Azospirillum charakteristiky, biotop, metabolizmus



Azospirillum je rod voľne žijúcich gramnegatívnych baktérií schopných fixovať dusík. Už mnoho rokov je známy ako promótor rastu rastlín, pretože je prospešným organizmom pre plodiny.

Preto patria do skupiny rhobaktérií, ktoré podporujú rast rastlín a boli izolované z rhizosféry tráv a obilnín. Z hľadiska poľnohospodárstva, Azospirillum je žáner veľmi študovaný pre jeho vlastnosti.

Táto baktéria je schopná používať živiny vylúčené rastlinami a je zodpovedná za fixáciu atmosférického dusíka. Vďaka všetkým týmto priaznivým vlastnostiam je zahrnutý do formulácie biofertilizátorov, ktoré sa majú používať v alternatívnych poľnohospodárskych systémoch.

index

  • 1 Taxonómia
  • 2 Všeobecné charakteristiky a morfológia
  • 3 Habitat
  • 4 Metabolizmus
  • 5 Interakcia s elektrárňou
  • 6 Použitie
  • 7 Referencie

taxonómie

V roku 1925 bol izolovaný prvý druh tohto rodu a bol nazvaný Spirillum lipoferum. Až v roku 1978, keď bol žáner postulovaný Azospirillum.

V súčasnosti je rozpoznaných dvanásť druhov patriacich do tohto rodu baktérií: A. lipoferum a A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae a A. rugosum.

Tieto rody patria do radu Rhodospirillales a do podtriedy Alphaproteobacteria. Táto skupina je charakterizovaná verením s malými koncentráciami živín a vytvorením symbiotických vzťahov s rastlinami, patogénnymi mikroorganizmami rastlín a dokonca aj s ľuďmi..

Všeobecné charakteristiky a morfológia

Rod je ľahko identifikovateľný svojím vibriovým alebo hrubým tvarom tyče, pleomorfizmom a pohyblivosťou špirály. Môžu byť rovné alebo mierne zakrivené, ich priemer je približne 1 um a 2,1 až 3,8 dĺžky. Vo všeobecnosti sú špičky ostré.

Baktérie rodu Azospirillum Vykazujú evidentnú motilitu, ktorá predstavuje vzor polárnej a laterálnej bičíky. Prvá skupina bičíkov sa používa hlavne na plávanie, zatiaľ čo druhá súvisí s posunom v pevných povrchoch. Niektoré druhy predstavujú iba polárny bičík.

Táto pohyblivosť umožňuje baktériám prejsť do oblastí, kde sú podmienky vhodné pre ich rast. Okrem toho predstavujú chemickú príťažlivosť voči organickým kyselinám, aromatickým zlúčeninám, cukrom a aminokyselinám. Môžu sa tiež pohybovať do oblastí s optimálnymi kontrakciami kyslíka.

Keď čelia nepriaznivým podmienkam - ako je vysychanie alebo nedostatok živín - baktérie môžu mať formy cyst a vyvinúť vonkajší obal zložený z polysacharidov..

Genomy týchto baktérií sú veľké a majú viacero replikónov, čo je dôkazom plasticity tela. Nakoniec sa vyznačujú prítomnosťou zŕn poly-b-hydroxybutyrátu.

habitat

Azospirillum sa nachádza v rhizosfére, niektoré kmene prevažne obývajú povrch koreňov, hoci existujú niektoré typy, ktoré sú schopné infikovať iné oblasti rastliny..

Bol izolovaný z rôznych rastlinných druhov na celom svete, od prostredia s tropickým podnebím, až po oblasti s miernymi teplotami.

Boli izolované z obilnín, ako je kukurica, pšenica, ryža, cirok, ovos, z pasienkov Cynodon dactylon a Poa pratensis. Boli hlásené aj v agáve av rôznych kaktusoch.

Niektoré kmene, ktoré sa nenachádzajú homogénne v koreňoch, vykazujú špecifické mechanizmy na infikovanie a kolonizáciu vnútra koreňa a iné sa špecializujú na kolonizáciu slizovitej časti alebo poškodené koreňové bunky..

metabolizmus

Azospirillum Predstavuje veľmi rôznorodý a všestranný metabolizmus uhlíka a dusíka, ktorý umožňuje, aby sa tento organizmus prispôsobil a konkuroval ostatným druhom rhizosféry. Môžu sa množiť v anaeróbnom a aeróbnom prostredí.

Baktérie sú fixátory dusíka a môžu ako zdroj tohto prvku používať amónne, dusitany, dusičnany, aminokyseliny a molekulárny dusík..

Premena atmosférického dusíka na amoniak je sprostredkovaná enzýmovým komplexom zloženým z dinitrogenázového proteínu, ktorý obsahuje molybdén a železo ako kofaktor, a inú proteínovú časť nazývanú dinitrogenázová reduktáza, ktorá prenáša elektróny z darcu na proteín.

Podobne enzýmy glutamínsyntetáza a glutamátsyntetáza sa podieľajú na asimilácii amónia.

Interakcia so zariadením

Spojenie medzi baktériami a rastlinou sa môže úspešne uskutočniť len vtedy, ak sú baktérie schopné prežiť v pôde a nájsť významnú populáciu koreňov..

V rhizosfére sa gradient úbytku živín z koreňa do okolia vytvára rastlinnými exsudátmi.

Mechanizmy chemotaxie a motility uvedené vyššie, baktéria je schopná presunúť sa do rastliny a používať exsudáty ako zdroj uhlíka..

Špecifické mechanizmy, ktoré baktérie používajú na interakciu s rastlinou, ešte neboli opísané na dokonalosť. Sú však známe určité gény v baktériách, ktoré sú zapojené do tohto procesu, vrátane vlasy, miestnosť, salb, ​​mot 1, 2 a 3, laf, etc.

aplikácie

Rastový rast podporujúci rhobobaktérie, skrátene PGPR jeho skratkou v angličtine, zahŕňa bakteriálnu skupinu, ktorá podporuje rast rastlín.

Bolo zistené, že asociácia baktérií s rastlinami je prospešná pre rast rastlín. K tomuto javu dochádza vďaka rôznym mechanizmom, ktoré vytvárajú fixáciu dusíka a produkciu rastlinných hormónov, ako sú auxíny, gibberilíny, cytokiníny a kyselina abscisová, ktoré prispievajú k rozvoju rastliny..

Kvantitatívne najvýznamnejším hormónom je kyselina auxín-indol-octová (IAA), odvodená od aminokyseliny tryptofánu - a je syntetizovaná aspoň dvoma metabolickými cestami v baktérii. Neexistuje však priamy dôkaz o účasti auxínu na raste rastliny.

Giberilíny okrem účasti na raste stimulujú bunkové delenie a klíčenie semien.

Charakteristiky rastlín inokulovaných touto baktériou zahŕňajú zväčšenie dĺžky a počet koreňov umiestnených laterálne, zvýšenie počtu koreňových chĺpkov a zvýšenie suchej hmotnosti koreňa. Tiež zvyšujú procesy bunkového dýchania.

referencie

  1. Caballero-Mellado, J. (2002). Pohlavie Azospirillum. Mexiko, D F. UNAM.
  2. Cecagno, R., Fritsch, T. E., & Schrank, I. S. (2015). Baktérie podporujúce rast rastlín Azospirillum amazonense: Genomická univerzálnosť a fytohormónová dráha. BioMed Research International, 2015, 898592.
  3. Gómez, M. M., Mercado, E. C., & Pineda, E. G. (2015). Azospirillum rizobaktérie s potenciálnym využitím v poľnohospodárstve. Biologický časopis DES poľnohospodárskej biologickej vedy Michoacán University of San Nicolás de Hidalgo, 16(1), 11-18.
  4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Biotechnológia biofertilizérov. Alpha Science Int'l Ltd.
  5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, voľne žijúca baktéria viažuca dusík úzko spojená s trávami: genetické, biochemické a ekologické aspekty. FEMS mikrobiologické recenzie, 24(4), 487-506.
  6. Tortora, G. J., Funke, B.R., a C. L. (2007). Úvod do mikrobiológie. Panamericana Medical.