Χαρακτηριστικά του azospirillum, οικότοπος, μεταβολισμός



Azospirillum είναι ένα γένος των ελεύθερων ζώντων αρνητικών κατά Gram βακτηρίων ικανών να καθορίσουν το άζωτο. Είναι γνωστό εδώ και πολλά χρόνια ως υποστηρικτής της ανάπτυξης των φυτών, καθώς είναι ένας ευεργετικός οργανισμός για καλλιέργειες.

Ως εκ τούτου, ανήκουν στην ομάδα των ριζόβακτρων που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών και έχουν απομονωθεί από τη ριζόσφαιρα των αγρωστωδών και των δημητριακών. Από την άποψη της γεωργίας, Azospirillum είναι ένα ύφος πολύ μελετημένο για τις ιδιότητές του.

Αυτό το βακτήριο είναι σε θέση να χρησιμοποιεί τα θρεπτικά συστατικά που εκκρίνονται από τα φυτά και είναι υπεύθυνο για τη σταθεροποίηση του ατμοσφαιρικού αζώτου. Χάρη σε όλα αυτά τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβάνεται στη διαμόρφωση βιολογικών λιπασμάτων για εφαρμογή σε συστήματα εναλλακτικής γεωργίας.

Ευρετήριο

  • 1 Ταξινόμηση
  • 2 Γενικά χαρακτηριστικά και μορφολογία
  • 3 Habitat
  • 4 Μεταβολισμός
  • 5 Αλληλεπίδραση με τη μονάδα
  • 6 Χρήσεις
  • 7 Αναφορές

Ταξινόμηση

Το 1925 το πρώτο είδος αυτού του γένους απομονώθηκε και ονομάστηκε Spirillum lipoferum. Δεν ήταν μέχρι το 1978, όταν θεωρήθηκε το είδος Azospirillum.

Επί του παρόντος αναγνωρίζονται δώδεκα είδη που ανήκουν σε αυτό το βακτηριακό γένος: Α lipoferum και Α brasilense, Azospirillum amazonense, Α halopraeferens, Α irakense, Α largimobile, Α doebereinerae, Α oryzae, Α Melinis, Α canadense, Α και Α zeae rugosum.

Αυτά τα γένη ανήκουν στην τάξη Rhodospirillales και στην υποκατηγορία των Alphaproteobacteria. Αυτή η ομάδα χαρακτηρίζεται από την πίστη με μικροσκοπικές συγκεντρώσεις θρεπτικών συστατικών και την καθιέρωση συμβιωτικών σχέσεων με φυτά, παθογόνους μικροοργανισμούς φυτών και ακόμη και με ανθρώπους.

Γενικά χαρακτηριστικά και μορφολογία

Το γένος αναγνωρίζεται εύκολα από το δονητικό του σχήμα ή την παχιά του μορφή ράβδου, τον πλειομορφισμό και την κινητικότητα του σπειράματος. Μπορούν να είναι ίσια ή ελαφρώς καμπυλωμένα, η διάμετρος τους είναι περίπου 1 μm και μήκος 2,1 έως 3,8. Γενικά οι άκρες είναι απότομες.

Τα βακτήρια του γένους Azospirillum Δείχνουν εμφανή κινητικότητα, παρουσιάζοντας ένα πρότυπο πολικής και πλευρικής μαστίγας. Η πρώτη ομάδα μαστιγίων χρησιμοποιείται κυρίως για κολύμβηση, ενώ η δεύτερη σχετίζεται με τη μετατόπιση σε στερεές επιφάνειες. Ορισμένα είδη παρουσιάζουν μόνο το πολικό μαστίγιο.

Αυτή η κινητικότητα επιτρέπει στα βακτήρια να μετακινούνται σε περιοχές όπου οι συνθήκες είναι κατάλληλες για την ανάπτυξή τους. Επιπλέον, παρουσιάζουν χημική έλξη προς οργανικά οξέα, αρωματικές ενώσεις, σάκχαρα και αμινοξέα. Μπορούν επίσης να μετακινηθούν σε περιοχές με βέλτιστες συστολές οξυγόνου.

Όταν αντιμετωπίζουν δυσμενείς καταστάσεις - όπως η αποξήρανση ή η έλλειψη θρεπτικών ουσιών - τα βακτήρια μπορούν να πάρουν μορφές κύστεων και να αναπτύξουν ένα εξωτερικό κέλυφος που αποτελείται από πολυσακχαρίτες.

Τα γονιδιώματα αυτών των βακτηριδίων είναι μεγάλα και έχουν πολλαπλά ρεπλικόνια, γεγονός που αποτελεί ένδειξη της πλαστικότητας του σώματος. Τέλος, χαρακτηρίζονται από την παρουσία κόκκων πολυ-β-υδροξυβουτυρικού εστέρα.

Habitat

Azospirillum βρίσκεται στη ριζόσφαιρα, ορισμένα στελέχη κυριαρχούν κυρίως στην επιφάνεια των ριζών, αν και υπάρχουν ορισμένοι τύποι που μπορούν να μολύνουν άλλες περιοχές του φυτού.

Έχει απομονωθεί από διαφορετικά φυτικά είδη σε όλο τον κόσμο, από περιβάλλοντα με τροπικά κλίματα έως περιοχές με εύκρατες θερμοκρασίες.

Έχουν απομονωθεί από δημητριακά όπως καλαμπόκι, σιτάρι, ρύζι, σόργο, βρώμη, από βοσκοτόπους όπως Cynodon dactylon και Poa pratensis. Έχουν επίσης αναφερθεί στην αγάβα και σε διαφορετικούς κάκτους.

Δεν είναι ομοιογενώς στη ρίζα, ορισμένα στελέχη εμφανίζουν ειδικούς μηχανισμούς για να μολύνει και να αποικίσουν το εσωτερικό της ρίζας, και άλλοι ειδικεύονται στον αποικισμό του κατεστραμμένου τμήματος ή κολλώδες κύτταρα ρίζας.

Μεταβολισμός

Azospirillum Παρουσιάζει ένα πολύ διαφορετικό και ευμετάβλητο μεταβολισμό άνθρακα και αζώτου, που επιτρέπει στον οργανισμό αυτό να προσαρμόζεται και να ανταγωνίζεται τα άλλα είδη της ριζόσφαιρας. Μπορούν να πολλαπλασιαστούν σε αναερόβια και αερόβια περιβάλλοντα.

Τα βακτήρια είναι σταθεροποιητές αζώτου και μπορούν να χρησιμοποιήσουν αμμώνιο, νιτρώδη άλατα, νιτρικά άλατα, αμινοξέα και μοριακό άζωτο ως πηγή αυτού του στοιχείου.

Η μετατροπή του ατμοσφαιρικού αζώτου σε αμμωνία διαμεσολαβείται από ένα ένζυμο σύμπλοκο ένωση του πρωτεΐνης dinitrogenasa περιέχει συμπαράγοντα μολυβδαίνιο και σίδηρο, και άλλο τμήμα πρωτεΐνης που ονομάζεται dinitrogenasa αναγωγάσης, το οποίο μεταφέρει τα ηλεκτρόνια από το δότη στην πρωτεΐνη.

Παρομοίως, τα ένζυμα συνθετάση γλουταμίνης και συνθετάση γλουταμινικού εμπλέκονται στην αφομοίωση αμμωνίου.

Αλληλεπίδραση με το φυτό

Η συσχέτιση μεταξύ των βακτηρίων και του φυτού μπορεί να συμβεί με επιτυχία μόνο εάν τα βακτήρια είναι ικανά να επιβιώσουν στο έδαφος και να βρουν έναν σημαντικό πληθυσμό ριζών.

Στη ριζόσφαιρα, η κλίση της μείωσης της θρεπτικής ουσίας από τη ρίζα στο περιβάλλον δημιουργείται από φυτικά εκκρίματα.

Με τους μηχανισμούς της χημειοταξίας και κινητικότητας που αναφέρθηκαν παραπάνω, το βακτήριο είναι ικανό να μετακινηθεί στο φυτό και να χρησιμοποιήσει τα εκκρίματα ως πηγή άνθρακα.

Οι ειδικοί μηχανισμοί που χρησιμοποιούν τα βακτήρια για να αλληλεπιδράσουν με το φυτό δεν έχουν ακόμη περιγραφεί στην τελειότητα. Ωστόσο, ορισμένα γονίδια στα βακτήρια που εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία είναι γνωστά, συμπεριλαμβανομένων μαλλιά, δωμάτιο, salB, mot 1, 2 και 3, laf 1, κ.λπ..

Χρησιμοποιεί

Τα φυτοβακτήρια που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών, συντομογραφημένα με PGPR από το ακρωνύμιό της στα αγγλικά, περιλαμβάνουν μια βακτηριακή ομάδα που προάγει την ανάπτυξη των φυτών.

Έχει αναφερθεί ότι η συσχέτιση βακτηρίων με φυτά είναι ευεργετική για την ανάπτυξη των φυτών. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει με διάφορους μηχανισμούς που παράγουν δέσμευση του αζώτου και την παραγωγή των φυτικών ορμονών, όπως οι αυξίνες, giberilinas, κυτοκινίνες και absísico οξέος που συμβάλλουν στην ανάπτυξη του φυτού.

Ποσοτικά, η πιο σημαντική ορμόνη είναι αυξίνης - ινδολοξικό οξύ (ΙΑΑ) που προέρχεται από το αμινοξύ τρυπτοφάνη - και συντίθεται από τουλάχιστον δύο μεταβολικές οδούς εντός των βακτηρίων. Ωστόσο, δεν υπάρχει άμεση απόδειξη της συμμετοχής της αυξίνης στην ανάπτυξη του φυτού.

Οι ζιμπεριλίνες, εκτός από τη συμμετοχή στην ανάπτυξη, διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση και τη βλάστηση του σπόρου.

Τα χαρακτηριστικά των φυτών εμβολιάστηκαν με αυτό το βακτήριο περιλαμβάνουν την αύξηση του μήκους και του αριθμού των ριζών που βρίσκονται πλευρικά, τον αυξημένο αριθμό των τριχών από τη ρίζα και αύξησε το ξηρό βάρος ρίζας. Αυξάνουν επίσης τις διαδικασίες κυτταρικής αναπνοής.

Αναφορές

  1. Caballero-Mellado, J. (2002). Το φύλο Azospirillum. Μεξικό, D F. UNAM.
  2. Cecagno, R., Fritsch, Τ. Ε., & Schrank, Ι. S. (2015). Τα βακτήρια προαγωγής ανάπτυξης φυτών Azospirillum amazonense: Genomic Versatility και Phytohormone Pathway. BioMed Research International, 2015, 898592.
  3. Gómez, Μ. Μ., Mercado, Ε. C., & Pineda, Ε. G. (2015). Azospirillum ένα ριζοβακτήριο με πιθανή χρήση στη γεωργία. Biological Journal of DES Γεωργικών Βιολογικών Επιστημών Πανεπιστήμιο Michoacán του San Nicolás de Hidalgo, 16(1), 11-18.
  4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Βιοτεχνολογία βιολογικών λιπασμάτων. Η Alpha Science Int'l Ltd.
  5. Steenhoudt, Ο., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, ένα ελεύθερο ζωντανό άσθιο βακτήριο που συνδέεται στενά με τα χόρτα: γενετικές, βιοχημικές και οικολογικές πτυχές. Ανασκοπήσεις μικροβιολογίας FEMS, 24(4), 487-506.
  6. Tortora, G.J., Funke, Β. R., & Case, C.L. (2007). Εισαγωγή στη μικροβιολογία. Ed. Panamericana Medical.