Salinibacter iranicus sp. nov. and Salinibacter luteus sp. nov., isolated from a salt lake, and emended descriptions of the genus Salinibacter and of Salinibacter ruber
Ali Makhdoumi-Kakhki1,2, Mohammad Ali Amoozegar1,2 and Antonio Ventosa3
+ Author Affiliations
1Extremophile Laboratory, Department of Microbiology, School of Biology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran
2Microorganisms Bank, Iranian Biological Resource Centre (IBRC), ACECR Tehran, Iran
3Department of Microbiology and Parasitology, Faculty of Pharmacy, University of Sevilla, Spain
Correspondence
Mohammad Ali Amoozegar amoozegar@ibrc.ir or amozegar@khayam.ut.ac.ir
Next Section
Abstract
Two Gram-staining-negative, red- and orange-pigmented, non-motile, rod-shaped, extremely halophilic bacteria, designated strains CB7T and DGOT, were isolated from Aran-Bidgol salt lake, Iran. Growth occurred at NaCl concentrations of between 2 and 5 M NaCl and the isolates grew optimally with 3 M NaCl. The optimum pH and temperature for growth of the two strains were pH 7.5 and 37 °C, and they were able to grow over pH and temperature ranges of pH 6–8 and 25–50 °C. The predominant fatty acids of the two isolates were C18 : 1ω7c, iso-C15 : 0 and summed feature 3 (C16 : 1ω7c and/or iso-C15 : 0 2-OH). The polar lipid pattern of the two isolates consisted of diphosphatidylglycerol, phosphatidylcholine, three unidentified lipids, one unidentified aminolipid and three unidentified glycolipids. The only quinone present was menaquinone 7 (MK-7). The G+C contents of the genomic DNA of strains CB7T and DGOT were 64.8 and 65.6 mol%, respectively. 16S rRNA gene sequence analysis indicated that strains CB7T and DGOT were related to Salinibacter ruber in the phylum Bacteroidetes. Levels of 16S rRNA gene sequence similarity between strains CB7T and DGOT and Salinibacter ruber DSM 13855T were 93.2 and 93.6 %, respectively. The two novel strains shared 98.9 % 16S rRNA gene sequence similarity. DNA–DNA hybridization experiments between strains CB7T and DGOT and Salinibacter ruber DSM 13855T indicated levels of relatedness of 44 and 52 %, respectively, while the level of relatedness between the two new isolates was 53 %. Chemotaxonomic data supported the placement of strains CB7T and DGOT in the genus Salinibacter. DNA–DNA hybridization studies and biochemical and physiological characterization allowed strains CB7T and DGOT to be differentiated from Salinibacter ruber and from each other. They are therefore considered to represent two novel species of the genus Salinibacter, for which the names Salinibacter iranicus sp. nov. (type strain CB7T = IBRC-M 10036T = CGMCC 1.11003T) and Salinibacter luteus sp. nov. (type strain DGOT = IBRC-M 10423T = CGMCC 1.11002T) are proposed. Emended descriptions of the genus Salinibacter and of Salinibacter ruber are also presented.
Previous Section
Next Section
The GenBank/EMBL/DDBJ accession numbers for the 16S rRNA gene sequences of strains CB7T and DGOT are HQ197982 and HQ197983, respectively.
Until recently, halophilic archaea were presumed to be the only inhabitants of environments with high salt concentrations close to saturation. This view changed when molecular approaches were used to study the bacterial diversity of these extreme environments, indicating that saline habitats approaching salt saturation also harbour bacterial communities together with red-pigmented haloarchaea (Benlloch et al., 1995; Martínez-Murcia et al., 1995). Fluorescence in situ hybridization revealed that not only are bacterial populations present in this environment but that they may be abundant and metabolically active (Antón et al., 1999). The predominant bacterial species in this type of habitat has been isolated and characterized as Salinibacter ruber, a member of the family Rhodothermaceae (together with species of the genera Salisaeta and Rhodothermus) in the phylum Bacteroidetes (Antón et al., 2002). This bacterium received considerable attention because of its interesting properties and close similarity to extremely halophilic members of the Archaea: they share the same habitat; are extremely halophilic, aerobic, heterotrophic and red- to pink-pigmented; maintain high intracellular potassium concentrations; have a very high DNA G+C content; and a high proportion of acidic amino acids responsible for an acidic proteome with a median isoelectric point of 5.2 (Antón et al., 2008; Mongodin et al., 2005). The diversity within the genus Salinibacter has been studied by both culture-dependent and culture-independent approaches and Salinibacter ruber or closely related strains/sequences have been detected worldwide. These strains/sequences have been retrieved from crystallizer pond salterns in Spain (Peña et al., 2005), Tuz lake in central Anatolia, Turkey (Mutlu et al., 2008), soda lakes in the Wadi An Natrun depression in Egypt (Mesbah et al., 2007) and from the Andean Maras salterns of Peru (Maturrano et al., 2006). Despite the presence of Salinibacter strains in the hypersaline habitats studied, this genus of extremely halophilic bacteria comprised, at the time of writing, just one recognized species. During a survey of prokaryotic diversity of Aran-Bidgol salt lake in Iran, two extremely halophilic bacterial isolates (designated strains CB7T and DGOT) related to Salinibacter ruber were obtained. In this study, we show that these two strains represent two novel species of the genus Salinibacter. The descriptions of the genus Salinibacter and Salinibacter ruber are also emended.
Samplings were carried out in November 2007 from Aran-Bidgol salt lake. The salt lake is located in the central desert of Iran at an altitude of 800 m and is 1000 km from the coast (35° 70′ 47′′ N 51° 39′ 62′′ E). This playa was formed by deposition of halite sediments over different geological periods. Sediments are dissolved by rainfall in winter and salt is produced by strong evaporation during the dry season and is subsequently commercially harvested. The predominant salts in the lake are NaCl, Na2SO4, MgCl2 and MgSO4 with traces of carbonate ions; hence, it can be considered a thalassohaline lake. The pH of the brine is neutral (about pH 7.0) and its salinity reaches saturation during the dry season. The water temperature was 38 °C at the time of sampling. Modified growth medium (MGM) with 23 % total salt concentration from the online Halohandbook protocol was used for isolation of bacteria (Dyall-Smith, 2008). This medium contains a 23 % salt mixture prepared from a 30 % stock solution, which consists of (per litre): 240 g NaCl, 35 g MgSO4, 30 g MgCl2, 7 g KCl and 1 g CaCl2, supplemented with 1 % (w/v) peptone and 0.2 % (w/v) yeast extract; 1.5 % (w/v) agar was added as necessary. The pH of the medium was adjusted to 7.2–7.4 with Tris-base (Merck). Samples were cultured on 23 % MGM agar after preparing the appropriate dilution at the laboratory. Inoculated plates were incubated at 40 °C for up to 2 months. After successive cultivation, two pure isolates, designated strains CB7T and DGOT, were obtained and routinely grown on 23 % MGM agar at 37 °C. Characterization of these strains was achieved by using a polyphasic approach, including conventional phenotypic features, chemotaxonomic (polar lipid, fatty acid and quinone composition) data, 16S rRNA gene sequence analysis and DNA–DNA hybridization experiments. For phenotypic characterization, the standard methods of Smibert & Krieg (1994) were used after modification to make suitable conditions for growth of extremely halophilic bacteria. Salinibacter ruber DSM 13855T was obtained from the Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, Germany) culture collection, grown under the same conditions as the new isolates and used as a reference strain for most experiments.
Cell morphology and motility were examined by using an Olympus BX41 microscope equipped with phase-contrast optics. For photography, drops of exponentially growing MGM broth cultures were used directly without fixing. Colony morphology was observed on MGM agar after incubation at 37 °C for 14 days. The Gram reaction was determined by following the method of Dussault (1955). Physiological tests were conducted with MGM broth or agar, unless stated otherwise. Broth cultures were incubated at 37 °C in an orbital incubator at 200 r.p.m. Growth rates were determined by monitoring the increase in OD600. The growth temperature range was examined in MGM broth at 20–60 °C (at 5 °C intervals). The growth pH range was assessed in MGM broth at pH 5.0–9.0 (at 0.5 pH unit intervals). The pH of the medium was adjusted by using 50 mM of the following buffers: MES (pH 5–6.5), HEPES (pH 7–8) and CHES (pH 8.5–9). The requirement for NaCl and MgCl2 for growth was assessed in MGM broth containing 0–5 M NaCl (at 0.5 M intervals) or 0–1 M MgCl2 (at 0.05 M intervals), respectively.
Acid production from carbohydrates (0.1 %, w/v) was tested in unbuffered MGM broth and was determined by measuring the initial and final pH of the medium. The culture was considered positive for acid production if pH decreased by at least 1 pH unit. To test for carbon source utilization (1 %, w/v), peptone was omitted from MGM broth and yeast extract concentration was reduced to 0.1 g l−1 (Oren et al., 1997). The ability of strains CB7T and DGOT to grow anaerobically in the presence of DMSO (5.0 g l−1) and to ferment arginine (5.0 g l−1) was tested in MGM broth prepared anaerobically in serum tubes according to the procedures described by Bryant (1972) and Balch & Wolfe (1976). Growth and gas formation with nitrate as an electron acceptor were tested in 10 ml stoppered tubes, completely filled with MGM broth to which NaNO3 (5 g l−1) had been added, and containing an inverted Durham tube (Oren et al., 1997). Hydrolysis of Tweens 20, 40, 60 and 80 was tested as described by Gutiérrez & González (1972). Casein, gel
Sp. iranicus ใน Salinibacter nov และ Salinibacter sp. luteus พฤศจิกายน แยกต่างหากจากทะเลสาบเกลือ emended คำอธิบาย ของพืชสกุล Salinibacter และ Salinibacter ruberAli Makhdoumi Kakhki1, 2, Mohammad Ali Amoozegar1, 2 และ Antonio Ventosa3+ เข้าสังกัดผู้เขียนห้องปฏิบัติการ 1Extremophile ภาควิชาจุลชีววิทยา โรงเรียนวิชาชีววิทยา สาขา มหาวิทยาลัยเตหะราน เตหะราน อิหร่าน2Microorganisms ธนาคาร ศูนย์ทรัพยากรชีวภาพอิหร่าน (IBRC) ACECR เตหะราน อิหร่าน3Department จุลชีววิทยาและปรสิตวิทยา คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยเซวิลล่า สเปนติดต่อAmoozegar@ibrc.ir Mohammad Ali Amoozegar หรือ amozegar@khayam.ut.ac.ir ส่วนถัดไปบทคัดย่อกรัม 2 ย้อมสีลบ แดง - และส้มหมึก แบคทีเรียไม่ใช่ motile เหล็กรูป ชอบเกลือมาก กำหนดสายพันธุ์ CB7T และ DGOT ถูกแยกจากอรัญ Bidgol เกลือ อิหร่าน เจริญเติบโตเกิดขึ้นที่ NaCl ที่ความเข้มข้นของระหว่าง 2 และ 5 M NaCl และแยกการเติบโตอย่างเหมาะสมกับ 3 M NaCl ค่า pH ที่เหมาะสมและอุณหภูมิสำหรับการเจริญเติบโตของสายพันธุ์สองได้ค่า pH 7.5 และ 37 ° C และพวกเขาสามารถเติบโตผ่านช่วงค่า pH และอุณหภูมิ 25 – 50 องศาเซลเซียสและ pH 6 – 8 กรดไขมันกันของแยกสองถูก C18: 1ω7c, iso-C15: 0 และรวมคุณลักษณะ 3 (C16: 1ω7c / iso-C15: 0 2-OH) รูปแบบเชิงขั้วไขมันแยกสองประกอบด้วย diphosphatidylglycerol สำคัญ โครงการไม่สามารถระบุได้ 3, aminolipid หนึ่งไม่สามารถระบุได้ และ glycolipids ไม่สาม Quinone เท่านั้นปัจจุบันถูก menaquinone 7 (MK-7) ราย G + C ใน DNA genomic ของสายพันธุ์ CB7T และ DGOT มี 64.8 และโมล 65.6% ตามลำดับ ยีน 16S rRNA ลำดับวิเคราะห์ระบุว่า สายพันธุ์ CB7T และ DGOT เกี่ยวข้องกับ Salinibacter ruber ในไฟลัม Bacteroidetes ระดับของ 16S rRNA ยีนลำดับความคล้ายคลึงกันระหว่างสายพันธุ์ CB7T และ DGOT และ Salinibacter ruber DSM 13855T ได้ 93.2 และ 93.6% ตามลำดับ สายพันธุ์นวนิยายสองร่วม 98.9% 16S rRNA ยีนลำดับความคล้ายคลึงกัน -ดีเอ็นเอ DNA hybridization ทดลองระหว่างสายพันธุ์ CB7T และ DGOT และ Salinibacter ruber DSM 13855T ระบุระดับของ relatedness 44 และ 52% ตามลำดับ ในขณะที่ระดับของ relatedness ระหว่างสองใหม่แยกเป็น 53% Chemotaxonomic ข้อมูลสนับสนุนการวางสายพันธุ์ CB7T และ DGOT ใน Salinibacter การศึกษาดีเอ็นเอ-DNA hybridization และสมบัติเชิงชีวเคมี และสรีรวิทยาได้สายพันธุ์ CB7T และ DGOT เพื่อแยกแยะ จาก Salinibacter ruber และอื่น ๆ ดังนั้นว่าถึงพันธุ์นวนิยายสองสกุล Salinibacter ที่ชื่อ Salinibacter iranicus sp. nov (พิมพ์ต้องใช้ CB7T = IBRC-M 10036T = CGMCC 1.11003T) และ Salinibacter sp. luteus nov (พิมพ์ต้องใช้ DGOT = IBRC-M 10423T = CGMCC 1.11002T) มีการนำเสนอ นอกจากนี้ยังมีแสดงคำอธิบาย emended สกุล Salinibacter และ Salinibacter ruberส่วนก่อนหน้านี้ส่วนถัดไปหมายเลขทะเบียน GenBank/EMBL/DDBJ สำหรับ 16S rRNA ยีนลำดับของสายพันธุ์ CB7T และ DGOT มี HQ197982 และ HQ197983 ตามลำดับUntil recently, halophilic archaea were presumed to be the only inhabitants of environments with high salt concentrations close to saturation. This view changed when molecular approaches were used to study the bacterial diversity of these extreme environments, indicating that saline habitats approaching salt saturation also harbour bacterial communities together with red-pigmented haloarchaea (Benlloch et al., 1995; Martínez-Murcia et al., 1995). Fluorescence in situ hybridization revealed that not only are bacterial populations present in this environment but that they may be abundant and metabolically active (Antón et al., 1999). The predominant bacterial species in this type of habitat has been isolated and characterized as Salinibacter ruber, a member of the family Rhodothermaceae (together with species of the genera Salisaeta and Rhodothermus) in the phylum Bacteroidetes (Antón et al., 2002). This bacterium received considerable attention because of its interesting properties and close similarity to extremely halophilic members of the Archaea: they share the same habitat; are extremely halophilic, aerobic, heterotrophic and red- to pink-pigmented; maintain high intracellular potassium concentrations; have a very high DNA G+C content; and a high proportion of acidic amino acids responsible for an acidic proteome with a median isoelectric point of 5.2 (Antón et al., 2008; Mongodin et al., 2005). The diversity within the genus Salinibacter has been studied by both culture-dependent and culture-independent approaches and Salinibacter ruber or closely related strains/sequences have been detected worldwide. These strains/sequences have been retrieved from crystallizer pond salterns in Spain (Peña et al., 2005), Tuz lake in central Anatolia, Turkey (Mutlu et al., 2008), soda lakes in the Wadi An Natrun depression in Egypt (Mesbah et al., 2007) and from the Andean Maras salterns of Peru (Maturrano et al., 2006). Despite the presence of Salinibacter strains in the hypersaline habitats studied, this genus of extremely halophilic bacteria comprised, at the time of writing, just one recognized species. During a survey of prokaryotic diversity of Aran-Bidgol salt lake in Iran, two extremely halophilic bacterial isolates (designated strains CB7T and DGOT) related to Salinibacter ruber were obtained. In this study, we show that these two strains represent two novel species of the genus Salinibacter. The descriptions of the genus Salinibacter and Salinibacter ruber are also emended.Samplings were carried out in November 2007 from Aran-Bidgol salt lake. The salt lake is located in the central desert of Iran at an altitude of 800 m and is 1000 km from the coast (35° 70′ 47′′ N 51° 39′ 62′′ E). This playa was formed by deposition of halite sediments over different geological periods. Sediments are dissolved by rainfall in winter and salt is produced by strong evaporation during the dry season and is subsequently commercially harvested. The predominant salts in the lake are NaCl, Na2SO4, MgCl2 and MgSO4 with traces of carbonate ions; hence, it can be considered a thalassohaline lake. The pH of the brine is neutral (about pH 7.0) and its salinity reaches saturation during the dry season. The water temperature was 38 °C at the time of sampling. Modified growth medium (MGM) with 23 % total salt concentration from the online Halohandbook protocol was used for isolation of bacteria (Dyall-Smith, 2008). This medium contains a 23 % salt mixture prepared from a 30 % stock solution, which consists of (per litre): 240 g NaCl, 35 g MgSO4, 30 g MgCl2, 7 g KCl and 1 g CaCl2, supplemented with 1 % (w/v) peptone and 0.2 % (w/v) yeast extract; 1.5 % (w/v) agar was added as necessary. The pH of the medium was adjusted to 7.2–7.4 with Tris-base (Merck). Samples were cultured on 23 % MGM agar after preparing the appropriate dilution at the laboratory. Inoculated plates were incubated at 40 °C for up to 2 months. After successive cultivation, two pure isolates, designated strains CB7T and DGOT, were obtained and routinely grown on 23 % MGM agar at 37 °C. Characterization of these strains was achieved by using a polyphasic approach, including conventional phenotypic features, chemotaxonomic (polar lipid, fatty acid and quinone composition) data, 16S rRNA gene sequence analysis and DNA–DNA hybridization experiments. For phenotypic characterization, the standard methods of Smibert & Krieg (1994) were used after modification to make suitable conditions for growth of extremely halophilic bacteria. Salinibacter ruber DSM 13855T was obtained from the Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, Germany) culture collection, grown under the same conditions as the new isolates and used as a reference strain for most experiments.สัณฐานวิทยาของเซลล์และ motility ถูกตรวจสอบ โดยใช้กล้องจุลทรรศน์โอลิมปัส BX41 เพียบพร้อมไป ด้วยเลนส์ความคมชัดระยะ สำหรับการถ่ายภาพ หยดของเอ็มจีเอ็มซุปใช้ได้โดยตรง โดยการแก้ไขวัฒนธรรมการเจริญเติบโตสร้าง สัณฐานวิทยาของโคโลนีที่สังเกตในเอ็มจีเอ็ม agar หลังจากบ่มที่ 37 ° C สำหรับ 14 วัน กำหนดปฏิกิริยากรัมตามวิธีของ Dussault (1955) สรีรวิทยาได้ดำเนินการทดสอบกับเอ็มจีเอ็มซุปหรือ agar เว้นแต่จะระบุเป็นอย่างอื่น วัฒนธรรมซุปได้ incubated ที่ 37 ° C ในการบ่มเพาะวิสาหกิจของวงโคจรที่ 200 รอบต่อนาทีเจริญเติบโตราคาถูกกำหนด โดยการตรวจสอบเพิ่มขึ้นใน OD600 เจริญเติบโตอุณหภูมิตรวจสอบในเอ็มจีเอ็มซุปที่ 20 – 60 ° C (ในช่วงเวลา 5 ° C) ช่วงการวัดการเจริญเติบโตถูกประเมินในเอ็มจีเอ็มซุปที่ pH 5.0 – 9.0 (ที่ 0.5 pH ช่วงหน่วย) PH ของตัวกลางถูกปรับปรุง โดยใช้ 50 มม.ของข้อมูลต่อไปนี้: MES (pH 5-6.5), HEPES (pH 7-8) และบำรุงทรวงอก (pH 8.5-9) มีประเมินข้อกำหนด NaCl และ MgCl2 สำหรับการเจริญเติบโตในเอ็มจีเอ็มซุปประกอบด้วย 0-5 M NaCl (ในช่วง 0.5 M) หรือ 0 – 1 M MgCl2 (0.05 M ตามช่วงเวลา), ตามลำดับผลิตกรดจากคาร์โบไฮเดรต (0.1%, w/v) ได้รับการทดสอบในซุป MGM unbuffered และถูกกำหนด โดยการวัด pH เริ่มต้น และสิ้นสุดของสื่อ วัฒนธรรมถือว่าบวกสำหรับการผลิตกรดถ้าลดค่า pH โดยค่า pH น้อย 1 หน่วย การทดสอบใช้แหล่งคาร์บอน (1%, w/v), peptone ถูกตัดออกจากเอ็มจีเอ็มซุป และถูกลดความเข้มข้นของสารสกัดจากยีสต์ l−1 0.1 g (Oren et al., 1997) ทดสอบความสามารถของสายพันธุ์ CB7T และ DGOT โต anaerobically ในต่อหน้าของ DMSO (5.0 g l−1) และอาร์จินีน (l−1 5.0 กรัม) หมักในเอ็มจีเอ็มซุปที่เตรียมไว้ในหลอดซีรั่มตามกล่าว โดย Wolfe (1976) ไบรอันท์ (1972) และ Balch anaerobically ก่อตัวเจริญเติบโตและก๊าซ ด้วยไนเตรตเป็นอิเล็กตรอน acceptor การทดสอบในหลอด 10 ml stoppered กรอกข้อมูลครบถ้วนพร้อมซุปเอ็มจีเอ็มกับ NaNO3 ที่มีเพิ่ม (5 g l−1) และประกอบด้วยเดอรัมกลับหลอด (Oren et al., 1997) ไฮโตรไลซ์ Tweens 20, 40, 60 และ 80 ได้รับการทดสอบตามที่อธิบายไว้ โดย Gutiérrez & González (1972) เคซีน เจล
การแปล กรุณารอสักครู่..
![](//thimg.ilovetranslation.com/pic/loading_3.gif?v=b9814dd30c1d7c59_8619)