Asaia sp. – unikatowy rodzaj bakterii kwasu octowego

• Autorzy: Kręgiel Dorota

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2021.6.3

Warianty tytułu

EN

Asaia Sp. – a unique type of acetic acid bacteria

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bakterie kwasu octowego z rodzaju Asaia są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Ich naturalne środowisko stanowią tropikalne kwiaty i owoce. Dane literaturowe wskazują na występowanie tych bakterii także w Europie, głównie jako zanieczyszczenia napojów bezalkoholowych, produkowanych z dodatkiem soków lub aromatów. Rozwój bakterii Asaia sp. powoduje niekorzystne zmiany sensoryczne produktów, głównie zmętnienie oraz powstawanie kłaczków. Ze względu na silne zdolności adhezyjne i tworzenie pozakomórkowych związków polimerowych mogą one tworzyć biofilmy, stanowiące trudne do usunięcia zanieczyszczenie linii produkcyjnych. Jednak niedawno odkryto także inne właściwości tych bakterii, jako naturalnego symbionta nektarożernych owadów, w tym pasożytów upraw rolniczych. Biorąc pod uwagę fakt naturalnego procesu transmisji tych bakterii, istnieje bezprecedensowa szansa bezpośredniego lub pośredniego zastosowania antypatogennych szczepów Asaia sp. w transgenicznych strategiachzwalczania wielu szkodników roślin uprawnych. W artykule dokonano przeglądu literatury dotyczącej bakterii octowych z rodzaju Asaia, zwłaszcza ich ekologii oraz unikatowych właściwości adaptacyjnych, które pozwalają im rozwijać się w różnych środowiskach. Przegląd ten stawia tezę, że w ekologii tych bakterii tkwi wielki potencjał, który można wykorzystać.

EN

The acetic acid bacteria of the genus Asaia are widespread in nature. Their natural habitat is tropical flowers and fruits. Literature data indicate the presence of these bacteria also in Europe, mainly as contaminants of non-alcoholic beverages produced with the addition of juices or flavors. The growth of Asaia sp. bacteria causes unfavorable sensory changes in the products, mainly turbidity and fluff formation. Due to their strong adhesive capacity and the formation of extracellular polymer compounds, they can form biofilms, which are difficult to remove contamination of production lines. However, other properties of these bacteria have also recently been discovered as a natural symbiote of nectarious insects, including agricultural parasites. Given the natural process of transmission of these bacteria, there is an unprecedented possibility to directly or indirectly use antipathogenic Asaia sp. Strains in transgenic strategies to control many crop pests. This article reviews the literature on Asaia acetic bacteria, especially their ecology and unique adaptive properties that allow them to develop in various environments. This review claims that the ecology of these bacteria has great potential that can be exploited.

Słowa kluczowe

PL

AAB; Asaia; napoje; czynniki biokontroli

EN

AAB; Asaia; drinks; biocontrol factors

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 75, nr 6
• Strony: 21--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz.

Twórcy

autor

Kręgiel Dorota

• Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka

• https://orcid.org/0000-0002-4006-6464

Bibliografia

• [1] Alonso D.P., M.V. Mancini, C. Damiani, A. Cappelli, I. Ricci, M.V.N. Alvarez, C. Bandi, P.E.M. Ribolla, G. Favia. 2019. „Genome Reduction in the Mosquito Symbiont Asaia”. Genome Biology and Evolution 11 (1) : 1-10. DOI: 10.1093/gbe/evy255.
• [2] Bassene H., E.H.A Niang., F. Fenollar, S. Doucoure, O. Faye, D. Raoult, C Sokhna., O. Mediannikov. 2020. „Role of plants in the transmission of Asaia sp., which potentially inhibit the Plasmodium sporogenic cycle in Anopheles mosquitoes”. Scientific Reports 10 (1) : 7144. DOI: 10.1038/s41598-020-64163-5.
• [3] Beijerinck M.W. 1898. „Uber die Arten der Essigbakterien”. Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde. Infektionskrankheiten und Hygiene 2 (4) : 209-216.
• [4] Chouaia B., S. Gaiarsa, E. Crotti, F. Comandatore, M. Degli Esposti, I. Ricci, A. Alma, G. Favia, C. Bandi, D. Daffonchio. 2014. „Acetic acid bacteria genomes reveal functional traits for adaptation to life in insect guts”. Genome Biology and Evolution 6 (4) : 912-920. DOI: 10.1093/gbe/evu062.
• [5] Crotti E., A. Rizzi, B. Chouaia, I. Ricci, G. Favia, A. Alma, L. Sacchi, K. Bourtzis, M. Mandrioli, A. Cherif, C. Bandi, D. Daffonchio. 2010. „Acetic acid bacteria, newly emerging symbionts of insects”. Applied and Environmental Microbiology 76 (21) : 6963-6970. DOI: 10.1128/AEM.01336-10.
• [6] Czaja W., A. Krystynowicz, S Bielecki., R.M. Jr. Brown. 2006. „Microbial cellulose – the natural power to heal wounds”. Biomaterials 27 (2) : 145-151. DOI: 10.1016/j.biomaterials. 2005.07.035.
• [7] Deppenmeier U., M. Hoffmeister, C. Prust. 2002. „Biochemistry and biotechnological applications of Gluconobacter strains”. Applied Microbiology and Biotechnology 60 (3) : 233-242. DOI: 10.1007/s00253-002-1114-5.
• [8] Erriu M., C. Blus, S. Szmukler-Moncler, S. Buogo, R. Levi, G. Barbato, D. Madonnaripa, G. Denotti, V. Piras, G. Orru. 2014. „Microbial biofilm modulation by ultrasound: current concepts and controversies”. Ultrasonics Sonochemistry 21 (1) : 15-22. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2013.05.011.
• [9] Gao X., W. Li, J. Luo, L. Zhang, J. Ji, X. Zhu, L. Wang, S. Zhang, J. Cui. 2019. „Biodiversity of the microbiota in Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae)”. Journal of Applied Microbiology 126 (4) : 1199-1208. DOI: 10.1111/jam.14190.
• [10] Gullo M., G.H. Fleet, S. Bover-Cid. (eds). 2008. „Vinegars and acetic acid bacteria”. International Journal of Food Microbiology 125 (1) : 1-102.
• [11] Hommel R.K. 2014. „Acetobacter”. W Encyclopedia of Food Microbiology (Second Edition), 3-10. Academic Press.
• [12] Hordt A., M.G. Lopez, J.P. Meier-Kolthoff, M. Schleuning,.LM. Weinhold, B.J. Tindall, S. Gronow, N.C. Kyrpides, T. Woyke, M. Goker. 2020. „Analysis of 1,000+ Type-Strain Genomes Substantially Improves Taxonomic Classification of Alphaproteobacteria”. Frontiers in Microbiology 11 : 468. DOI: 10.3389/fmicb.2020.00468.
• [13] Horsakova I., M. Voldřich, M. Čeřovsky, P. Sedlačkova, P. Šicnerova, P. Ulbrich. 2009. „Asaia sp. as a Bacterium Decaying the Packaged Still Fruit Beverages”. Czech Journal of Food Sciences 27 : S362-S365. DOI:10.17221/970-CJFS.
• [14] Kato N., M. Mizuno, Y. Nakai, K. Nozaki, H. Suga, T Kanda., S. Yamanaka, K. Okuda, I.M. Saxena, Y. Amano. 2007. „Structural analysis of the water-soluble carbohydrate from Asaia bogorensis by NMR spectroscopy”. Journal of Applied Glycoscience 54 : 231-233.
• [15] Kręgiel D. 2013 „Attachment of Asaia lannensis to materials commonly used in beverage industry”. Food Control 32 : 537-542.
• [16] Kręgiel D. 2015 „Health safety of soft drinks: contents, containers, and microorganisms. Journal of Biomedicine and Biotechnology 128697. DOI: 10.1155/2015/128697.
• [17] Kręgiel D., S.A. James, A. Rygała, J. Berłowska, H. Antolak, E. Pawlikowska. 2018. „Consortia formed by yeasts and acetic acid bacteria Asaia spp. in soft drinks”. Antonie Van Leeuwenhoek 111 (3) : 373-383. DOI: 10.1007/s10482-017-0959-7.
• [18] Kręgiel D., A. Rygała, Z. Libudzisz. 2011. „Bakterie z rodzaju Asaia – nowe zanieczyszczenie smakowych wód mineralnych”. Żywność Nauka Technologia Jakość 2 (75) : 5-16.
• [19] Kręgiel D., A. Rygała, Z. Libudzisz, P. Walczak, E. Oltuszak-Walczak. 2012. „Asaia lannensis the spoilage acetic acid bacteria isolated from strawberry-flavored bottled water in Poland”. Food Control 26 : 147-150.
• [20] Kumagai A., M. Mizuno, N. Kato, K. Nozaki, E. Togawa, S. Yamanaka, K. Okuda, I.M. Saxena, Y. Amano. 2011. „Ultrafine cellulose fibers produced by Asaia bogorensis, an acetic acid bacterium”. Biomacromolecules 12 (7) : 2815-21. DOI: 10.1021/bm2005615.
• [21] Li F., H. Hua, A. Ali, M. Hou. 2019. „Characterization of a Bacterial Symbiont Asaia sp. in the White-Backed Planthopper, Sogatella furcifera, and Its Effects on Host Fitness”. Frontiers in Microbiology 10 : 2179. DOI: 10.3389/fmicb.2019.02179.
• [22] Malimas T., P. Yukphan, M. Takahashi, M. Kaneyasu, W. Potacharoen, S. Tanasupawat, Y. Nakagawa, M. Tanticharoen, Y. Yamada. 2008. „Asaia lannaensis sp. nov., a new acetic acid bacterium in the Alphaproteobacteria”. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 72 (3) : 666-671. DOI: 10.1271/bbb.70233.
• [23] Moore J.E., M. McCalmont, J. Xu, B.Ch. Miller, N. Heaney. 2002. „Asaia sp., an unusual spoilage organism of fruit-flavored bottled water”. Applied and Environmental Microbiology 68 : 4130-4131. DOI: 10.1128/aem.68.8.4130-4131.
• [24] Neffe-Skocińska K., M. Wójtowicz, M. Dąbrowski, D. Jaworska. 2020. „Bakterie kwasu octowego jako potencjalne probiotyki nowej generacji”. Żywność Nauka Technologia Jakość 27 3 (124) : 15-27. DOI: 10.15193/zntj/2020/124/344.
• [25] Ojha A., W. Zhang. 2019. „A comparative study of microbial community and dynamics of Asaia in
• the brown planthopper from susceptible and resistant rice varieties”. BMC Microbiology 19 (1) : 139. DOI: 10.1186/s12866-019-1512-9.
• [26] Raspor P., D. Goranovic. 2008. „Biotechnological applications of acetic acid bacteria”. Critical Reviews in Biotechnology 28 (2) : 101-124. DOI: 10.1080/07388550802046749.
• [27] Rering C.C., J.J. Beck, G.W. Hall, M.M. McCartney, R.L. Vannette. 2018. „Nectar-inhabiting microorganisms influence nectar volatile composition and attractiveness to a generalist pollinator”. New Phytologist 220 (3) : 750-759. DOI: 10.1111/nph.14809.
• [28] Šistkova I., I. Horsakova, M. Hankova, H. Cižkova. 2019. „Asaia spp., acetic acid bacteria causing the spoilage of non-alcoholic beverages”. Kvasny prumysl 65 : 1-5. DOI: 10.18832/kp2019.65.1.
• [29] Suzuki R., Y. Zhang, T. Iino, Y. Kosako, K. Komagata, T. Uchimura. 2010. „Asaia astilbes sp. nov., Asaia platycodi sp. nov., and Asaia prunellae sp. nov., novel acetic acid bacteria isolated from flowers in Japan”. The Journal of General and Applied Microbiology 56 (4) : 339-346. DOI: 10.2323/jgam.56.339.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).