Xanthomonas campestris opis, medij kulture in patofiziologija



Xanthomonas campestris je vrsta proteobakterij (razred: Gamma Proteobacteria, red: Xanthomonadales, družina: Xanthomonadaceae), fitopatogena, ki vpliva na pomembne rastline.

X. campestris Predstavlja epifitsko fazo na rastlini, ki ji ne škoduje. Ta faza je pred okužbo, nastane s proliferacijo bakterij zaradi ugodnih okoljskih nihanj. Okužba te vrste oCasiona ima različne simptome v okuženi rastlini, ki se lahko sčasoma degenerirajo v njegovi smrti.

X. campestris Prav tako je dobro znano, da proizvaja biopolimer ksantan ali ksantan gumi, polisaharid, ki izloča medij (eksopolisaharid) in poveča viskoznost vodnih raztopin.

Xanthanski eksopolisaharid je bil prvi bioproizvod komercialnega pomena, pridobljen s fermentacijskimi procesi koruznega škroba. Trenutno se proizvaja v velikih količinah in ima številne aplikacije zaradi svojih lastnosti kot zgoščevalec in emulgator. Ksantan se uporablja v prehrambeni, farmacevtski, kozmetični, kmetijski, oljni industriji.

Indeks

  • 1 Opis
    • 1.1 Medsebojno delovanje z obratom
    • 1.2 Xantano
  • 2 Izolacija X. campestris iz rastlinskega tkiva
  • 3 Kulturni mediji
    • 3.1 Mleko iz mleka (MT)
    • 3.2 Kralj B
    • 3.3 PYM
    • 3,4 YMM
    • 3.5 Inkubacijski pogoji
    • 3.6 Proizvodnja ksantana
    • 3.7 Zaznavanje metabolične aktivnosti
  • 4 Patofiziologija
  • 5 Reference

Opis

Xanthomonas campestris Gre za gramno negativno bacillus, obvezno aerobno in fakultativno saprofit. Je mobilen, širok med 0,2 in 0,6 μm in dolg med 0,8 in 2,9 μm. Lahko se pojavi kot posamična posameznica ali tvori filamente, obdana s ksantanom, eksopolisaharid, ki ga proizvajajo..

Xanthan podpira tvorbo biofilmov X. campestris in izvaja tudi zaščitni učinek skupnosti, ustanovljenih v tej strukturi, kadar pride do nenadnih sprememb temperature, pH, ultravijoličnega sevanja, opaznih osmotskih variacij in / ali zmanjšanja vlažnosti..

Interakcija z obratom

Ta vrsta ima več mehanizmov za izogibanje obrambnim odzivom rastlin, ki jih okuži. Prva ovira rastline za bakterijsko okužbo so celične stene in površinske snovi z antimikrobno aktivnostjo.

X. campestris lahko okužijo rastlino prek njenih listnih lupin (pore, kjer pride do izmenjave plinov z okoljem), njenih hidratov (vrste stome, skozi katere se odveča odvečna voda) ali pa rane.

Na splošno rastline zaprejo svoje stomate, ko jih napadajo mikroorganizmi. Vendar pa, X. campestris proizvaja virulenčni faktor, ki preprečuje zaprtje puči, s tem pa daje prednost vstopu več bakterij iz zunanjega okolja.

Ko se bakterije nahajajo v rastlini, preprečujejo transport vode, ki ovirajo žilna tkiva. Posledica je nekroza listov in venenje okuženih delov.

Tudi,, X. campestris proizvaja spojino, imenovano nevtralni ciklični glukan β- (1,2), ki preprečuje izražanje obrambnih genov v rastlini. Te spojine so lahko povezane z bakterijskim periplazmičnim prostorom ali pa se lahko izločijo v zunajcelični medij, pri čemer spodbujajo mobilnost bakterij, njegovo virulenco in tvorbo biofilmov.. 

Xantano

Xanthan, ki ga proizvaja. \ T Xanthomonas Deluje kot virulenčni faktor, zavira imunski odziv okužene rastline in povečuje sposobnost okužbe bakterije.

Ksantan je polisaharid, ki ga sestavljajo enote 5 sladkorjev, ki se ponavljajo (2 glukoza, 2 manoza in 1 glukuronska kislina) in polimerizirajo..

Sinteza ksantana je odvisna od imenovanega operona gumijasti gumi (niz genov, ki sestavljajo funkcionalno enoto), ki predstavlja 12 genov, ki so pod nadzorom posamezne promotorske regije.

Izolacija X. campestris iz rastlinskega tkiva

X. campestris pv. campestris lahko je izoliran iz foliarnega tkiva, ki predstavlja lise v obliki "V" ali poškodovanega žilnega tkiva ali vratu rastline, to pomeni poškodovanih območij rastline.

Za pridobitev sevov X. campestris, izbrana je, ker prikazuje poškodovano območje (listne liste ali plodove ali rak). Če lezije ni opaziti v rastlini, se tkivo, ki je najbolj dovzetno za poškodbe, vzame kot vzorec in analizira z gojiščem in s tehniko verižne reakcije s polimerazo (PCR)..

Mediji za kulturo

Med uporabljenimi mediji za kulturo so: \ t

Mleko Tween (MT)

Za začetno izolacijo mikroorganizmov iz vzorcev rastlinskega tkiva se lahko uporabi medij Mleko Tween (MT):

10 ml posnetega mleka, 0,25 g CaCl2, 3 g, 15 g Bacto agarja, 0,5 g tirozina, 10 ml Tween 80, 80 mg cephalexina (v 2 ml 4% NaOH), 200 g cikloheksida (v 2 ml metanola pri 75%), 100 mg vankomicina (v 1 ml destilirane vode).

Raztopine posnetega mleka, cephalexina, cikloheksimida in vankomicina je treba sterilizirati s filtracijo in jih dodati v medij pri 50 ° C..

Kralj B

Po tem, ko so v TM-ju bakterijske kolonije lahko rasle, se lahko najbolj podobne X. campestris (kolonije rumene pigmentacije pri 72 in 120 urah kulture) v mediju Kralj B:

20 g proteaznega peptona št. 3, 20 g agarskega agarja, K2HPO4 1,5 g, MgS044x / H21,5 g, 10 ml glicerola, 700 destilirane vode.

Sredstvo je treba segreti na 80 ° C s stresanjem, meritvijo z destilirano vodo do 1 L in homogeniziranjem, pH pa je treba prilagoditi na 7,2. Sterilizirajte pri 121 ° C 15 minut.

Uporabili smo tudi bogato gojišče PYM ali YMM pri gojenju X. campestris.

PYM

Za pripravo PYM, za vsakih 1000 ml skupnega volumna morate dodati: 10 gramov glukoze, 5 gramov peptonskega ekstrakta, 3 gramov sladnega ekstrakta in 3 gramov kvasa \ t.

Če želimo gojiti v trdnem mediju v petrijevkah, je treba v mešanico dodati tudi 15 g agarja.

YMM

Za pripravo medija YMM, potrebujete na 1000 ml skupne prostornine: 10 g glukoze, 1 ml raztopine MgSO4: 7H2O (10 g / L), 1 ml CaCl raztopine2 (22 g / L), 1 ml K raztopine2HPO4 (22 g / L), 1 ml raztopine FeCl3 v 0,1 M HCl (2 g / L), casamino kisline 0,3% m / v (aminokisline iz hidrolize kazeina) in 11% v / v raztopine natrijevega glutamata.

Inkubacijski pogoji

Inkubacijski pogoji bakterijskih sevov X. campestris mora biti 27 ali 28 ° C, v primeru tekočega gojišča pa mora biti neprekinjeno mešanje 200 vrtljajev na minuto (vrt / min)..

Proizvodnja ksantana

Če želimo pridobiti ksantan v fermentacijskem postopku, moramo kot vir ogljika dobaviti glukozo, saharozo ali koruzni sirup (med 20 in 40 g / l) med drugimi hranili, ki zagotavljajo dušik..

Odkrivanje metabolične aktivnosti

Za zaznavanje prisotnosti X. campestris nekateri raziskovalci priporočajo merjenje presnovne aktivnosti namesto rasti mikrobov v laboratorijski kulturi.

Meritev presnovne aktivnosti je bila izvedena z uporabo indikatorja viabilnosti prek sistema za prenos elektrona. Ta spojina se imenuje tetrazolij in njegove soli sprejemajo elektrone iz vodika, ki proizvajajo formazan, snov, ki je netopna v vodi. Tako je pojav v sredini formazana pokazatelj celične metabolne aktivnosti.

Eden od načinov pridelave X. campestris za izvedbo tega preskusa sposobnosti preživetja vsebuje tetrazolijev klorid (TTC), tetrazolijev trifenil klorid in druge dodatke, kot so natrijev klorid in sladkorji. Je medij z naslednjimi snovmi za 500 ml celotnega volumna: 5 g peptona, 0,5 g hidroliziranega kazeina, 2,5 g glukoze in 8,5 g agarja..

Patofiziologija

Bakterija X. campestris Je povzročitelj številnih bolezni, ki prizadenejo liste okrasnih rastlin (npr Anthurium andreanum) in navadnega fižola (Phaseolus vulgaris L.). Prav tako vplivajo na sadje koščičastega sadja, kot so mandelj, nektarina, češnja, breskev, marelice, slive, med drugim.

X. campestris Znano je, da prizadene družino Brassicaceae ali križnike, ki spadajo med 10 najbolj nevarnih fitopatogenih vrst za kmetijsko dejavnost, zlasti v tropih.

Na primer, X. campestris povzroča bolezen črne gnilobe v cvetači (Brassica oleracea), brokoli (B. napus), Kitajsko zelje (B. pekinensis), repa (B. rapa), gorčica (B. nigra), redkev (Rhaphanus sativus) in zelje (B. fruticulosa).

Simptomi, ki jih povzroča X. campestris na začetku se pojavijo v listih in se lahko pojavijo na sadju in vejah. Vključujejo nepravilne in kotne rumenkaste listne lise (od 1 do 5 mm v premeru), ki jih omejujejo rebra, ki so končno postala nekrotična.

Prisotne so tudi listne opekline; madeži na plodu; vaskularno venenje in pojav klorotičnih ali nekrotičnih lezij v obliki "V".

Točke se pojavijo na robovih listov in obdajajo osrednji živce. Lahko pride do izgube listov v rastlini. V plodovih se pojavijo zelene lise, ki so nekrotični, prav tako pa jih lahko razpokajo. Lahko so prisotni tudi kirurgi.

Reference

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Razpršitev biofilma v Xanthomonas campestris je nadzorovan s signalizacijo celičnih celic in je potreben za popolno virulenco rastlin. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. in Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Nizozemska. 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. in Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Izdelava Xanthan z Xanthomonas campestris v šaržnih kulturah. Biokemija procesov, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., in England, R. (2006). Pregled proizvodnje ksantanskega gumija iz nemodificiranih škrobov s. \ T Xanthomonas campestris Encimska in mikrobna tehnologija, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. in Globig, S. (2011). Fitopatologija v rastlinah. Apple Academic Press. 334.