Characterization of glyphosate-resistant Burkholderia anthina and Burkholderia cenocepacia isolates from a commercial Roundup® solution.
Environ Microbiol Rep · 2022 · 14:70-84 · PMID 34786867 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 수생생물 · 제형(GBH)
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라운드업(Roundup®)은 시키미산 경로의 5-엔올피루빌-스키마이트-3-인산물(EPSP) 합성효소를 특이적으로 저해하는 글리포세이트를 함유한 제초제 용액의 상품명이다. EPSP 합성효소의 저해는 방향족 아미노산 생합성에 EPSP가 필요하기 때문에 식물 사멸을 유발한다. 또한, 글리포세이트는 EPSP 합성효소를 가진 고세균, 박테리아, 아피콤플렉스, 조류 및 곰팡이의 성장을 저해한다. 본 연구에서는 라운드업 용액으로부터 두 가지 글리포세이트 내성 박테리아를 특성화하였다. 분류학적 분석 결과, 분리주 1CH1과 2CH1은 각각 *Burkholderia anthina*와 *Burkholderia cenocepacia* 균주로 확인되었다. 두 분리주는 인원 공급원으로 글리포세이트를 이용할 수 없으며 글리포세이트에 민감한 EPSP 합성효소 변이체를 합성하지 못하였다. *Burkholderia anthina* 1CH1과 *B. cenocepacia* 2CH1은 해당 제초제가 박테리아에 흡수되지 않기 때문에 높은 수준의 글리포세이트를 내성으로 가지고 있다. 이전에 토양 박테리아가 글리포세이트와 같은 제초제에 노출되는 것이 항생제 내성 발현을 촉진한다는 보고가 있었다. 항생제 감수성 검사 결과, *B. cenocepacia* 2CH1 분리주만이 다양한 항생제에 대한 증가된 내성을 보였다. 따라서 *B. anthina* 1CH1과 *B. cenocepacia* 2CH1의 글리포세이트 적응이 두 박테리아 모두의 항생제 내성을 전반적으로 증가시키지는 않은 것으로 나타났다. 그러나 본 연구는 *Burkholderia* 속(genus)에 속하는 박테리아의 유전체적 적응 가능성을 확인하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Roundup® is the brand name for herbicide solutions containing glyphosate, which specifically inhibits the 5-enolpyruvyl-shikimate-3-phosphate (EPSP) synthase of the shikimate pathway. The inhibition of the EPSP synthase causes plant death because EPSP is required for biosynthesis of aromatic amino acids. Glyphosate also inhibits the growth of archaea, bacteria, Apicomplexa, algae and fungi possessing an EPSP synthase. Here, we have characterized two glyphosate-resistant bacteria from a Roundup solution. Taxonomic classification revealed that the isolates 1CH1 and 2CH1 are Burkholderia anthina and Burkholderia cenocepacia strains respectively. Both isolates cannot utilize glyphosate as a source of phosphorus and synthesize glyphosate-sensitive EPSP synthase variants. Burkholderia. anthina 1CH1 and B. cenocepacia 2CH1 tolerate high levels of glyphosate because the herbicide is not taken up by the bacteria. Previously, it has been observed that the exposure of soil bacteria to herbicides like glyphosate promotes the development of antibiotic resistances. Antibiotic sensitivity testing revealed that the only the B. cenocepacia 2CH1 isolate showed increased resistance to a variety of antibiotics. Thus, the adaptation of B. anthina 1CH1 and B. cenocepacia 2CH1 to glyphosate did not generally increase the antibiotic resistance of both bacteria. However, our study confirms the genomic adaptability of bacteria belonging to the genus Burkholderia.| 저자 | Hertel, R.; Schöne, K.; Mittelstädt, C.; Meißner, J.; Zschoche, N.; Collignon, M.; Kohler, C.; Friedrich, I.; Schneider, D.; Hoppert, M.; Kuhn, R.; Schwedt, I.; Scholz, P.; Poehlein, A.; Martienssen, M.; Ischebeck, T.; Daniel, R.; Commichau, F. M. |
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| 저널 | Environmental microbiology reports |
| 권·호·쪽 | 14(1), 70-84 |
| PMID | 34786867 |
| DOI | 10.1111/1758-2229.13022 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Burkholderia; Burkholderia cenocepacia; Glycine; Glyphosate |