AZOSPIRILLUM: EGENSKAPER, LIVSMILJÖ, ÄMNESOMSÄTTNING - BIOLOGI - 2025

Azospirillum är ett släkte av frittlevande gramnegativa bakterier som kan fixera kväve. Det har varit känt i många år som en växttillväxtpromotor, eftersom det är en fördelaktig organisme för grödor.

Därför tillhör de gruppen av växttillväxtfrämjande rhizobacteria och har isolerats från rhizosfären av gräs och spannmål. Ur jordbrukssynpunkt är Azospirillum ett släkte som har studerats i stor utsträckning för dess egenskaper.

Av Frank Vincentz, från Wikimedia Commons

Denna bakterie kan använda de näringsämnen som utsöndras av växter och ansvarar för fixering av atmosfäriskt kväve. Tack vare alla dessa gynnsamma egenskaper ingår det i formuleringen av biogödselmedel som ska appliceras i alternativa jordbrukssystem.

taxonomi

1925 isolerades den första arten av denna släkt och den kallades Spirillum lipoferum. Det var först 1978 när släktet Azospirillum postulerades.

Tolv arter som tillhör denna bakteriella släkt erkänns för närvarande: A. lipoferum och A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense , A. zeae och A. rugosum.

Dessa släkten tillhör ordningen Rhodospirillales och till underklassen av alfaproteobakterier. Denna grupp kännetecknas av att tro med små koncentrationer av näringsämnen och genom att upprätta symbiotiska förhållanden med växter, växtpatogena mikroorganismer och även med människor.

Allmänna egenskaper och morfologi

Släkten kan lätt identifieras genom sin vibroid eller tjocka stavform, pleomorfism och spiralmobilitet. De kan vara raka eller något krökta, deras diameter är ungefär 1 um och 2,1 till 3,8 i längd. Tipsen är i allmänhet skarpa.

Bakterier av släktet Azospirillum uppvisar tydlig rörlighet och presenterar ett mönster av polära och laterala flageller. Den första gruppen av flagella används främst för simning, medan den andra är relaterad till rörelse på fasta ytor. Vissa arter har bara polar flagellum.

Denna rörlighet gör att bakterierna kan flytta till områden där förhållandena är lämpliga för deras tillväxt. Dessutom har de kemisk attraktion mot organiska syror, aromatiska föreningar, sockerarter och aminosyror. De kan också flytta till regioner med optimala syresammandragningar.

När de står inför ogynnsamma förhållanden - som torkning eller brist på näringsämnen - kan bakterierna ta form av cyster och utveckla en yttre täckning bestående av polysackarider.

Dessa bakteriers genom är stora och har flera replikoner, vilket är ett bevis på organismens plasticitet. Slutligen kännetecknas de av närvaron av poly-b-hydroxibutyratkorn.

Livsmiljö

Azospirillum finns i rhizosphere, vissa stammar bevarar huvudsakligen ytan på rötter, även om det finns vissa typer som kan infektera andra områden av växten.

Det har isolerats från olika växtarter över hela världen, från miljöer med tropiskt klimat till regioner med tempererade temperaturer.

De har isolerats från spannmål som majs, vete, ris, sorghum, havre, från gräs som Cynodon dactylon och Poa pratensis. De har också rapporterats i agave och i olika kaktusar.

De hittas inte homogent i roten, vissa stammar uppvisar specifika mekanismer för att infektera och kolonisera rotens inre, och andra är specialiserade på kolonisering av den slemhinniga delen eller skadade celler i roten.

Ämnesomsättning

Azospirillum uppvisar en mycket mångsidig och mångsidig kol- och kvävemetabolism, som gör att denna organisme kan anpassa sig och konkurrera med de andra arterna i rhizosfären. De kan spridas i anaeroba och aeroba miljöer.

Bakterier är kvävefixerare och kan använda ammonium, nitriter, nitrater, aminosyror och molekylärt kväve som en källa till detta element.

Omvandlingen av atmosfäriskt kväve till ammoniak medieras av ett enzymkomplex sammansatt av proteindinitrogenas, som innehåller molybden och järn som en kofaktor, och en annan proteindel som kallas dinitrogenasreduktas, som överför elektroner från givaren till proteinet.

På liknande sätt är enzymerna glutaminsyntetas och glutamatsyntetas involverade i assimilering av ammonium.

Interaktion med anläggningen

Föreningen mellan bakterien och växten kan uppstå framgångsrikt endast om bakterien kan överleva i jorden och hitta en betydande rotbestånd.

I rhizosfären genereras den minskande gradienten av näringsämnen från roten till dess omgivningar av växtens utsöndringar.

På grund av kemoterapi och rörelsemekanismer som nämns ovan kan bakterierna resa till växten och använda utsöndringarna som en kolkälla.

De specifika mekanismerna som bakterierna använder för att interagera med växten har ännu inte beskrivits fullt ut. Vissa gener i bakterien är emellertid kända för att vara involverade i denna process, inklusive pelA, sala, salB, mot 1, 2 och 3, laf 1, etc.

tillämpningar

Växttillväxtfrämjande rhizobacteria, förkortat PGPR för dess förkortning på engelska, utgör en grupp bakterier som främjar växttillväxt.

Föreningen av bakterier med växter har rapporterats vara gynnsam för växttillväxt. Detta fenomen inträffar tack vare olika mekanismer, som producerar kvävefixering och produktionen av växthormoner som auxiner, giberilliner, cytokininer och absisinsyra, som bidrar till utvecklingen av växten.

Kvantitativt är det viktigaste hormonet auxin - indolättiksyra (IAA), härrörande från aminosyran tryptofan - och det syntetiseras genom minst två metaboliska vägar i bakterierna. Det finns dock inga direkta bevis på att auxin deltar i att öka växter.

Förutom att de deltar i tillväxt stimulerar giberillinerna celldelning och grodd av fröet.

Egenskaperna hos de växter som ympats av denna bakterie inkluderar en ökning av längden och antalet sidorelaterade rötter, en ökning av antalet rothår och en ökning av rotens torrvikt. De ökar också cellulära andningsförfaranden.

referenser

1. Caballero-Mellado, J. (2002). Släktet Azospirillum. Mexiko, D F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). Växttillväxtfrämjande bakterier Azospirillum amazonense: Genomisk mångsidighet och fytohormonväg. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum en rhizobacterium med potentiell användning i jordbruket. Biologisk tidskrift för DES Agricultural Biological Sciences Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
4. Kannaiyan, S. (red.). (2002). Bioteknik av biogödselmedel. Alpha Science Int'l Ltd.
5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, en frittlevande kvävefixerande bakterie som är nära förknippad med gräs: genetiska, biokemiska och ekologiska aspekter. FEMS mikrobiologi recensioner, 24 (4), 487–506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introduktion till mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.