Postępy w identyfikacji i różnicowaniu bakterii fermentacji mlekowej. Część II

• Autorzy: Stefanska S. , Stecka K.

Warianty tytułu

EN

Advance in identification and differentiation of lactic acid bacteria. Part II

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wzrastające zainteresowanie wykorzystaniem szczepów bakterii fermentacji mlekowej (LAB) do produkcji żywności, pasz dla zwierząt i preparatów probiotycznych powoduje, że selekcja, jednoznaczna identyfikacja i dokładna charakterystyka szczepów LAB odgrywają ważną rolę. Niezwykle istotne dla identyfikacji i rozróżnienia szczepów jest dysponowanie szybkimi i niezawodnymi narzędziami do typowania molekularnego. Dynamiczny rozwój technik biologii molekularnej wpłynął na znaczny postęp w doskonaleniu metod wykorzystywanych w identyfikacji i typowaniu bakterii fermentacji mlekowej. Ogromną zaletą tych metod jest możliwość dostosowania testu do poziomu taksonomicznego, który chcemy badać. Duże zróżnicowanie genetyczne powoduje jednak, że w celu sporządzenia dokładnej charakterystyki LAB oraz określenia zmienności szczepów często niezbędne jest zastosowanie kilku metod genotypowych. Niniejszy artykuł stanowi drugą część opracowania, mającego na celu omówienie najczęściej stosowanych metod genotypowania LAB wraz z wybranymi przykładami ich zastosowania. W pracy skupiono się głównie na metodach opartych na analizie operonu rrn, w tym sekwencjonowaniu genu 16S rDNA, a także na uznawanej za złoty standard technice PFGE.

EN

The increasing demand of food industry for strain of lactic acid bacteria (LAB) with novel and desirable properties caused that the selection, unambiguous identification and precise characterization of various LAB strains are essential. For this purpose it is of crucial importance to possess rapid and reliable tools formolecular typingin order to identify and distinguish various strains. The dynamic development of molecular biology techniques has contributed to significant progress in improving the methods used in the identification and typing of lactic acid bacteria. The great value of these methods is possibilities to match assay to detect a specific taxonomic level. However, high genetic variability caused that it is necessary to use often various methods to precise characterize LAB and to determine the diversity of strains. The present paper is the second part of review discussing the most commonly used methods for the genotypic identification of LAB, with selected examples of their application. This part focuses mainly on methods based on analysis of operon rrn, including sequencing of 16S rDNA gene, and PFGE technique, regarded as a gold standard.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego
• Rocznik: 2012
• Tom: 67
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.49-66,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Stefanska S.

• Zakład Technologii Fermentacji, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, ul.Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

autor

Stecka K.

• Zakład Technologii Fermentacji, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, ul.Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

Bibliografia

• 1. Acinas S.G., Marcelino L.A., Klepac-Ceraj V., Polz M.F. (2004). Divergence and redundancy of 16S rRNA sequences in genomes with multiple rrn operons. J. Bacteriol.,186, 2629-2635
• 2. Aymerich T., Martín B., Garriga M., Vidal-Carou M.C., Bover-Cid S., Hugas M. (2006). Safety properties and molecular strain typing of lactic acid bacteria from slightly fermented sausages.J. Appl. Microbiol., 100(1), 40-49
• 3. Baele M., Vaneechoutte M., Verhelst R., Vancanneyt M., Devriese L.A., Haesebrouck F. (2002). Identification of Lactobacillusspecies using tDNA-PCR. J. Microbiol. Methods.,50(3), 263-271
• 4. Cai H., Rodríguez B.T., Zhang W., Broadbent J.R., Steele J.L. (2007). Genotypic and phenotypic characterization of Lactobacillus caseistrains isolated from different ecological niches suggests frequent recombination and niche specificity. Microbiology,153(8), 2655-2665
• 5. Chagnaud P., Machinis K., Coutte L.A., Marecat A., Mercenier A. (2001). Rapid PCR-based procedure to identify lactic acid bacteria: application to six common Lactobacillusspecies J. Microbiol. Methods.,44(2), 139-148
• 6. Chavagnat F., Haueter M., Jimeno J., Casey M.G. (2002). Comparison of partial tufgene sequences for the identification of lactobacilli. FEMS Microbiol. Lett.,217, 177-183
• 7. Chevallier B., Hubert J.C., Kammerer B. (1994). Determination of chromosome size and number of rrn loci in Lactobacillus plantarum by pulsed-field gel electrophoresis.FEMS Microbiol. Lett.,120(1-2), 51-56
• 8. Claesson M.J., van Sinderen D., O’Toole P.W. (2008). Lactobacillus phylogenomics-towards a reclassification of the genus. Int. J. Syst. Evol. Microbiol.,25, 2945-2954
• 9. Cocolin L., Dolci P., Rantsiou K. (2011). Biodiversity and dynamics of meat fermentations: the contribution of molecular methods for a better comprehension of a complex ecosystem.Meat Sci.,89(3), 296-302
• 10. Coudeyras S., Marchandin H., Fajon C., Forestier C. (2008). Taxonomic and strain-specific identification of the probiotic strain Lactobacillus rhamnosus 35 with the Lactobacillus caseigroup. Appl. Environ. Microbiol.,74, 2679-2689
• 11. Dicks L.M., Dellaglio F., Collins M.D. (1995). Proposal to reclassify Leuconostoc oenosas Oenococcus oeni[corrig.] gen. nov., comb. nov.Int. J. Syst. Bacteriol.,45(2), 395-397
• 12. Donskey C.J., Hujer A.M., Das S.M., Pultz N.J., Bonomo R.A., Rice L.B. (2003). Use of denaturing gradient gel electrophoresis for analysis of the stool microbiota of hospitalized patients. J. Microbiol. Methods,54, 249-256
• 13. DuthoitF., GodonJ.J., Montel M.C. (2003). Bacterial community dynamics during production of registered designation of origin salers cheese as evaluated by 16S rRNA gene single-strand conformation polymorphism analysis. Appl. Environ. Microbiol.,69(7), 3840-3848
• 14. Ercolini D., Hill P.J., Dodd C.E.R. (2003). Bacterial community structure and location in Stilton cheese. Appl. Environ. Microbiol.,36, 3540-3548
• 15. Furet J.P., Quénée P., Tailliez P. (2004). Molecular quantification of lactic acid bacteria in fermented milk products using real-time quantitative PCR. Int. J. Food Microbiol.,97(2): 197-207
• 16. Hirschhäuser S., Fröhlich J., Gneipel A., Schönig I., Könih H. (2005). Fast protocols for the 5S rDNA and ITS-2 based identification of Oenococcus oeni. FEMS Microbiol. Lett.,244(1), 165-171
• 17. Janda J.M., Abbott S.L. (2007). 16S rRNA gene sequencing for bacterial identification in the diagnostic laboratory: pluses, perils, and pitfalls. J. Clin. Microbiol.,45, 2761-2764
• 18. Kitahara M., Sakata S., Benno Y. (2005). Biodiversity of Lactobacillus sanfranciscensisstrains isolated from five sourdoughs. Lett. Appl. Microbiol.,40(5), 353-357
• 19. Kizerwetter-Świda M., Binek M. (2005). Selection of potentially probiotic Lactobacillus strains towards their inhibitory activity against poultry enteropathogenic bacteria. Pol. J. Microbiol.,54, 287-294
• 20. Konstantinov S.R., Awati A., Smidt H., Williams B.A., Akkermans A.D., de Vos W.M. (2004). Specific response of a novel and abundant Lactobacillus amylovorus -like phylotype to dietary prebiotics in the guts of weaning piglets.Appl. Environ. Microbiol., 70(7), 3821-3830
• 21. Krawczyk B. (2007). Diagnostyka molekularna w zakażeniach szpitalnych. Post. Mikrobiol., 46, 367-378
• 22. Malmuthuge N., Li M., Chen Y., Fries P., Griebel P.J., Baurhoo B., Zhao X., Guan L.L(2012). Distinct commensal bacteria associated with ingesta and mucosal epithelium in the gastrointestinal tracts of calves and chickens.FEMS Microbiol. Ecol.,79(2), 337-347
• 23. Małek W., Wdowiak-Wróbel S., Kalita M., Święcicka I., Studzińska B. (2005). W poszukiwaniu koncepcji gatunku bakteryjnego. Post. Mikrobiol., 44, 323-328
• 24. Mannu L., Pabo A. (2002). Genetic diversity of lactococci and enterococci isolated from home-made Pecorino Sardo ewes’ milk cheese. J. Appl. Microbiol., 92, 55-62
• 25. Miambi E., Guyot J.P., Ampe F. (2002). Identification, isolation and quantification of representative bacteria from fermented cassava dough using an integrated approach of culture-dependent and culture-independent methods.Int. J. Food Microbiol., 82(2), 111-120
• 26. Miteva V., Boudakov I., Ivanova-Stoyancheva G., Marinova B., Mitev V, Mengaud J. (2001). Differentiation of Lactobacillus delbrueckii subspecies by ribotyping and amplified ribosomal DNA restriction analysis (ARDRA). J. Appl. Microbiol., 90(6), 909-918
• 27. Mohania D., Nagpal R., Kumar M., Bhardwaj A., Yadav M., Jain S., Marotta F., SinghV., Parkash O., Yadav H. (2008). Molecular approaches for identification and characterization of lactic acid bacteria. J. Dig. Dis., 9, 190-198
• 28. Muyzer G., Smalla K. (1998). Application of denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and temperature gradient gel electrophoresis (TGGE) in microbial ecology. Antonie Van Leeuwenhoek, 73, 127-141
• 29. Naser S.M., Dawyndt P., Hoste B., Gevers D., Vandemeulebroecke K., Cleenwerck I., Vancanneyt M., Swings J. (2007). Identification of lactobacilli by pheSand rpoAgene sequence analyses. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 57, 2777-2789
• 30. Nour M. (1998). 16-S and 23-S intergenic spaver regions of Lactobacilli: nucleotide sequence, secondary stricture and comparative analysis. Res. Microbiol.,149(6), 433-448
• 31. Ouoba L.I., Nyanga-Koumou C.A., Parkouda C., Sawadogo H., Kobawila S.C., Keleke S., Diawara B., Louembe D., Sutherland J.P. (2010). Genotypic diversity of lactic acid bacteria isolated from African traditional alkaline-fermented foods. J. Appl. Microbiol.,108(6), 2019-2029
• 32. Pouwels P.H.,Leer R.J. (1993). Genetics of lactobacilli: plasmids and gene expression Antonie van Leeuwenhoek.,64, 85-107
• 33. de las Rivas B., Marcobal A., Muñoz R. (2004). Allelic diversity and population structure in Oenococcus oenias determined from sequence analysis of housekeeping genes. Appl. Environ. Microbiol.,70(12), 7210-7219
• 34. de las Rivas B., Marcobal A.,Muñoz R. (2006). Development of a multilocus sequence typing method for analysis of Lactobacillus plantarum strains. Microbiology,152, 85-93
• 35. Rodas A.M., Ferrer S., Pardo I. (2003). 16S-ARDRA, a tool for identification of lactic acid bacteria isolated from grape must and wine. System. Appl. Microbiol.,26(3), 412-422
• 36. Rodas A.M., Ferrer S., Pardo I. (2005). Polyphasic study of wine Lactobacillus strains: taxonomic implications. Int. J. Syst. Evol. Microbiol.,55, 197-207
• 37. Roussel Y., Colmin C., Simonet J.M., Decaris B. (1993).Strain characterization, genome size and plasmid content in the Lactobacillus acidophilus group (Hansen and Mocquot). J. Appl. Bacteriol.,74(5), 549-556
• 38. Satokari R.M., Vaughan E.E., Favier C.F., Doré J., Edwards C., de Vos W.M. (2002). Diversity of Bifidobacterium and Lactobacillus spp. in breast-fed and formula-fed infants as assessed by 16S rDNA sequence differences. Microb. Ecol. Health Dis., 14, 97-105
• 39. Satokari R.M., Vaughan E.E., Smidt H., Saarela M., Mättö J., de Vos W.M. (2003). Molecular approaches for the detection and identification of bifidobacteria and lactobacilli in the human gastrointestinal tract. System. Appl. Microbiol., 26, 572-584
• 40. Stefańska I., Stecka K. (2012).Postępy w identyfikacji i różnicowaniu bakterii fermentacji mlekowej. Część I. Post. Nauki Technol. Przem. Rol.-Spoż., 67(3), 35-51
• 41. Švec P., Kukletová M., Sedlácek I. (2010). Comparative evaluation of automated ribotyping and RAPD-PCR for typing of Lactobacillus spp. occuring in dental caries. Antonie van Leeuwenhoek,98, 85-92
• 42. Temmerman R., Scheirlinck I., Huys G., Swings J. (2003). Culture-independent analysis of probiotic products by denaturing gradient gel electrophoresis.Appl. Environ. Microbiol., 69(1), 220-226.
• 43. Temmerman R., Huys G., Swings J. (2004). Identification of lactic acid bacteria: culture-dependent and culture-independent methods. Trends Food Sci. Technol., 15, 348-359
• 44. Tohno M., Kobayashi H., Nomura M., Kitahara M., Ohkuma M., Uegaki R., Cai Y. (2012). Genotypic and phenotypic characterization of lactic acid bacteria isolated from Italian ryegrass silage. Anim. Sci. J.,83(2), 111-120
• 45. Trotha R., Hanck T., König W., König B. (2001). Rapid ribosequencing-an effective diagnostic tool for detecting microbial infection. Infection,29, 12-16
• 46. Ventura M., Canchaya C., Meylan V., Klaenhammer T.R., Zink R. (2003). Analysis, characterization, and loci of the tuf genes in Lactobacillus and Bifidobacterium species and their direct application for species identification. Appl. Environ. Microbiol.,69, 6908-6922
• 47. De Vries M.C., Siezen R.J., Wijman J.G.E., Zhao Y., Kleerebezem M., de Vos W.M., Vaughan E.E. (2006). Comparative anf functional analysis of the rRNA-operons and their tRNA gene complement in different lactic acid bacteria. System. Appl. Microbiol.,29, 358-367
• 48. Walter J., Hertel. C., Tannock G.W., Lis C.M., Munro K., Hammes W.P. (2001). Detection of Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc, and Weisellaspecies in human feces by using group-specific PCR primers and denaturing gel electrophoresis. Appl. Environ. Microbiol.,67, 2578-2585
• 49. Yansanjav A., Svec P., Sedlácek I., Hollerová I., Nemec M. (2003). Ribotyping of lactobacilli isolated from spoiled beer. FEMS Microbiol. Lett.,229, 141-144

Uwagi

Rekord w opracowaniu