Taxonomy of acetic acid bacteria and oxidative products of Acetobacter and Gluconobacter strains

อนุกรมวิธานของแบคทีเรียที่สร้างกรดแอซีติกและผลิตผลที่ได้จากการออกซิเดชั่นของสายพันธุ์ในสกุล Acetobacter และ Gluconobacter

Name: Jintana Kommanee

LCSH: Acetobacter

LCSH: Bacteria -- Classification

Abstract: One hundred and forty-seven isolates of acetic acid bacteria were isolated from fruits, flowers, and other materials in Thailand. They were divided into 4 genera, Acetobacter (86 isolates), Gluconobacter (42 isolates), Asaia (15 isolates), and Gluconacetobacter (4 isolates) based on their phenotypic and chemotaxonomic characteristics including RFLP-ITS analysis and the 16S rDNA phylogenetic analysis. Acetobacter isolates contained Q-9 as major quinone while the other genera contained Q-10. The DNA G+C contents ranged from isolates 52.2-64.3 mol%. Acetobacter isolates were identified as A. pasteurianus (Group 1, 26 isolates), A. orientalis (Group 2, 13 isolates), A. lovaniensis (Group 3, 10 isolates), A. indonesiensis (Group 4, 13 isolates), A. tropicalis (Group 5, 4 isolates), A. ghanensis (Group 6, 8 isolates), A. orleanensis (Group 7, 4 isolates), A. syzygii (Group 8, 4 isolates) and Acetobacter sp. (Group 9, 3 isolates). Gluconobacter isolates were identified as G. frateurii (Group 10, 8 isolates), G. japonicus (Group 11, 8 isolates), G. thailandicus (Group 12, 6 isolates), G. oxydans (Group 13, 13 isolates), Gluconobacter sp. (Group 14, 3 isolates) and Gluconobacter sp. (Group 15, 4 isolates). Asaia isolates were identified as As. bogorensis (Group 16, 8 isolates), As. siamensis (Group 17, 5 isolates) and As. sphathodeae (Group 18, 2 isolates), and Gluconacetobacter isolates were identified as Ga. liquefaciens (Group 19, 4 isolates). The isolates G360-1, G361-1 and G362-1 (Group 9) showed 99.7% 16S rDNA sequence similarity to A. orleanensis NBRC 13752T and discriminated from known Acetobacter species when digestion with HpaII and AvaII and low DNA-DNA relatedness (15-38%). Therefore, they should be proposed as a new species in the genus Acetobacter. The isolates RBY-1T, PHD-1 and PHD-2 (Group 14) showed 98.1% ITS genes sequence similarity to G. japonicus NBRC 3271T and discriminated from other Gluconobacter species when digestion with TaqI, AluI, HpaII and AvaII and low DNA-DNA relatedness (11-38%) Therefore, the name Gluconobacter nephelii sp. nov. was proposed for them. The isolates ZW160-2, LC155-1, LG156-2 and JJ157-2 (Group 15) showed 97.3% ITS genes sequence similarity to G. oxydans NBRC 14818T and discriminated from other Gluconobacter when digestion with TaqI, AluI, HpaII and AvaII and low DNA-DNA relatedness (11-26%). Therefore, they should be proposed as a new species in the genus Gluconobacter. The isolates GB23-2T and GB23-3 (Group 18) showed 99.9% 16S rDNA sequence similarity to As. siamensis NBRC 16457T and discriminated from other Asaia species when digestion with StyI, BsaJI, SnaBI, HpaII and HpyAV and low DNA-DNA relatedness (21-48%). Therefore, the name Asaia spathodeae sp. nov. was proposed for them. ADH activity was determined in Acetobacter isolates and the activity ranged from 2.05 to 7.52 unit/mg at 30°C. The isolate PHD-23 could produce highest acetic acid when the medium composed of ethanol 4% and with out addition of acetic acid. Forty-two Gluconobacter isolates were screened for DHA and L-sorbose production. The isolates could produce DHA ranged from 20.05 to 42.52 g/l at 30°C. Isolate PHD-27 could produce the DHA with a maximum of 44.08 g/l at 30°C by conversion time of 84 h and generated DHA at a rate of 0.52 g/l/h at 30°C. The tested isolates produced L-sorbose ranged from 19.99 to 48.39 g/l at 30°C and G. frateurii AP59-1 produced the largest amount of L-sorbose.

Abstract: การคัดแยกแบคทีเรียผลิตกรดแอซีติกจำนวน 147 ไอโซเลต จากผลไม้ ดอกไม้ และวัสดุอื่น จากผลการศึกษาลักษณะทางฟีโนไทป์ อนุกรมวิธานเคมี และการวิเคราะห์ลำดับเบสในช่วงยีน 16S rDNA และ 16S-23S rDNA (ITS) ร่วมกับการใช้เทคนิค RFLP และ DNA-DNA Hybridization สามารถแบ่งได้เป็น 4 สกุล คือ Acetobacter (จำนวน 86 ไอโซเลต) Gluconobacter (จำนวน 42 ไอโซเลต) Asaia (จำนวน 15 ไอโซเลต) และ Gluconacetobacter (จำนวน 4 ไอโซเลต) พบว่าสายพันธุ์ของ Acetobacter มีระบบยูบิควิโนนเป็นชนิด Q-9 ส่วนสายพันธุ์ในสกุลอื่นเป็น Q-10 ปริมาณ DNA G+C ของสายพันธุ์อยู่ในช่วง 52.2-64.3 โมล% การพิสูจน์เอกลักษณ์ของ Acetobacter พบว่าเป็น A. pasteurianus (กลุ่มที่ 1 จำนวน 26 ไอโซเลต) A. orientalis (กลุ่มที่ 2 จำนวน 13 ไอโซเลต) A. lovaniensis (กลุ่มที่ 3 จำนวน 10 ไอโซเลต) A. indonesiensis (กลุ่มที่ 4 จำนวน 13 ไอโซเลต) A. tropicalis (กลุ่มที่ 5 จำนวน 4 ไอโซเลต) A. ghanensis (กลุ่มที่ 6 จำนวน 8 ไอโซเลต) A. orleanensis (กลุ่มที่ 7 จำนวน 4 ไอโซเลต) A. syzygii (กลุ่มที่ 8 จำนวน 4 ไอโซเลต) และ Acetobacter sp. (กลุ่มที่ 9 จำนวน 3 ไอโซเลต) ไอโซเลตของ Gluconobacter เป็น G. frateurii (กลุ่มที่ 10 จำนวน 8 ไอโซเลต) G. japonicus (กลุ่มที่ 11 จำนวน 8 ไอโซเลต) G. thailandicus (กลุ่มที่ 12 จำนวน 6 ไอโซเลต), G. oxydans (กลุ่มที่ 13 จำนวน 13 ไอโซเลต) Gluconobacter sp. (กลุ่มที่ 14 จำนวน 3 ไอโซเลต) และ Gluconobacter sp. (กลุ่มที่ 15 จำนวน 4 ไอโซเลต) ไอโซเลตของ Asaia เป็น As. bogorensis (กลุ่มที่ 16 จำนวน 8 ไอโซเลต) As. siamensis (กลุ่มที่ 17 จำนวน 5 ไอโซเลต) และ As. sphathodeae (กลุ่มที่ 18 จำนวน 2 ไอโซเลต) และ Gluconacetobacter เป็น Ga. liquefaciens (กลุ่มที่ 19 จำนวน 4 ไอโซเลต) การวิเคราะห์ลำดับเบสในช่วงยีน 16S ของ G360-1 G361-1 และ G362-1 (กลุ่มที่ 9) พบว่าใกล้เคียงกับ A. orleanensis NBRC 13752T 99.7% และให้รูปแบบแตกต่างจากสปีชีส์อื่นของ Acetobacter เมื่อตัดด้วยเอนไซม์ HpaII และ AvaII และมีความคล้ายคลึงของ DNA ต่ำ (15-38%) ดังนั้นจึงควรจัดเป็นสปีชีส์ใหม่ในสกุล Acetobacter การวิเคราะห์ลำดับเบสในช่วงยีน ITS ของ RBY-1T PHD-1 และ PHD-2 (กลุ่มที่ 15) พบว่าใกล้เคียงกับ G. japonicas NBRC 3271T 98.1% และให้รูปแบบแตกต่างจากสปีชีส์อื่นของ Gluconobacter เมื่อตัดด้วย TaqI, AluI, HpaII และ AvaII และมีความคล้ายคลึงของ DNA ต่ำ (11-38%) ดังนั้นจึงถูกเสนอเป็นสปีชีส์ใหม่ว่า Gluconobacter nephelii การวิเคราะห์ลำดับเบสในช่วงยีน ITS ของ ZW16-2 LC155-1, LG156-2 และ JJ157-2 (กลุ่มที่ 15) พบว่าใกล้เคียงกับ G. oxydans NBRC 14818T 97.3% และให้รูปแบบแตกต่างจากสปีชีส์อื่นของ Gluconobacter เมื่อตัดด้วย TaqI, AluI, HpaII และ AvaII และมีความคล้ายคลึงของ DNA ต่ำ (11-26%) ดังนั้นจึงควรจัดเป็นสปีชีส์ใหม่ในสกุล Gluconobacter การวิเคราะห์ลำดับเบสในช่วงยีน 16S ของ GB23-2T และ GB23-3 (กลุ่มที่ 18) พบว่าใกล้เคียงกับ As. siamensis NBRC 16457T 99.9% และให้รูปแบบแตกต่างจากสปีชีส์อื่นของ Asaia เมื่อตัดด้วย StyI, BsaJI, SnaBI, HpaII และ HpyAV และมีความคล้ายคลึงของ DNA ต่ำ (21-48%) จึงถูกเสนอเป็นสปีชีส์ใหม่ว่า As. spathodeae การวิเคราะห์กิจกรรมเอนไซม์แอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนสของ Acetobacter พบว่ามีกิจกรรมของเอนไซม์ในช่วง 2.05-7.52 unit/mg ที่อุณหภูมิ 30°C ไอโซเลต PHD-23 สามารถผลิตกรดแอซีติกได้สูงสุดเมื่อเติมเอทานอล 4% แต่ไม่เติมกรดแอซีติกในอาหาร การคัดกรองการผลิตไดไฮดรอกซีอะซิโตนและแอล-ซอร์โบส ของ Gluconobacter จำนวน 42 ไอโซเลต พบว่าไอโซเลตสามารถผลิตไดไฮดรอกซีอะซิโตนในช่วง 20.05-42.52 กรัมต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 30°C ไอโซเลต PHD-27 มีอัตราการผลิตไดไฮดรอกซีอะซิโตน 0.52 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมงที่อุณหภูมิ 30°C พบว่าไอโซเลตผลิตแอล-ซอร์โบสในช่วง 19.99 to 48.39 กรัมต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 30°C และไอโซเลต AP59-1 ผลิตแอล-ซอร์โบสได้สูงสุด

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Somboon Tanasupawat

Role: advisor

Name: Pattaraporn Yukphan

Role: advisor

Created: 2010

Modified: 2020-05-10

Issued: 2020-05-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60548

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Pharmaceutical Chemistry and Natural Products

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Jintana Kommanee.pdf	2.61 MB	1	2021-11-19 12:11:54

ใช้เวลา

0.029778 วินาที