PSEUDOMONAS: ĐẶC ĐIỂM, HÌNH THÁI, VÒNG ĐỜI - SINH HỌC - 2026

Pseudomonas là một chi vi khuẩn trong họ Pseudomonaceae. Mô tả đầu tiên về những vi sinh vật này được thực hiện bởi nhà nấm học người Đức Walter Migula vào năm 1894.

Các vi khuẩn này có đặc điểm là hiếu khí và Gram âm. Chúng có dạng hình que thẳng hoặc có độ cong nhất định. Chúng di động do sự hiện diện của các roi đơn tính (một roi) hoặc đa roi (nhiều roi). Trùng roi có xu hướng ở vị trí phân cực.

Hình ảnh vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa. Tác giả: Janice Haney Carr (Các) nhà cung cấp nội dung: CDC / Janice Haney Carr, thông qua Wikimedia Commons.

Hầu hết các loài trong chi đều dương tính với oxidase và catalase. Một đặc điểm quan tâm khác để nhận biết nhóm là hàm lượng GC trong DNA dao động từ 58 - 72%.

Pseudomonas không phát triển cấu trúc kháng thuốc, chẳng hạn như bào tử. Chúng không có vỏ bao quanh thành hoặc phần mở rộng của nó và tế bào chất (tuyến tiền liệt), xảy ra ở các nhóm vi khuẩn khác.

Nghiên cứu về Pseudomonas chủ yếu do nhà vi sinh học người Argentina Norberto Palleroni tiếp cận. Nhà nghiên cứu này đề xuất tách chi thành năm nhóm dựa trên sự tương đồng của rRNA.

Hiện nay có khoảng 180 loài được chia thành 13 nhóm khác nhau được công nhận. Một số nhóm này được công nhận bằng cách sản xuất sắc tố huỳnh quang được gọi là pyoverdin.

Đặc điểm chung

Phân phối

Do có khả năng phát triển tuyệt vời trong các môi trường đa dạng, chi này có sự phân bố địa lý và sinh thái phổ biến. Chúng đã được tìm thấy trong môi trường trên cạn và dưới nước. Chúng là loài tự dưỡng và dễ dàng phát triển trên môi trường nuôi cấy thạch dinh dưỡng.

Nhiệt độ

Phạm vi nhiệt độ lý tưởng của nó là 25-30 ° C. Tuy nhiên, các loài đã được phát hiện phát triển ở nhiệt độ dưới 0 và những loài khác trên 50 ° C.

Bệnh tật

Trong số các loài tạo thành chi, có một số loài gây bệnh cho động vật và người. Tương tự, nhiều loài là mầm bệnh thực vật gây ra cái gọi là thối mềm.

Các ứng dụng

Các loài khác có thể rất hữu ích, vì nó đã được chứng minh rằng chúng kích thích sự phát triển của thực vật và có thể được dùng làm phân bón. Chúng cũng có thể phân hủy các hợp chất xenobiotic (không phải là một phần của thành phần cơ thể sống).

Trong số một số loại xenobiotics có thể phân hủy, nổi bật là hydrocacbon thơm, clorat và nitrat. Những đặc tính này làm cho một số loài rất hữu ích trong các chương trình xử lý sinh học.

Nhuộm và hô hấp

Các loài Pseudomonas là Gram âm. Chúng chủ yếu là hiếu khí nên oxy là chất nhận electron cuối cùng trong quá trình hô hấp.

Một số loài có thể sử dụng nitrat làm chất nhận electron thay thế trong điều kiện yếm khí. Trong trường hợp này, vi khuẩn khử nitrat thành nitơ phân tử.

TÔI

Tất cả các loài Pseudomonas đều dương tính với catalase. Đây là loại enzyme phân hủy hydrogen peroxide thành oxy và nước. Hầu hết các vi khuẩn hiếu khí sản xuất enzym này.

Trong nhóm có các loài oxidase dương tính và âm tính. Sự hiện diện của enzym này được coi là hữu ích trong việc xác định vi khuẩn Gram âm.

Hầu hết các loài tích lũy một polysaccharide glucose như một chất dự trữ. Tuy nhiên, một số nhóm có thể có polyhydroxybutyrate (PHB), là sản phẩm polyme của quá trình đồng hóa carbon.

Sắc tố

Các loài Pseudomonas khác nhau tạo ra các sắc tố được coi là có tầm quan trọng về phân loại.

Trong số này có nhiều loại phenazin. Phổ biến nhất của loại này là pyoacine sắc tố xanh. Sắc tố này được cho là góp phần làm tăng khả năng vi khuẩn P. aeruginosa xâm nhập vào phổi của những bệnh nhân bị xơ nang.

Các phenazin khác có thể tạo ra sắc tố màu xanh lá cây hoặc màu da cam, rất hữu ích trong việc xác định một số loài trong giống.

Một sắc tố đặc trưng khác của một số nhóm Pseudomonas là pyoverdin. Chúng cho màu xanh lục vàng và là đặc trưng của cái gọi là Pseudomonas huỳnh quang.

Pyoverdin có tầm quan trọng sinh lý rất lớn vì nó hoạt động như một chất phụ. Điều này có nghĩa là nó có thể bẫy sắt không có sẵn và hòa tan nó thành các dạng hóa học mà vi khuẩn có thể sử dụng.

Phát sinh loài và phân loại học

Pseudomonas lần đầu tiên được mô tả vào năm 1894 bởi Walter Migula. Từ nguyên của cái tên có nghĩa là thống nhất giả tạo. Hiện có 180 loài được công nhận trong nhóm này.

Chi này nằm trong họ Pseudomoneacae thuộc bộ Pseudomonales. Loài P. aeruginosa, là một trong những loài được biết đến nhiều nhất trong nhóm.

Các đặc điểm được sử dụng về nguyên tắc để mô tả chi là rất chung chung và có thể được chia sẻ bởi các nhóm vi khuẩn khác.

Sau đó, các ký tự chính xác hơn bắt đầu được sử dụng để định nghĩa giới tính. Chúng bao gồm: hàm lượng GC trong DNA, sắc tố và loại chất dự trữ, trong số những chất khác.

Vào những năm 70 của thế kỷ 20, chuyên gia nhóm Norberto Palleroni cùng với các nhà nghiên cứu khác đã thực hiện một nghiên cứu về RNA ribosome. Họ xác định rằng Pseudomonas có thể được tách thành 5 nhóm khác nhau dựa trên sự tương đồng của rRNA.

Bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân tử chính xác hơn, người ta đã xác định được rằng các nhóm II-V do Palleroni thành lập tương ứng với các nhóm Proteobacteria khác. Hiện tại chỉ có nhóm I được coi là tương ứng với Psedomonas senso cleo.

Hầu hết các loài trong nhóm này sản xuất pyoverdin. Cách sắc tố này được sinh tổng hợp và tiết ra có thể giúp phân biệt các loài với nhau.

Nhóm trong

Dựa trên phân tích trình tự đa ba lá, người ta đã đề xuất rằng Pseudomonas sẽ được tách thành năm nhóm:

Nhóm P. fluorescens : rất đa dạng và là loài hoại sinh, có mặt trong đất, nước và thực vật. Nhiều loài thúc đẩy sự phát triển của thực vật.

Nhóm P. syringae : bao gồm chủ yếu là các loài có khả năng sinh thực vật. Hơn năm mươi vi khuẩn gây bệnh (các chủng vi khuẩn với các mức độ gây bệnh khác nhau) được công nhận.

Nhóm P. putida : các loài thuộc nhóm này được tìm thấy trong đất, tầng sinh quyển của các loài thực vật khác nhau và trong nước. Chúng có khả năng phân hủy các chất cao.

Nhóm P stutzeri : những vi khuẩn này có tầm quan trọng lớn trong chu trình dinh dưỡng và có tính đa dạng di truyền cao.

Nhóm P aeruginosa : trong nhóm này có các loài chiếm nhiều môi trường sống khác nhau, bao gồm cả mầm bệnh cho người.

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu phân tử gần đây hơn, người ta đề xuất rằng chi này được tách thành mười ba nhóm bao gồm từ hai đến hơn sáu mươi loài.

Nhóm lớn nhất là của P. huỳnh quang, bao gồm các loại được sử dụng rộng rãi trong các chương trình xử lý sinh học. Một loài khác được quan tâm trong nhóm này là P. mandelii, mọc ở Nam Cực và đã được chứng minh là có khả năng kháng thuốc kháng sinh cao.

Hình thái học

Trực khuẩn thẳng đến hơi cong, rộng 0,5 - 1 µm x dài 1,5 -5 µm. Chúng không có khả năng hình thành và tích tụ các hạt polyhydroxybutyrate trong môi trường nuôi cấy nitơ thấp. Điều này phân biệt chúng với các vi khuẩn hiếu khí khác.

Vỏ tế bào được tạo nên bởi màng tế bào chất, thành tế bào và màng ngoài bao bọc sau.

Thành tế bào đặc trưng của vi khuẩn Gram âm, mỏng và được cấu tạo bởi peptidoglycan. Màng tế bào chất ngăn cách tế bào chất với các thành phần khác của vỏ tế bào. Nó được hình thành bởi một lớp kép lipid.

Màng ngoài được tạo thành từ một lipid gọi là lipopolysaccharide có các chuỗi hydrocacbon. Màng này là hàng rào chống lại sự di chuyển của các phân tử như chất kháng sinh có thể gây tổn thương cho tế bào. Mặt khác, nó cho phép chuyển các chất dinh dưỡng cần thiết cho vi khuẩn hoạt động.

Khả năng của màng ngoài để cho một số chất đi qua và một số chất khác thì không, được cho bởi sự hiện diện của các porin. Chúng là các protein cấu trúc của màng.

Roi

Các roi trong chi thường nằm ở vị trí phân cực mặc dù trong một số trường hợp, nó có thể là phân cực. Trùng roi bên được quan sát thấy ở một số chủng P. stutzeri và các loài khác.

Số lượng trùng roi có tầm quan trọng về mặt phân loại. Có thể có một trùng roi (đơn bào) hoặc một số (đa roi). Trong cùng một loài, số lượng trùng roi có thể khác nhau.

Ở một số loài, người ta đã quan sát thấy sự hiện diện của fimbriae (ruột thừa protein mỏng hơn và ngắn hơn trùng roi), tương ứng với sự xuất hiện của màng tế bào chất.

Ở P. aeruginosa, các fimbriae có chiều rộng khoảng 6 nm, có thể thu vào và hoạt động như các thụ thể đối với các loại vi khuẩn khác nhau (vi rút lây nhiễm vi khuẩn). Các fimbriae có thể góp phần vào sự kết dính của vi khuẩn với các tế bào biểu mô của vật chủ.

Vòng đời

Các loài Pseudomonas, giống như tất cả các vi khuẩn, sinh sản bằng cách phân hạch nhị phân, một kiểu sinh sản vô tính.

Trong giai đoạn đầu của quá trình phân hạch nhị phân, vi khuẩn tham gia vào quá trình nhân đôi ADN. Chúng có một nhiễm sắc thể hình tròn đơn bắt đầu được sao chép nhờ hoạt động của các enzym sao chép.

Các nhiễm sắc thể được sao chép đi về phía tận cùng của tế bào, sau đó một vách ngăn được tạo ra và một thành tế bào mới hình thành để hình thành hai tế bào con.

Các cơ chế tái tổ hợp di truyền khác nhau đã được quan sát thấy ở các loài Pseudomonas. Điều này đảm bảo sự xuất hiện của các biến dị di truyền ở các sinh vật sinh sản vô tính.

Trong số các cơ chế này có sự biến nạp (các đoạn DNA ngoại sinh có thể xâm nhập vào vi khuẩn). Một số khác là quá trình tải nạp (trao đổi DNA giữa các vi khuẩn bằng virus) và kết hợp (chuyển DNA từ vi khuẩn cho sang người nhận).

Plasmid

Plasmid là các phân tử DNA hình tròn nhỏ có ở vi khuẩn. Chúng được tách khỏi nhiễm sắc thể và sao chép và truyền độc lập.

Ở Pseudomonas, plasmid thực hiện nhiều chức năng khác nhau như yếu tố sinh sản và kháng các tác nhân khác nhau. Ngoài ra, một số cung cấp khả năng phân hủy các nguồn carbon bất thường.

Plasmid có thể đề kháng với các loại kháng sinh khác nhau như gentamicin, streptomycin và tetracycline, trong số những loại khác. Mặt khác, một số có khả năng chống lại các tác nhân hóa học và vật lý khác nhau như bức xạ tia cực tím.

Chúng cũng có thể giúp ngăn chặn hoạt động của các loại vi khuẩn khác nhau. Tương tự như vậy, chúng tạo ra sức đề kháng chống lại vi khuẩn (độc tố do vi khuẩn tạo ra để ức chế sự phát triển của những vi khuẩn tương tự).

Môi trường sống

Các loài Pseudomonas có thể phát triển trong các môi trường khác nhau. Chúng được tìm thấy ở cả hệ sinh thái trên cạn và dưới nước.

Nhiệt độ lý tưởng cho sự phát triển của chi là 28 ° C, nhưng các loài như P. psychrophila có thể phát triển trong phạm vi -1 ° C đến 45 ° CP thermotolerans có khả năng phát triển ở nhiệt độ 55 ° C.

Không có loài nào trong chi chịu được độ pH thấp hơn 4,5. Chúng có thể phát triển trong môi trường có chứa các ion nitrat amoni như một nguồn nitơ. Chúng chỉ yêu cầu một hợp chất hữu cơ đơn giản làm nguồn cacbon và năng lượng.

Ít nhất chín loài Pseudomonas đã được tìm thấy đang phát triển ở Nam Cực. Trong khi loài P. syringae có liên quan đến chu trình nước, có mặt trong nước mưa, tuyết và mây.

Bệnh tật

Các loài Pseudomonas có thể gây ra nhiều bệnh khác nhau cho cả động thực vật và con người.

Bệnh ở động vật và người

Các loài thuộc giống này thường được coi là có độc lực thấp, vì chúng có xu hướng hoại sinh. Đây là những cơ hội và có xu hướng gây bệnh cho những bệnh nhân có khả năng chống nhiễm trùng thấp. Chúng thường có ở đường tiết niệu, đường hô hấp, vết thương và máu.

Loài ảnh hưởng nhiều nhất đến con người là P. aeruginosa. Nó là một loài cơ hội tấn công những bệnh nhân bị ức chế miễn dịch, những người đã bị bỏng nặng hoặc đang điều trị hóa chất.

P. aeruginosa chủ yếu tấn công đường hô hấp. Ở những bệnh nhân bị giãn phế quản (giãn phế quản), nó tạo ra một lượng lớn đờm và có thể gây tử vong.

P. entomophila đã được phát hiện là mầm bệnh của Drosophila melanogaster (ruồi giấm). Nó lây lan khi ăn phải và tấn công các tế bào biểu mô của ruột côn trùng, có thể gây tử vong.

P. plecoglossicida đã được phát hiện là mầm bệnh của cá ayu (Plecoglossus altivelis). Vi khuẩn gây ra chứng cổ trướng xuất huyết (tích tụ chất lỏng trong khoang phúc mạc) ở cá.

Bệnh cây

Các loài vi khuẩn Pseudomonas gây bệnh thực vật là nguyên nhân gây ra nhiều loại bệnh. Những vết này có thể tạo ra những vết hoặc vết hoại tử trên thân, lá và quả. Chúng cũng có thể gây ra hiện tượng sỏi, thối rữa và nhiễm trùng mạch máu.

Nhóm P. syringae tấn công chủ yếu ở tầng lá. Ví dụ, trong hành tây, chúng có thể tạo ra các đốm trên lá và thối củ.

Trong cây ô liu (Olea Europea), loài P. savastanoi là tác nhân gây bệnh lao của cây ô liu, đặc trưng là hình thành các khối u. Các khối u này hình thành chủ yếu trên thân, chồi và đôi khi trên lá, quả, rễ. Chúng gây ra hiện tượng rụng lá, giảm kích thước của cây và sau đó là cây chết.

Người giới thiệu

1. Casado MC, Urbano N, R Díaz và A Díaz (2015) Bệnh lao cây ô liu: nghiên cứu in vitro về ảnh hưởng của các loại thuốc diệt nấm khác nhau trên sáu chủng Pseudomonas savastonoi. Kỷ yếu hội nghị chuyên đề Expoliva, Jaén, Tây Ban Nha, ngày 6 - 8 tháng 5.
2. Hesse C, F Schulz, C Bull, BT Shaffer, Q Yan, N Shapiro, A Hassan, N Varghese, L, Elbourne I Paulsen, N Kyrpides, T Woyke và J Loper (2018) Lịch sử tiến hóa dựa trên bộ gen của Pseudomonas spp. Vi sinh vật học 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall và J Olivares-Pacheco (2018) Đặc điểm kiểu hình và kiểu gen của một dòng siêu sản xuất alginate kháng đa kháng sinh mới được phân lập ở Nam Cực. Polar Biol. 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: kẻ thù nguy hiểm. Acta Bioquím Clín. Mỹ La-tinh. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto và H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicida sp. nov., tác nhân gây bệnh cổ trướng xuất huyết do vi khuẩn ayu, Plecoglossus altivelis. Tạp chí quốc tế về vi sinh vật học có hệ thống và tiến hóa. 50: 83–89.
6. Palleroni NJ và M Doudoroff (1972) Một số đặc tính và sự phân chia phân loại của chi Pseudomonas. Annu. Linh mục Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. Trong: Whitman WB (chủ biên) Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley & Sons, Inc., liên kết với Bergey's Manual Trust.