌和相关属(6,70%的阈值对于物种界定不是独自站在界定物种,而是应该由其他特征,区分菌株与其他物种的物种。在物种分类的应用定义中,表型继续有一个突出的作用在基因组数据的物种界限的确定断点和没有一个parameter-genomic属性或表型traits-should给予过度的重视[3,6,37]。物种分类的分类结果应用程序定义应该预测,建立限定的属性,因此不能仅基于基因组字符(3,7,11]。70%的门槛可以灵活解读(6,7,11,16,37)和一个更放松边界用来限制这四个菌株的基因组分组与CBD 118。结果分组将,然而,缺乏足够的表型凝聚力的预测价值,因此并不证明作为一个物种分类界限。

在多相分类学研究菌株和表型特征测试都足够众多,在模式通常复制基因的聚类结果分组(7]。在这种情况下,最高的四株%支持物种界限是由多个表型分化,物种水平鉴别器(表2,3,5)。应变OSS 25 (PSS₂一)搭配P308 (PSS₂b)和C4T1F3B3 (PSS₂b)为78%和87%(图2),但被分别11和9个字符,分化以及显著差异在CFA概要文件。表型的系统树图(图4),OSS 25是联系最密切与P308 C4T1F3B3但不是。菌株P308 (PSS₂b)和IAFILS6 (PSS₂c)分享83%但由CFA概要文件和12个性状分化。菌株P308 (PSS₂b)和C4T1F3B3 (PSS₂b)与94%分享最强的DNA亲缘并基于CFA密切相关资料但可以由13个表型分化人物和失败联系在表型系统树图。在研究结束时,这四种菌株是从低温贮藏亚文化股票,测试六个微分表型性状和16 s rRNA基因重新测序。每个应变受到爆炸的合成序列分析和匹配在每种情况下导致100% ~ 1500 bp的重叠区域之前增加到基因库的压力。对于每个应变,重新评估的六个表型characters-degree endospore-driven肿胀、菌落直径、溶血反应,生长在45°C,增长7%氯化钠,硝酸reduction-reproduced先前的测试结果见表4。这些结果表明,这些菌株的真实性保持虽然研究过程中。菌株的内部多样性P308 C4T1F3B3, OSS 25和IAFILS6使描述作为一个物种表型一致的单位及其界限容纳多个生物变型或ecovars并不在我们的脑海中,支持预测分类。没有共同的生态或疾病状态可以被引用来证明一个务实的物种的提名为这些菌株绰号。指定genomovars,最初提出的一致等。38),适用于两个或两个以上的基因表型上应变集群在一个连贯的命名的物种不能从其他种类的nomenospecies表型分隔。这四个菌株,反过来的情形一表观基因组群菌株有四个微分表型。这些四株可能是唯一一种小说的典范,有凝聚力的表型集群等待的隔离和健壮的多相表征更多的同胞菌株。另一方面,二(20.)在这些和更多的兄弟姐妹隔离可以支持一个或多个物种的描述与高度的种内的diversity-thereupon,物种的描述可能是合理的。在这一点上,而不是强化了连贯的表型聚类,潜在的基因簇中菌株贯用不同品系间的变异性,因此没有有效地限制在物种分类定义。

应用分类的困难物种定义不是new-see分类的历史假单胞菌stutzeri(38),不动杆菌(40举two-whereas这些9芽孢杆菌菌株明显小说及其程度的关联性似乎混淆物种分类定义。多相数据没有说明关系这些strains-instead照亮连贯的集群中,潜在的“过渡”的形式公布。虽然承认当前的不足我们的数据集,这些压力让人想起模型9 Istock et al。12),“高度可变部分重组nonspecies”,集群的菌株可能看见,但过渡紧张消除集群之间的任何明确的界定。同样,这些菌株可能“多样性的统一体”的一个例子建议描述群体的力量促进一致性主导这些促进分化人群(13]。需要更多的数据来澄清这些strains-particularly抽样更菌株之间的关系以确定变化的范围和离散表型集群是否存在。的确,希望研究人员保持密切相关菌株PSS身份识别的100%₂类型将加入合作实验室有专长的推荐方法芽孢杆菌识别(6”来形容一个扩大菌株的数量。为此,九个芽孢杆菌菌株在这项研究已经存入一个公开访问文化集合。

作者的贡献

k . k .峰值和k·e·邓肯贡献了同样的工作。

确认

作者欣赏Chiara Alisi菌株提供优雅,环境微生物学,UTPRA-GEOC,每le Nuove technologie烤鸭,l公司e l 'Ambiente (ENEA-Casaccia),罗马,意大利(OSS 25);玛尔塔Gomez-Chiarri、渔业部门、动物和兽医学,罗德岛大学(C4T1F3B3);理查德•Villemur INRS-Institut Armand-Frappier拉瓦尔,QC,加拿大(IAFILS6);无论Halpern,系生物,Oranim Tivon,以色列海法大学(AD5A, U4A ADP4II)以及宝贵的威廉Veguilla提供的技术援助。这1838号HBOI贡献。这项工作是由美国军队,美国陆军研究、开发和工程司令部,daad13 - 01 - c - 0043合同和合资项目执行办公室化学和生物防御,摩根大通的守护,合同编号。w911sr - 07 - c - 0084。

引用

1. 诉答:卢娜,d . s .国王,k . k . et al .,峰值”炭疽杆菌致命的质粒pX02基因中发现大质粒的另外两个芽孢杆菌物种”,临床微生物学杂志,44卷,不。7,2367 - 2377年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. k . k .峰值k·e·邓肯,w . Veguilla et al。”芽孢杆菌acidicelersp. 11月从法医标本分离,包含炭疽杆菌pX02基因。”国际系统与进化微生物学杂志》上卷,57号9日,第2036 - 2031页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. e . Stackebrandt w . Frederiksen通用Garrity et al .,”的报告特别的委员会在细菌学物种定义的重新评估,”国际系统与进化微生物学杂志》上,52卷,不。3、1043 - 1047年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. “大肠Stackebrandt和b . m . Goebel分类注意:一个dna dna重新组合和16 s rRNA序列分析在目前的物种定义在细菌学,”国际期刊的细菌学,44卷,不。4、846 - 849年,1994页。视图:谷歌学术搜索
5. l·g·韦恩·d·j·布伦纳,r . r . Colwell et al .,”的报告特别的委员会建议细菌分类学的方法,”国际期刊的细菌学,37卷,不。4、463 - 464年,1987页。视图:谷歌学术搜索
6. n a·洛根o . Berge a . h . et al .,主教”提出了最低标准来描述新分类群的有氧,endospore-forming细菌,”国际系统与进化微生物学杂志》上卷,59号8,2114 - 2121年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. r . Rossello-Mora和r·阿曼“原核生物的物种概念,”《微生物学检查,25卷,不。1,页39 - 67,2001。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. b . j . Tindall r . Rossello-Mora B.-J。休斯、w·路德维希和p的奋斗,”笔记的原核生物菌株特性分类的目的,“国际系统与进化微生物学杂志》上,60卷,不。1,第266 - 249页,2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. Goto k, t . Omura、y Hara和y Sadaie,“应用程序部分16 s rDNA序列的索引用于快速识别杆菌属的物种,”一般和应用微生物学杂志》上,46卷,不。1,1 - 8,2000页。视图:谷歌学术搜索
10. m·巴克利和r . j .罗伯特协调微生物分类学&基因组报告基于一个讨论会,由美国微生物学会,ASM出版社,华盛顿,美国,2006年。
11. r . Rossello-Mora和p的奋斗”定义原核和真核微生物,微生物多样性物种概念”微生物多样性和生物探勘Ed, a . t .牛,pp, 29-39 ASM出版社,华盛顿特区,美国,2004年。视图:谷歌学术搜索
12. c . a . Istock j·a·贝尔:弗格森和n . l . Istock”细菌种类和演化:理论和实践的角度,“工业微生物学和生物技术杂志》上,17卷,不。3 - 4、137 - 150年,1996页。视图:谷歌学术搜索
13. k . t . Konstantinidis和j . m . Tiedje”为原核生物基因组的见解,促进物种定义,“美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国,卷102,不。7,2567 - 2572年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. k . t . Konstantinidis a Ramette, j . m . Tiedje”细菌物种定义在基因组时代,“英国皇家学会哲学学报B,卷361,不。1475年,第1940 - 1929页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. j·梅纳德•史密斯:h·史密斯,m . O’rourke和b . g .。索兰托说,“克隆是细菌如何?”美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国,卷90,不。10日,4384 - 4388年,1993页。视图:谷歌学术搜索
16. 这里消费p . b .锅p·德·沃斯·m·吉利斯k . Kersters和j .波动,“多相分类,细菌分类学的共识,”微生物学检查,60卷,不。2、407 - 438年,1996页。视图:谷歌学术搜索
17. w·p·Hanage、c·弗雷泽和b·g·索兰托”序列,序列集群和细菌物种,”英国皇家学会哲学学报B,卷361,不。1475年,第1927 - 1917页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. f·m·科汉“细菌种类是什么?”年度回顾的微生物学,56个卷,第487 - 457页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. 大肠Stackebrandt和j·埃伯斯,”分类参数重新审视:玷污了黄金标准”,微生物学今天,33卷,不。6,152 - 155年,2006页。视图:谷歌学术搜索
20. m . c . j .少女j . a . Bygraves大肠Feil et al .,“茎序列类型:便携式方法克隆种群内病原微生物的鉴定,“美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国,卷95,不。6,3140 - 3145年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. a . r . Sprocati c . Alisi f .《l .塞格雷和c . Cremisini“本土微生物群落的比较三个不同污染生态位主任的工业区Bagnoli(那不勒斯,意大利)”现代多学科应用微生物学,利用微生物及其交互,a . Meddez-Vilas Ed,页488 - 493,Wiley-VCH, 2006年德国,魏因海姆。视图:谷歌学术搜索
22. 大肠收税官,r . Smolowitz k . Uhlinger j . Casey和m . Gomez-Chiarri”鳗弧菌和其他细菌病原体培养夏天挣扎,Paralichthys dentatus”,水产养殖,卷260,不。1 - 4,10 - 20,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. Lafortune, p . Juteau e . Deziel f . Lepine r . Beaudet和r . Villemur”细菌的多样性的一个财团降解高分子量多环芳烃生物系统在两个液体阶段,“微生物生态学卷,57号3、455 - 468年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. d . Raats m . Halpern, s . lev - yadun“植物生物武器:荆棘注入病原菌食草动物,”环境微生物学,9卷,不。3、584 - 592年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. s . f . Altschul t·l·马登a·a·谢弗et al .,“豁裂的爆炸和PSI-BLAST:新一代的蛋白质数据库搜索项目,“核酸的研究,25卷,不。17日,第3402 - 3389页,1997年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. z, s . Schwartz, l·瓦格纳和w·米勒,“调整DNA序列的贪婪算法,”计算生物学杂志》上,7卷,不。1 - 2、203 - 214年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. d·a·本森m . s . Boguski d . j . Lipman et al .,“基因库”,核酸的研究,27卷,不。1、12 - 17,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. y . j . Chun j . h . Lee Jung et al .,“EzTaxon:一个基于web的工具识别基于16 s rrna的原核生物基因序列,”国际系统与进化微生物学杂志》上卷,57号10日,2259 - 2261年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. e·j·r·科尔问:Wang Cardenas et al .,“核糖体数据库项目:改进的比对和新的工具rRNA分析,“核酸的研究,37卷,不。1,D141-D145, 2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. s . Chakravorty d . Helb m . Burday n .康奈尔和d . Alland”16 s核糖体RNA基因片段的详细分析诊断致病细菌,”《微生物方法,卷69,不。2、330 - 339年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. j . Felsenstein“PHYLIP发展史推理方案,3.68版本,”2008年,http://evolution.gs.washington.edu/phylip.html。视图:谷歌学术搜索
32. h . Cattoir j·德雷,a . Reynaerts”DNA杂交的定量测定复性率,”欧洲生物化学杂志,12卷,不。1,第142 - 133页,1970。视图:谷歌学术搜索
33. v . a . r .鲨鱼肉,h . Festl和k h . Schleifer”研究的光度测定DNA杂交从复性率,”系统和应用微生物学,4卷,不。2、184 - 192年,1983页。视图:谷歌学术搜索
34. n·洛根和p . De Vos,“属我。芽孢杆菌1872年科恩${\mathrm{174年}}^{\text{艾尔}}$,“在厚壁菌门,Bergey系统细菌学手册,3卷,页21 - 128,施普林格,纽约,纽约,美国,2009年。视图:谷歌学术搜索
35. r·m·阿特拉斯“渐变- 80水解介质,”微生物媒体手册l . c .公园,Ed。p。957年,CRC出版社,波卡拉顿,佛罗里达州,美国,1993年。视图:谷歌学术搜索
36. j . Keswani和w·b·惠特曼”关系16 s rRNA序列的相似性在原核生物DNA杂交,”国际系统与进化微生物学杂志》上,51卷,不。2、667 - 678年,2001页。视图:谷歌学术搜索
37. r . Rossello-Mora”dna dna重新组合方法应用于微生物分类和批判性评价”分子识别、分类学和原核生物的种群结构、大肠Stackebrandt埃德。,页23-50,施普林格,柏林,德国,2006年。视图:谷歌学术搜索
38. j·b·乌尔斯·r·a . Rossello-Mora e . Garcia-Valdes和j . Lalucat”分类注意:务实的表型相似的基因群体的命名方法,”国际期刊的细菌学,45卷,不。3,p。604年,1995年。视图:谷歌学术搜索
39. j·戈里,k . t . Konstantinidis j . a . Klappenbach t . Coenye p .这里和j·m·Tiedje”dna dna杂交的价值观和他们的关系全基因组序列相似之处,”国际系统与进化微生物学杂志》上卷,57号1,第91 - 81页,2007。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. l . Dijkshoorn和a . Nemec”不动杆菌属的多样性”不动杆菌属、分子生物学页,猴Caister学术出版社,诺福克,英国,2008年。视图:谷歌学术搜索

版权

版权©2011 K。kea高峰等。这是一个开放分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。