AZOSPIRILLUM: EGENSKAPER, HABITAT, METABOLISME - BIOLOGI - 2026

Azospirillum er en slekt av frittlevende gramnegative bakterier som er i stand til å fikse nitrogen. Det har vært kjent i mange år som en vekstfremmende plante, siden det er en gunstig organisme for avlinger.

Derfor tilhører de gruppen av plantevekstfremmende rhizobakterier og har blitt isolert fra rhizosfæren til gress og korn. Fra jordbrukssynet er Azospirillum en slekt som har blitt mye studert for sine egenskaper.

Av Frank Vincentz, fra Wikimedia Commons

Denne bakterien er i stand til å bruke næringsstoffene som skilles ut av planter, og er ansvarlig for å fikse atmosfærisk nitrogen. Takket være alle disse gunstige egenskapene er det inkludert i formuleringen av biogjødsel som skal brukes i alternative landbrukssystemer.

Taksonomi

I 1925 ble den første arten av denne slekten isolert og den ble kalt Spirillum lipoferum. Det var først i 1978 da slekten Azospirillum ble postulert.

Tolv arter som tilhører denne bakteriens slekten er for øyeblikket anerkjent: 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 slektene tilhører rekkefølgen Rhodospirillales og underklassen av alfaproteobakterier. Denne gruppen er preget av å tro med små konsentrasjoner av næringsstoffer og ved å etablere symbiotiske forhold til planter, plantepatogene mikroorganismer og til og med med mennesker.

Generelle kjennetegn og morfologi

Slekten blir lett identifisert av sin vibroid- eller tykke stangform, pleomorfisme og spiralmobilitet. De kan være rette eller svakt buede, diameteren er omtrent 1 um og 2,1 til 3,8 i lengde. Tipsene er generelt skarpe.

Bakterier av slekten Azospirillum viser tydelig bevegelighet, og presenterer et mønster av polar og lateral flagella. Den første gruppen av flagella brukes først og fremst til svømming, mens den andre er relatert til bevegelse på faste overflater. Noen arter har bare polar flagellum.

Denne bevegeligheten gjør at bakteriene kan bevege seg til områder der forholdene er riktige for deres vekst. I tillegg har de kjemisk tiltrekning mot organiske syrer, aromatiske forbindelser, sukker og aminosyrer. De er også i stand til å bevege seg inn i regioner med optimale oksygenkontraksjoner.

Når de blir møtt med ugunstige forhold - som uttørking eller mangel på næringsstoffer - kan bakteriene ta form av cyster og utvikle et ytre belegg bestående av polysakkarider.

Genene til disse bakteriene er store og har flere replikoner, noe som er bevis på plastisiteten i organismen. Til slutt er de preget av tilstedeværelsen av poly-b-hydroksybutyratkorn.

habitat

Azospirillum finnes i rhizosphere, noen stammer hovedsakelig bebor overflaten av røttene, selv om det er noen typer som kan infisere andre områder av planten.

Den har blitt isolert fra forskjellige plantearter over hele verden, fra miljøer med tropisk klima til regioner med tempererte temperaturer.

De har blitt isolert fra korn som korn, hvete, ris, sorghum, havre, fra gress som Cynodon dactylon og Poa pratensis. De er også rapportert i agave og i forskjellige kaktus.

De finnes ikke homogent i roten, visse stammer viser spesifikke mekanismer for å infisere og kolonisere det indre av roten, og andre er spesialiserte i kolonisering av den slimete delen eller skadede celler i roten.

metabolisme

Azospirillum viser en veldig mangfoldig og allsidig karbon- og nitrogenmetabolisme, som lar denne organismen tilpasse seg og konkurrere med de andre artene i rhizosfæren. De kan spre seg i anaerobe og aerobe miljøer.

Bakterier er nitrogenfiksere og kan bruke ammonium, nitritter, nitrater, aminosyrer og molekylært nitrogen som en kilde til dette elementet.

Konvertering av atmosfærisk nitrogen til ammoniakk er formidlet av et enzymkompleks sammensatt av proteindinitrogenase, som inneholder molybden og jern som en kofaktor, og en annen proteindel kalt dinitrogenase reduktase, som overfører elektroner fra giveren til proteinet.

Tilsvarende er enzymene glutaminsyntetase og glutamatsyntetase involvert i assimilering av ammonium.

Samhandling med anlegget

Forbindelsen mellom bakterien og planten kan oppstå vellykket bare hvis bakterien er i stand til å overleve i jorda og finne en betydelig rotbestand.

I rhizosfæren genereres den avtagende gradienten av næringsstoffer fra roten til omgivelsene av plantens ekssudater.

På grunn av kjemotaksen og bevegelighetsmekanismene som er nevnt ovenfor, er bakteriene i stand til å reise til planten og bruke ekssudatene som en karbonkilde.

De spesifikke mekanismene som bakteriene bruker for å samhandle med planten er ennå ikke fullstendig beskrevet. Imidlertid er det kjent at visse gener i bakterien er involvert i denne prosessen, inkludert pelA, sala, salB, mot 1, 2 og 3, laf 1, etc.

applikasjoner

Plantevekstfremmende rhizobacteria, forkortet PGPR for sitt forkortelse på engelsk, utgjør en gruppe bakterier som fremmer plantevekst.

Forbindelsen av bakterier med planter har blitt rapportert å være gunstig for planteveksten. Dette fenomenet oppstår takket være forskjellige mekanismer, som produserer nitrogenfiksering og produksjonen av plantehormoner som auxiner, giberilliner, cytokininer og absisinsyre, som bidrar til utviklingen av planten.

Kvantitativt er det viktigste hormonet auxin - indoleasetic acid (IAA), avledet fra aminosyren tryptofan - og det syntetiseres ved minst to metabolske veier i bakteriene. Imidlertid er det ingen direkte bevis for at auxin deltar i økende plantevekst.

Giberillinene stimulerer i tillegg til å delta i vekst celledeling og spiring av frøet.

Egenskapene til plantene som er inokulert av denne bakterien inkluderer en økning i lengde og antall siderettede røtter, en økning i antall rothår og en økning i rotens tørre vekt. De øker også cellulære respirasjonsprosesser.

referanser

1. Caballero-Mellado, J. (2002). Slekten Azospirillum. Mexico, D F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). Plantevekstfremmende bakterier Azospirillum amazonense: Genomisk allsidighet og fytohormonbane. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum en rhizobacterium med potensiell bruk i landbruket. Biologisk tidsskrift for DES Agricultural Biologics Sciences Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
4. Kannaiyan, S. (red.). (2002). Bioteknologi av biogjødsel. Alpha Science Int'l Ltd.
5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, en frittlevende nitrogenfikserende bakterie nært forbundet med gress: genetiske, biokjemiske og økologiske aspekter. FEMS mikrobiologi anmeldelser, 24 (4), 487–506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introduksjon til mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.