АЗОСПИРИЛЛЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, СРЕДА ОБИТАНИЯ, ОБМЕН ВЕЩЕСТВ - БИОЛОГИЯ - 2025

Азоспириллы - это род свободноживущих грамотрицательных бактерий, способных фиксировать азот. Он был известен в течение многих лет как стимулятор роста растений, так как это полезный организм для сельскохозяйственных культур.

Таким образом, они принадлежат к группе ризобактерий, способствующих росту растений, и были выделены из ризосферы трав и злаков. С точки зрения сельского хозяйства, азоспириллы - это род, который широко изучался на предмет своих свойств.

Фрэнк Винсентц, из Wikimedia Commons

Эта бактерия способна использовать питательные вещества, выделяемые растениями, и отвечает за фиксацию атмосферного азота. Благодаря всем этим благоприятным характеристикам, он входит в состав биоудобрений, используемых в альтернативных сельскохозяйственных системах.

таксономия

В 1925 году был выделен первый вид этого рода, получивший название Spirillum lipoferum. Только в 1978 году был постулирован род Azospirillum.

В настоящее время известно двенадцать видов, принадлежащих к этому роду бактерий: 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.

Эти роды принадлежат отряду Rhodospirillales и подклассу альфа-протеобактерий. Эта группа характеризуется верой в малые концентрации питательных веществ и установлением симбиотических отношений с растениями, патогенными микроорганизмами растений и даже с людьми.

Общие характеристики и морфология

Род легко идентифицируется по форме виброида или толстого стержня, плеоморфизму и спиральной подвижности. Они могут быть прямыми или слегка изогнутыми, их диаметр составляет примерно 1 мкм, а длина - от 2,1 до 3,8. Кончики обычно острые.

Бактерии рода Azospirillum демонстрируют очевидную подвижность, демонстрируя структуру полярных и боковых жгутиков. Первая группа жгутиков используется в основном для плавания, а вторая связана с движением по твердым поверхностям. У некоторых видов есть только полярный жгутик.

Эта подвижность позволяет бактериям перемещаться в области, где условия подходят для их роста. Кроме того, они обладают химическим притяжением к органическим кислотам, ароматическим соединениям, сахарам и аминокислотам. Они также способны перемещаться в области с оптимальным кислородным сокращением.

При столкновении с неблагоприятными условиями, такими как высыхание или нехватка питательных веществ, бактерии могут принимать форму цист и образовывать внешнее покрытие, состоящее из полисахаридов.

Геномы этих бактерий большие и содержат множество репликонов, что свидетельствует о пластичности организма. Наконец, они характеризуются наличием зерен поли-b-гидроксибутирата.

Естественная среда

Азоспириллы встречаются в ризосфере, некоторые штаммы преимущественно населяют поверхность корней, хотя есть некоторые виды, способные инфицировать другие участки растения.

Он был изолирован от различных видов растений по всему миру, от сред с тропическим климатом до регионов с умеренными температурами.

Они были выделены из злаков, таких как кукуруза, пшеница, рис, сорго, овес, из злаков, таких как Cynodon dactylon и Poa pratensis. О них также сообщалось в агаве и в различных кактусах.

Они не обнаруживаются в корне однородно, некоторые штаммы обладают специфическими механизмами инфицирования и колонизации внутренней части корня, а другие специализируются на колонизации слизистой части или поврежденных клеток корня.

метаболизм

Азоспириллы демонстрируют очень разнообразный и разносторонний метаболизм углерода и азота, что позволяет этому организму адаптироваться и конкурировать с другими видами в ризосфере. Они могут размножаться в анаэробной и аэробной среде.

Бактерии являются фиксаторами азота и могут использовать аммоний, нитриты, нитраты, аминокислоты и молекулярный азот в качестве источника этого элемента.

Преобразование атмосферного азота в аммиак опосредуется ферментным комплексом, состоящим из протеин-динитрогеназы, которая содержит молибден и железо в качестве кофактора, и другой части протеина, называемой динитрогеназо-редуктазой, которая передает электроны от донора к протеину.

Точно так же ферменты глутамин синтетаза и глутамат синтетаза участвуют в ассимиляции аммония.

Взаимодействие с растением

Связь между бактерией и растением может быть успешной только в том случае, если бактерия способна выжить в почве и найти значительную популяцию корней.

В ризосфере уменьшение градиента питательных веществ от корня к его окружению создается экссудатами растения.

Благодаря механизмам хемотаксиса и подвижности, упомянутым выше, бактерии могут перемещаться к растениям и использовать экссудаты в качестве источника углерода.

Конкретные механизмы, которые бактерии используют для взаимодействия с растением, еще полностью не описаны. Однако известно, что в этот процесс вовлечены определенные гены бактерии, включая pelA, sala, salB, mot 1, 2 и 3, laf 1 и т. Д.

Приложения

Ризобактерии, способствующие росту растений, сокращенно PGPR от английского аббревиатуры, составляют группу бактерий, способствующих росту растений.

Сообщается, что связь бактерий с растениями полезна для роста растений. Это явление происходит благодаря различным механизмам, которые вызывают азотфиксацию и выработку растительных гормонов, таких как ауксины, гибериллины, цитокинины и абсисиновая кислота, которые способствуют развитию растения.

В количественном отношении наиболее важным гормоном является ауксин - индолуксусная кислота (ИУК), производная аминокислоты триптофана - и он синтезируется по крайней мере двумя метаболическими путями внутри бактерий. Однако прямых доказательств участия ауксина в увеличении роста растений нет.

Гибериллины, помимо участия в росте, стимулируют деление клеток и прорастание семян.

Характеристики растений, инокулированных этой бактерией, включают увеличение длины и количества боковых корней, увеличение количества корневых волосков и увеличение сухой массы корня. Также они усиливают процессы клеточного дыхания.

Ссылки

1. Кабальеро-Мелладо, Дж. (2002). Род Azospirillum. Мексика, D. F. UNAM.
2. Чеканьо, Р., Фрич, Т.Э. и Шранк, И.С. (2015). Бактерии, способствующие росту растений, Azospirillum amazonense: универсальность генома и путь фитогормонов. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Гомес, М.М., Меркадо, Э.С., и Пинеда, Е.Г. (2015). Азоспириллы - ризобактерия, которая может быть использована в сельском хозяйстве. Биологический журнал DES Университета Мичоакана-де-Сан-Николас-де-Идальго, 16 (1), 11–18.
4. Каннайян, С. (Ред.). (2002). Биотехнология биоудобрений. Alpha Science Int'l Ltd.
5. Стинхоудт О. и Вандерлейден Дж. (2000). Азоспириллы, свободноживущие азотфиксирующие бактерии, тесно связанные с травами: генетические, биохимические и экологические аспекты. Обзоры микробиологии FEMS, 24 (4), 487–506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, и Case, CL (2007). Введение в микробиологию. Panamerican Medical Ed.