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Phäno- und Genotypisierung von Bakterien des Genus Arcanobacterium unter besonderer Berücksichtigung von Arcanobacterium phocae

Ülbegi, Hivda


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler
pdf-Format: Dokument 1.pdf (4.129 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5695-7
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 08.12.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 10.01.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen konnten 11 Referenzkulturen von neun Spezies
der Genera Arcanobacterium bzw. Trueperella, 43 A. phocae-Kulturen, isoliert von
Seehunden und einer Kegelrobbe, sieben A. haemolyticum-Kulturen, isoliert von Pferden, eine
A. pluranimalium-Kultur, isoliert von einem Hund, drei A. (T.) bialowiezense-Kulturen und
sieben A. (T.) bonasi-Kulturen, isoliert vom Europäischen Bison, zwei A. (T.) pyogenes-
Kulturen, isoliert von einer Bartagame und einem Gecko, und 26 A. (T.) pyogenes-Kulturen,
isoliert von Rindermastitiden, phänotypisch und genotypisch identifiziert und weitergehend
charakterisiert werden.
Die Identifizierung der Arcanobacterium- bzw. Trueperella-Kulturen war aufgrund von
kulturellen Eigenschaften, durch Nachweis der Hämolyse bzw. synergistischer oder
antagonistischer Hämolysereaktionen und durch Nachweis biochemischer Eigenschaften
möglich. Eine molekulare Charakterisierung der Arcanobacterium- bzw. Trueperella-
Kulturen erfolgte durch 16S rDNA-Analysen und, als bislang für diese Gattungen noch nicht
beschriebene Gen- bzw. Genomabschnitte, durch Sequenzierung der 16S-23S rDNA
intergenic spacer-Region (ISR), der 23S rDNA, des Superoxid Dismutase A-kodierenden
Gens sodA und durch Sequenzierung des die Beta-Untereinheit der RNA-Polymerasekodierenden
Gens rpoB. Die Ergebnisse der ISR- bzw. der 16S rDNA und 23S rDNASequenzierungen
führten zur Erstellung von spezifischen Oligonukleotidprimern für drei ISRGenospezies
von A. phocae (ISR-Gruppe I bis III) und für sechs weitere Spezies der Genera
Arcanobacterium bzw. Trueperella. Dies ermöglichte eine PCR-vermittelte Identifizierung
der jeweiligen ISR-Genospezies bzw. Spezies. A. phocae-ISR-Gruppe I konnte im weiteren
durch ein A. phocae-sodA-spezifisches Oligonukleotidprimerpaar und durch das Phocaelysinkodierende
Gen phl, die A. haemolyticum-Kulturen durch das Phospholipase D-kodierende
Gen pld und die A. (T.) pyogenes-Kulturen durch das Pyolysin-kodierende Gen plo
weitergehend charakterisiert werden. Das Phocaelysin-kodierende-Gen phl von A. phocae
stellt, vergleichbar mit dem Pyolysin-kodierenden-Gen plo von A. (T.) pyogenes, das Gen
eines bisher noch nicht beschriebenen porenbildenden Toxins von A. phocae dar.
Die Charakterisierung von drei ISR-Genospezies von A. phocae korrelierte mit dem Nachweis
des Phocaelysin-kodierenden Gens phl (ISR-Gruppe-I) und mit einigen kulturellen und
biochemischen Merkmalen der Kulturen. Die Bedeutung dieser Unterschiede für die
taxonomische Einordnung von A. phocae ist bislang allerdings noch unklar.
Die phänotypische und genotypische Identifizierung der bisher nur als humanpathogen
bekannten Spezies A. haemolyticum, isoliert von Pferden, einer A. pluranimalium-Kultur,
isoliert von einem Hund, und auch der A. (T.) pyogenes-Kulturen, isoliert von einer
Bartagame und einem Gecko, gelang erstmalig bei den jeweiligen Tierarten. Die Isolierung
der unterschiedlichen Spezies der Genera Arcanobacterium bzw. Trueperella der
vorliegenden Untersuchungen erfolgte in der Regel mit zahlreichen weiteren
Mikroorganismen unterschiedlicher Spezies, sodass, mit Ausnahme für die A. (T.) pyogenes-
Kulturen, isoliert von Rindermastitiden, über die Bedeutung der Arcanobacterium- bzw.
Trueperella-Kulturen für das jeweilige Krankheitsbild keine abschließende Aussage getroffen
werden kann.
Die in den vorliegenden Untersuchungen aufgeführten konventionellen und molekularen
Verfahren könnten die diagnostische Erkennung von Bakterien der Genera Arcanobacterium
bzw. Trueperella in klinischem Untersuchungsmaterial verbessern helfen und darüber hinaus,
zur Klärung der Bedeutung dieser Bakterien bei Infektionen von Tier und Mensch beitragen.
Kurzfassung auf Englisch: In the present study 11 reference cultures of nine species of genera Arcanobacterium or
Trueperella, 43 A. phocae cultures, isolated from harbour seals and one grey seal, seven A.
haemolyticum-cultures, isolated from horses, one A. pluranimalium culture, isolated from a
dog, three A. (T.) bialowiezense and seven A. (T.) bonasi cultures, isolated from the European
bison, two A. (T.) pyogenes cultures, isolated from a bearded dragon and a gecko, and 26 A.
(T.) pyogenes cultures, isolated from mastitic cows, could be phenotypically and
genotypically identified and further characterized.
All Arcanobacterium or Trueperella cultures of the present study could be identified by
cultural properties, their hemolysis, by detection of synergistic and antagonistic hemolytic
reactions and by determination of biochemical properties. A molecular characterization of the
Arcanobacterium or Trueperella cultures was realized by 16S rDNA-analyses and, with gene
or genome parts which had not been investigated for these genera, by sequencing of the 16S-
23S rDNA intergenic spacer region (ISR), the 23S rDNA, the superoxide dismutase A
encoding gene sodA and the beta subunit of RNA polymerase encoding gene rpoB. The
results of ISR, 16S rDNA and 23S rDNA sequencing allowed the design of specific
oligonucleotide primers for three ISR-genospecies of A. phocae (ISR group I toIII) and for six
additional species of genera Arcanobacterium or Trueperella. This allowed a PCR-mediated
identification of the respective ISR-genospecies or species. The A. phocae ISR group I could
be further characterized by using an A. phocae sodA specific oligonucleotide primerpair and
by amplification of the phocaelysin encoding gene phl, the A. haemolyticum cultures by
amplification of phospholipase D encoding gene pld and the A. (T.) pyogenes cultures by
amplification of pyolysin encoding gene plo. The phocaelysin encoding gene phl of A. phocae
represents, comparable to the pyolysin encoding gene plo of A. (T.) pyogenes, a gene of a pore
forming toxin of A. phocae which has not yet been described.
The occurrence of three genospecies of A. phocae correlated with the detection of phocaelysin
encoding gene phl (ISR group I) and some cultural and biochemical characteristics of the
cultures, although their significance for the taxonomic position of A. phocae remains unclear.
The phenotypic and genotypic identification of the species A. haemolyticum from horses, a
species which has been regarded so far as a human pathogen, the A. pluranimalium culture,
isolated from a dog, and the A. (T.) pyogenes species, isolated from a bearded dragon and a
gecko, could for the first time be approved for the respective animal species. The isolation of
150
the different species of genera Arcanobacterium or Trueperella of the present study usually
occurred with a number of various other microorganisms of different bacterial species.
Consequently, with the exception of the A. (T.) pyogenes cultures, isolated from bovine
mastitis, no final statement about the importance of the Arcanobacterium or Trueperella
cultures for the respective disease could be made.
However, the conventional and molecular techniques which are described in the present study
could contribute to improve the diagnostic detection of bacteria of genera Arcanobacterium or
Trueperella and to clarify the significance of these bacteria in animal and human infections.