Azospirillum egenskaber, habitat, metabolisme



Azospirillum er en genus af gratis-levende gram-negative bakterier, der er i stand til at fastsætte nitrogen. Det har i mange år været kendt som en promotor af plantevækst, da det er en gavnlig organisme til afgrøder.

Derfor tilhører de gruppen af ​​rhizobakterier, der fremmer plantevækst og er blevet isoleret fra rhizosfæren af ​​græs og korn. Ud fra landbrugets synsvinkel, Azospirillum er en genre meget studeret for sine egenskaber.

Denne bakterie er i stand til at bruge næringsstoffer udskilt af planterne og er ansvarlig for fiksering af atmosfærisk nitrogen. Takket være alle disse fordelagtige egenskaber er det inkluderet i formuleringen af ​​biofortilizers, der skal anvendes i alternative landbrugssystemer.

indeks

  • 1 Taxonomi
  • 2 Generelle egenskaber og morfologi
  • 3 habitat
  • 4 Metabolisme
  • 5 Interaktion med planten
  • 6 anvendelser
  • 7 referencer

taksonomi

I år 1925 blev de første arter af dette slægt isoleret, og det blev kaldt Spirillum lipoferum. Det var først i 1978, da genren blev postuleret Azospirillum.

I øjeblikket anerkendes tolv arter, der tilhører denne bakterie genus: A. lipoferum og A. brasilense, Azospirillum Amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. Melinis, A. canadense, A. og A. zeae rugosum.

Disse slægter tilhører Rhodospirillales ordren og til underklassen af ​​Alphaproteobacteria. Denne gruppe er karakteriseret ved at tro med ubetydelige koncentrationer af næringsstoffer og etablere symbiotiske forhold med planter, planteprodukter patogener og selv mennesker.

Generelle egenskaber og morfologi

Slægten er let identificeret ved sin vibrio eller tykke stangform, pleomorfisme og spiralmobilitet. De kan være lige eller lidt buede, deres diameter er ca. 1 um og 2,1 til 3,8 i længden. Generelt er tipene skarpe.

Bakterierne i slægten Azospirillum De viser åbenbar bevægelighed, der præsenterer et mønster af polar og lateral flagella. Den første gruppe flagella bruges primært til svømning, mens den anden er relateret til forskydningen i faste overflader. Nogle arter præsenterer kun polar flagellum.

Denne bevægelighed gør det muligt for bakterier at flytte til områder, hvor forholdene er egnede til deres vækst. Derudover præsenterer de kemisk attraktion mod organiske syrer, aromatiske forbindelser, sukkerarter og aminosyrer. De er også i stand til at bevæge sig til regioner med optimale iltkoncentrationer.

Når man står med ugunstige forhold - såsom tørring eller næringsstof mangel - bakterier kan tage danner cyster udvikler og en ydre skal, der består af polysaccharider.

Genomerne af disse bakterier er store og har flere replikoner, hvilket er tegn på kroppens plasticitet. Endelig er de karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​poly-b-hydroxybutyratkorn.

levested

Azospirillum findes i rhizosfæren, nogle stammer overvejende bebor overfladen af ​​rødderne, selv om der er nogle typer i stand til at inficere andre områder af planten.

Det er blevet isoleret fra forskellige plantearter over hele verden, fra omgivelser med tropiske klimaer, til regioner med tempererede temperaturer.

De er blevet isoleret fra korn som majs, hvede, ris, sorghum, havre, fra græsgange som Cynodon dactylon og Poa pratensis. De er også blevet rapporteret i agave og i forskellige kaktusarter.

Ikke fundet homogent ved roden, visse stammer udviser specifikke mekanismer til at inficere og kolonisere rodets inderside, og andre specialiserer sig i koloniseringen af ​​den mucilagine del eller beskadigede rotceller.

stofskifte

Azospirillum Det præsenterer en meget forskelligartet og alsidig metabolisme af kulstof og nitrogen, som gør det muligt for denne organisme at tilpasse sig og konkurrere med de andre arter i rhizosfæren. De kan sprede sig i anaerobe og aerobe omgivelser.

Bakterier er kvælstoffiksere og kan anvende ammonium, nitrit, nitrater, aminosyrer og molekylært kvælstof som kilde til dette element.

Omdannelsen af ​​atmosfærisk nitrogen til ammoniak medieres af et enzym kompleks forbindelse med dinitrogenasa proteinholdige molybdæn cofaktor og jern, og andre proteindelen kaldet dinitrogenasa reduktase, som overfører elektroner fra donoren til proteinet.

På lignende måde er enzymerne glutaminsyntetase og glutamatsyntetase involveret i assimilering af ammonium.

Interaktion med planten

Forbindelsen mellem bakterierne og planten kan kun forekomme med succes, hvis bakterierne er i stand til at overleve i jorden og finde en betydelig population af rødder.

I rhizosfæren falder gradienten af ​​næringsstoffer fra roden til omgivelserne genereres af planteekstrader.

Ved mekanismerne for kemotaxi og motilitet nævnt ovenfor er bakterien i stand til at flytte til planten og anvende exsudaterne som en carbonkilde.

De specifikke mekanismer, som bakterierne bruger til at interagere med planten, er endnu ikke blevet beskrevet til perfektion. Imidlertid er visse gener i de bakterier, der er involveret i denne proces, kendt, herunder hår, værelse, salB, mod 1, 2 og 3, laf 1, etc.

applikationer

Plantevækstfremmende rhizobakterier, forkortet PGPR med dens akronym på engelsk, omfatter en bakteriel gruppe, der fremmer planternes vækst.

Det er blevet rapporteret, at associering af bakterier med planter er gavnlig for plantevækst. Dette fænomen forekommer takket være forskellige mekanismer, der fremmer fiksering af kvælstof og produktion af plantehormoner såsom auxiner, gibberiliner, cytokininer og abscisinsyre, som bidrager til udviklingen af ​​planten.

Kvantitativt det vigtigste hormon er auxin - indoleddikesyre (IAA) afledt af aminosyren tryptophan - og syntetiseres af mindst to metaboliske pathways inden bakterierne. Imidlertid er der ikke direkte bevis for, at auxin deltager i plantens vækst.

Giberiliner, ud over at deltage i væksten, stimulerer celledeling og spiring af frøet.

Kendetegnene for planterne inokuleret med denne bakterie indbefatter øge længden og antallet af rødder placeret lateralt, det øgede antal rodhår og forøgede tørre rodvægt. De øger også processerne for cellulær respiration.

referencer

  1. Caballero-Mellado, J. (2002). Kønnet Azospirillum. Mexico, D. F. UNAM.
  2. Cecagno, R., Fritsch, T. E., & Schrank, I. S. (2015). Plantens vækstfremmende bakterier Azospirillum amazonense: Genomisk alsidighed og phytohormonvej. BioMed Research International, 2015, 898.592.
  3. Gómez, M. M., Mercado, E.C., & Pineda, E.G. (2015). Azospirillum en rhizobacteria med potentiel anvendelse i landbruget. Biologisk Tidende af DES Agricultural Biological Sciences Michoacán University of San Nicolás de Hidalgo, 16(1), 11-18.
  4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Bioteknologi af biologisk hjælpestoffer. Alpha Science Int'l Ltd.
  5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, en fri-levende nitrogen-fikserende bakterie tæt forbundet med græs: genetiske, biokemiske og økologiske aspekter. FEMS mikrobiologi anmeldelser, 24(4), 487-506.
  6. Tortora, G.J., Funke, B.R., og Case, C.L. (2007). Introduktion til mikrobiologi. Ed. Panamericana Medical.