Azospirillum charakteristiky, stanoviště, metabolismus



Azospirillum je rod volně žijících gramnegativních bakterií schopných fixovat dusík. Již mnoho let je znám jako promotor růstu rostlin, protože je prospěšným organismem pro plodiny.

Patří proto do skupiny rhizobakterií, které podporují růst rostlin a byly izolovány z rhizosféry trav a obilovin. Z hlediska zemědělství, Azospirillum je žánr velmi studovaný pro jeho vlastnosti.

Tato bakterie je schopna používat živiny vylučované rostlinami a je zodpovědná za fixaci atmosférického dusíku. Díky všem těmto příznivým vlastnostem je zařazen do formulace biofertilizátorů, které mají být aplikovány v alternativních zemědělských systémech.

Index

  • 1 Taxonomie
  • 2 Obecné charakteristiky a morfologie
  • 3 Lokalita
  • 4 Metabolismus
  • 5 Interakce s elektrárnou
  • 6 Použití
  • 7 Odkazy

Taxonomie

V roce 1925 byl izolován první druh tohoto rodu a byl nazván Spirillum lipoferum. Teprve v roce 1978 byl tento žánr postulován Azospirillum.

V současné době je rozpoznáno dvanáct druhů patřících do tohoto bakteriálního rodu: 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.

Tyto rody patří do řádu Rhodospirillales a podtřídy Alphaproteobacteria. Tato skupina je charakterizována věřením s malými koncentracemi živin a vytvořením symbiotických vztahů s rostlinami, patogenními mikroorganismy rostlin a dokonce i s lidmi..

Obecná charakteristika a morfologie

Rod je snadno identifikovatelný svým tvarem vibrio nebo tlustého prutu, pleomorfismem a pohybem spirály. Mohou být rovné nebo mírně zakřivené, jejich průměr je přibližně 1 um a 2,1 až 3,8 délky. Obecně jsou špičky ostré.

Bakterie rodu Azospirillum Vykazují evidentní pohyblivost, která představuje vzor polární a laterální bičíky. První skupina bičíků se používá hlavně k plavání, zatímco druhá se vztahuje k posunu v pevných površích. Některé druhy představují pouze polární bičík.

Tato pohyblivost umožňuje bakteriím pohybovat se v oblastech, kde jsou podmínky vhodné pro jejich růst. Kromě toho představují chemickou přitažlivost vůči organickým kyselinám, aromatickým sloučeninám, cukrům a aminokyselinám. Oni jsou také schopní se pohybovat do oblastí s optimálními kyslíkovými kontrakcemi.

Při konfrontaci s nepříznivými podmínkami - jako je vysychání nebo nedostatek živin - mohou bakterie přijímat cysty a vyvinout vnější obal složený z polysacharidů..

Genomy těchto bakterií jsou velké a mají více replikónů, což je důkaz plasticity těla. Konečně se vyznačují přítomností zrn poly-b-hydroxybutyrátu.

Lokalita

Azospirillum je nalezený v rhizosphere, některé kmeny převážně obývají povrch kořenů, ačkoli tam jsou některé typy schopné nakazit jiné oblasti rostliny..

Byl izolován z různých rostlinných druhů po celém světě, od prostředí s tropickým podnebím až po regiony s mírnými teplotami.

Byly izolovány z obilovin, jako je kukuřice, pšenice, rýže, čirok, oves, z pastvin jako Cynodon dactylon a Poa pratensis. Byly také hlášeny v agávě av různých kaktusech.

Některé kmeny, které nebyly nalezeny homogenně v kořenech, vykazují specifické mechanismy pro infikování a kolonizaci vnitřku kořene a jiné se specializují na kolonizaci slizovité části nebo poškozené kořenové buňky..

Metabolismus

Azospirillum Představuje velmi různorodý a všestranný metabolismus uhlíku a dusíku, který umožňuje tomuto organismu přizpůsobit se a konkurovat ostatním druhům rhizosféry. Mohou se šířit v anaerobním a aerobním prostředí.

Bakterie jsou fixátory dusíku a mohou používat jako zdroj tohoto prvku amonné, dusitany, dusičnany, aminokyseliny a molekulární dusík..

Konverze atmosférického dusíku na amonium je zprostředkována enzymovým komplexem složeným z dinitrogenázového proteinu, který obsahuje molybden a železo jako kofaktor, a další proteinovou část zvanou dinitrogenázová reduktáza, která přenáší elektrony od dárce k proteinu.

Podobně enzymy glutamin syntetáza a glutamát syntetáza se podílejí na asimilaci amoniaku.

Interakce s elektrárnou

Spojení mezi bakteriemi a rostlinou se může úspěšně vyskytnout pouze tehdy, jsou-li bakterie schopny přežít v půdě a najít významnou populaci kořenů..

V rhizosféře je gradient úbytku živin z kořene do okolí vytvářen exsudáty rostlin.

Mechanismy chemotaxe a motility zmíněné výše, bakterie je schopna se pohybovat do rostliny a používat exsudáty jako zdroj uhlíku.

Specifické mechanismy, které bakterie používají k interakci s rostlinou, nebyly dosud popsány k dokonalosti. Jsou však známy určité geny v bakteriích, které jsou zapojeny do tohoto procesu, včetně vlasy, místnost, salb, ​​mot 1, 2 a 3, laf, atd..

Použití

Rostlin podporující rhobobakterie, zkráceně PGPR jeho zkratkou v angličtině, zahrnuje bakteriální skupinu, která podporuje růst rostlin.

Bylo zjištěno, že asociace bakterií s rostlinami je prospěšná pro růst rostlin. K tomuto jevu dochází díky různým mechanismům, které způsobují fixaci dusíku a produkci rostlinných hormonů, jako jsou auxiny, gibberiliny, cytokininy a kyselina abscisová, které přispívají k rozvoji rostliny..

Kvantitativně je nejdůležitějším hormonem auxin - kyselina indoctová (IAA), odvozená od aminokyseliny tryptofanu - a je syntetizována alespoň dvěma metabolickými cestami uvnitř bakterie. Neexistuje však žádný přímý důkaz účasti auxinu na růstu rostliny.

Giberiliny, kromě účasti na růstu, stimulují buněčné dělení a klíčení semen.

Charakteristiky rostlin inokulovaných touto bakterií zahrnují zvýšení délky a počtu kořenů umístěných laterálně, zvýšení počtu kořenových chloupků a zvýšení suché hmotnosti kořene. Také zvyšují procesy buněčného dýchání.

Odkazy

  1. Caballero-Mellado, J. (2002). Pohlaví Azospirillum. Mexiko, D F. UNAM.
  2. Cecagno, R., Fritsch, T. E., & Schrank, I. S. (2015). Bakterie podporující růst rostlin Azospirillum amazonense: Genomová všestrannost a cesta fytohormonu. BioMed Research International, 2015, 898592.
  3. Gómez, M. M., Mercado, E. C., & Pineda, E. G. (2015). Azospirillum rhobobakterií s potenciálním využitím v zemědělství. Biological žurnál DES zemědělských biologických věd Michoacán univerzita San Nicolás de Hidalgo, 16(1), 11-18.
  4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Biotechnologie biofertilizátorů. Alpha Science Int'l Ltd.
  5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, volně žijící bakterie vázající dusík úzce spjatá s trávou: genetické, biochemické a ekologické aspekty. Recenze mikrobiologie FEMS, 24(4), 487-506.
  6. Tortora, G. J., Funke, B.R., a C. L. (2007). Úvod do mikrobiologie. Panamericana Medical.