AZOSPIRILLUM: EGENSKABER, HABITAT, STOFSKIFTE - BIOLOGI - 2025

Azospirillum er en slægt af fritlevende gramnegative bakterier, der er i stand til at fikse nitrogen. Det har været kendt i mange år som en plantevækstpromotor, da det er en gavnlig organisme for afgrøder.

Derfor hører de til gruppen af ​​plantevækstfremmende rhizobakterier og er blevet isoleret fra rhizosfæren af ​​græs og korn. Fra landbrugets synspunkt er Azospirillum en slægt, der er blevet undersøgt vidt om sine egenskaber.

Af Frank Vincentz fra Wikimedia Commons

Denne bakterie er i stand til at bruge de næringsstoffer, der udskilles af planter, og er ansvarlig for at fikse atmosfærisk kvælstof. Takket være alle disse gunstige egenskaber er det inkluderet i formuleringen af ​​biogødning, som skal anvendes i alternative landbrugssystemer.

Taksonomi

I 1925 blev den første art af denne slægt isoleret, og den blev kaldt Spirillum lipoferum. Det var først i 1978, hvor slægten Azospirillum blev postuleret.

Tolv arter, der hører til denne bakterielle slægt, genkendes i øjeblikket: A. lipoferum og A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae og A. rugosum.

Disse slægter hører til rækkefølgen af ​​Rhodospirillales og underklassen af ​​alfaproteobakterier. Denne gruppe er kendetegnet ved at tro med små koncentrationer af næringsstoffer og ved at etablere symbiotiske forhold til planter, plantepatogene mikroorganismer og endda med mennesker.

Generelle karakteristika og morfologi

Slægten identificeres let ved hjælp af sin vibroid eller tykke stangform, pleomorfisme og spiralmobilitet. De kan være lige eller let buede, deres diameter er ca. 1 um og 2,1 til 3,8 i længden. Tipene er generelt skarpe.

Bakterier af slægten Azospirillum viser åbenbar bevægelighed og præsenterer et mønster af polær og lateral flagella. Den første gruppe flagella bruges primært til svømning, mens den anden er relateret til bevægelse på faste overflader. Nogle arter har kun det polære flagellum.

Denne bevægelighed tillader bakterier at bevæge sig til områder, hvor betingelserne er passende for deres vækst. Derudover har de kemisk tiltrækning mod organiske syrer, aromatiske forbindelser, sukkerarter og aminosyrer. De er også i stand til at bevæge sig ind i regioner med optimale iltkontraktioner.

Når de står over for ugunstige forhold - såsom tørring eller mangel på næringsstoffer - kan bakterierne tage form af cyster og udvikle en ydre beklædning, der består af polysaccharider.

Genene til disse bakterier er store og har flere replikoner, hvilket er bevis på organismenes plasticitet. Endelig er de kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​poly-b-hydroxybutyratkorn.

Habitat

Azospirillum findes i rhizosfæren, nogle stammer beboer overvejende røddernes overflade, selvom der er nogle typer, der er i stand til at inficere andre områder af planten.

Det er blevet isoleret fra forskellige plantearter i hele verden, fra miljøer med tropisk klima til regioner med tempererede temperaturer.

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

De findes ikke homogent i roden, visse stammer udviser specifikke mekanismer til at inficere og kolonisere det indre af roden, og andre er specialiserede i kolonisering af den slimhindige del eller ødelagte rod i roden.

Metabolisme

Azospirillum udviser en meget forskelligartet og alsidig kulstof- og kvælstofmetabolisme, der tillader denne organisme at tilpasse sig og konkurrere med andre arter i rhizosfæren. De kan spredes i anaerobe og aerobe miljøer.

Bakterier er nitrogenfiksere og kan bruge ammonium, nitriter, nitrater, aminosyrer og molekylært nitrogen som en kilde til dette element.

Konverteringen af ​​atmosfærisk nitrogen til ammoniak formidles af et enzymkompleks sammensat af proteindinitrogenase, der indeholder molybdæn og jern som en kofaktor, og en anden proteindel kaldet dinitrogenase-reduktase, der overfører elektroner fra donoren til proteinet.

Tilsvarende er enzymerne glutaminsyntetase og glutamatsyntetase involveret i assimilering af ammonium.

Interaktion med anlægget

Forbindelsen mellem bakterien og planten kan kun ske med succes, hvis bakterien er i stand til at overleve i jorden og finde en betydelig bestand af rødder.

I rhizosfæren genereres den faldende gradient af næringsstoffer fra roden til dens omgivelser af plantens udstråling.

På grund af de ovenfor nævnte kemotaksis- og bevægelsesmekanismer er bakterierne i stand til at rejse til planten og bruge ekssudaterne som en kulstofkilde.

De specifikke mekanismer, som bakterierne bruger til at interagere med planten, er endnu ikke fuldt ud beskrevet. Imidlertid vides det, at visse gener i bakterien er involveret i denne proces, herunder pelA, sala, salB, mot 1, 2 og 3, laf 1 osv.

Applikationer

Plantevækstfremmende rhizobakterier, forkortet PGPR for sit akronym på engelsk, omfatter en gruppe bakterier, der fremmer plantevækst.

Forbindelsen af ​​bakterier med planter er blevet rapporteret at være fordelagtig for plantevækst. Dette fænomen forekommer takket være forskellige mekanismer, der producerer nitrogenfiksering og produktionen af ​​plantehormoner såsom auxiner, giberilliner, cytokininer og absisinsyre, som bidrager til udviklingen af ​​planten.

Kvantitativt er det vigtigste hormon auxin - indoleddikesyre (IAA), afledt af aminosyren tryptophan - og det syntetiseres ved mindst to metabolske veje i bakterien. Der er dog ingen direkte bevis for, at auxin deltager i stigende plantevækst.

Giberillinerne stimulerer ud over at deltage i vækst celledeling og spiring af frøet.

Egenskaberne ved de planter, der er inokuleret af denne bakterie, inkluderer en stigning i længden og antallet af sideværts beliggende rødder, en stigning i antallet af rodhår og en stigning i rodens tørvægt. De øger også cellulære respirationsprocesser.

Referencer

1. Caballero-Mellado, J. (2002). Slægten Azospirillum. Mexico, D. F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). Plantevækstfremmende bakterier Azospirillum amazonense: Genomisk alsidighed og fytohormonsti. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum en rhizobacterium med potentiel anvendelse i landbruget. Biologisk tidsskrift for DES Agricultural Biologic Sciences Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
4. Kannaiyan, S. (red.). (2002). Bioteknologi af biogødning. Alpha Science Int'l Ltd.
5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, en frit levende kvælstoffikserende bakterie, der er tæt forbundet med græs: genetiske, biokemiske og økologiske aspekter. FEMS mikrobiologiske anmeldelser, 24 (4), 487–506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introduktion til mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.