Palleronia

Palleronia
Systematik
Domäne: Bakterien (Bacteria)
Abteilung: Proteobacteria
Klasse: Alphaproteobacteria
Ordnung: Rhodobacterales
Familie: Roseobacteraceae
Gattung: Palleronia
Wissenschaftlicher Name
Palleronia
Martínez-Checa et al 2005

Palleronia ist eine Gattung von Bakterien. Die Arten sind von Interesse innerhalb der Untersuchung von salztolerierenden Mikroben und der Erforschung der „Kommunikation“ zwischen Bakterien, das Quorum sensing. Die Gattung zählt zu der Familie Roseobacteraceae.

Merkmale

Die Zellen sind meist Kokken- oder Stäbchenförmig und unbeweglich. Die Zellbreite variiert zwischen 0,4 und 1,4 Mikrometer, die Zelllänge zwischen 0,5 und 2,8 μm. Die Zellen von Palleronia caenipelagi, P. pelagia und P. salina können auch fadenförmige Stäbchen bilden. Bei P. pelagia und P. salina können diese Fäden in älteren Kulturen Längen von bis zu 30 μm überschreiten.

Die meisten Arten sind unbeweglich, eine Ausnahme ist z. B. die durch eine Geißel bewegliche Art P. aestuarii. Einige Arten bilden intrazelluläre Polyhydroxyalcanoat (PHA)-Granula, was der Energiespeicherung dient. Die Kolonien sind typischerweise beige, gräulich, rosa oder rot. Viele Arten neigen zur Biofilmbildung.

Generelle chemische Struktur eines N-Acyl-homoserinelacton

Arten wie P. abyssalis, P. aestuarii, P. marisminoris, P. pelagia, P. rufa, P. salina und P. soli sind fähig, N-Acylhomoserinlactone (AHL) zu produzieren, das am Quorum-Sensing-Mechanismen beteiligt sind. Dabei ist die AHL-Synthese bei P. aestuarii, P. salina und P. rufa vergleichsweise gering, während die Art P. marisminoris mehr AHL produziert. Der Gram-Test fällt negativ aus.[1]

Stoffwechsel und Wachstum

Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme des Stammes LCG004 (A) und die Wachstumskurve bei verschiedenen Temperaturen (B), bei verschiedenen NaCl-Konzentrationen (C) und bei verschiedenen pH-Werten (D).

Die Gattung Palleronia enthält chemoheterotrophe Arten, sie sind auf organische Verbindungen für das Wachstum angewiesen. Palleronia-Arten können eine Vielzahl von Kohlenhydraten, Aminosäuren und Alkoholen als einzige Kohlenstoff- und Energiequellen nutzen. Außerdem sind sie aerob oder fakultativ anaerob, sie können also auch unter Sauerstoffausschluss leben. Unter anaeroben Bedingungen führen z. B. P. aestuarii und P. sediminis die Butandiolgärung durch, sie reagieren also auf dem Voges-Proskauer-Test positiv. Verschiedene Zucker, Alkohole, Aminosäuren dienen je nach Art als organische Nährstoffe, Glucose wird meistens nicht genutzt, eine Ausnahme ist P. pelagia. Die meisten Arten führen keine Nitratreduktion (Nitratatmung) durch, eine Ausnahme ist z. B. P. caenipelagi.[1]

Von den bis zum Jahr 2020 untersuchten Arten, P. abyssalis, P. aestuarii, P. caenipelag, P. marisminoris, P. pelagia, P. pontilimi, P. rufa, P. salina, P. sediminis, P. soli wurde Bakteriochlorophyll a nicht nachgewiesen.[1] Die Arten führen keine Photosynthese durch, im Unterschied zu vielen anderen Gattungen innerhalb der Familie Roseobacteraceae.

Einige Arten bilden Enzyme, die verschiedene Substrate hydrolysieren (spalten) können, zu den Enzymen zählen Esterasen und Leucin-Arylamidase. Der optimale Wachstumstemperaturbereich von diesen 10 Arten liegt bei ca. 25–37 °C und der optimale pH-Bereich bei ungefähr 6,5–8, so dass diese Bakterien mesophil und neutrophil sind. Die meisten Arten benötigen Natriumchlorid (NaCl) für ein robustes Wachstum. Das Hauptchinon ist Ubiquinon Q10 und die häufigsten Lipide sind Phosphatidylglycerol sowie Phosphatidylcholin und Diphosphatidylglycerol.[1]

Ökologie

Habitate von den Arten der Palleronia sind saline Ökosysteme, also salzhaltige Böden, Meeressedimente, Gezeitenzonen, hypersaline Gewässer, Wattenmeer und in der Rhizosphäre salztoleranter Pflanzen.[1]

Die Fähigkeit der Palleronia-Arten, in einem breiten Spektrum von Salzgehalten, Temperaturen und Kohlenstoffquellen zu wachsen, könnte eine Erklärung für ihr Vorkommen in so unterschiedlichen Ökosystemen sein. Sechs Arten wurden aus Böden, Küstensedimenten oder Wattenmeeren isoliert: P. marisminoris wurde aus salzhaltigem Boden in der Nähe einer Saline an der Mittelmeerküste von Murcia in Spanien gewonnen, P. sediminis wurde aus Küstensediment (Weihai, China) isoliert und vier Arten wurden aus Wattgebieten von Korea isoliert: P. aestuarii und P. caenipelagi wurden aus einem Watt im Gelben Meer gewonnen. Der Fundort von P. pelagia sind Salinen in Korea. P. sediminis wurde aus Küstensedimenten und P. soli aus dem Wattenmeer isoliert. Palleronie abyssalis wurde aus der Tiefsee (Calypso Deep, in 4908 m Tiefe) isoliert.[2] Mit Palleronia verwandte Arten, die ebenfalls in der Tiefsee isoliert wurden, zählen z. B. Thiobacimonas profunda, Pelagibaca abyssi, Salipiger nanhaiensis, zwei Arten von Roseovarius (R. halotolerans und R. indicus) undRoseivivax marinus.[3]

Halophilie

Es sind halophile („salzliebende“) Arten vorhanden, so kann Palleronia pelagia NaCl-Werte von bis zu 15 % tolerieren und P. marisminoris zeigt noch bei Werten von 30 % Wachstum. Halophile Mikroorganismen sind Arten von Extremophilen, die an das Leben in salzhaltigen und hypersalinen Lebensräumen angepasst sind, in denen neben hohen Salzkonzentrationen auch andere Stressbedingungen, wie hohe Sonneneinstrahlung, alkalische pH-Werte und hohe Temperaturen, vorherrschen können.[4] So toleriert P. marisminoris alkalische pH-Werte von bis zu 10. P. marisminoris produziert des Weiteren große Mengen von Exopolysaccharide und bildet hiermit Biofilme.[1]

Salzliebende Bakterien sind in verschiedenen Gruppen von Bakterien zu finden, innerhalb der Proteobacteria waren bis 2011 bei den Klassen Alphaproteobacteria (z. B. Antarctobacter, Paracoccus, Hyphomonas und Jannaschia), Gammaproteobacteria (Alcanivorax, Alteromonas und Ectothiorhodospira) und Deltaproteobacteria (Desulfohalobium, Desulfurivibrio). Bei den Epsilonproteobacteria sind nur bei den Gattungen Arcobacter, Sulfurimonas und Sulfurovum halophile Vertreter anzutreffen (Stand 2011).[5][6]

Der Stamm Palleronia sp. LCG004 wurde aus dem Gezeitenwasser des Hafens von Lu Chao im westlichen Pazifik isoliert. Der Stamm ist mit einem antioxidativen Abwehrsystem mit mehreren Katalasen, Peroxidasen und Superoxiddismutasen ausgestattet, das ihn in die Lage versetzt, ständig wechselnden Umweltbedingungen, wie →UV-Strahlung, zu widerstehen. Der Stamm zeigt unter Lichtbestrahlung ein verstärktes Wachstum und eine verstärkte Zellaggregation, Licht hat also eine Wirkung auf seine morphologischen und physiologischen Eigenschaften. Der Stamm toleriert außerdem ebenfalls hohe Salzwerte (bis zu 16 %).[7]

Systematik

Palleronia zählt zu der Familie Roseobacteraceae innerhalb der Klasse Alphaproteobacteria. Die Typusart ist Palleronia marisminonis, sie wurde im Jahr 2005 beschrieben.[8]

Verwandte Gattungen sind Profundibacterium und Boseongicola. Die genetische Übereinstimmung der Typusarten dieser Gattungen, P. mesophillum und B. aestuarii, mit P. salina beträgt 95,38 bzw. 95,9 %.[1]

Der Gattungsname Palleronia wurde zu Ehren des im Jahr 2018 verstorbenen Professor Norberto Palleroni gewählt, einem Pionier bei der Anwendung molekularer Identifizierungsverfahren in der Taxonomie der Prokaryoten.

Es folgt eine Auswahl einiger Arten (Stand Mai 2025):[9]

  • Palleronia abyssalis Albuquerque et al. 2015
  • Palleronia aestuarii (Kim et al. 2010) Barnier et al. 2022
  • Palleronia caenipelagi (Park et al. 2019) Zhang et al. 2023
  • Palleronia marisminoris Martínez-Checa et al. 2005
  • Palleronia pelagia (Choi et al. 2007) Barnier et al. 2023
  • Palleronia pontilimi (Lee 2018) Barnier et al. 2022
  • Palleronia rufa Barnier et al. 2022
  • Palleronia salina (Choi et al. 2007) Barnier et al. 2022
  • Palleronia sediminis Sun et al. 2021
  • Palleronia soli Kim et al. 2015

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f g Fernando Martínez-Checa, Victoria Béjar, Ana del Moral, Inmaculada Llamas Palleronia (2025) In: Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. 1. Auflage. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-96060-8, doi:10.1002/9781118960608.gbm02131 (wiley.com [abgerufen am 2. Juni 2025]).
  2. ↑ Luciana Albuquerque, Luís França, Marco Taborda, Violetta La Cono, Michail Yakimov, Milton S. da Costa: Palleronia abyssalis sp. nov., isolated from the deep Mediterranean Sea and the emended description of the genus Palleronia and of the species Palleronia marisminoris. In: Antonie van Leeuwenhoek. Band 107, Nr. 2, 19. Dezember 2014, ISSN 0003-6072, S. 633–642, doi:10.1007/s10482-014-0358-2.
  3. ↑ Kai Tang, Yujie Yang, Dan Lin, Shuhui Li, Wenchu Zhou, Yu Han, Keshao Liu, Nianzhi Jiao: Genomic, physiologic, and proteomic insights into metabolic versatility in Roseobacter clade bacteria isolated from deep-sea water. In: Scientific Reports. Band 6, Nr. 1, 20. Oktober 2016, ISSN 2045-2322, doi:10.1038/srep35528, PMID 27762339, PMC 5071866 (freier Volltext) – (nature.com [abgerufen am 11. Juni 2025]).
  4. ↑ Ignacio J. Molina, Carmen Ruiz‐Ruiz, Emilia Quesada, Victoria Béjar: Biomedical Applications of Exopolysaccharides Produced by Microorganisms Isolated from Extreme Environments. In: Extremophiles. 1. Auflage. Wiley, 2012, ISBN 978-1-118-10300-5, S. 357–366, doi:10.1002/9781118394144.ch14 (wiley.com [abgerufen am 3. Juni 2025]).
  5. ↑ Rafael R. de la Haba, C. Sánchez-Porro, M. C. Marquez, Antonio Ventosa: Taxonomy of Halophiles. In: Extremophiles Handbook. Springer Japan, Tokyo 2011, ISBN 978-4-431-53897-4, S. 255–308, doi:10.1007/978-4-431-53898-1_13 (springer.com [abgerufen am 2. Juni 2025]).
  6. ↑ Antonio Ventosa, M. Carmen Márquez, Cristina Sánchez-Porro, Rafael R. de la Haba: Taxonomy of Halophilic Archaea and Bacteria. In: Advances in Understanding the Biology of Halophilic Microorganisms. Springer Netherlands, Dordrecht 2012, ISBN 978-94-007-5538-3, S. 59–80, doi:10.1007/978-94-007-5539-0_3 (springer.com [abgerufen am 2. Juni 2025]).
  7. ↑ Zekai Wang, Jiahua Wang, Xi Yu, Hongcai Zhang, Jie Liu, Junwei Cao, Jiasong Fang, Zengfu Song, Li Zhang: The metabolic characteristics and environmental adaptations of the intertidal bacterium Palleronia sp. LCG004. In: Frontiers in Microbiology. Band 15, 22. November 2024, ISSN 1664-302X, doi:10.3389/fmicb.2024.1469112, PMID 39678919, PMC 11638410 (freier Volltext) – (frontiersin.org [abgerufen am 3. Juni 2025]).
  8. ↑ Fernando Martínez-Checa, Emilia Quesada, M. José Martínez-Cánovas, Inmaculada Llamas, Victoria Béjar: Palleronia marisminoris gen. nov., sp. nov., a moderately halophilic, exopolysaccharide-producing bacterium belonging to the ‘Alphaproteobacteria’, isolated from a saline soil. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 55, Nr. 6, 1. November 2005, ISSN 1466-5026, S. 2525–2530, doi:10.1099/ijs.0.63906-0 (microbiologyresearch.org [abgerufen am 11. Juni 2025]).
  9. ↑ LPSN

Genutzte Literatur

  • Fernando Martínez-Checa, Victoria Béjar, Ana del Moral, Inmaculada Llamas Palleronia (2025) In: Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. 1. Auflage. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-96060-8, doi:10.1002/9781118960608.gbm02131 (wiley.com [abgerufen am 2. Juni 2025]).
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