Azospirillum yra laisvai gyvenančių gramneigiamų bakterijų, galinčių pritvirtinti azotą, gentis. Jis daugelį metų buvo žinomas kaip augalų augimo skatintojas, nes tai yra naudingas organizmas pasėliams.
Todėl jie priklauso augalų augimą skatinančių rizobakterijų grupei ir buvo išskirti iš žolių ir javų rizosferos. Žemės ūkio požiūriu Azospirillum yra gentis, kuri buvo plačiai ištirta dėl savo savybių.
Autorius: Frankas Vincentzas iš „Wikimedia Commons“
Ši bakterija gali naudoti augalų išskiriamas maistines medžiagas ir yra atsakinga už atmosferos azoto fiksavimą. Dėl visų šių palankių savybių jis įtrauktas į biodegalų, skirtų naudoti alternatyviose žemės ūkio sistemose, formulę.
Taksonomija
1925 m. Buvo išskirta pirmoji šios genties rūšis ir ji vadinosi Spirillum lipoferum. Tik 1978 m., Kai buvo postuluojama Azospirillum gentis.
Šiuo metu pripažįstama dvylika rūšių, priklausančių šiai bakterijų genčiai: A. lipoferum ir A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense , A. zeae ir A. rugosum.
Šios gentys priklauso Rhodospirillales kategorijai ir alfaproteobakterijų poklasiui. Šiai grupei būdinga tai, kad tikima maža maistinių medžiagų koncentracija ir užmegziami simbiotiniai ryšiai su augalais, augalų patogeniniais mikroorganizmais ir net su žmonėmis.
Bendrosios savybės ir morfologija
Gentis lengvai atpažįstama pagal vibroidinę ar storąją lazdelės formą, pleomorfizmą ir spiralinį judrumą. Jie gali būti tiesūs arba šiek tiek išlenkti, jų skersmuo yra maždaug 1 um ir ilgio nuo 2,1 iki 3,8. Patarimai paprastai yra aštrūs.
Azospirillum genties bakterijos turi akivaizdų judrumą, pateikdamos polinių ir šoninių žiogelių modelį. Pirmoji žvynelių grupė visų pirma naudojama plaukimui, o antroji susijusi su judėjimu kietu paviršiumi. Kai kurios rūšys turi tik poliarinį žvakes.
Šis judrumas leidžia bakterijoms judėti ten, kur yra tinkamos sąlygos jų augimui. Be to, jie chemiškai traukia organines rūgštis, aromatinius junginius, cukrų ir amino rūgštis. Jie taip pat geba judėti į regionus, kuriuose deguonies susitraukimai yra optimalūs.
Susidūrusios su nepalankiomis sąlygomis, tokiomis kaip džiovinimas ar maistinių medžiagų trūkumas, bakterijos gali pasireikšti cistos forma ir sukurti išorinį apvalkalą, sudarytą iš polisacharidų.
Šių bakterijų genomai yra dideli ir turi daugybę replikonų, tai yra organizmo plastiškumo įrodymas. Galiausiai jie pasižymi poli-b-hidroksibutirato grūdų buvimu.
Buveinė
Azospirillum randamas rizosferoje, kai kurios padermės daugiausia gyvena šaknų paviršiuje, nors yra keletas tipų, galinčių užkrėsti kitas augalų vietas.
Jis buvo išskirtas iš įvairių augalų rūšių visame pasaulyje, nuo atogrąžų klimato aplinkos iki regionų, kuriuose vyrauja vidutinio sunkumo temperatūra.
Jie buvo išskirti iš javų, tokių kaip kukurūzai, kviečiai, ryžiai, sorgas, avižos, iš žolių, tokių kaip Cynodon dactylon ir Poa pratensis. Jų taip pat buvo užregistruota agavoje ir skirtinguose kaktusuose.
Jie nerandami vienodai šaknyje, kai kurie kamienai turi specifinius mechanizmus, kaip užkrėsti ir kolonizuoti šaknies vidų, o kiti specializuojasi gleivinės dalies arba pažeistų šaknies ląstelių kolonizavime.
Metabolizmas
Azospirillum organizme vyksta labai įvairi ir įvairialypė anglies ir azoto apykaita, todėl šis organizmas gali prisitaikyti ir konkuruoti su kitomis rizosferos rūšimis. Jie gali daugintis anaerobinėje ir aerobinėje aplinkoje.
Bakterijos yra azoto fiksatoriai ir kaip šio elemento šaltinį gali naudoti amonį, nitritus, nitratus, amino rūgštis ir molekulinį azotą.
Atmosferos azoto pavertimą amoniaku skatina fermentų kompleksas, kurį sudaro baltymo dinitrogenazė, kurios kofaktorius yra molibdenas ir geležis, ir kita baltymo dalis, vadinama dinitrogenazės reduktaze, kuri perneša elektronus iš donoro į baltymą.
Panašiai fermentai glutamino sintetazė ir glutamato sintetazė dalyvauja įsisavinant amonį.
Sąveika su augalu
Bakterijos ir augalo ryšys gali būti sėkmingas tik tuo atveju, jei bakterija gali išgyventi dirvožemyje ir rasti didelę šaknų populiaciją.
Rizosferoje mažėjant maistinių medžiagų nuolydžiui nuo šaknies iki jos apylinkių, susidaro augalo eksudatai.
Dėl aukščiau paminėtų chemotaksio ir judrumo mechanizmų bakterijos gali keliauti į augalą ir naudoti eksudatus kaip anglies šaltinį.
Konkretūs mechanizmai, kuriuos bakterijos naudoja sąveikai su augalu, dar nebuvo išsamiai aprašyti. Tačiau žinoma, kad šiame procese dalyvauja tam tikri bakterijos genai, įskaitant pelA, sala, salB, mot 1, 2 ir 3, laf 1 ir kt.
Programos
Augalų augimą skatinančios rizobakterijos, sutrumpintai PGPR, vartojamos sutrumpinti angliškai, sudaro bakterijų, skatinančių augalų augimą, grupę.
Buvo pranešta, kad bakterijų ryšys su augalais yra naudingas augalų augimui. Šis reiškinys atsiranda dėl skirtingų mechanizmų, kurie gamina azotą ir gamina augalinius hormonus, tokius kaip auksinai, giberilinai, citokininai ir absisinė rūgštis, kurie prisideda prie augalo vystymosi.
Kiekybiškai svarbiausias hormonas yra auksinas - indoleacto rūgštis (IAA), gaunama iš aminorūgšties triptofano - ir jis sintetinamas mažiausiai dviem metabolizmo keliais bakterijose. Tačiau nėra jokių tiesioginių įrodymų, kad auksinas dalyvautų didinant augalų augimą.
Be dalyvavimo augime, giberilinai skatina ląstelių dalijimąsi ir sėklos daigumą.
Augalai, užkrėsti šia bakterija, yra šoninių šaknų ilgio ir skaičiaus padidėjimas, šaknų plaukelių skaičiaus padidėjimas ir šaknies sauso svorio padidėjimas. Jie taip pat padidina ląstelių kvėpavimo procesus.
Nuorodos
- Caballero-Mellado, J. (2002). Azospirillum gentis. Meksika, D F. UNAM.
- Cecagno, R., Fritsch, TE, ir Schrank, IS (2015). Augalų augimą skatinančios bakterijos Azospirillum amazonense: genomo įvairiapusiškumas ir fitohormono kelias. BioMed Research International, 2015, 898592.
- „Gómez“, MM, „Mercado“, EC, ir „Pineda“, EG (2015). Azospirillum - šakniastiebis, kurį galima naudoti žemės ūkyje. DES žemės ūkio biologijos mokslų biologijos žurnalas Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
- Kannaiyan, S. (Red.). (2002). Biologinių trąšų biotechnologija. „Alpha Science Int'l Ltd.“
- Steenhoudt, O., ir Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, laisvai gyvenanti azotą fiksuojanti bakterija, glaudžiai susijusi su žolėmis: genetiniai, biocheminiai ir ekologiniai aspektai. FEMS mikrobiologijos apžvalgos, 24 (4), 487–506.
- „Tortora“, G. J., „Funke“, „BR“ ir „Case“, CL (2007). Įvadas į mikrobiologiją. Panamerican Medical Ed.