AZOSPIRILLUM: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МЕСТООБИТАНИЕ, МЕТАБОЛИЗЪМ - БИОЛОГИЯ - 2025

Azospirillum е род грам-отрицателни бактерии, които живеят свободно, способни да фиксират азот. Той е познат от много години като стимулатор на растежа на растенията, тъй като е полезен организъм за културите.

Следователно те принадлежат към групата на стимулиращите растежа на растенията ризобактерии и са изолирани от ризосферата на треви и зърнени култури. От гледна точка на селското стопанство, Azospirillum е род, който е широко проучен за своите свойства.

От Франк Винченц от Wikimedia Commons

Тази бактерия е способна да използва хранителните вещества, отделяни от растенията и е отговорна за фиксирането на атмосферния азот. Благодарение на всички тези благоприятни характеристики, той е включен във формулировката на биоторове, които да се прилагат в алтернативни селскостопански системи.

таксономия

През 1925 г. е изолиран първият вид от този род и е наречен Spirillum lipoferum. Едва през 1978 г. родът Azospirillum е постулиран.

Понастоящем са признати дванадесет вида, принадлежащи към този бактериален род: A. lipoferum и A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae и A. rugosum.

Тези родове принадлежат към реда на Rhodospirillales и към подклас алфапротеобактерии. Тази група се характеризира с вярване с минутни концентрации на хранителни вещества и чрез установяване на симбиотични връзки с растения, растителни патогенни микроорганизми и дори с хора.

Обща характеристика и морфология

Родът лесно се идентифицира по неговата виброидна или дебела пръчка форма, плеоморфизъм и спирална подвижност. Те могат да бъдат прави или леко извити, диаметърът им е приблизително 1 um и 2,1 до 3,8 дължина. Съветите като цяло са остри.

Бактериите от рода Azospirillum показват очевидна подвижност, представяйки модел на полярни и странични жгутици. Първата група жлези се използва предимно за плуване, докато втората е свързана с движение по твърди повърхности. Някои видове имат само полярния флагел.

Тази подвижност позволява на бактериите да се преместят в райони, където условията са подходящи за растежа им. В допълнение, те имат химическо привличане към органични киселини, ароматни съединения, захари и аминокиселини. Те също са в състояние да се преместят в региони с оптимални кислородни контракции.

Когато се сблъскате с неблагоприятни условия - като изсушаване или недостиг на хранителни вещества - бактериите могат да приемат форми на кисти и да развият външно покритие, съставено от полизахариди.

Геномите на тези бактерии са големи и имат множество реплики, което е доказателство за пластичността на организма. И накрая, те се характеризират с наличието на поли-Ь-хидроксибутиратни зърна.

Среда на живот

Азоспирилумът се намира в ризосферата, някои щамове обитават предимно повърхността на корените, въпреки че има някои видове, способни да заразят други области на растението.

Изолиран е от различни растителни видове по целия свят, от среда с тропически климат до региони с умерени температури.

Те са изолирани от зърнени култури като царевица, пшеница, ориз, сорго, овес, от треви като Cycton dactylon и Poa pratensis. Съобщават се и в агавата и в различни кактуси.

Те не се намират хомогенно в корена, някои щамове проявяват специфични механизми за заразяване и колонизиране на вътрешността на корена, а други се специализират в колонизацията на слузестата част или повредените клетки на корена.

метаболизъм

Азоспирилът проявява много разнообразен и многостранен метаболизъм на въглерод и азот, което позволява на този организъм да се адаптира и да се конкурира с другите видове в ризосферата. Те могат да се размножават в анаеробна и аеробна среда.

Бактериите са азотни фиксатори и могат да използват амоний, нитрити, нитрати, аминокиселини и молекулен азот като източник на този елемент.

Преобразуването на атмосферния азот в амоняк се медиира от ензимен комплекс, съставен от протеина динитрогеназа, който съдържа молибден и желязо като кофактор и друга протеинова част, наречена динитрогеназа редуктаза, която прехвърля електрони от донора в протеина.

По същия начин ензимите глутамин синтетаза и глутамат синтетаза участват в асимилацията на амоний.

Взаимодействие с растението

Асоциацията между бактерията и растението може да се осъществи успешно само ако бактерията е в състояние да оцелее в почвата и да намери значителна популация от корени.

В ризосферата намаляващият градиент на хранителни вещества от корена към околностите му се генерира от ексудатите на растението.

Благодарение на споменатите по-горе механизми за хемотаксис и подвижност бактериите са в състояние да пътуват до растението и да използват ексудатите като източник на въглерод.

Специфичните механизми, които бактериите използват за взаимодействие с растението, все още не са напълно описани. Известно е обаче, че някои гени в бактерията участват в този процес, включително pelA, sala, salB, mot 1, 2 и 3, laf 1 и т.н.

Приложения

Ризобактериите, стимулиращи растежа на растежа, съкратено PGPR за съкращението му на английски език, включват група бактерии, които насърчават растежа на растенията.

Съобщава се, че връзката на бактериите с растенията е полезна за растежа на растенията. Това явление се случва благодарение на различни механизми, които произвеждат азотна фиксация и производството на растителни хормони като ауксини, гиберилини, цитокинини и абсинова киселина, които допринасят за развитието на растението.

Количествено най-важният хормон е ауксин - индолеоцетна киселина (IAA), извлечен от аминокиселината триптофан - и се синтезира от поне два метаболитни пътя в бактериите. Няма обаче директни доказателства за участието на ауксин в увеличаването на растежа на растенията.

Гиберилините, освен че участват в растежа, стимулират клетъчното делене и покълването на семето.

Характеристиките на растенията, инокулирани от тази бактерия, включват увеличаване на дължината и броя на странично разположените корени, увеличаване на броя на кореновите косми и увеличаване на сухото тегло на корена. Те също увеличават процесите на клетъчно дишане.

Препратки

1. Caballero-Mellado, J. (2002). Родът Azospirillum. Мексико, D F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). Бактериите, стимулиращи растежа на растежа Azospirillum amazonense: Геномна универсалност и фитохормонен път. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum a rhizobacterium с потенциална употреба в селското стопанство. Биологичен вестник на DES Земеделски биологични науки Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002 г.). Биотехнология на биоторове. Alpha Science Int'l Ltd.
5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, бактерий за фиксиране на свободен азот, тясно свързан с тревите: генетични, биохимични и екологични аспекти. FEMS микробиологични прегледи, 24 (4), 487–506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Въведение в микробиологията. Panamerican Medical Ed.