AZOSPIRILLUM: CARACTERISTICI, HABITAT, METABOLISM - BIOLOGIE - 2025

Azospirillum este un gen de bacterii gram-negative cu viață liberă, capabile să fixeze azotul. Este cunoscut de mai mulți ani ca promotor al creșterii plantelor, deoarece este un organism benefic pentru culturi.

Prin urmare, aparțin grupului de rizobacterii care promovează creșterea plantelor și au fost izolate de rizosfera de ierburi și cereale. Din punct de vedere al agriculturii, Azospirillum este un gen care a fost studiat pe larg pentru proprietățile sale.

De Frank Vincentz, de la Wikimedia Commons

Această bacterie este capabilă să folosească nutrienții excretați de plante și este responsabilă de fixarea azotului atmosferic. Datorită tuturor acestor caracteristici favorabile, acesta este inclus în formularea de biofertilizatoare care trebuie aplicate în sisteme agricole alternative.

Taxonomie

În 1925, prima specie a acestui gen a fost izolată și a fost numită Spirillum lipoferum. Abia în 1978 a fost postat genul Azospirillum.

În prezent sunt recunoscute douăsprezece specii aparținând acestui gen bacterian: A. lipoferum și A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense , A. zeae și A. rugosum.

Aceste genuri aparțin ordinului Rhodospirillales și subclasei alfaproteobacteriei. Acest grup se caracterizează prin a crede cu concentrații minime de nutrienți și prin stabilirea relațiilor simbiotice cu plantele, microorganismele patogene ale plantelor și chiar cu ființele umane.

Caracteristici generale și morfologie

Genul se identifică cu ușurință prin forma sa de tijă vibroidă sau groasă, prin pleomorfism și prin mobilitatea spirală. Pot fi drepte sau ușor curbate, diametrul lor este de aproximativ 1 um și lungimea de 2,1 la 3,8. Sfaturile sunt în general ascuțite.

Bacteriile din genul Azospirillum prezintă o motilitate evidentă, prezentând un model de flagel polar și lateral. Primul grup de flageli este utilizat în principal pentru înot, în timp ce al doilea este legat de mișcarea pe suprafețe solide. Unele specii au doar flagelul polar.

Această motilitate permite bacteriilor să se deplaseze în zone în care condițiile sunt adecvate pentru creșterea lor. În plus, au atracție chimică față de acizii organici, compuși aromatici, zaharuri și aminoacizi. De asemenea, sunt capabili să se deplaseze în regiuni cu contracții optime de oxigen.

Atunci când se confruntă cu condiții adverse - cum ar fi desicarea sau lipsa de nutrienți - bacteriile pot lua forme de chisturi și pot dezvolta o acoperire exterioară compusă din polizaharide.

Genomii acestor bacterii sunt mari și au multiple replici, ceea ce este o dovadă a plasticității organismului. În cele din urmă, acestea se caracterizează prin prezența boabelor de poli-b-hidroxibutirat.

habitat

Azospirillum se găsește în rizosfera, unele tulpini locuiesc predominant pe suprafața rădăcinilor, deși există unele tipuri capabile să infecteze alte zone ale plantei.

A fost izolată de diferite specii de plante din întreaga lume, de la medii cu climă tropicală până la regiuni cu temperaturi temperate.

Au fost izolate de cereale precum porumb, grâu, orez, sorg, ovăz, din ierburi precum Cynodon dactylon și Poa pratensis. Au fost, de asemenea, raportate în agave și în diferite cactus.

Nu se găsesc omogen în rădăcină, anumite tulpini prezintă mecanisme specifice de a infecta și coloniza interiorul rădăcinii, iar altele sunt specializate în colonizarea porțiunii mucilaginoase sau a celulelor deteriorate ale rădăcinii.

Metabolism

Azospirillum prezintă un metabolism foarte divers și versatil al carbonului și al azotului, ceea ce permite acestui organism să se adapteze și să concureze cu celelalte specii din rizosfera. Ele pot prolifera în medii anaerobe și aerobe.

Bacteriile sunt agenți de fixare a azotului și pot utiliza amoniu, nitriți, nitrați, aminoacizi și azot molecular ca sursă a acestui element.

Conversia azotului atmosferic în amoniac este mediată de un complex enzimatic compus din proteina dinitrogenază, care conține molibden și fier ca cofactor, și o altă porție proteică numită dinitrogenază reductază, care transferă electronii de la donator la proteină.

În mod similar, enzimele glutamina sintaza și glutamata sintaza sunt implicate în asimilarea amoniuului.

Interacțiunea cu planta

Asocierea dintre bacterie și plantă se poate produce cu succes numai dacă bacteria este capabilă să supraviețuiască în sol și să găsească o populație semnificativă de rădăcini.

În rizosfera, gradientul în scădere a substanțelor nutritive de la rădăcină până la împrejurimile sale este generat de exudatele plantei.

Datorită chimiotaxiei și mecanismelor de motilitate menționate mai sus, bacteriile sunt capabile să călătorească în plantă și să utilizeze exudatele ca sursă de carbon.

Mecanismele specifice pe care le utilizează bacteriile pentru a interacționa cu planta nu au fost încă descrise complet. Cu toate acestea, anumite gene din bacterie sunt cunoscute ca fiind implicate în acest proces, inclusiv pelA, sala, salB, mot 1, 2 și 3, laf 1 etc.

Aplicații

Rizobacteriile care promovează creșterea plantelor, prescurtate PGPR pentru acronimele sale în engleză, cuprind un grup de bacterii care promovează creșterea plantelor.

S-a raportat că asocierea bacteriilor cu plantele este benefică pentru creșterea plantelor. Acest fenomen apare datorită diferitelor mecanisme, care produc fixarea azotului și producerea de hormoni ai plantelor, precum auxine, giberiline, citokinine și acid absisic, care contribuie la dezvoltarea plantei.

Cantitativ, cel mai important hormon este auxina - acid indoleacetic (IAA), derivat din triptofanul aminoacidului - și este sintetizat prin cel puțin două căi metabolice din interiorul bacteriilor. Cu toate acestea, nu există dovezi directe cu privire la participarea auxinei la creșterea creșterii plantelor.

Giberilinele, pe lângă participarea la creștere, stimulează diviziunea celulară și germinarea seminței.

Caracteristicile plantelor inoculate de această bacterie includ o creștere a lungimii și a numărului de rădăcini localizate lateral, o creștere a numărului de fire de rădăcină și o creștere a greutății uscate a rădăcinii. De asemenea, cresc procesele de respirație celulară.

Referințe

1. Caballero-Mellado, J. (2002). Genul Azospirillum. Mexic, D F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). Azospirillum amazonense, care favorizează creșterea plantelor: versatilitatea genomică și calea fitohormonului. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Gómez, MM, Mercado, EC și Pineda, EG (2015). Azospirillum a rizobacterium cu potențial de utilizare în agricultură. Revista Biologică a DES Științe Biologice Agricole Universitatea Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11-18.
4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Biotehnologia biofertilizatoarelor. Alpha Science Int'l Ltd.
5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, o bacterie de fixare a azotului cu viață liberă, strâns asociată cu ierburile: aspecte genetice, biochimice și ecologice. FEMS recenzii de microbiologie, 24 (4), 487-506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introducere în microbiologie. Editura Medicală Panamericană.