Značilnosti azospiriluma, habitat, presnova



Azospirillum je rod prostoživečih gram-negativnih bakterij, ki lahko fiksirajo dušik. Znana je že vrsto let kot promotor rasti rastlin, saj je koristen organizem za pridelke.

Zato spadajo v skupino rizobakterij, ki spodbujajo rast rastlin in so bile izolirane iz rizosfere trav in žit. Z vidika kmetijstva, Azospirillum je žanr, ki je zelo proučen za svoje lastnosti.

Ta bakterija lahko uporablja hranila, ki jih izločajo rastline, in je odgovorna za fiksacijo atmosferskega dušika. Zaradi vseh teh ugodnih lastnosti je vključen v oblikovanje bioloških gnojil, ki se uporabljajo v alternativnih kmetijskih sistemih.

Indeks

  • 1 Taksonomija
  • 2 Splošne značilnosti in morfologija
  • 3 Habitat
  • 4 Presnova
  • 5 Medsebojno delovanje z obratom
  • 6 Uporabe
  • 7 Reference

Taksonomija

Leta 1925 so izolirali prvo vrsto tega roda in jo imenovali Spirillum lipoferum. Šele leta 1978, ko je bil žanr postavljen Azospirillum.

Trenutno je znanih dvanajst vrst, ki spadajo v ta bakterijski rod: A. lipoferum in A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae in A. rugosum.

Ti rodovi spadajo v red Rhodospirillales in v podrazred Alphaproteobacteria. Za to skupino je značilna majhna koncentracija hranil in vzpostavitev simbiotičnih odnosov z rastlinami, patogeni mikroorganizmi rastlin in celo z ljudmi.

Splošne značilnosti in morfologija

Rod je zlahka prepoznaven po vibrionih ali debelih oblikah palice, pleomorfizmu in spiralni mobilnosti. Lahko so ravne ali rahlo ukrivljene, njihov premer je približno 1 um in dolžine 2,1 do 3,8. Na splošno so konice ostre.

Bakterije iz rodu Azospirillum Pokažejo izrazito gibljivost, ki predstavlja vzorec polarne in bočne zastavice. Prva skupina zastavic se uporablja predvsem za plavanje, druga pa za premik na trdnih površinah. Nekatere vrste predstavljajo le polarni flagellum.

Ta gibljivost omogoča bakterijam, da se premaknejo na območja, kjer so pogoji primerni za njihovo rast. Poleg tega predstavljajo kemično privlačnost organskih kislin, aromatičnih spojin, sladkorjev in aminokislin. Prav tako se lahko preselijo v regije z optimalnimi kisikovimi krči.

Ko se bakterije soočajo z neugodnimi pogoji - kot je izsušitev ali pomanjkanje hranil - lahko bakterije vzamejo oblike cist in razvijejo zunanjo lupino, sestavljeno iz polisaharidov.

Genomi teh bakterij so veliki in imajo več replikonov, kar dokazuje plastičnost telesa. Nazadnje je značilna prisotnost zrn poli-b-hidroksibutirata.

Habitat

Azospirillum najdemo v rizosferi, nekateri sevi pretežno naselijo površino korenin, čeprav obstajajo nekatere vrste, ki lahko okužijo druga območja rastline.

Iz različnih rastlinskih vrst po svetu je bil izoliran od okolij s tropskimi podnebji do regij z zmerno temperaturo.

Izločene so bile iz žit, kot so koruza, pšenica, riž, sirek, oves, od pašnikov kot Cynodon dactylon in Poa pratensis. O njih so poročali tudi v agavah in v različnih kaktusih.

Nekateri sevi, ki niso homogeno najdeni v korenu, kažejo posebne mehanizme za okužbo in kolonizacijo notranjosti korena, drugi pa so specializirani za kolonizacijo sluznice ali poškodovanih koreninskih celic..

Presnova

Azospirillum Predstavlja zelo raznoliko in raznovrstno presnovo ogljika in dušika, ki omogoča, da se ta organizem prilagaja in tekmuje z drugimi vrstami v rizosferi. Lahko se razmnožujejo v anaerobnih in aerobnih okoljih.

Bakterije so dušikovi fiksirni in lahko kot vir tega elementa uporabljajo amonij, nitrite, nitrate, aminokisline in molekularni dušik.

Pretvorbo atmosferskega dušika v amonij posreduje encimski kompleks, sestavljen iz dinitrogenaznega proteina, ki vsebuje molibden in železo kot kofaktor, in drugega proteina, ki se imenuje dinitrogenaza reduktaza, ki prenaša elektrone od darovalca v protein.

Podobno so encimi glutamin sintetaze in glutamat sintetaze vključeni v asimilacijo amonija..

Interakcija z obratom

Povezava med bakterijami in rastlino je lahko uspešna le, če bakterije lahko preživijo v tleh in najdejo pomembno populacijo korenin..

V rizosferi gradient zmanjšanja hranil od korena do okolice nastane iz rastlinskih eksudatov.

Z zgoraj omenjenimi mehanizmi kemotaksije in gibljivosti lahko bakterija preide v rastlino in uporabi izločke kot vir ogljika..

Posebni mehanizmi, ki jih bakterije uporabljajo za interakcijo z rastlino, še niso bile opisane do popolnosti. Vendar pa so nekateri geni v bakterijah, ki so vključeni v ta proces, znani, tudi lasje, soba, salB, mot 1, 2 in 3, laf 1, itd..

Uporabe

Rizobakterije, ki spodbujajo rast rastlin, skrajšano PGPR s svojo kratico v angleščini, vsebujejo bakterijsko skupino, ki spodbuja rast rastlin.

Poročali so, da je povezava bakterij z rastlinami koristna za rast rastlin. Do tega pojava lahko pride zaradi različnih mehanizmov, ki povzročajo fiksacijo dušika in proizvodnjo rastlinskih hormonov, kot so auksini, gibberilini, citokinini in abscisična kislina, ki prispevajo k razvoju rastline..

Kvantitativno je najpomembnejši hormon auksin - indolocetna kislina (IAA), ki izhaja iz aminokisline triptofan - in se sintetizira z vsaj dvema presnovnima potema znotraj bakterije. Vendar ni neposrednih dokazov o sodelovanju avksina v rasti rastline.

Giberilini poleg tega, da sodelujejo pri rasti, spodbujajo delitev celic in kalitev semena.

Značilnosti rastlin, ki jih inokulira ta bakterija, vključujejo povečanje dolžine in števila korenin, ki se nahajajo bočno, povečanje števila korenin in povečanje suhe teže korena. Prav tako povečujejo procese celičnega dihanja.

Reference

  1. Caballero-Mellado, J. (2002). Spol Azospirillum. Mehika, D. F. UNAM.
  2. Cecagno, R., Fritsch, T.E., & Schrank, I.S. (2015). Bakterije, ki spodbujajo rast rastlin Azospirillum amazonense: Genomska vsestranskost in fitohormonska pot. BioMed Research International, 2015, 898592.
  3. Gómez, M. M., Mercado, E.C., & Pineda, E.G. (2015). Azospirillum rizobakterije s potencialno uporabo v kmetijstvu. Biološki časopis DES Kmetijske biološke znanosti Michoacán Univerza San Nicolás de Hidalgo, 16(1), 11-18.
  4. Kannaiyan, S. (ur.). (2002). Biotehnologija biogoriv. Alpha Science Int'l Ltd..
  5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, prostoživeča bakterija, ki veže dušik in je tesno povezana s travami: genetski, biokemični in ekološki vidiki. Pregledi mikrobiologije FEMS, 24(4), 487-506.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R., in Case, C. L. (2007). Uvod v mikrobiologijo. Ed Panamericana Medical.