- taksonomija
- Opće karakteristike i morfologija
- Stanište
- Metabolizam
- Interakcija s biljkom
- Prijave
- Reference
Azospirillum je rod gram-negativnih bakterija koje slobodno žive, sposobne su fiksirati dušik. Dugo je godina poznat kao pokretač rasta biljaka, jer je koristan organizam za usjeve.
Stoga spadaju u skupinu rizobakterija koje potiču rast biljaka i izolirane su iz rizosfere trava i žitarica. S gledišta poljoprivrede, Azospirillum je rod koji je široko proučavan zbog svojih svojstava.
Autor Frank Vincentz, iz Wikimedia Commons
Ova bakterija može koristiti hranjive tvari koje biljke izlučuju i odgovorna je za fiksiranje atmosferskog dušika. Zahvaljujući svim tim povoljnim karakteristikama, uključeno je u formulaciju bio-gnojiva koja će se primjenjivati u alternativnim poljoprivrednim sustavima.
taksonomija
1925. godine izolirana je prva vrsta ovog roda koja se zvala Spirillum lipoferum. Tek je 1978. godine postuliran rod Azospirillum.
Trenutno je prepoznato dvanaest vrsta ovog bakterijskog roda: A. lipoferum i A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae i A. rugosum.
Ovi rodovi pripadaju redu Rhodospirillales i potklasi alfaproteobakterija. Ovu skupinu karakterizira vjerovanje u minutnu koncentraciju hranjivih tvari i uspostavljanje simbiotskih odnosa s biljkama, biljnim patogenim mikroorganizmima, pa čak i s ljudima.
Opće karakteristike i morfologija
Rod se lako prepoznaje po svom vibroidnom ili debelom obliku štapa, pleomorfizmu i spiralnoj pokretljivosti. Mogu biti ravne ili blago zakrivljene, promjer im je otprilike 1 um i duljine od 2,1 do 3,8. Savjeti su općenito oštri.
Bakterije iz roda Azospirillum pokazuju očitu pokretljivost i predstavljaju oblik polarnih i bočnih flagela. Prva skupina flagela prvenstveno se koristi za plivanje, dok se druga odnosi na kretanje po čvrstim površinama. Neke vrste imaju samo polarni flagellum.
Ova pokretljivost omogućuje bakterijama da se presele na područja u kojima su uvjeti prikladni za njihov rast. Pored toga, oni imaju kemijsku privlačnost prema organskim kiselinama, aromatskim spojevima, šećerima i aminokiselinama. Oni se također mogu preseliti u regije s optimalnim kontrakcijama kisika.
Kada se suoče s nepovoljnim uvjetima - poput isušivanja ili nedostatkom hranjivih sastojaka - bakterije mogu poprimiti oblike cista i razviti vanjsku oblogu sastavljenu od polisaharida.
Genomi tih bakterija su veliki i imaju višestruke replike, što je dokaz plastičnosti organizma. Konačno, karakterizira ih prisutnost zrna poli-b-hidroksibutirata.
Stanište
Azospirillum se nalazi u rizosferi, neki sojevi pretežno nastanjuju površinu korijena, iako postoje neke vrste koje mogu zaraziti druga područja biljke.
Izolirana je od različitih biljnih vrsta širom svijeta, od okruženja s tropskom klimom do regija s umjerenim temperaturama.
Izolirani su od žitarica poput kukuruza, pšenice, riže, sireva, zobi, od trava poput Cynodon dactylon i Poa pratensis. Također su zabilježeni u agavi i u različitim kaktusima.
Ne nalaze se homogenu u korijenu, određeni sojevi pokazuju specifične mehanizme za zarazu i kolonizaciju unutrašnjosti korijena, a drugi su se specijalizirali za kolonizaciju sluzavog dijela ili oštećenih stanica korijena.
Metabolizam
Azospirillum pokazuje vrlo raznolik i svestran metabolizam ugljika i dušika, što omogućava ovom organizmu da se prilagodi i natječe se s ostalim vrstama u rizosferi. Oni se mogu razmnožavati u anaerobnim i aerobnim okruženjima.
Bakterije su fiksatori dušika i mogu koristiti amonij, nitrite, nitrate, aminokiseline i molekularni dušik kao izvor ovog elementa.
Pretvorba atmosferskog dušika u amonijak posreduje enzimski kompleks sastavljen od proteina dinitrogenaze, koji sadrži molibden i željezo kao kofaktor, te drugi dio proteina nazvan dinitrogenaza reduktaza, koji prenosi elektrone iz donora u protein.
Slično, enzimi glutamin sintetaza i glutamat sintetaza uključeni su u asimilaciju amonijaka.
Interakcija s biljkom
Povezanost između bakterije i biljke može se dogoditi uspješno samo ako bakterija uspije preživjeti u tlu i pronaći značajnu populaciju korijena.
U rizosferi, opadajući gradijent hranjivih tvari iz korijena u okolinu nastaje izlučivanjem biljke.
Zahvaljujući gore spomenutim mehanizmima hemotaksije i pokretljivosti, bakterije mogu putovati u biljku i koristiti eksudate kao izvor ugljika.
Specifični mehanizmi koje bakterije koriste za interakciju s biljkom još nisu u potpunosti opisani. Međutim, poznato je da su neki geni u bakteriji uključeni u ovaj proces, uključujući pelA, sala, salB, mot 1, 2 i 3, laf 1, itd.
Prijave
Rhizobakterije koje potiču rast biljaka, skraćeno PGPR za akronim na engleskom jeziku, čine skupinu bakterija koje potiču rast biljaka.
Povezano je da je povezanost bakterija s biljkama korisna za rast biljaka. Do ovog fenomena dolazi zahvaljujući različitim mehanizmima, koji stvaraju fiksaciju dušika i proizvodnju biljnih hormona poput auksina, giberilina, citokinina i absisične kiseline, koji doprinose razvoju biljke.
Kvantitativno, najvažniji hormon je auksin - indoleoctena kiselina (IAA), izveden iz aminokiseline triptofan - i sintetizira ga najmanje dva metabolička puta unutar bakterija. Međutim, ne postoje izravni dokazi o sudjelovanju auksina u povećanju rasta biljaka.
Giberilini, osim što sudjeluju u rastu, potiču diobu stanica i klijanje sjemena.
Karakteristike biljaka inokulirane ovom bakterijom uključuju povećanje duljine i broja bočno lociranih korijena, porast broja korijenskih dlačica i porast suhe težine korijena. Također povećavaju stanične procese disanja.
Reference
- Caballero-Mellado, J. (2002). Rod Azospirillum. Meksiko, D F. UNAM.
- Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). Bakterije koje potiču rast biljaka Azospirillum amazonense: genomska svestranost i put fitohormona. BioMed Research International, 2015., 898592.
- Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum a rhizobacterium s potencijalnom uporabom u poljoprivredi. Biološki časopis za DES Poljoprivredne biološke znanosti Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11-18.
- Kannaiyan, S. (ur.). (2002). Biotehnologija bio-gnojiva. Alpha Science Int'l Ltd.
- Steenhoudt, O., i Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, bakterija za pričvršćivanje slobodnog dušika usko povezana s travama: genetski, biokemijski i ekološki aspekti. FEMS mikrobiološki pregledi, 24 (4), 487–506.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Uvod u mikrobiologiju. Panamerican Medical Ed.