- taxonómia
- Általános jellemzők és morfológia
- Habitat
- Anyagcsere
- Kölcsönhatás a növényrel
- Alkalmazások
- Irodalom
Az Azospirillum egy szabadon élő gram-negatív baktériumok nemzetsége, amely képes nitrogént rögzíteni. Évek óta ismert növénynövekedést elősegítő szerként, mivel a növények számára jótékony szervezet.
Ezért a növénynövekedést elősegítő rizó baktériumok csoportjába tartoznak, és elkülönítik őket a fű és a gabona rizoszférájából. A mezőgazdaság szempontjából az Azospirillum nemzetség, amelyet tulajdonságaik miatt széles körben vizsgáltak.

Írta: Frank Vincentz, a Wikimedia Commonsból
Ez a baktérium képes felhasználni a növények által kiválasztott tápanyagokat és felelős a légköri nitrogén rögzítéséért. Mindezeknek a kedvező tulajdonságoknak köszönhetően szerepet játszik az alternatív mezőgazdasági rendszerekben alkalmazandó bio-műtrágya-összetételben.
taxonómia
1925-ben elkülönítették a nemzetség első faját, és Spirillum lipoferumnak hívták. Az Azospirillum nemzetet csak 1978-ban posztulálták.
Ebbe a baktérium nemhez tartozó tizenkét fajt elismernek jelenleg: A. lipoferum és A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae és A. rugosum.
Ezek a nemzetségek a Rhodospirillales rendbe és az alfaproteobaktériumok alosztályába tartoznak. Ezt a csoportot az jellemzi, hogy a tápanyagok minimális koncentrációjával hisznek, és szimbiotikus kapcsolatokat létesítenek növényekkel, növényi patogén mikroorganizmusokkal és még az emberekkel is.
Általános jellemzők és morfológia
A nemzetet könnyen azonosítják vibroid vagy vastag rúd alakja, pleomorfizmusa és spirálmobilitása alapján. Lehetnek egyenesek vagy kissé hajlottak, átmérőjük körülbelül 1 um és 2,1-3,8 hosszú. A hegyek általában élek.
Az Azospirillum nemzetség baktériumai nyilvánvaló motilitást mutatnak, a poláris és az oldalsó gömbök mintázatát mutatva. Az első gömböcskecsoportot elsősorban úszásra használják, míg a második a szilárd felületeken történő mozgással kapcsolatos. Egyes fajoknak csak a sarkú flagellum van.
Ez a mozgékonyság lehetővé teszi a baktériumoknak olyan területekre történő elmozdulását, ahol a növekedésükhöz megfelelő feltételek állnak rendelkezésre. Ezen felül kémiai vonzerejük van a szerves savak, aromás vegyületek, cukrok és aminosavak felé. Képesek optimális oxigén-összehúzódással rendelkező régiókba is mozogni.
Kedvezőtlen körülményekkel - például kiszáradással vagy tápanyagok hiányával - szemben a baktériumok ciszták formájában lehetnek, és kialakíthatnak egy poliszacharidokból álló külső burkolatot.
Ezen baktériumok genomjai nagyok és több replikonnal rendelkeznek, ami bizonyítja a szervezet plaszticitását. Végül a poli-b-hidroxi-butirát szemcsék jelenléte jellemzi őket.
Habitat
Az Azospirillum a rizoszférában található, néhány törzs túlnyomórészt a gyökerek felületén lakik, bár vannak olyan típusok, amelyek képesek a növény más területeit megfertőzni.
Az egész világon különféle növényfajokból izoláltak, a trópusi éghajlati környezettől a mérsékelt hőmérsékletű régiókig.
Gabonafélékből, például kukoricából, búzából, rizsből, cirokból, zabból, fűből, például Cynodon dactylon és Poa pratensis izoláltak. Ezeket a agave-ban és a különböző kaktuszokban is jelentették.
A gyökérben nem találhatók homogénen, egyes törzsek specifikus mechanizmusokat mutatnak a gyökér belsejének megfertőzéséhez és gyarmatosításához, mások a gyökér nyálkahártyás részének vagy sérült sejtjeinek kolonizálására szakosodtak.
Anyagcsere
Az Azospirillum nagyon változatos és sokoldalú szén- és nitrogén-anyagcserét mutat, amely lehetővé teszi ennek a szervezetnek, hogy alkalmazkodjon és versenyképessé váljon a többi rizoszférában található fajjal. Szaporodhatnak anaerob és aerob környezetben.
A baktériumok nitrogén-rögzítők, és ammóniumot, nitriteket, nitrátokat, aminosavakat és molekuláris nitrogént használhatnak ennek az elemnek a forrásaként.
A légköri nitrogén ammóniá történő átalakulását egy enzimatikus komplex közvetíti, amely a dinitrogenáz fehérjéből áll, amely kofaktorként molibdént és vasat tartalmaz, valamint egy másik protein részből, úgynevezett dinitrogenáz reduktázból, amely az elektronokat a donorról a fehérjére továbbítja.
Hasonlóképpen, a glutamin-szintetáz és a glutamát-szintetáz enzimek részt vesznek az ammónia asszimilációjában.
Kölcsönhatás a növényrel
A baktérium és a növény közötti kapcsolat csak akkor lehet sikeres, ha a baktérium képes megmaradni a talajban, és jelentős gyökérpopulációt talál.
A rizoszférában a tápanyagok csökkenő gradienst a gyökértől a környezetéhez a növény váladékai generálják.
A fent említett kemotaxis és mozgékonysági mechanizmusok miatt a baktériumok képesek elutazni a növénybe és szénforrásként felhasználni a váladékokat.
A baktériumok speciális mechanizmusait, amelyek kölcsönhatásba lépnek a növényekkel, még nem fejtették ki teljesen. A baktérium bizonyos génjeiről azonban ismert, hogy részt vesznek ebben a folyamatban, köztük a pelA, sala, salB, mot 1, 2 és 3, laf 1 stb.
Alkalmazások
A rhizobaktériumokat elősegítő növénynövekedés, rövidítésként angolul PGPR, rövidítésként olyan baktériumcsoportot tartalmaz, amely elősegíti a növénynövekedést.
A baktériumok növényekkel való kapcsolatáról beszámoltak, hogy jótékony hatással vannak a növények növekedésére. Ez a jelenség a különféle mechanizmusoknak köszönhető, amelyek nitrogénrögzítést és növényi hormonok - például auxinok, giberillinek, citokininek és absiszinsav - termelését eredményezik, amelyek hozzájárulnak a növény fejlődéséhez.
Mennyiségi szempontból a legfontosabb hormon az auxin - az indolecetsav (IAA), a triptofán aminosavból származik -, amelyet legalább két metabolikus útvonal szintetizál a baktériumokon belül. Nincs azonban közvetlen bizonyíték az auxin részvételéről a növény növekedésének fokozásában.
A giberillinek amellett, hogy részt vesznek a növekedésben, stimulálják a sejtosztódást és a mag csírázását.
A baktériumba oltott növények jellemzői közé tartozik az oldalirányban elhelyezkedő gyökerek hosszának és számának növekedése, a gyökérszőrök számának növekedése és a gyökér száraz tömegének növekedése. Növelik a sejtek légzési folyamatait is.
Irodalom
- Caballero-Mellado, J. (2002). Az Azospirillum nemzetség. Mexikó, D F. UNAM.
- Cecagno, R., Fritsch, TE és Schrank, IS (2015). Az Azospirillum amazonense baktériumok a növénynövekedést elősegítő baktériumok: Genomikus sokoldalúság és fitohormon út. BioMed Research International, 2015, 898592.
- Gómez, MM, Mercado, EC, és Pineda, EG (2015). Azospirillum a rhizobacterium, amelyet potenciálisan lehet használni a mezőgazdaságban. A DES Mezőgazdasági Biológiai Tudományok Biológiai Folyóiratának címe: Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Universidad, 16. (1), 11–18.
- Kannaiyan, S. (szerk.). (2002). Biofertilizer biotechnológia. Alpha Science Int'l Ltd.
- Steenhoudt, O. és Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, egy szabadon élő, nitrogénkötő baktérium, amely szorosan kapcsolódik a füvekhez: genetikai, biokémiai és ökológiai szempontok. A FEMS mikrobiológiai áttekintése, 24. (4), 487–506.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Bevezetés a mikrobiológiába. Panamerican Medical Ed.
