Title (eng)
Selective isolation and taxonomical characterization of bacteria from the rhizosphere of Leontopodium nivale subsp. alpinum
Parallel title (deu)
Selektive Isolierung und taxonomische Charakterisierung von Bakterien aus der Rhizosphäre von Leontopodium nivale subsp. alpinum
Author
Marlene Barbara Leutgeb
Advisor
Sergey B. Zotchev
Co-Advisor
Martina Oberhofer
Assessor
Sergey B. Zotchev
Abstract (deu)
Die zunehmende Resistenzentwicklung von Krankheitserregern gegenüber Antibiotika ist Anlass für eine intensivierte Suche nach natürlichen Substanzen, die zu Antibiotika weiterentwickelt werden können. Bodenbakterien, vor allem Actinomyceten, produzieren zwei Drittel aller klinisch gebräuchlichen Antibiotika natürlichen Ursprungs. Actinomyceten sind nach wie vor reiche Quellen noch unentdeckter Substanzen. Diese Bakterien wurden bisher hauptsächlich aus Bodenproben isoliert, die Rhizosphäre traditioneller Arzneipflanzen ist hingegen weitgehend unerforscht.
Die traditionelle Arzneipflanze Alpen-Edelweiß aus heimischen Vorkommen auf der Rax sowie die Bakterien aus der Rhizosphäre dieser Pflanze standen im Mittelpunkt dieses Projekts. Zur selektiven Isolation von Bakterien wurden Bodenproben aus der Rhizosphäre des Alpen-Edelweißes verwendet. Sechs selektive Medien, entwickelt für die Isolation seltener Aktinomyceten, wurden mit Vorbehandlungsmethoden zur Reduktion häufig vorkommender Bakterien kombiniert. Zur weiteren Selektion wurden drei antibiotische Behandlungsvarianten eingesetzt. Die Bakterienkolonien wurden nach morphologischen Kriterien der Aktinomyceten sowie nach Beobachtung antimikrobieller Aktivität auf Agarplatten ausgewählt. Isolierte Bakterien wurden kultiviert, deren genomische DNA gewonnen, 16S-rDNA vervielfältigt und sequenziert. Die taxonomische Charakterisierung erfolgte durch Vergleich mit bekannten Typstämmen im Rahmen phylogenetischer Stammbäume.
Die Mehrheit der sequenzierten Isolate gehört dem Stamm der Aktinobakterien an. Zu den isolierten seltenen Aktinomyceten gehören die Gattungen Actinokineospora, Asanoa, Kitasatospora, Microbacterium, Micrococcus, Mycobacterium und Nocardia. Die vorherrschenden Gattungen waren Streptomyces und Micromonospora. Insgesamt wurden in diesem Projekt 15 verschiedene Bakteriengattungen isoliert. Die beobachtete Bioaktivität in Kontakt mit anderen Bakterien war auf einige Paenibacillus-Spezies und wenige Bacillus-Spezies zurückzuführen.
Diese Arbeit stellt eine Grundlage für ein zukünftiges Projekt dar, welches die potentielle Produktion neuer antimikrobiell aktiver Substanzen untersucht.
Abstract (eng)
Ever increasing resistance of pathogens to antimicrobial agents, prompts humankind to urgently search for novel natural compounds that may be developed into antibiotics. Soil-dwelling bacteria, especially actinomycetes, are known as producers of more than 66 % of all antibiotics of natural origin, which are currently applied clinically (Barka et al., 2016). Actinomycetes are still worthwhile sources of yet unknown compounds. These bacteria have been mostly isolated from soil samples, but rhizospheres of traditional medicinal plants still remain under-investigated.
In this study we focus on the ancient medicinal plant Leontopodium nivale subsp. alpinum from the native alpine range and its rhizosphere bacteria. Soil samples from the rhizosphere were used to selectively isolate bacteria. Six media selective for rare actinomycetes were combined with soil pre-treatments to eradicate abundant other bacteria, and three antibiotic treatments were applied as additional selective forces. Bacterial colonies were selected based on actinomycetes morphology characteristics and observed bioactivity on agar plates. Isolated bacteria were cultivated and the genomic DNA was extracted. 16S-rDNA was amplified, sequenced and used to construct phylogenetic trees to compare isolates to known type strains.
The majority of the sequenced isolates belongs to the phylum Actinobacteria. Rare actinomycetes included the genera Actinokineospora, Asanoa, Kitasatospora, Microbacterium, Micrococcus, Mycobacterium and Nocardia. Dominating isolates belonged to the genera Streptomyces and Micromonospora. In total, bacteria of 15 different genera were isolated in this project. Furthermore, bioactivity in contact with other bacteria was observed and assigned to several Paenibacillus species and a few Bacillus species.
This work provides a foundation for a future project, aimed at testing these bacteria for the potential production of novel antimicrobial compounds.
Keywords (eng)
Leontopodium nivale subsp. alpinumselective isolationtaxonomical characterization of bacteriarhizosphereEdelweißEdelweiss
Keywords (deu)
Leontopodium nivale subsp. alpinumselektive Isolationtaxonomische Charakterisierung von BakterienRhizosphäreEdelweißEdelweiss
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1348981
rdau:P60550 (deu)
91 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
Number of pages
92
Association (deu)
Title (eng)
Selective isolation and taxonomical characterization of bacteria from the rhizosphere of Leontopodium nivale subsp. alpinum
Parallel title (deu)
Selektive Isolierung und taxonomische Charakterisierung von Bakterien aus der Rhizosphäre von Leontopodium nivale subsp. alpinum
Author
Marlene Barbara Leutgeb
Abstract (deu)
Die zunehmende Resistenzentwicklung von Krankheitserregern gegenüber Antibiotika ist Anlass für eine intensivierte Suche nach natürlichen Substanzen, die zu Antibiotika weiterentwickelt werden können. Bodenbakterien, vor allem Actinomyceten, produzieren zwei Drittel aller klinisch gebräuchlichen Antibiotika natürlichen Ursprungs. Actinomyceten sind nach wie vor reiche Quellen noch unentdeckter Substanzen. Diese Bakterien wurden bisher hauptsächlich aus Bodenproben isoliert, die Rhizosphäre traditioneller Arzneipflanzen ist hingegen weitgehend unerforscht.
Die traditionelle Arzneipflanze Alpen-Edelweiß aus heimischen Vorkommen auf der Rax sowie die Bakterien aus der Rhizosphäre dieser Pflanze standen im Mittelpunkt dieses Projekts. Zur selektiven Isolation von Bakterien wurden Bodenproben aus der Rhizosphäre des Alpen-Edelweißes verwendet. Sechs selektive Medien, entwickelt für die Isolation seltener Aktinomyceten, wurden mit Vorbehandlungsmethoden zur Reduktion häufig vorkommender Bakterien kombiniert. Zur weiteren Selektion wurden drei antibiotische Behandlungsvarianten eingesetzt. Die Bakterienkolonien wurden nach morphologischen Kriterien der Aktinomyceten sowie nach Beobachtung antimikrobieller Aktivität auf Agarplatten ausgewählt. Isolierte Bakterien wurden kultiviert, deren genomische DNA gewonnen, 16S-rDNA vervielfältigt und sequenziert. Die taxonomische Charakterisierung erfolgte durch Vergleich mit bekannten Typstämmen im Rahmen phylogenetischer Stammbäume.
Die Mehrheit der sequenzierten Isolate gehört dem Stamm der Aktinobakterien an. Zu den isolierten seltenen Aktinomyceten gehören die Gattungen Actinokineospora, Asanoa, Kitasatospora, Microbacterium, Micrococcus, Mycobacterium und Nocardia. Die vorherrschenden Gattungen waren Streptomyces und Micromonospora. Insgesamt wurden in diesem Projekt 15 verschiedene Bakteriengattungen isoliert. Die beobachtete Bioaktivität in Kontakt mit anderen Bakterien war auf einige Paenibacillus-Spezies und wenige Bacillus-Spezies zurückzuführen.
Diese Arbeit stellt eine Grundlage für ein zukünftiges Projekt dar, welches die potentielle Produktion neuer antimikrobiell aktiver Substanzen untersucht.
Abstract (eng)
Ever increasing resistance of pathogens to antimicrobial agents, prompts humankind to urgently search for novel natural compounds that may be developed into antibiotics. Soil-dwelling bacteria, especially actinomycetes, are known as producers of more than 66 % of all antibiotics of natural origin, which are currently applied clinically (Barka et al., 2016). Actinomycetes are still worthwhile sources of yet unknown compounds. These bacteria have been mostly isolated from soil samples, but rhizospheres of traditional medicinal plants still remain under-investigated.
In this study we focus on the ancient medicinal plant Leontopodium nivale subsp. alpinum from the native alpine range and its rhizosphere bacteria. Soil samples from the rhizosphere were used to selectively isolate bacteria. Six media selective for rare actinomycetes were combined with soil pre-treatments to eradicate abundant other bacteria, and three antibiotic treatments were applied as additional selective forces. Bacterial colonies were selected based on actinomycetes morphology characteristics and observed bioactivity on agar plates. Isolated bacteria were cultivated and the genomic DNA was extracted. 16S-rDNA was amplified, sequenced and used to construct phylogenetic trees to compare isolates to known type strains.
The majority of the sequenced isolates belongs to the phylum Actinobacteria. Rare actinomycetes included the genera Actinokineospora, Asanoa, Kitasatospora, Microbacterium, Micrococcus, Mycobacterium and Nocardia. Dominating isolates belonged to the genera Streptomyces and Micromonospora. In total, bacteria of 15 different genera were isolated in this project. Furthermore, bioactivity in contact with other bacteria was observed and assigned to several Paenibacillus species and a few Bacillus species.
This work provides a foundation for a future project, aimed at testing these bacteria for the potential production of novel antimicrobial compounds.
Keywords (eng)
Leontopodium nivale subsp. alpinumselective isolationtaxonomical characterization of bacteriarhizosphereEdelweißEdelweiss
Keywords (deu)
Leontopodium nivale subsp. alpinumselektive Isolationtaxonomische Charakterisierung von BakterienRhizosphäreEdelweißEdelweiss
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
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https://phaidra.univie.ac.at/o:1348982
Number of pages
92
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