AZOSPIRILLUM: OMINAISUUDET, ELINYMPÄRISTÖ, AINEENVAIHDUNTA - BIOLOGIA - 2025

Azospirillum on vapaasti elävien gram-negatiivisten bakteerien suku, joka kykenee kiinnittämään typpeä. Se on tunnettu monien vuosien ajan kasvien kasvunedistäjänä, koska se on hyödyllinen organismi viljelykasveille.

Siksi ne kuuluvat kasvien kasvua edistävien rhizobakteerien ryhmään ja ne on eristetty ruohojen ja viljojen risosfääristä. Maatalouden kannalta Azospirillum on suku, jota on tutkittu laajasti ominaisuuksiensa perusteella.

Kirjoittaja Frank Vincentz, Wikimedia Commonsista

Tämä bakteeri pystyy käyttämään kasvien erittelemiä ravintoaineita ja vastaa ilmakehän typen kiinnittymisestä. Kaikkien näiden suotuisten ominaisuuksien ansiosta se sisältyy vaihtoehtoisiin maatalouden järjestelmiin käytettävien biolannoitteiden formulaatioon.

Taksonomia

Vuonna 1925 eristettiin tämän suvun ensimmäiset lajit ja sitä kutsuttiin Spirillum lipoferum. Vasta 1978, kun suvun Azospirillum postuloitiin.

Tähän bakteerisukuun kuuluvat 12 lajia tunnetaan tällä hetkellä: A. lipoferum ja A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae ja A. rugosum.

Nämä suvut kuuluvat Rhodospirillales-luokkaan ja alfaproteobakteerien alaluokkaan. Tälle ryhmälle on ominaista uskoa pienillä ravinnepitoisuuksilla ja luomalla symbioottisia suhteita kasveihin, kasvien patogeenisiin mikro-organismeihin ja jopa ihmisiin.

Yleiset ominaisuudet ja morfologia

Suku tunnistetaan helposti sen vibroottisen tai paksun sauvan muodon, pleomorfismin ja spiraalin liikkuvuuden perusteella. Ne voivat olla suorat tai hieman kaarevat, niiden halkaisija on noin 1 um ja pituus 2,1-3,8. Kärjet ovat yleensä teräviä.

Azospirillum-suvun bakteereilla on ilmeinen liikkuvuus, ja ne esittävät polaarisen ja sivuttaisen silmänkuvion. Ensimmäistä rypäleryhmää käytetään pääasiassa uimiseen, kun taas toinen liittyy liikkumiseen kiinteillä pinnoilla. Joillakin lajeilla on vain polaarikukka.

Tämän liikkuvuuden ansiosta bakteerit voivat siirtyä alueille, joilla olosuhteet ovat sopivat niiden kasvuun. Lisäksi niillä on kemiallinen vetovoima kohti orgaanisia happoja, aromaattisia yhdisteitä, sokereita ja aminohappoja. Ne kykenevät myös liikkumaan alueille, joilla on optimaaliset hapen supistukset.

Haitallisissa olosuhteissa - kuten kuivuminen tai ravinteiden puute - bakteerit voivat olla kystat ja muodostaa ulkopinnan, joka koostuu polysakkaridista.

Näiden bakteerien genomit ovat suuret ja niissä on useita replikoneja, mikä on osoitus organismin plastilisuudesta. Lopuksi niille on ominaista poly-b-hydroksibutyraattijyvien läsnäolo.

elinympäristö

Azospirillumia löytyy risosfääristä, jotkut kannat kantavat pääosin juurten pintaa, vaikkakin on joitain tyyppejä, jotka kykenevät tartuttamaan kasvin muut alueet.

Se on eristetty eri kasvilajeista kaikkialla maailmassa, trooppisen ilmaston olosuhteista maltillisen lämpötilan alueisiin.

Ne on eristetty viljoista, kuten maissi, vehnä, riisi, durra, kaura, ruohoista, kuten Cynodon dactylon ja Poa pratensis. Niitä on ilmoitettu myös agavessa ja erilaisissa kaktusissa.

Niitä ei löydy homogeenisesti juurista, tietyillä kannoilla on spesifisiä mekanismeja tartunnan tekemiseksi ja juurin sisäpuolelle kolonisoimiseksi, ja toiset ovat erikoistuneet juurin kasvillisen osan tai vaurioituneiden solujen kolonisointiin.

aineenvaihdunta

Azospirillumilla on hyvin monipuolinen ja monipuolinen hiili- ja typpimetabolia, jonka avulla tämä organismi voi mukautua ja kilpailla muiden risosfäärin lajien kanssa. Ne voivat lisääntyä anaerobisessa ja aerobisessa ympäristössä.

Bakteerit ovat typen kiinnittäjiä, ja ne voivat käyttää ammoniumia, nitriittejä, nitraatteja, aminohappoja ja molekyylityppeä tämän alkuaineen lähteenä.

Ilmakehän typen muuttamista ammoniakiksi välittää entsyymikompleksi, joka koostuu dinitrogenaasiproteiinista, joka sisältää kofaktorina molybdeeniä ja rautaa, ja toisesta proteiiniosasta, nimeltään dinitrogenaasireduktaasista, joka siirtää elektroneja luovuttajalta proteiiniin.

Samoin glutamiinisyntetaasin ja glutamaattisyntetaasin entsyymit osallistuvat ammoniumin assimilaatioon.

Yhteisvaikutukset kasvin kanssa

Bakteerin ja kasvin välinen assosiaatio voi tapahtua onnistuneesti vain, jos bakteeri pystyy selviämään maaperässä ja löytämään merkittävän juurikannan.

Rhososfäärissä ravinteiden pienenevä gradientti juurista ympäristöön syntyy kasvin eritteistä.

Edellä mainituista kemotaksista ja liikkuvuusmekanismeista johtuen bakteerit kykenevät kulkemaan kasveen ja käyttämään eritteitä hiilen lähteenä.

Spesifisiä mekanismeja, joita bakteerit käyttävät vuorovaikutukseen kasvin kanssa, ei ole vielä kuvattu täysin. Tiettyjen bakteerin geenien tiedetään kuitenkin osallistuvan tähän prosessiin, mukaan lukien pelA, sala, salB, mot 1, 2 ja 3, laf 1 jne.

Sovellukset

Rhizobakteereita edistävä kasvien kasvu, lyhennettynä englanninkielisellä lyhenteellä PGPR, koostuu bakteeriryhmästä, joka suosii kasvien kasvua.

Bakteerien assosioitumisen kasvien kanssa on ilmoitettu olevan hyödyllisiä kasvien kasvulle. Tämä ilmiö tapahtuu erilaisten mekanismien ansiosta, jotka tuottavat typen kiinnittymistä ja kasvihormonien kuten auksiinien, giberilliinien, sytokiniinien ja absisiinihapon tuotantoa, jotka edistävät kasvin kehitystä.

Kvantitatiivisesti tärkein hormoni on auksiini - indoleetikkahappo (IAA), joka on johdettu aminohaposta tryptofaanista - ja sitä syntetisoidaan ainakin kahdella metabolointireitillä bakteereissa. Ei ole kuitenkaan suoraa näyttöä auksiinin osallistumisesta kasvien kasvun lisäämiseen.

Gibriiliinit stimuloivat kasvuun osallistumisen lisäksi solun jakautumista ja siementen itämistä.

Tämän bakteerin ympättyjen kasvien ominaispiirteitä ovat sivusuunnassa olevien juurien pituuden ja lukumäärän kasvu, juurikarvojen lisääntyminen ja juurin kuivapainon lisäys. Ne lisäävät myös solujen hengitysprosesseja.

Viitteet

1. Caballero-Mellado, J. (2002). Suku Azospirillum. Meksiko, D F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE, ja Schrank, IS (2015). Kasvien kasvua edistävät bakteerit Azospirillum amazonense: geenin monipuolisuus ja fytohormonin polku. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Gómez, MM, Mercado, EC, ja Pineda, EG (2015). Azospirillum - juurakot, jota voidaan käyttää maataloudessa. DES: n biologisten lehtien maatalouden biologisten tieteiden yliopisto Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
4. Kannaiyan, S. (Toimitus). (2002). Biofertilizerien bioteknologia. Alpha Science Kansainvälinen Oy
5. Steenhoudt, O., ja Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, vapaasti elävä typpeä kiinnittävä bakteeri, joka liittyy läheisesti ruohoihin: geneettiset, biokemialliset ja ekologiset näkökohdat. FEMS-mikrobiologiset katsaukset, 24 (4), 487–506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Johdatus mikrobiologiaan. Panamerican Medical Ed.