Die Catenulisporales ist eine Ordnung innerhalb der Taxonomie der Bakterien. Im August 2026 wurden zwei Familien zu dieser Ordnung gestellt: Actinospicaceae mit den Gattungen Actinospica und Actinocrinis und die Familie Catenulisporaceae mit der Gattung Catenulispora. Die Arten besitzen Gene, die auf antimikrobielle Aktivität hindeuten, was sie von Interesse für die Produktion von Antibiotika macht. Sie wurden hauptsächlich aus Waldböden, Reisfeldern und der Wurzelsphäre (Rhizosphäre) isoliert und zumindest die Stämme der Gattung Catenulispora scheinen weltweit verbreitet zu sein.
Merkmale Die Arten der Ordnung Catenulisporales zeigen ein vegetatives Mycel und die Bildung von Luftmyzel. Das Mycel ist nicht fragmentiert. Vertreter beider Gattungen bilden gerade bis leicht gebogene Hyphen, die bei der Gattung Actinospica (Familie Actinospicaceae) in Büscheln angeordnet sind. Im gealterten Luftmyzel septieren die Hyphen in Ketten zylindrischer Arthrosporen. Diese auch bei Pilzen auftretende Bauweise von Myceln ist für Vertreter der Actinomycetes typisch. Die Kolonien von Catenulispora zeigen das typische Erscheinungsbild von Actinomyceten mit Pigmentierungen, die je nach Art von gelb über rot bis bräunlich variieren. In einigen Fällen zeigt ein und derselbe Stamm von Catenulispora auf verschiedenen Nährmedien unterschiedliche Pigmentierungen.Stefano Donadio, Linda Cavaletti, Paolo Monciardini: Catenulispora In:
Stoffwechsel und Wachstum Die Arten der Ordnung Catenulisporales sind aerob, benötigen also Sauerstoff. Die Arten sind meist acidophil („säureliebend“). Das Wachstum von Catenulispora acidiphila erfolgt gut in einem pH-Bereich von 4,3 bis 6,8, optimal bei etwa 6,0. Auch die Art C. rubra zeigt bestes Wachstum im sauren Bereich bei einem pH-Wert von 5,0. Actinospica robiniae zeigt bestes Wachstum bei einem pH-Wert von 5,5. Bei der Gattung Actinospica ist 3-Hydroxy-2,6-diaminopimelinsäure vorhanden, eine Diaminodicarbonsäure, die vor allem im Peptidoglykan (Murein) bakterieller Zellwände vorkommt.
Es folgen zwei Tabellen mit Merkmalen der Gattungen Actinospica und Actinocrinis (Familie Actinospicaceae) und der Gattung Catenulispora (Catenulisporaceae): MerkmalActinospicaActinocrinisCatenulisporaZellmorphologieFadenförmiges, stark verzweigtes, nicht fragmentierendes Substratmyzel; Luftmyzelien, die Ketten zylindrischer Arthrosporen bilden (bei einigen Arten)Fadenförmige, unbewegliche pigmentierte FilamenteFadenförmig, grampositiv, verzweigtes vegetatives Myzel und Lufthyphen, die sich in lange Ketten (>20) zylindrischer Arthrosporen verzweigen3-Hydroxy-2,6-diaminopimelinsäure +−−HauptmenachinoneMK-9(H4, H6, H8)MK-11MK-9(H6, H4)Wichtigste Fettsäureniso-C15:0, iso-C16:0, anteiso-C15:0iso-C16:0, iso-C 15:0, anteiso-C15:0iso-C16:0, iso -C17:0, anteiso- C16:0, anteiso-C17:0Wachstum bei pH 7,0Nein (obligat acidophil)NEINSehr schlecht/grenzwertig (toleranter als Actinospica)NaCl-ToleranzNiedrig (normalerweise <1 %)Niedrig bis mittelBis zu ∼3% NaClGC-Gehalt der DNA (mol%)∼69,2–70,8 %∼70,2 %∼69,0–72,8 %HabitatpräferenzStark säureliebende Waldböden; einige Arten wärmetolerant (heiße Quellen)Saurer BodenSaure Waldböden (etwas breitere pH-Toleranz)
Abkürzungen: + Vorhandensein, − Fehlen, Symbole: +, positiv; –, negativ
Ökologie Saure Waldböden scheinen der Hauptlebensraum zu sein, obwohl Stämme auch aus anderen Bodenproben und einem Reisfeld isoliert wurden. Catenulispora acidiphila stammt aus italienischen Waldböden und drei weitere Arten von Catenulispora stammen aus japanischen Wald- oder Reisfeldböden. Phylogenetisch verwandte Stämme wurden auch aus australischen Weideböden isoliert. Darüber hinaus wurden 16S-rRNA-Gensequenzen dieser Gattung aus Boden-DNA amplifiziert, die aus Proben europäischer, amerikanischer und afrikanischer Herkunft isoliert wurde.
16S-rRNA-Gensequenzen aus Umweltequenzen, die zu den Catenulisporales gehören, wurden aus Wurzeln der Weißen Lupine gewonnen. Eine Untersuchung von DNA von sauren Grünlandböden wies eine moderate Ähnlichkeit mit der homologen Gensequenz von Actinospica acidiphila auf. Actinospica ist kommt in sauren Böden von langjährig bewirtschafteten Grünlandflächen vor, hier sind außerdem noch Vertreter der Gattungen Streptomyces und Acidimicrobium häufig zu finden.
Antibiotika C. acidiphila produziert das Lantipeptid Catenulipeptin der Klasse III, ein Peptid aus 27 Aminosäuren mit zwei Labioninbrücken. Catenulipeptin weist anscheinend keine antimikrobielle Aktivität auf, konnte aber die Bildung von Luftmyzel in mit Surfactin behandeltem Streptomyces coelicolor stimulieren. Elena Busti und Mitarbeiter berichteten, dass der Actinospica-Stamm Gamma22, ein Isolat mit einer 16S-rRNA-Sequenz, der stark mit A. robiniae verwandt ist, eine nicht identifizierte Verbindung mit antimikrobieller Aktivität produziert. Neuere Untersuchungen zeigen, dass dieser Stamm 6-Hydroxychrolactomycin sowie geringe Mengen an Chloractomycin produziert.
Chemotaxonomie Von den traditionell zur Unterscheidung von Actinobakterien-Gattungen verwendeten Eigenschaften unterscheidet sich die Gattung hauptsächlich von den im Peptidoglykan vorhandenene Aminosäuren. Actinospica-Stämme besitzen 3-Hydroxy-2,6-diaminopimelinsäure (Dpm) und Spuren von meso-Diaminopimelinsäure (Peptidoglykan-Typ A1γ). Wie bei Vertretern von Actinoplanes und Micromonospora hat Glycin das an Muraminsäure gebundene L-Alanin ersetzt. Stämme von Catenulispora hingegen besitzen meso-Diaminopimelinsäure und Glycin bildet die Interpeptidbrücke. Dieser Typ (A3γ) findet sich beispielsweise bei Mitgliedern von Streptomycetaceae, Nocardioides, Luteococcus, Marmoricola und in Propionibacterium. Hinsichtlich der Fettsäure-, polaren Lipid- und Menachinonzusammensetzung ähneln sich die Mitglieder beider Gattungen, obwohl Unterschiede in der quantitativen Zusammensetzung bestehen, selbst zwischen Arten derselben Gattung. Die für die verschiedenen Catenulispora-Arten angegebene Fettsäurezusammensetzung ist etwas uneinheitlich und könnte auf Unterschiede in den Wachstumsbedingungen und den Methoden zur Erstellung und Interpretation ihrer Profile zurückzuführen sein. Meist werden iso-C16:0- und anteiso-C17:0-Fettsäuren angegeben, obwohl Hyo-Jin Lee und Mitarbeiter im Jahr 2011 in ihrer Beschreibung von C. graminis die hohen Mengen an anteiso-C17:0 nicht bestätigen konnten.
Systematik Die Catenulisporales zählen zu der Klasse der Actinomycetes innerhalb der Abteilung Pseudomonadota. Die Ordnung Catenulisporales entstand durch die Erhebung der Unterordnung Catenulisporineae zur Ordnung. Die Unterordnung wurde auf der Grundlage einer phylogenetischen Analyse von 16S-rRNA-Gensequenzen definiert, um die Familien Catenulisporaceae und Actinospicaceae aufzunehmen. Eine Bootstrap-Analyse deutet auf einen monophyletischen Ursprung der beiden Familien hin. Die beiden Familien sind mäßig verwandt (93,1 % Sequenzähnlichkeit des 16S-rRNA-Gens) und weisen weniger als 92,5 % Ähnlichkeit mit Sporychthya polymorpha und Cryptosporangium arvum auf. Micromonospora und Nakamurella sind andere, nah verwandte Gattungen, die, wie auch die Arten der Catenulisporales, durch myzelbildende Organismen definiert sind.
Die Gattung Catenulispora innerhalb der Familie Catenulisporaceae wurde von Elena Busti und Mitarbeitern im Jahr 2006 eingeführt. Sie ist das einzige Mitglied der Familie (Stand August 2026). Die Familie Actinospicaceae enthält zwei Gattungen, Actinocrinis und Actinospica. Von Actinospica waren im September 2026 vier Arten bekannt, von Actinocrinis ist nur eine Art bekannt, Actinocrinis puniceicyclus, die von Joong-Jae Kim und Mitarbeitern im Jahr 2017 beschrieben wurde (Stand 28. September 2026).
Es folgt eine Liste der Familien und zugehörige Gattungen:
Familie Actinospicaceae Gattung Actinocrinis Gattung Actinospica Familie Catenulisporaceae Gattung Catenulispora Einzelnachweise
Genutzte Literatur
Stefano Donadio, Linda Cavaletti, Paolo Monciardini: Catenulisporales In: Stefano Donadio, Linda Cavaletti, Paolo Monciardini: Catenulispora In:
Weblinks LPSN NCBI