Rhodocyclaceae Garrity et al., 2006

Dataset
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FAMILY

Classification

class
Betaproteobacteria: order
Rhodocyclales: family
Rhodocyclaceae

Abstract

Die Rhodocyclaceae bilden eine Familie gramnegativer Bakterien. Diese gehört bisher als einzige zur Ordnung Rhodocyclales aus der Klasse der Betaproteobakterien. Zu dieser Familie gehören viele Gattungen, die früher als Pseudomonadaceae klassifiziert wurden, aber nach den Erkenntnissen der molekularen Phylogenie (zum Beispiel 16S-rRNA-Sequenzen) als nicht verwandt zu den klassischen Pseudomonas-Arten eingestuft wurden.

Merkmale und Ökologie

Die Rhodocyclaceae umfassen hauptsächlich aerobe (auf Sauerstoff angewiesen) stäbchenförmige Bakterien, die durch vielseitige Stoffwechselleistungen gekennzeichnet sind. Auch strikt anaerobe Bakterien, die nur unter Ausschluss von Sauerstoff leben können und als Stoffwechsel die Fermentation (umgangssprachlich als Gärung bezeichnet) anwenden, sind in dieser Familie anzutreffen, wie zum Beispiel Propionibacter. Die verschiedenen Arten der Rhodocyclaceae sind meist durch Geißeln beweglich und kommen in Süßwasser oder im Boden vor. Einige, wie Zoogloea, kommen auch in Abwässern vor und spielen eine wichtige Rolle bei der biologischen Abwasserbehandlung in Kläranlagen. Stickstofffixierende Bakterien sind ebenfalls in dieser Familie vertreten. Sie können den freien, molekularen Stickstoff (N2, Distickstoff) aus der Umgebung aufnehmen und im Stoffwechsel weiter verwerten, eine Fähigkeit die unter den Bakterien relativ weit verbreitet ist, im Pflanzen- und Tierreich aber fehlt. Einige der stickstofffixerenden Arten bilden Assoziationen mit verschiedenen Pflanzenarten, wie Reis und Kallargras (Leptochloa fusca) und versorgen sie mit Stickstoff, andere kommen frei im Boden vor. Die stickstofffixierenden Arten benötigen in der Regel mikroaerobe Bedingungen (geringer Sauerstoffgehalt in der Umgebung) um den Stickstoff zu binden. Zurzeit wird die Möglichkeit untersucht, Azoarcus zur Verbesserung des Reisanbaus einzusetzen. Die namengebende Gattung Rhodocyclus ist eher untypisch für die Gruppe, da sie unter anaeroben Bedingungen zur anoxygenen Photosynthese fähig ist und zur physiologischen Gruppe der Nichtschwefelpurpurbakterien gehört. Außerdem zeichnet sich die Art Rhodocyclus purpureus durch ungewöhnliche, U-förmige bis ringförmige Zellen aus.

Stickstofffixierung

Zu den Stickstofffixierer der Rhodocyclaceae zählen verschiedene im Boden vorkommende Arten von Azoarcus, Azospira, Azovibrio und Azonexus. Die Vorsilbe „Azo-“ ist von Französisch „azote“ (Stickstoff) abgeleitet. Verschiedene dieser Arten sind hierbei mit Pflanzen assoziiert und kommen auf der Wurzeloberfläche oder auch innerhalb des Wurzelgewebes (endophytisch) vor. Allerdings kommt es hier nicht zur Bildung von speziellen symbiotischen Strukturen wie es bei Rhizobien und verschiedenen Hülsenfrüchtlern (Wurzelknöllchen) der Fall ist. Die Arten von Azoarcus sind ökologisch stark an die Pflanzen gebunden, denn frei im Boden, außerhalb von Rhizosphären wurden sie noch nicht gefunden. Eine freie Kultivierung im Labor nach der Isolation von den Pflanzen ist aber möglich. Zu den endophytischen Arten zählen zum Beispiel Azospira oryzae und Azoarcus indigens. Sie besiedeln den Raum zwischen den einzelnen Pflanzenzellen des Wurzelgewebes, den sogenannten Apoplast, kommen also nicht innerhalb der Pflanzenzellen vor. Andere Arten kommen auf der Wurzeloberfläche vor (epiphytisch). Hierzu zählen zum Beispiel Azoarcus evansii und A. buckelii. Die verschiedenen Arten von Azoarcus, Azovibrio und Azospira wurden in Wurzeln von Kallargras, eine an Überflutung angepasste und salztolerante C4-Pflanze gefunden. Auch im Wurzelgewebe von Reis (Oryza sativa) kommen Arten vor. Andere Vertreter der stickstofffixierenden Rhodocyclaceae sind wiederum ausschließlich außerhalb der Wurzelsphäre, völlig unabhängig von Pflanzen, im Boden anzutreffen. Hierzu zählen zum Beispiel verschiedene Arten von Azoarcus, wie Azoarcus evansii und A. buckelii. In oder an Pflanzen wurden sie noch nicht gefunden.

Systematik

Es folgt eine Liste einiger Gattungen und Arten dieser FamilieJ.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature – Familie Rhodocyclaceae (Stand 1. Dezember 2018):

Azoarcus Reinhold-Hurek et al. 1993 Azoarcus anaerobius Springer et al. 1998 Azoarcus buckelii Mechichi et al. 2002 Azoarcus communis Reinhold-Hurek et al. 1993 Azoarcus evansii Anders et al. 1995 Azoarcus indigens Reinhold-Hurek et al. 1993 Azoarcus toluclasticus Song et al. 1999 Azoarcus tolulyticus Zhou et al. 1995 Azoarcus toluvorans Song et al. 1999 Azonexus Reinhold-Hurek and Hurek 2000 Azonexus caeni Quan et al. 2006 Azonexus hydrophilus Chou et al. 2008 Azonexus fungiphilus Reinhold-Hurek and Hurek 2000 Azospira Reinhold-Hurek and Hurek 2000 Azospira oryzae Reinhold-Hurek and Hurek 2000 Azospira restricta Bae et al. 2007 Azovibrio Reinhold-Hurek and Hurek 2000 Azovibrio restrictus Reinhold-Hurek and Hurek 2000 Crabtreella Xie and Yokota 2006 Crabtreella saccharophila Xie and Yokota 2006 Dechloromonas Achenbach et al. 2001 Dechloromonas agitata Achenbach et al. 2001 Dechloromonas denitrificans Horn et al. 2005 Ferribacterium Cummings et al. 2000 Ferribacterium limneticum Cummings et al. 2000 Georgfuchsia Weelink et al. 2011 Georgfuchsia toluolica Weelink et al. 2011 Niveibacterium Chun et al. 2016 Niveibacterium umoris Chun et al. 2016 Oryzomicrobium Liu et al. 2017 Oryzomicrobium terrae Liu et al. 2017 Propionivibrio Tanaka et al. 1991 Propionivibrio dicarboxylicus Tanaka et al. 1991 Propionivibrio limicola Brune et al. 2002 Propionivibrio pelophilus (Meijer et al. 1999) Brune et al. 2002 Quatrionicoccus Tindall and Euzéby 2006 Quadricoccus australiensis (Maszenan et al. 2002) Tindall and Euzéby 2006 Rhodocyclus Pfennig 1978 Rhodocyclus purpureus Pfennig 1978 Rhodocyclus tenuis (Pfennig 1969) Imhoff et al. 1984 Sterolibacterium Tarlera and Denner 2003 Sterolibacterium denitrificans Tarlera and Denner 2003 Thauera Macy et al. 1993 Thauera aminoaromatica Mechichi et al. 2002 Thauera aromatica Anders et al. 1995 Thauera chlorobenzoica Song et al. 2001 Thauera linaloolentis Foss and Harder 1999 Thauera mechernichensis Scholten et al. 1999 Thauera phenylacetica Mechichi et al. 2002 Thauera selenatis Macy et al. 1993 Uliginosibacterium Weon et al. 2008 Uliginosibacterium gangwonense Weon et al. 2008 Zoogloea Itzigsohn 1868 Zoogloea caeni Shao et al. 2009 Zoogloea oryzae Xie and Yokota 2006 Zoogloea ramigera Itzigsohn 1868 Zoogloea resiniphila Mohn et al. 1999

Name

Homonyms: Rhodocyclaceae Garrity et al., 2006