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Ralstonia

Gattung der Familie Ralstoniaceae

Ralstonia ist eine Gattung von Bakterien. Einige Arten können als Krankheitserreger auftreten. Sie ist nach der amerikanischen Bakteriologin Ericka Ralston (geb. 1944 als Ericka Barrett in Saratoga, gest. 2015 in Sebastopol, beides Kalifornien) benannt.[1][2]

Ralstonia

Symptome der Südlichen Bakterienwelke (englisch southern bacterial wilt) bei Tomaten, verursacht durch R. solanacearum

Systematik
Domäne: Bakterien (Bacteria)
Abteilung: Proteobacteria
Klasse: Betaproteobacteria
Ordnung: Burkholderiales
Familie: Burkholderiaceae
Gattung: Ralstonia
Wissenschaftlicher Name
Ralstonia
Yabuuchi et al. 1996

Forschungsgeschichte

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Während ihres Studiums in den 1970er an der University of California in Berkeley identifizierte Ericka Ralston 20 Pseudomonas-Stämme, die eine phänotypisch homologe Gruppe bildeten, und nannte sie Pseudomonas pickettii, nach M. J. Pickett von der Abteilung für Bakteriologie an der University of California in Los Angeles, von dem sie die Stämme erhalten hatte.[1] Später wurde Pseudomonas pickettii zusammen mit mehreren anderen Arten aus der Gattung Pseudomonas in die neue Gattung Ralstonia überführt.[3] Sie setzte ihre Forschungen zur bakteriellen Pathogenese unter dem Namen Ericka Barrett fort und war von 1977 bis zu ihrer Pensionierung 1996 als Professorin für Mikrobiologie an der University of California in Davis tätig.[1]

Im Jahr 2004 wurde wiederum eine Reihe von Spezies aus der Gattung Ralstonia ausgegliedert und innerhalb der Familie Burkholderiaceae in die Gattungen Cupriavidus (bzw. Wautersia) übergeführt.[4] Auch bei der (mit Stand 3. März 2022 noch nicht gültig beschriebenen) Spezies „R. detusculanense“ könnte es sich um ein Synonym von Cupriavidus metallidurans (vor 2004 als R. metallidurans geführt) handeln.[5]

Vorkommen

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Ralstonia-Arten wurden in der Milch von Wasserrehen (Hydropotes inermis), Rentieren (Rangifer tarandus) und Ziegen (Capra aegagrus) nachgewiesen.[6] Ralstonia pickettii, R. insidiosa und R. mannitolilytica wurden in vielen verschiedenen Umgebungen gefunden, insbesondere im klinischen Bereich, wo sie als Krankheitserreger auftreten können.[7]

Ralstonia-Arten wurden auch als häufige Verunreinigung von DNA-Extraktionskits oder PCR-Reagenzien identifiziert, was dazu führen kann, dass sie fälschlicherweise in Mikrobiota- oder Metagenom-Datensätzen erscheinen.[8] Ralstonia-Spezies gehören zu den häufigsten Erreger von Infektionen während eines Krankenhausaufenthaltes (nosokomialer Infektionen) bei immungeschwächten Patienten.[9][10] Bei Patienten, die mechanisch beatmet werden, ist die Wahrscheinlichkeit einer Infektion zwölfmal höher als bei Patienten, die nicht mechanisch beatmet werden.[11]

R. solanacearum ist dagegen ein Krankheitserreger (Pathogen) für viele Pflanzenarten, weitere sind R. pseudosolanacearum und R. syzygii.

Genom

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  • Genom-Informationen finden sich auf Genomesonline[12] und beim United States Department of Energy (DOE's).[13]

Systematik

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Die Ralstonia zugehörigen Arten (Spezies) wurden lange Zeit der Gattung Pseudomonas zugeordnet, die zu den γ-Proteobakterien gehört.[2] Aktuell (März 2022) zählt Ralstonia zu der Familie der Burkholderiaceae der ß-Proteobakterien[14][15][4][16]

Die hier angegebene Taxonomie basiert mit Stand 1. März 2022 auf den folgenden Quellen:

Gattung: Ralstonia Yabuuchi et al. 1996 (L,N) – ohne Autorennennung (W)

  • Spezies: „Ralstonia detusculanense“ Celani et al. 2002[18][19] (N), evtl. Synonym von Cupriavidus metallidurans (früher R. metallidurans)[5]
  • Spezies: Ralstonia insidiosa Coenye et al. 2003 (L) bzw. Coenye et al. 2003 emend. Vaneechoutte et al. 2004 (N) – ohne Autorennennung (B), inkl. Ralstonia sp. AU2944, Ralstonia sp. CCUG 46389, Ralstonia sp. KO1 (N)
  • Spezies: Ralstonia mannitolilytica corrig. De Baere et al. 2001 (L,N) – ohne Autorennennung (B), mit Schreibvariante Ralstonia mannitolytica De Baere et al. 2001 (L) und Synonym Pseudomonas thomasii sowie Ralstonia pickettii biovar 3/thomasii,[20] inkl. Ralstonia sp. VTT E-073033 (N)
  • Spezies: Ralstonia pickettii (Ralston et al. 1973) Yabuuchi et al. 1996 (L,N)[3] – Typus (L), mit Synonym Pseudomonas pickettii Ralston et al. 1973 (L), Burkholderia pickettii (Ralston et al. 1973) Yabuuchii et al. 1993 (N), inkl. Ralstonia sp. 5_7_47FAA (N)
  • Spezies: Ralstonia pseudosolanacearum Safni et al. 2014[21] (L,N)
  • Spezies: Ralstonia solanacearum (Smith 1896) Yabuuchi et al. 1996 (L)[3] bzw. (Smith 1896) Yabuuchi et al. 1996 emend. Safni et al. 2014 (N), mit Synonymen „Bacillus solanacearum“ Smith 1896 (L,N), Pseudomonas solanacearum (Smith 1896) Smith 1914 (N), Burkholderia solanacearum (Smith 1896) Yabuuchi et al. 1993 (N)
  • Spezies: Ralstonia syzygii (Roberts et al. 1990) Vaneechoutte et al. 2004 (L,N), mit Synonym Pseudomonas syzygii Roberts et al. 1990 (L,N), Burkholderia syzygii (N)
    • Subspezies Ralstonia syzygii subsp. celebesensis Safni et al. 2014[21] (L,N)
    • Subspezies Ralstonia syzygii subsp. indonesiensis Safni et al. 2014[21] (L,N)
    • Subspezies Ralstonia syzygii subsp. syzygii (Roberts et al. 1990) Safni et al. 2014[21] (L,N)

Dazu kommt eine Reihe möglicher weiterer Spezies mit vorläufigen Bezeichnungen (N).[22]

Verschiebungen[17][4]

  • zur Gattung Cupriavidus:
    • Ralstonia basilensis Steinle et al. 1999 ⇒ C. basilensis (Steinle et al. 1999) Vandamme & Coenye 2004
    • Ralstonia campinensis Goris et al. 2001 ⇒ C. campinensis (Goris et al. 2001) Vandamme & Coenye 2004
    • Ralstonia gilardii Coenye et al. 1999 ⇒ C. gilardii (Coenye et al. 1999) Vandamme & Coenye 2004
    • Ralstonia metallidurans Goris et al. 2001 ⇒ C. metallidurans (Goris et al. 2001) Vandamme & Coenye 2004
    • Ralstonia oxalatica corrig. (ex Khambata & Bhat 1953) Sahin et al. 2000 mit Schreibvariante Ralstonia oxalaticus (ex Khambata & Bhat 1953) Sahin et al. 2000 ⇒ C. oxalaticus (Sahin et al. 2000) Vandamme & Coenye 2004
    • Ralstonia paucula Vandamme et al. 1999 ⇒ C. pauculus (Vandamme et al. 1999) Vandamme & Coenye 2004
    • Ralstonia respiraculi Coenye et al. 2003 ⇒ C. respiraculi (Coenye et al. 2003) Vandamme & Coenye 2004
    • Ralstonia taiwanensis Chen et al. 2001 ⇒ C. taiwanensis (Chen et al. 2001) Vandamme & Coenye 2004
  • zur Gattung Wautersia:
    • Ralstonia eutropha (Davis 1969) Yabuuchi et al. 1996 ⇒ W. eutropha (Davis 1969) Vaneechoutte et al. 2004

Etymologie

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Der Gattungsname Ralstonia wurde vergeben zu Ehren der amerikanischen Bakteriologin Ericka Ralston, die die Typusart erstmals beschrieb (unter der Bezeichnung Pseudomonas pickettii).[4]

Bedeutung der Art-Epitheta:[4]

  • insidiosa: Es bedeutet lateinisch insidiosa ‚trügerisch‘, ‚gefährlich‘ (fem.). Dies bezieht sich auf die Tatsache, dass diese Spezies scheinbar harmloser Umweltorganismen beim Menschen isoliert werden kann und möglicherweise auch eine Infektion verursachen kann.
  • mannitolilytica: neulateinisch abgeleitet von mannitolum Mannitol und lytica ‚lösend‘, ‚auflösend‘ von altgriechisch λύσις lysis bzw. lytikê, ‚(auf-)lösbar‘; der Namen bedeutet also etwa soviel wie ‚Mannitol spaltend‘.
  • pickettii: Genitiv von neulateinisch picettius, meint also ‚des (Forschers) Pickett‘, benannt zu Ehren von M. J. Pickett.
  • solanacearum: Genitiv Plural (fem.) von Solanaceae (Nachtschattengewächse), meint also „der Nachtschattengewächse“.
  • pseudosolanacearum: Das Präfix kommt von altgriechisch ψευδής pseudēs, deutsch ‚unecht‘, ‚unwahr‘, ‚falsch‘; die Bezeichnung meint also ein „falsches/unechtes R. solanacearum“.
  • syzygii: Genitiv von Syzygium, dem Gattungsnamen des Nelkenbaums.

Dazu kommt

  • detusculanense: Vermutlich eine Zusammenziehung von lat. de Tusculanense ‚von Tusculum‘[23]

Ralstonia mannitolilytica

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R. mannitolilytica ist eine Spezies gramnegativer Bodenbakterien. Frühere Bezeichnungen sind Pseudomonas thomasii,[20][24] Ralstonia pickettii biovar 3/thomasii,[20][24] und Ralstonia sp. VTT E-073033.[16]

R. mannitolilytica ist nachgewiesenermaßen ein opportunistischer Erreger bei Krankenhausinfektionen.[7] Beispiele sind ein Ausbruch im Vereinigten Königreich im Jahr 1976, der auf eine verunreinigte (kontaminierte) Versorgung mit destilliertem Wasser zurückzuführen war,[25] ein Ausbruch in Taiwan im Jahr 1989, der durch eine verunreinigte 0,9 %ige Natriumchloridlösung verursacht wurde,[26] und ein Ausbruch bei Kindern in den Vereinigten Staaten im Jahr 2005, der mit verunreinigten Atemgasbefeuchtungsgeräten in Verbindung gebracht wurde.[27]

Im Jahr 2023 trat ein weiterer Ausbruch von R. mannitolilytica-Infektionen im Blutkreislauf in Nordostitalien auf (20 Patienten, Angriffsrate 34 %). Der Ausbruch betraf 4 Krankenhäuser und stellte sich als Ergebnis von aus Indien importierten Urokinase-Ampullen heraus, die mit R. mannitolilytica kontaminiert waren.[28]

Ralstonia syzygii

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R. syzygii ist eine Spezies von Proteobakterien, die als Pflanzenpathogen für die Sumatra-Krankheit verantwortlich ist, die in Indonesien Pflanzen der Gattung Syzygium (zu denen der Gewürznelkenbaum gehört) befällt. Dieser Krankheitserreger wird von Schnabelkerfen aus der Überfamilie Cercopoidea (englisch froghopper) als Vektoren übertragen.[29]

Diese Art wird dem Artenkomplex Ralstonia solanacearum zugeordnet, zu dem auch bestimmte asiatische Stämme des Bodenbakteriums R. solanacearum, das viele Pflanzenarten infiziert, und die Erreger der Blutkrankheit der Banane (en. blood disease of banana, BDB) gehören. Diese drei Erreger von Pflanzenkrankheiten sind trotz erheblicher biologischer Unterschiede sehr eng miteinander verwandt und werden in der Untergruppe Phylotyp IV des Artenkomplexes Ralstonia solanacearum zusammengefasst.[29]

Im Jahr 2014 wurde die Spezies durch Irda Safni et al. in drei Subspezies (Unterarten) unterteilt.[21]

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b c Ericka Ralston, Norberto J. Palleroni, Michael Doudoroff: Pseudomonas pickettii, a New Species of Clinical Origin Related to Pseudomonas solanacearum. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 23, Nr. 1, 1. Januar 1973, S. 15–19, doi:10.1099/00207713-23-1-15e.
  2. ↑ a b George Garrity: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Springer Science & Business Media, 2001, ISBN 0-387-24145-0, S. 612 (archive.org).
  3. ↑ a b c Eiko Yabuuchi, Yoshimasa Kosako, Ikuya Yano, Hisako Hotta, Yukiko Nishiuchi: Transfer of Two Burkholderia and An Alcaligenes Species to Ralstonia Gen. Nov. – Proposal of Ralstonia pickettii (Ralston, Palleroni and Doudoroff 1973) comb. Nov., Ralstonia solanacearum (Smith 1896) comb. Nov. And Ralstonia eutropha (Davis 1969) comb. Nov. In: Microbiology and Immunology. Band 39, Nr. 11, 1. November 1995, ISSN 1348-0421, S. 897–904, doi:10.1111/j.1348-0421.1995.tb03275.x, PMID 8657018 (englisch).
  4. ↑ a b c d e f LPSN: Ralstonia Yabuuchi et al. 1996. Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ)
  5. ↑ a b Leonid Schneider, Smut Clyde: Fusion is a dish best served cold. Auf: For Better Science, Update vom 11. Dezember 2020. Zitat: „There was talk of harnessing Ralstonia detusculanense (which seems to be a rediscovery of Ralstonia metallidurans, later reclassified as Cupriavidus metallidurans) to bioremediate industrial sites contaminated with heavy metals,…“
  6. ↑ Zhipeng Li, André-Denis G. Wright, Yifeng Yang, Huazhe Si, Guangyu Li: Unique Bacteria Community Composition and Co-occurrence in the Milk of Different Ruminants. In: Nature Scientific Reports, Band 7, Nr. 40950, 18. Januar 2017; doi:10.1038/srep40950.
  7. ↑ a b Michael P. Ryan, Catherine C. Adley: Ralstonia spp.: emerging global opportunistic pathogens. In: European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. Band 33, Nr. 3, 1. März 2014, ISSN 1435-4373, S. 291–304, doi:10.1007/s10096-013-1975-9, PMID 24057141 (englisch).
  8. ↑ Susannah J. Salter, Michael J. Cox, Elena M. Turek, Szymon T. Calus, William O. Cookson, Miriam F. Moffatt, Paul Turner, Julian Parkhill, Nicholas J. Loman, Alan W. Walker: Reagent and laboratory contamination can critically impact sequence-based microbiome analyses. In: B. M. C. Biology, Band 12, Nr. 87, 12. November 2014; doi:10.1186/s12915-014-0087-z.
  9. ↑ Qingqing Fang, Yu Feng, Ping Feng, Xiaohui Wang, Zhiyong Zong: Nosocomial bloodstream infection and the emerging carbapenem-resistant pathogen Ralstonia insidiosa. In: BMC Infectious Diseases. Band 19, Nr. 1, 23. April 2019, ISSN 1471-2334, S. 334, doi:10.1186/s12879-019-3985-4, PMID 31014269, PMC 6480722 (freier Volltext).
  10. ↑ Michael P. Ryan, J. Tony Pembroke, Catherine C. Adley: Ralstonia pickettii: a persistent Gram-negative nosocomial infectious organism. In: Journal of Hospital Infection. Band 62, Nr. 3, März 2006, S. 278–284, doi:10.1016/j.jhin.2005.08.015, PMID 16337309 (englisch, elsevier.com).
  11. ↑ Jonathan B. Waugh, Wesley M. Granger, Amit Gaggar: Incidence, Relevance and Response for Ralstonia Respiratory Infections. In: Clinical Laboratory Science. Band 23, Nr. 2, April 2010, ISSN 0894-959X, S. 99–106, doi:10.29074/ascls.23.2.99, PMID 20499534, PMC 4086841 (freier Volltext).
  12. ↑ Ralstonia Genome Projects (from Genomes OnLine Database)
  13. ↑ Comparative Analysis of Ralstonia Genomes (Memento des Originals vom 10. Juli 2009 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/img.jgi.doe.gov (at DOE's Integrated Microbial Genomes System (IMG System))
  14. ↑ OneZoom: Ralsonia
  15. ↑ a b WoRMS: Ralstonia (Genus). Schalter „marine only“ und ggf. „extant only“ auf „off“.
  16. ↑ a b c NCBI: Ralstonia, Details: Ralstonia Yabuuchi et al. 1996 (genus); graphisch: Ralstonia; Lifemap NCBI Version.
  17. ↑ a b BacDive: Ralstonia – Bacterial Diversity Metadatabase, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ)
  18. ↑ Yvonne J. Huang, Eugenia Kim, Michael J. Cox, Eoin L. Brodie, Ron Brown, Jeanine P. Wiener-Kronish, Susan V. Lynch: A Persistent and Diverse Airway Microbiota Present during Chronic Obstructive Pulmonary Disease Exacerbations. In: OMICS, Band 14, Nr. 1,Februar 2010, S. 9–59; doi:10.1089/omi.2009.0100, PMC 3116451 (freier Volltext). PMID 20141328.
  19. ↑ Susanne Günther: Population structure and dynamics of polyphosphate accumulating organisms in a communal wastewater treatment plant. Dissertation, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Technische Universität Dresden, 2011.
  20. ↑ a b c Z. Y. Zong, C. H. Peng: Ralstonia mannitolilytica and COPD: a case report. In: European Respiratory Journal, Band 38, 2011, S. 1482–1483; doi:10.1183/09031936.00046011. PMID 22130767, Epub 30. November 2011.
  21. ↑ a b c d e Irda Safni, Ilse Cleenwerck, Paul De Vos, Mark Fegan, Lindsay Sly, Ulrike Kappler: Polyphasic taxonomic revision of the Ralstonia solanacearum species complex: proposal to emend the descriptions of Ralstonia solanacearum and Ralstonia syzygii and reclassify current R. syzygii strains as Ralstonia syzygii subsp. syzygii subsp. nov., R. solanacearum phylotype IV strains as Ralstonia syzygii subsp. indonesiensis subsp. nov., banana blood disease bacterium strains as Ralstonia syzygii subsp. celebesensis subsp. nov. and R. solanacearum phylotype I and III strains as Ralstonia pseudosolanacearum sp. nov. In: International Journal of Systematic and Evolutionary, Band 64, Nr. 9, S. 3087​–3103, 1. September 2014; doi:10.1099/ijs.0.066712-0. PMID 24944341, ISSN 1466-5034.
  22. ↑ NCBI: unclassified Ralstonia
  23. ↑ APPLICAZIONI delle RALSTONIA DE TUSCULANENSE Termodinamica e bioenergetica (italienisch)
  24. ↑ a b George M. Garrity, Don J. Brenner, Noel R. Krieg, James T. Staley (Hrsg.): Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, Band 2: The Proteobacteria, Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria. Springer New York 2005, ISBN 978-0-387-24145-6.
  25. ↑ Rosamund M. Baird, K. M. Elhag, Elizabeth J. Shaw: Pseudomonas Thomasii in a hospital distilled-water supply. In: Journal of Medical Microbiology. Band 9, Nr. 4, 1. November 1976, S. 493–495, doi:10.1099/00222615-9-4-493, PMID 1003456.
  26. ↑ Hui-Ju Pan, Lee-Jene Teng, M.-S. Tzeng, Shan-Chwen Chang, Shen-Wu Ho, Kwen-Tay Luh, Wei-Chuan Hsieh: [Identification and typing of Pseudomonas pickettii during an episode of nosocomial outbreak.] In: 中華民國微生物免疫學雜誌 Zhōnghuá Mínguó Wéishēngwù Miǎnyì Xué Zázhì (Chinese Journal of Microbiology and Immunology), Band 25, Nr. 2, Mai 1992, S. 115–123. PMID 1473371.
  27. ↑ Michael A. Jhung, Rebecca H. Sunenshine, Judith Noble-Wang, Susan E. Coffin, Keith St John, Felicia M. Lewis, Bette Jensen, Jane T. Atkins, Arjun Srinivasan et al.: A National Outbreak of Ralstonia mannitolilytica Associated With Use of a Contaminated Oxygen-Delivery Device Among Pediatric Patients. In: Pediatrics. Band 119, Nr. 6, 1. Juni 2007, S. 1061–1068, doi:10.1542/peds.2006-3739, PMID 17545371 (aappublications.org).
  28. ↑ Massimiliano Fabricci, Anaïs Trinca, Luca Talotti, Marina Busetti, Emmanouil Alexandros Fotakis, Christina Merakou, Raffaella Koncan, Annachiara Ghiotti, Camilla Negri, Vittorio Di Maso, Manuela Bosco, Alberto Antonelli, Marco Coppi, Gian Maria Rossolini, Claudia Giuliani, Enrico Scarpis, Barbara Gregoretti, Danilo Licastro, Roberto Luzzati, Venera Costantino, multidisciplinary working group, Multidisciplinary working group: A urokinase-associated outbreak of Ralstonia mannitolilytica bloodstream infections in haemodialysis patients in north-eastern Italy, January to April 2023. In: Euro Surveillance: Bulletin Europeen Sur Les Maladies Transmissibles = European Communicable Disease Bulletin. Band 28, Nr. 28, Juli 2023, ISSN 1560-7917, S. 2300328, doi:10.2807/1560-7917.ES.2023.28.28.2300328, PMID 37440346, PMC 10347894 (freier Volltext).
  29. ↑ a b Benoît Remenant, Jean-Charles de Cambiaire, Gilles Cellirt, Jonathan M. Jacobs, Sophie Mangenot, Valérie Barbe, Aurélie Lajus, David Vallenet, Claudine Medigue: Ralstonia syzygii, the Blood Disease Bacterium and Some Asian R. solanacearum Strains Form a Single Genomic Species Despite Divergent Lifestyles. In: PLOS ONE. Band 6, Nr. 9, 8. September 2011, ISSN 1932-6203, S. e24356, doi:10.1371/journal.pone.0024356, PMID 21931687, PMC 3169583 (freier Volltext), bibcode:2011PLoSO...624356R.
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