Azospirillum Eigenschaften, Lebensraum, Stoffwechsel

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Robert Johnston
Azospirillum Eigenschaften, Lebensraum, Stoffwechsel

Azospirillum ist eine Gattung frei lebender gramnegativer Bakterien, die Stickstoff binden können. Es ist seit vielen Jahren als Pflanzenwachstumsförderer bekannt, da es ein nützlicher Organismus für Pflanzen ist.

Daher gehören sie zur Gruppe der das Pflanzenwachstum fördernden Rhizobakterien und wurden aus der Rhizosphäre von Gräsern und Getreide isoliert. Aus Sicht der Landwirtschaft, Azospirillum Es ist eine Gattung, die auf ihre Eigenschaften hin untersucht wird.

Von Frank Vincentz [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) oder CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], von Wikimedia Commons

Dieses Bakterium kann die von den Pflanzen ausgeschiedenen Nährstoffe nutzen und ist für die Fixierung von Luftstickstoff verantwortlich. Dank all dieser günstigen Eigenschaften ist es in der Formulierung von Biofertilisatoren enthalten, die in alternativen landwirtschaftlichen Systemen angewendet werden sollen..

Artikelverzeichnis

  • 1 Taxonomie
  • 2 Allgemeine Merkmale und Morphologie
  • 3 Lebensraum
  • 4 Stoffwechsel
  • 5 Interaktion mit der Anlage
  • 6 Verwendungen
  • 7 Referenzen

Taxonomie

1925 wurde die erste Art dieser Gattung isoliert und genannt Spirillum lipoferum. Erst 1978 wurde das Genre postuliert Azospirillum.

Derzeit werden zwölf Arten dieser Bakteriengattung erkannt: A. lipoferum und A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae und A. rugosum.

Diese Gattungen gehören zur Ordnung der Rhodospirillales und zur Unterklasse der Alphaproteobakterien. Diese Gruppe zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit winzigen Nährstoffkonzentrationen glaubt und symbiotische Beziehungen zu Pflanzen, pflanzenpathogenen Mikroorganismen und sogar zu Menschen aufbaut..

Allgemeine Eigenschaften und Morphologie

Die Gattung ist leicht an ihrer Vibroid- oder dicken Stabform, ihrem Pleomorphismus und ihrer Spiralbeweglichkeit zu erkennen. Sie können gerade oder leicht gebogen sein, haben einen Durchmesser von ca. 1 um und eine Länge von 2,1 bis 3,8. Spitzen sind im Allgemeinen scharf.

Bakterien der Gattung Azospirillum Sie weisen eine offensichtliche Beweglichkeit auf und zeigen ein Muster aus polaren und lateralen Flagellen. Die erste Gruppe von Flagellen wird hauptsächlich zum Schwimmen verwendet, während die zweite Gruppe sich auf Bewegungen auf festen Oberflächen bezieht. Einige Arten weisen nur das polare Flagellum auf.

Diese Beweglichkeit ermöglicht es den Bakterien, sich in Bereiche zu bewegen, in denen die Bedingungen für ihr Wachstum angemessen sind. Darüber hinaus haben sie eine chemische Anziehungskraft auf organische Säuren, aromatische Verbindungen, Zucker und Aminosäuren. Sie können sich auch in Regionen mit optimalen Sauerstoffkontraktionen bewegen..

Bei widrigen Bedingungen wie Austrocknung oder Nährstoffmangel können die Bakterien die Form von Zysten annehmen und eine äußere Hülle aus Polysacchariden entwickeln..

Die Genome dieser Bakterien sind groß und haben mehrere Replikons, was ein Beweis für die Plastizität des Organismus ist. Schließlich sind sie durch das Vorhandensein von Poly-b-hydroxybutyrat-Körnern gekennzeichnet.

Lebensraum

Azospirillum wird in der Rhizosphäre gefunden, einige Stämme bewohnen überwiegend die Oberfläche der Wurzeln, obwohl es einige Arten gibt, die andere Bereiche der Pflanze infizieren können.

Es wurde von verschiedenen Pflanzenarten auf der ganzen Welt isoliert, von Umgebungen mit tropischem Klima bis zu Regionen mit gemäßigten Temperaturen..

Sie wurden aus Getreide wie Mais, Weizen, Reis, Sorghum, Hafer und Gräsern wie Mais isoliert Cynodon Dactylon Y. Poa pratensis. Sie wurden auch in der Agave und in verschiedenen Kakteen berichtet.

Sie sind nicht homogen in der Wurzel zu finden, bestimmte Stämme weisen spezifische Mechanismen auf, um das Innere der Wurzel zu infizieren und zu besiedeln, und andere sind auf die Besiedlung des schleimigen Teils oder der beschädigten Zellen der Wurzel spezialisiert..

Stoffwechsel

Azospirillum hat einen sehr vielfältigen und vielseitigen Kohlenstoff- und Stickstoffstoffwechsel, der es diesem Organismus ermöglicht, sich anzupassen und mit den anderen Arten in der Rhizosphäre zu konkurrieren. Sie können sich in anaeroben und aeroben Umgebungen vermehren.

Bakterien sind Stickstofffixierer und können Ammonium, Nitrite, Nitrate, Aminosäuren und molekularen Stickstoff als Quelle für dieses Element verwenden..

Die Umwandlung von Luftstickstoff in Ammoniak wird durch einen enzymatischen Komplex vermittelt, der aus dem Protein Dinitrogenase, das Molybdän und Eisen als Cofaktor enthält, und einem anderen Proteinanteil namens Dinitrogenase-Reduktase besteht, der Elektronen vom Donor auf das Protein überträgt.

In ähnlicher Weise sind die Enzyme Glutaminsynthetase und Glutamatsynthetase an der Assimilation von Ammonium beteiligt..

Interaktion mit der Anlage

Die Assoziation zwischen dem Bakterium und der Pflanze kann nur dann erfolgreich erfolgen, wenn das Bakterium im Boden überleben und eine signifikante Wurzelpopulation finden kann..

In der Rhizosphäre wird der Gradient der Abnahme der Nährstoffe von der Wurzel in die Umgebung durch die Exsudate der Pflanze erzeugt.

Aufgrund der oben erwähnten Chemotaxis und Motilitätsmechanismen kann das Bakterium zur Pflanze wandern und die Exsudate als Kohlenstoffquelle verwenden..

Die spezifischen Mechanismen, mit denen Bakterien mit der Pflanze interagieren, wurden noch nicht vollständig beschrieben. Es ist jedoch bekannt, dass bestimmte Gene in den Bakterien an diesem Prozess beteiligt sind, einschließlich pelA, room, salB, mot 1, 2 Y. 3, laf 1, usw.

Anwendungen

Rhizobakterien, die das Pflanzenwachstum fördern und im Englischen als Akronym PGPR abgekürzt werden, umfassen eine Bakteriengruppe, die das Pflanzenwachstum begünstigt.

Es wurde berichtet, dass die Assoziation von Bakterien mit Pflanzen für das Pflanzenwachstum vorteilhaft ist. Dieses Phänomen tritt dank verschiedener Mechanismen auf, die eine Stickstofffixierung und die Produktion von Pflanzenhormonen wie Auxinen, Giberillinen, Cytokininen und Absisinsäure bewirken, die zur Entwicklung der Pflanze beitragen..

Quantitativ gesehen ist das wichtigste Hormon Auxin - Indolessigsäure (IAA), abgeleitet von der Aminosäure Tryptophan - und es wird über mindestens zwei Stoffwechselwege innerhalb der Bakterien synthetisiert. Es gibt jedoch keine direkten Hinweise auf die Beteiligung von Auxin an der Steigerung des Pflanzenwachstums..

Gibbereilline stimulieren nicht nur das Wachstum, sondern stimulieren auch die Zellteilung und die Samenkeimung.

Die Eigenschaften der von diesem Bakterium beimpften Pflanzen umfassen eine Zunahme der Länge und Anzahl der seitlich gelegenen Wurzeln, eine Zunahme der Anzahl der Wurzelhaare und eine Zunahme des Trockengewichts der Wurzel. Sie erhöhen auch die Zellatmungsprozesse.

Verweise

  1. Caballero-Mellado, J. (2002). Das Geschlecht Azospirillum. Mexiko, D. F. UNAM.
  2. R. Cecagno, T. E. Fritsch & I. S. Schrank (2015). Die das Pflanzenwachstum fördernden Bakterien Azospirillum amazonense: Genomische Vielseitigkeit und Phytohormon-Weg. BioMed Research International, 2015., 898592.
  3. M. M. Gómez, E. C. Mercado & E. G. Pineda (2015). Azospirillum ein Rhizobakterium mit potenzieller Verwendung in der Landwirtschaft. Biologisches Journal des DES Agrarbiologische Wissenschaften Michoacana Universität San Nicolás de Hidalgo, 16(1), 11-18.
  4. Kannaiyan, S. (Hrsg.). (2002). Biotechnologie von Biofertilisatoren. Alpha Science Int'l Ltd..
  5. Steenhoudt, O. & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, ein frei lebendes stickstofffixierendes Bakterium, das eng mit Gräsern verbunden ist: genetische, biochemische und ökologische Aspekte. FEMS Mikrobiologie Bewertungen, 24(4), 487 & ndash; 506.
  6. G. J. Tortora, B. R. Funke & C. L. Case (2007). Einführung in die Mikrobiologie. Panamerican Medical Ed..

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