Study of culturable anaerobic bacterial communities living in symbiosis with bark beetles; its isolation, taxonomy and biotechnical potential.

Abstract

Mikrobiální enzymy, které se uplatňují při rozkladu rostlinné hmoty, mohou mít také další využití, například jako biokatalyzáory rozkladu biomasy či pro výrobu biopaliv. Bylo prokázáno, že kůrovci žijí v symbióze s několika mikrobiálními kmeny, které jim poskytují řadu výhod. Za produkce hydrolytických enzymů rozkládají natrávené dřevo, poskytují kůrovcům ochranu před jejich škůdci či detoxifikují prostředí, v němž kůrovci žijí. Ačkoliv byla doposud nejlépe prostudována symbióza s houbami, v poslední době se ukazuje, že i bakterie mohou být pro kůrovce důležité. V této práci bylo předmětem zkoumání bakteriální společenství, které bylo izolováno ze dvou druhů - z kůrovce Cryphalus piceae, izolovaného z borovice, a kůrovce Pityophthorus pityographus, izolovaného z jedle, oba z lokalit nacházejících se v České republice. Z celkového množství 89 izolátů se jich na základě amplifikace a sekvenování genu pro 16S rRNA podařilo identifikovat 55. Tyto bakterie spadají do rodů Erwinia, Pantoea, Curtobacterium, Yersinia, Pseudomonas a Staphylococcus. Izoláty byly zkoumány pro svůj možný biotechnologický potenciál rozkladu (ligno)celulózových materiálů. Byl proveden screening několika enzymů důležitých pro rozklad rostlinných pletiv - celuláz, xylanáz, amyláz, lakáz - a byl zkoumán potenciál rozkládat...

Microbial enzymes implicated in plant cell hydrolysis may have several potential aplications such as biomass degradation biocatalysts or with biofuel production. Bark beetles establish symbiosis with several microbial strains which play different roles benifitting the beetle, as the production of hydrolytic enzymes to degrade the ingested wood, the protection against mirobial antagonist or the detoxification of the environment. Fungal symbionts have been traditionally the best studied, but several recent research with bacterial symbionts of several bark beetle species show that bacterial also display important functions for the host. In this study, the bacterial communities of the bark beetle species Cryphalus piceae and Pithophtorus pithophtorus, collected in the Czech Republic from pine and fir trees, respectively, were isolated and 55 out of 89 samples were identified by 16S rRNA gene amplification and sequencing. Members of the genera Erwinia, Pantoea, Curtobacterium, Yersinia, Pseudomonas and Staphylococcus were detected. The isolates were object of study for their possible biotechnological potential in (ligno)cellulose materials degradation by screening several enzymes implicated in plant cell hydrolysis, as cellulases, xylanases, amylases, laccases, as well as their capability for colorant...