Pantoea

Die Zellen der Mitglieder der Gattung Pantoea sind nicht sporenbildende Stäbchen mit einer Größe zwischen 0,5 bis 1,3 μm Breite und 1,0 bis 3,8 μm (je nach Art) Länge. Kapseln werden nicht gebildet. Die meisten sind durch peritriche (am gesamten Zellkörper verteilte) Flagellen beweglich. Einige, wie Pantoea rwandensis und Pantoea stewartii subsp. stewartii gelten als unbeweglich. Einige Arten bilden ein gelbes Pigment. Der Gram-Test fällt negativ aus, die Zellwand besteht also aus zwei Membranen mit einer dazwischen liegenden, dünnen Mureinschicht. Einige Vertreter bilden Symplasmata, also Zellaggregate, die an mehrzellige Organismen erinnern.^[1][2] Hierzu zählen Pantoea agglomerans, Pantoea anthophila, Pantoea eucalypti und Pantoea vagans. Die Bildung hängt von Temperatur, pH-Wert und Nährstoffverfügbarkeit ab. Alle Kolonien auf Agar-Agar oder Trypton-Glucose-Agar (TGA) sind rund, konvex und glatt mit ganzrandigen Kolonien. Die Pigmentierung variiert zwischen der Arten und auch zwischen den jeweiligen Stämmen.^[1]

Die Arten von Pantoea sind fakultativ anaerob: Wenn Sauerstoff vorhanden ist, führen sie die Atmung durch, wenn kein Sauerstoff zur Verfügung steht, findet die Gärung statt.^[1]

Die Zucker Glucose, Fructose und Mannose dienen allen Arten unter aeroben Bedingungen als Kohlenstoffquellen. Die Verbindungen N-Acetylglucosamin, L-Aspartat, Glycerin, Maltose und Trehalose werden hauptsächlich als Kohlenstoff- oder Energiequelle unter aeroben Bedingungen bei der Atmung oder bei Gärung genutzt. Die meisten Arten sind im Test negativ für die Indolproduktion und positiv für die Produktion von Acetoin (der Voges-Proskauer-Test verläuft positiv) und β-Galactosidase. Sie sind Oxidase- und Urease-negativ und Katalase-positiv.^[1]

Der Temperaturbereich für das Wachstum von Pantoea-Arten liegt normalerweise zwischen 4 und 41 °C. Alle Arten wachsen bei einem neutralen pH-Wert. Von den tolerierten NaCl-Konzentrationen liegen wenig Daten vor. Bei P. coffeiphila wird ein Wachstum zwischen 0 und 3,6 % Natriumchlorid (NaCl) beobachtet, wobei einige Stämme ein Wachstum von bis zu 5,2 % NaCl zeigen. P. piersonii wächst bei 0 bis 5 % NaCl, während „P. endophytica“ bei 0 bis 7 % wächst.^[1]

Arten von Pantoea sind auch zur Eisenatmung (Fe(III)-Reduktion) fähig, hierbei werden dreiwertige Eisen-Ionen (Fe³⁺) zu zweiwertigen Eisenionen (Fe²⁺) reduziert. Pantoea ist auch zur Stickstofffixierung in der Lage und einige Arten scheinen hiermit auch Pflanzen zu unterstützen und somit eine Symbiose zu bilden.^[1]

Die Gattung Pantoea gehört zur Familie der Enterobacteriaceae und ist eng mit Erwinia, Izhakiella, Mixta, Phaseolibacter, Rosenbergiella und Tatumella verwandt. Im Dezember 2025 waren 25 vollständig beschriebene und einige weitere, nicht vollständig beschriebene Arten bekannt. Der Gattungsname Pantoea kommt von dem griechischen Wort παντοίος pantoios, deutsch ‚aller Art und Herkunft‘ bedeutet: Ein Bakterium aus verschiedenen, geografischen und ökologischen Quellen.

Es folgt eine Liste einiger Arten:

• Pantoea agglomerans (Beijerinck 1888) Gavini et al. 1989 (Synonym: Erwinia herbicola)
• "Pantoea alfalfae" Yao et al. 2023
• "Pantoea alhagi" Chen et al. 2017
• Pantoea allii Brady et al. 2011
• "Candidatus Pantoea alvi" Crosby et al. 2023
• Pantoea ananatis corrig. (Serrano 1928) Mergaert et al. 1993
• Pantoea anthophila Brady et al. 2009
• "Candidatus Pantoea bathycoeliae" Fourie et al. 2023
• "Candidatus Pantoea bituminis" Crosby et al. 2023
• Pantoea brenneri Brady et al. 2010
• Pantoea coffeiphila Gueule et al. 2015
• Pantoea conspicua Brady et al. 2010
• Pantoea cypripedii (Hori 1911) Brady et al. 2010
• Pantoea deleyi Brady et al. 2009
• "Candidatus Pantoea deserta" Crosby et al. 2023
• Pantoea dispersa Gavini et al. 1989
• "Pantoea endophytica" Gao et al. 2019
• Pantoea eucalypti Brady et al. 2009
• Pantoea eucrina Brady et al. 2010
• "Candidatus Pantoea formicae" Crosby et al. 2023
• Pantoea graminicola Ferreira et al. 2025
• Pantoea leporis Kerin et al. 2023
• Pantoea phosphatilytica Yang et al. 2025
• Pantoea phyllosphaerae Yang et al. 2025
• Pantoea phytostimulans Campillo-Brocal et al. 2025
• Pantoea piersonii (Singh et al. 2019) Palmer and Coutinho 2022
• Pantoea rodasii Brady et al. 2012
• Pantoea rwandensis Brady et al. 2012
• Pantoea septica Brady et al. 2010
• Pantoea stewartii (Smith 1898) Mergaert et al. 1993
• Pantoea trifolii Wdowiak-Wróbel et al. 2025

Ökologisch ist Pantoea vielseitig. Die meisten Pantoea- Arten wurden aus Pflanzen isoliert und auch Funde beim Menschen sind bekannt. Mehrere Arten wurden auch aus Insekten oder von Insekten gehaltenen Pilzgärten isoliert. Einige Arten sind Symbionten von verschiedenen Wanzenarten (Hymenoptera). Eine, nicht näher bestimmte Art von Pantoea kommt z. B. als Symbiont in der Beerenwanze (Dolycoris baccarum) vor.^[3] Der Typstamm von Pantoea ananatis wurde aus Ananas (Ananas comosus) isoliert, wo er vermutlich für die Verfaulung der Früchte verantwortlich war. Diese Spezies ist ubiquitär und wurde aus der Umwelt, von Menschen und aus Pflanzen als Schädling und auch als Endophyt isoliert, beispielsweise aus Zwiebeln und Eukalyptus-Arten. Endophytische Mikroorganismen sind Organismen, die im Inneren von Pflanzen leben, ohne dabei die Wirtspflanze zu schädigen. Sie unterstützen die Wirtspflanze mit z. B. der Stickstofffixierung oder Bereitstellung von Phosphor und schützen die Pflanze so vor abiotischen und biotischen Stressfaktoren. Endophytische Mikroorganismen könnten als Alternative zu chemischen Düngemitteln im Sinne einer nachhaltigen Agrarökologie eingesetzt werden. Unter den bekannten Endophyten zählt Pantoea zusammen mit Achromobacter, Burkholderia, Bacillus, Enterobacter, Herbaspirillum, Pseudomonas, Rhizobium und Streptomyces zu den häufigsten Gattungen.^[4]

Pantoea brenneri wurde zuerst aus einer menschlichen Harnröhre in den USA isoliert. Zahlreiche Stämme von P. brenneri wurden auch aus der Internationalen Raumstation isoliert. Auch Stämme von Pantoea piersonii wurden dort gefunden. Der Stamm AV62 von Pantoea piersonii wurde als Endophyt der Grau-Weide isoliert, während ein potenzieller Symbiont (Stamm 111) aus Braunalgen isoliert wurde. Der Typstamm und weitere Stämme von Pantoea coffeiphila wurden aus kartoffelartig riechenden Kaffeebohnen in Burundi isoliert. Die Stämme produzieren aufgrund der Bildung von 2-Isopropyl-3-Methoxypyrazin diesen starken Geruch. Dies beeinträchtigt die Kaffeeproduktion, da das Produkt einen unangenehmen „Kartoffelgeschmack“ aufweist. Stämme von P. rodasii wurden in Kolumbien aus Eukalyptusblättern isoliert, die Anzeichen einer Blattfleckenkrankheit aufwiesen. P. rwandensis wurde aus ebenfalls kranken Eukalyptusblättern in Ruanda isoliert.

Einige Arten zeigen die Fähigkeit zum Quorum sensing.^[5]

Die Art Pantoea agglomerans kommt auch im Darm der Wüstenheuschrecke (Schistocerca gregaria) vor. Bei der Wüstenheuschrecke ist die phenolische Verbindung Guajacol ein wichtiges Pheromon, das im Kot ausgeschieden wird. Pantoea agglomerans ist an der Bildung im Darm beteiligt. Wahrscheinlich synthetisiert das Bakterium Guajacol aus dem Stoffwechselsubstrat Vanillinsäure, das durch die Verdauung pflanzlicher Nahrung durch die Heuschrecke den Bakterien zugänglich wird.^[6]

Einige Arten können auch beim Menschen pathologisch wirken. So kann die Art Pantoea agglomerans eine septische Gelenkentzündung hervorrufen, dies kann durch Aufnahme ins Gewebe durch eine Verletzung erfolgen.^[7] Stämme von Pantoea septica waren 1971 an einem landesweiten Sepsis-Ausbruch in Krankhäuser der USA beteiligt durch verschmutzte intravenöse Materialen.^[1][8][9]

Verschiedene Arten von Pantoea sind von Interesse für die Nutzung in der Agrarwirtschaft. Pantoea agglomerans kommt innerhalb der Rhizosphäre von verschiedenen Pflanzen, wie Zuckerrohr und einigen Getreidearten vor. In Gebieten mit stickstoffarmen Boden könnte die Art eventuell zur N₂-Versorgung der Pflanzen eingesetzt werden.^[10][11] Stämme der im Jahr 2024 beschriebenen Art Pantoea trifolii sind in der Lage, das Wachstum der pflanzenschädlichen Pilzgattung Sclerotinia sclerotiorum zu hemmen.^[12] Einige Arten von Pantoea können antimikrobielle Stoffe produzieren, die in der Landwirtschaft gegen Phytopathogene eingesetzt werden können, beispielsweise 4-Formylaminooxyvinylglycin, Pantocin A und Pantocin B sowie Verbindungen wie Andrimid, die eine antimikrobielle Wirkung gegen klinisch relevante Bakterien aufweist.^[1][13] Pantoea agglomerans wurde auch in Bezug auf die Bekämpfung der Malaria untersucht. Das Bakterium wurde genetisch verändert, so dass es im Darm der Malariamücke Anopheles ein Gift gegen den Malariaerreger Plasmodium freisetzen kann.^[14][15]

Die Art Pantoea agglomerans wird auch zur Produktion von Vitamin C (Ascorbinsäure) industriell genutzt.^[16]