Brenneria
Gattung der Familie Enterobakterien (Enterobacteriaceae)
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Brenneria ist eine Gattung von Bakterien. Die Arten verursachen Krankheiten bei Bäumen und Gehölzen, wie eine Reihe von verschiedenen Baumkrebsarten, Welken und Nekrosen an verschiedenen Baumgattungen, wie Weiden, Eichen, Erlen und Walnüssen. Sie stehen auch im Zusammenhang mit anderen pflanzenpathogenen Arten, wie der Bakteriengattung Lonsdalea, und sind an dem akutem Eichensterben (englisch "acute oak decline", AOD) beteiligt.[1]
| Brenneria | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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Brenneria ulupoensis | ||||||||||||
| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Brenneria | ||||||||||||
| Hauben et al. 1999 |
Merkmale
Die Zellen sind kurze Stäbchen (0,5–1,0 × 1,1–3,0 μm) mit abgerundeten Enden, die einzeln oder selten auch paarweise vorkommend und sind meist durch peritriche oder polare Flagellen beweglich. Die Kolonien sind je nach Nährmedium weiß bis blasscremefarben oder gelb, typischerweise klein und erreichen nach 48 h Inkubation einen Durchmesser von ca. 0,5–1,5 mm.
Die Arten sind gramnegativ, d. h. die Arten besitzen eine äußere Hülle bestehend aus einer inneren Membran, einer dünnen Peptidoglykan-Schicht und einer äußeren Membran.[1]
Wachstum und Stoffwechsel
Einige Arten sind fakultativ anaerobe Bakterien, ein Wachstum ohne Sauerstoff ist bei diesen Arten möglich.
Die Arten sind in der Regel negativ für Lysindecarboxylase-, Tryptophandeaminase- und Stärkehydrolase. Sie produzieren kein Indol, der Indol-Test fällt negativ aus. Auch das Enzym Gelatinase wird nicht gebildet. Die Aktivität von β-Galactosidase, Arginin-Dihydrolase, Ornithin-Decarboxylase und Urease, die Citratverwertung sowie die Produktion von Schwefelwasserstoff (H2S) und Acetoin sind variabel. Nitrat wird nicht zu Nitrit reduziert, eine Nitratatmung findet nicht statt. Die Arten können in der Regel D-Glucose, D-Mannitol und Saccharose fermentieren.[1]
Für eine Tabelle mit Merkmalen einiger Arten bitte auf Ausklappen klicken:[1]
| B. salicis | B. alni | B. corticis | B. goodwinii | B. nigrifluens | B. populi subsp. populi | B. populi subsp. brevivirga | B. roseae subsp. roseae | B. roseae subsp. americana | B. rubrifaciens | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| β-Galactosidase | v | − | − | + | + | − | − | + | − | v |
| Arginine dihydrolase | − | − | − | − | − | + | − | + | + | − |
| Ornithindecarboxylase | − | − | − | − | − | − | − | + | + | − |
| Ureaseaktivität | − | v | − | − | v | − | − | − | − | − |
| Nutzung von Citrat | − | − | − | − | − | − | − | + | + | − |
| H2S-Produktion | − | + | − | − | v | − | − | − | − | − |
| Acetoin-Produktion | − | + | + | + | + | + | + | v | v | − |
| Säureproduktion von: | ||||||||||
| Glycerol | − | + | + | + | + | + | + | + | + | − |
| D-Arabinose | − | + | + | − | − | − | − | + | + | − |
| D-Xylose | − | + | + | + | + | + | − | + | + | − |
| D-Galactose | − | + | − | + | − | + | + | + | + | − |
| D-Mannose | + | + | − | + | + | + | − | + | + | + |
| L-Rhamnose | − | − | + | + | + | v | + | − | + | − |
| Inositol | − | − | + | + | + | v | − | + | + | − |
| D-Sorbitol | − | − | + | + | + | + | + | + | + | − |
| Methyl-α-D-glucopyranosid | − | + | − | − | − | + | + | − | − | − |
| Amygdalin | − | + | + | + | − | + | − | − | − | − |
| D-Cellobiose | − | + | + | − | − | v | − | − | − | − |
| D-Maltose | − | + | + | − | − | + | + | − | − | − |
| D-Lactose | − | − | − | + | − | v | − | − | − | − |
| D-Melibiose | − | − | + | + | + | + | + | − | − | − |
| D-Trehalose | − | + | − | + | + | v | − | − | − | − |
| D-Raffinose | − | − | + | + | + | + | + | − | − | − |
| Gentiobiose | − | − | + | + | + | v | − | − | − | − |
| D-Turanose | − | + | − | + | − | − | + | − | − | − |
| Kaliumgluconat | + | − | + | − | − | v | + | + | + | − |
| Assimilation von: | ||||||||||
| Glykogen | − | + | + | − | + | − | − | − | − | − |
| D-Cellobiose | ND | + | + | − | + | + | + | − | − | ND |
| Gentobiose | − | + | + | + | − | + | − | − | ||
| Maltose | ND | + | + | − | − | + | + | − | − | − |
| D-Melibiose | + | − | + | + | + | + | + | − | − | ND |
| D-Raffinose | + | + | + | + | + | + | + | + | − | − |
| D-Trehalose | ND | + | + | + | + | − | − | − | − | ND |
| Turanose | ND | + | + | − | + | + | + | − | − | ND |
| Ameisensäure | ND | − | + | + | + | + | + | − | − | ND |
| α-Hydroxybuttersäure | ND | − | + | − | + | + | + | − | − | ND |
| D,L-Milchsäure | ND | − | + | − | + | + | + | − | − | ND |
| D-Saccharinsäure | ND | − | − | − | − | − | − | + | + | ND |
| Succinaminsäure | ND | + | + | − | + | − | − | − | − | ND |
| Uridin | ND | − | + | − | + | + | + | − | − | ND |
| 2-Aminoethanol | ND | + | + | − | + | − | − | − | − | ND |
| 2,3-Butandiol | ND | + | + | − | + | + | + | − | − | ND |
| v, variabel; +, positiv; -, negativ; ND, keine Angabe | ||||||||||
Ökologie
Brenneria-Arten verursachen an Bäumen Krankheiten wie Triebsterben, Krebs, Welke, Nekrosen und Fäulnis.
Die Art Brenneria salicis, die die Wasserzeichenkrankheit (englisch "watermark disease") der Weide (Salix spp.) verursacht, wurde aus erkrankten Bäumen im Vereinigten Königreich, in Österreich, Belgien, den Niederlanden, Italien, Ungarn (in Europa häufig auf der Silber-Weide, Salix alba) und Japan (auf Salix bakko, Amur-Weide (Salix udensis) und Salix kinuyanagi) isoliert. Darüber hinaus wurde B. salicis als vermutlicher Endophyt aus symptomfreien Weiden, Pappeln und Erlen isoliert.[2] Brenneria alni ist der Erreger des Rindenkrebses (englisch "bark canker") der Schwarz-Erle (Alnus glutinosa) und der Italienischen Erle (Alnus cordata) sowie der Kaukasischer Erle (Alnus subcordata) im Iran.
Brenneria corticis wurde aus der Bastard-Schwarz-Pappel (Populus × euramericana) isoliert, die in China Symptome von Rindenkrebs aufwiesen, obwohl noch nicht bestätigt wurde, ob diese Art eine Rolle bei der Krankheit spielt.[3]
Brenneria goodwinii zählt zu einer Gruppe von Bakterienarten, die für die Symptome des akuten Eichensterbens (englisch "acute oak decline", AOD) verantwortlich sind. Die am häufigsten aus symptomatischen Eichen isolierten Bakterienarten sind neben B. goodwinii noch Lonsdalea britannica, die Art G. quercinecans der Gattung Gibbsiella und R. victoriana der Gattung Rahnella. Das Akute Eichensterben ist eine relativ neu beschriebene Pflanzenkrankheit, die Eichenarten befällt. Erkrankte Bäume sind gekennzeichnet durch Blutungen aus vertikalen Rissen, nekrotischen Läsionen im darunter liegenden lebenden Gewebe. Die Bäume werden stark geschädigt und können innerhalb weniger Jahre absterben.[4][5]
Die Art Brenneria goodwinii wurde aus Stieleichen (Quercus robur) und Traubeneichen (Quercus petraea) in England, aus Stieleichen in Lettland und Spanien, der Kastanienblättrige Eiche (Quercus castaneifolia), Persische Eiche (Quercus brantii), der Hainbuche (Carpinus betulus) im Iran und der Zerreiche (Quercus cerris), Flaumeiche (Quercus pubescens), Roteiche (Quercus rubra) und Stieleiche in der Schweiz isoliert. Brenneria goodwinii wurde durch Metagenomanalyse in geringen Mengen in gesunden Eichen an AOD-Standorten nachgewiesen.[6]
Der Erreger des "flachen Rindenkrebses" (englisch "shallow bark canker") der Persischen Walnuss (Juglans regia) ist B. nigrifluens, der in den Vereinigten Staaten, im Iran, Spanien, Italien, Frankreich, Serbien und Ungarn weit verbreitet ist. Durch Metagenomanalyse konnte B. nigrifluens auch als Mitglied des Darmmikrobioms der Wanzenart Piezodorus guildinii identifiziert werden. Bislang wurden beide Unterarten von Brenneria populi, Brenneria populi subsp. populi und Brenneria populi subsp. brevivirga, nur aus Populus × euramericana isoliert, die in China Symptome von Rindenkrebs aufweisen. Wie bei B. corticis ist nicht klar, ob sie eine Rolle bei der Symptomentwicklung spielen. Zwei Unterarten von B. roseae stehen im Zusammenhang mit dem Eichensterben, B. roseae subsp. roseae und B. roseae subsp. americana. Brenneria roseae subsp. roseae wurde aus der Traubeneiche und der Stieleiche in England sowie aus der Kastanienblättrigen Eiche, der Hainbuche und der Walnuss im Iran isoliert. Brenneria roseae subsp. americana wurde bisher nur aus der Schwarzeiche (Quercus kelloggii) isoliert, die Symptome des Eichensterbens in den Vereinigten Staaten aufweist. Die Rolle beider Unterarten beim Eichensterben ist noch nicht geklärt, obwohl B. roseae subsp. roseae zusammen mit Gibbsiella quercinecans als Erreger des bakteriellen Krebses Persischen Walnuss (Juglans regia) beschrieben wird. Ähnlich wie B. nigrifluens verursacht B. rubrifaciens Krebs an Walnussbäumen, wird jedoch als "deep bark canker" bezeichnet. Brenneria rubrifaciens wurde in den Vereinigten Staaten, Spanien und Iran isoliert. Es wurde vermutet, dass B. rubrifaciens im Gefäßsystem von Walnussbäumen überleben kann, bis die Umweltbedingungen für die Entwicklung der Krankheit günstig sind.[1][7]
Die Art Brenneria uluponensis wurde aus trübem Wasser in einem Feuchtgebiet, wo Kalo (Colocasia esculenta) angebaut wurde, isoliert. Der Fundort befand sich auf der Insel O‘ahu, Hawaii.[8] Brenneria bubanii wurde aus verrottendem Pflanzengewebe isoliert.[9]
Genetik
Es liegen für mehrere Arten Genomsequenzen vor. Der Großteil der Genominformationen zu Brenneria wurde in einer vergleichenden Genomstudie veröffentlicht, in der eine neue Art, „Brenneria izadpanahii“, vorgeschlagen, aber nicht gültig klassifiziert wurde.[10] Die Genomgrößen reichen von 3,9 Megabasenpaare (B. salicis) bis 5,3 Mb (B. goodwinii und „B. izadpanahii“), mit einer vorhergesagten Anzahl von proteinkodierenden Genen von 3.521 (B. rubrifaciens) bis 4.743 („B. izadpanahii“). Pektinabbauende Zellwandenzyme (PCWDEs) und Gencluster, die an der Eisenaufnahme und -übertragung beteiligt sind, wurden in allen Brenneria-Arten nachgewiesen und spielen eine entscheidende Rolle bei der Besiedlung ihrer Wirtspflanzen. Viele Arten verfügen über ein vollständiges Typ-III-Sekretionssystem (T3SS). Die Harpin-Gene (die für vom T3SS sekretierte Proteine kodieren) hrpG, hrpD, hrpA, hrpF, hrpW, hrpB, hrpP, hrpQ und hrpJ waren meist in den Brenneria-Genomen vorhanden, eine Ausnahme ist das Genom von B. corticis, das nur hrpA und hrpB enthält.[1]
Taxonomie
Die wichtigsten Fettsäuren der Brenneria-Arten sind C16:0 (Palmitinsäure), C18:1ω7c (Vaccensäure), C17:0 cyclo. Polare Lipide und Chinone werden für Arten der Gattung Brenneria in der Regel nicht bestimmt. Die Fettsäureprofile der Brenneria-Arten ähneln denen der Arten Pectobacterium, Lonsdalea und Dickeya. Bemerkenswerte Unterschiede bestehen darin, dass Dodecansäure (C12:0) in Lonsdalea- und Dickeya-Arten nur in Spuren vorhanden ist und C17:0 cyclo in Pectobacterium- und Dickeya-Arten in der Regel nicht vorkommt.[1]
Systematik
Die Gattung zählt zu der Familie der Pectobacteriaceae (Stand Februar 2026).[11] Früher wurde sie zusammen mit anderen pflanzenpathogenen Gattungen wie Erwinia, Pantoea, Samsonia und Pectobacterium zu den Enterobacteriaceae gestellt.[12] Die Typusart ist Brenneria salicis, die im Jahr 1924 von Day als "Bacterium salicis" zum ersten Mal beschrieben wurde.
Sie ist nach dem Mikrobiologen Don J. Brenner benannt.
Es folgt eine Liste einiger Arten:
- Brenneria alni (Surico et al. 1996) Hauben et al. 1999
- Brenneria bubanii Tóth and Lakatos 2023
- Brenneria corticis Li et al. 2019
- Brenneria goodwinii Denman et al. 2012
- "Brenneria izadpanahii" Bakhshi Ganje et al. 2021
- Brenneria izbisi Gašić et al. 2023
- Brenneria nigrifluens (Wilson et al. 1957) Hauben et al. 1999
- Brenneria paradisiaca (Fernandez-Borrero and Lopez-Duque 1970) Hauben et al. 1999
- Brenneria populi Li et al. 2015
- Brenneria quercina (Hildebrand and Schroth 1967) Hauben et al. 1999
- Brenneria roseae Brady et al. 2015
- Brenneria rubrifaciens (Wilson et al. 1967) Hauben et al. 1999
- Brenneria salicis (Day 1924) Hauben et al. 1999
- Brenneria tiliae Kile et al. 2022
- Brenneria uluponensis Prescott et al. 2024
Genutzte Literatur
- Carrie L. Brady und Teresa A. Coutinho: Brenneria (30. September 2021) In: Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. 1. Auflage. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-96060-8, doi:10.1002/9781118960608.gbm01136.pub2 (englisch).
Weblinks
- LPSN - Genus: Brenneria. Abgerufen am 13. Februar 2026 (englisch).
- Waldschutzinfo Nr.07-2025 vom 20.08.2025 - Komplexkrankheit Akutes Eichensterben (AOD) – Erstnachweis Bakterien Brenneria goodwinii und Gibbsiella quercinecans in NRW im Regionalforstamt Münsterland – Landesbetrieb Wald und Holz Nordrhein-Westfalen
- - Neue Bakteriosen an Bäumen - LWF-aktuell 114 – Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft
- Forschung zu Schäden an Rotbuchen und Eichen in den Projekten BucheAkut, TroWaK und VitaWald – NRW-FVA, Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt
- Wenn Eichen und Kiefern der Kahlfraß droht – Themenportal Wald Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.
- Express-PRA zu Brenneria izbisi – Julius Kühn-Institut (JKI) Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
- Neue Schadorganismen – Pflanzenschutzamt Berlin
- Augen auf! Heute im Fokus: Schleimfluss an Laubbäumen – waldschweiz und wslresearch
- Waldschutz – Infomeldung Nr. 07-2025 vom 20.08.2025 – Komplexkrankheit Akutes Eichensterben (AOD) – Erstnachweis Bakterien Brenneria goodwinii und Gibbsiella quercinecans in NRW im Regionalforstamt Münsterland