Lysogenie und lysogene Konversion bei methylotrophen Bakterien I. Nachweis des lysogenen Zustandes des fakultativ methanolassimilierenden Stammes Acetobacter MB 58/1 und Charakterisierung seines temperenten Phagen MO 1

Abstract

Lysogenie und lysogene Konversion bei methylotrophen Bakterien I. Nachweis des lysogenen Zustandes des fakultativ methanolassimilierenden Stammes Acetobacter MB 58/1 und Charakterisierung seines temperenten Phagen MO 1 L. WUNSCHE, H. FISCHER und B. KIESEL (Eingegangen a m 20.5.1982) Lysogeny could until now not be shown for methylotrophic bacteria or for Acetobacter. In this paper we demonstrate the lysogenic state in a methylotrophic strain of the genus Acetobacter. The responsible temperate phage MO 1 belongs to group A of BRADLEY'S classification system and contains double stranded DNA. Phage MO 1 was characterized by the following properties: Host range, sensitivity against enviromental factors, serological behaviour, burst size, and latent period in one-step growth experiments, and especially by its response to inducing factors. MethylotropheMikroorganismen sind durch ihre Fahigkeit, C,-Verbindungen wie Methan und Methanol als einzige Kohlenstoff-und Energiequelle nutzen zu konnen, charakterisiert. Methanassimilation ist bisher nur bei Bakterien bekannt. Methanassimilierende Bakterien stellen ein gut abgrenzbares Taxon (Familie Methylomonadaceae) dar. Besonders nach ultrastrukturellen und biochemischen Kriterien ist eine Unterteilung in die Gruppen Methylomonas, Methylococcus, Methylobacter, Methylosinus und Methylocystis moglich (WHITTENBURY et al. 1970); in der letzten Auflage von BER-GEY'S Manual of Determinative Bacteriology (1974) blieben diese Merkmale bei der Aufstellung von nur zwei Gattungen (Methylomonas und Methylococcus) jedoch weitgehend unberucksichtigt. Die Fahigkeit zur Methanolassimilation ist bei Mikroorganismen weit verbreitet und im Unterschied zur Methanassimilation nicht auf bestimmte Taxa beschrankt. Es sind zahlreiche Hefestamme, besonders der Gattungen Candida, Hansenula, Pichia und Torulopsis (TANI et al. 1978) sowie Bakterien aus mehr als 20 Gattungen, bevorzugt Pseudomonas-, Methylomonasund Hyphomicrobium-Arten bekannt (MIMURA u. WADA 1978, STEUDEL et al. 1980, die Methanol obligat oder fakultativ als einzige Kohlenstoff-und Energiequelle verwenden konnen.Methanol erlangte in den letzten Jahren steigende Bedeutung als Substrat fur groBtechnische mikrobiologische Prozesse, besonders zur SCP-Erzeugung. Neben Verhefungen werden vor allem bakterielle Verfahren zur SCP-Herstellung beschrieben ; die Produktionsstamme sind vorzugsweise Methylomonas-Arten, z. B. M . clara (FAUST et al. 1977), M . methanolis und M . ceredia (KURAISHI et al. 1978) und M . methanolica (MORGEN 1979) sowie Methylophilus methylotrophus (STRINGER 1978). Das pH-Optimum fur das Wachstum aller dieser Stiimme liegt im Neutralbereich. Eine Ausnahme bildet der im Institut fur technische Chemie der AdW der DDR isolierte Stamm Acetobacter MB 58. u b e r die physiologisch-biochemischen Eigenschaften dieses Stammes liegen mehrere Arbeiten vor (BABEL u. HOFMANN 1977, BABEL u. MULLER 1977, BABEL u. STEUDEL 1977, STEUDEL et al. 1980. Das pH-Optimum f u r das Wachstum dieses fakultativ methanolassimilierenden Stammes (pH-We...

Lysogenie und lysogene Konversion bei methylotrophen Bakterien II. Lysogene Konversion bei fakultativ methanolassimilierenden Acetobacter‐Stämmen

“…Aus einer Population von Acetobacter MB 58 konnte der fur den Phagen MO 1 sensible Indikatorstamm Acetobacter MB 58/4 isoliert werden. Lysogener Stamm und Indikatorstamm stimmten in den zur taxonomischen Einordnung zu verwendenden Merkmalen iiberein, unterschieden sich erwartungs-gemiiB eindeutig in ihrer Reaktion gegen den Phagen MO 1 (WUNSCHE et al 1983 L i t e r a t u r…”

“…Aus einer Population von Acetobacter MB 58 konnte der fur den Phagen MO 1 sensible Indikatorstamm Acetobacter MB 58/4 isoliert werden. Lysogener Stamm und Indikatorstamm stimmten in den zur taxonomischen Einordnung zu verwendenden Merkmalen iiberein, unterschieden sich erwartungs-gemiiB eindeutig in ihrer Reaktion gegen den Phagen MO 1 (WUNSCHE et al 1983). Die weitgehende Ubereinstimmung in den Merkmalen beider Stiimme weist darauf hin, daB zwischen diesen Stiimmen enge Zusammenhiinge bestehen, wobei die Unterschiede im Phaenotyp und Genotyp lediglich durch Vorhandensein oder Fehlen des Phagengenoms bedingt t ein konnten.…”

Isolation and primary characterization of a new bacteriophage of obligate methylotrophic bacteria

“…Although the ability to use methanol as carbon source is widespread among bacteria (MI- MURA and WADA 1978), knowledge about bacteriophages of methylotrophic bacteria is limited to a small number of phages of Methanomonas methylovora (OKI et al 1972), Methylomonas methanotis host BNK-84 and Methytomonas ceredia host K-81 (ICHIKAWA et al 1978) as well as Acetobacter methanolicus (WUNSCHE et al 1983aand 1983b, KIESEL et al 1989. The phages mainly originate from culture broth samples of fermentation processes which have been analyzed for the presence of bacteriophages after irregularities in cultivation of methanol-utilizing production strains.…”