אזוספירילום הוא סוג של חיידקים גריל -שליליים החיים בחופשיות המסוגלים לתקן חנקן. זה ידוע שנים רבות כמקדם צמיחת צמחים, שכן הוא אורגניזם מועיל לגידולים.
לפיכך הם שייכים לקבוצת Rhizobacteria המקדמים את צמיחת הצומח, ובודדו מהריזוזפרה של העשבים והדגנים. מנקודת מבט החקלאות, אזוספירילום הוא סוג שנחקר רבות על תכונותיו.
מאת פרנק וינסנט, מ- Wikimedia Commons
חיידק זה מסוגל להשתמש בחומרים המזינים המופרשים על ידי צמחים ואחראי לקיבוע החנקן האטמוספרי. בזכות כל המאפיינים החיוביים הללו, הוא נכלל בניסוח הדשנים הביולוגיים המיושמים במערכות חקלאיות חלופיות.
טקסונומיה
בשנת 1925 מבודד המין הראשון של מין זה והוא נקרא Spirillum lipoferum. רק בשנת 1978 הוצב הסוג אזוספירילום.
כיום מוכרים 12 מינים השייכים לסוג חיידקי זה: A. lipoferum ו- A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense , A. zeae ו- A. rugosum.
ז'אנרים אלו שייכים לסדר Rhodospirillales ולתת המשנה של אלפפרוטאובקטריה. קבוצה זו מאופיינת על ידי אמונה בריכוזים דקים של חומרים מזינים ועל ידי יצירת קשרים סימביוטיים עם צמחים, מיקרואורגניזמים פתוגניים צמחיים ואפילו עם בני אדם.
מאפיינים כלליים ומורפולוגיה
הסוג מזוהה בקלות על ידי צורת המוט הוויברואידית או העבה, הפליאומורפיזם והתנועתיות הספירלית שלו. הם יכולים להיות ישרים או מעוקלים מעט, קוטרם הוא בערך 1 אום ואורכם 2.1 עד 3.8. העצות בדרך כלל חדות.
חיידקים של הסוג אזוספירילום מראים תנועתיות ניכרת, ומציגים דפוס של סמלונים קוטביים ורוחביים. קבוצת הפלאלות הראשונה משמשת בעיקר לשחייה, ואילו השנייה קשורה לתנועה על משטחים מוצקים. בחלק מהמינים יש רק מגן קוטבי.
תנועה זו מאפשרת לחיידקים לעבור לאזורים בהם התנאים מתאימים לגדילתם. בנוסף יש להם משיכה כימית לחומצות אורגניות, תרכובות ארומטיות, סוכרים וחומצות אמינו. הם גם מסוגלים לעבור לאזורים עם התכווצויות חמצן אופטימליות.
כאשר הם מתמודדים עם מצבים שליליים - כמו ייבוש או מחסור בחומרים מזינים - החיידקים יכולים ללבוש צורות של ציסטות ולפתח כיסוי חיצוני המורכב מפוליסכרידים.
הגנום של חיידקים אלה הוא גדול ויש להם העתקים מרובים, וזה עדות לפלסטיות של האורגניזם. לבסוף, הם מאופיינים בנוכחות גרגרי פולי-ב-הידרוקסי-בוטיראט.
בית גידול
אזוספירילום נמצא ברזוספרה, חלק מהזנים מאכלסים בעיקר את פני השורשים, אם כי ישנם כמה סוגים המסוגלים להדביק אזורים אחרים בצמח.
הוא היה מבודד ממיני צמחים שונים ברחבי העולם, מסביבות עם אקלים טרופי לאזורים עם טמפרטורות ממוזגות.
הם היו מבודדים מדגנים כמו תירס, חיטה, אורז, סורגום, שיבולת שועל, מעשבים כמו Cynodon Dactylon ו- Poa pratensis. הם דווחו גם באגבה ובקקטוסים שונים.
הם לא נמצאים בצורה הומוגנית בשורש, זנים מסוימים מציגים מנגנונים ספציפיים להדבקה ומושבת של פנים השורש, ואחרים מתמחים בקולוניזציה של החלק הרירי או התאים הפגועים של השורש.
חילוף חומרים
Azospirillum מציג מטבוליזם של פחמן וחנקן מגוון מאוד ורב-תכליתי, המאפשר לאורגניזם זה להסתגל ולהתחרות עם המינים האחרים באזור הראזוספרה. הם יכולים להתרבות בסביבות אנאירוביות ואירוביות.
חיידקים הם מקבעים חנקן ויכולים להשתמש באמוניום, ניטריטים, חנקות, חומצות אמינו וחנקן מולקולרי כמקור ליסוד זה.
ההמרה של חנקן אטמוספרי לאמוניה מתווכת על ידי קומפלקס אנזימטי המורכב מחלבון הדיניטרוגנאז, המכיל מוליבדן וברזל כקופקטור, וחלק חלבוני נוסף הנקרא דיניטרוגז רדוקטאז, שמעביר אלקטרונים מהתורם לחלבון.
באופן דומה, האנזימים גלוטמין סינתזת וגלוטמט סינתזיס מעורבים בהטמעת אמוניום.
אינטראקציה עם הצמח
הקשר בין החיידק לצמח יכול להתרחש בהצלחה רק אם החיידק מסוגל לשרוד באדמה ולמצוא אוכלוסיית שורשים משמעותית.
ברזוזפרה נוצר שיפוע החומרים המזינים מהשורש לסביבתו על ידי האקסודטים של הצמח.
בשל מנגנוני הכימוטקסיס והתנועתיות שהוזכרו לעיל, החיידקים מסוגלים לנסוע לצמח ולהשתמש באקסודטים כמקור פחמן.
המנגנונים הספציפיים בהם החיידקים משתמשים כדי ליצור אינטראקציה עם הצמח טרם תוארו במלואם. עם זאת ידוע כי גנים מסוימים בחיידק מעורבים בתהליך זה, כולל pelA, sala, salB, mot 1, 2 ו- 3, laf 1 וכו '.
יישומים
Rhizobacteria מקדם צמיחת צמחים, מקוצר PGPR עבור ראשי תיבות שלה באנגלית, מהווים קבוצה של חיידקים המקדמים צמיחת צמחים.
הקשר של חיידקים עם צמחים דווח כי הוא מועיל לצמיחת צמחים. תופעה זו מתרחשת בזכות מנגנונים שונים, המייצרים קיבוע חנקן וייצור הורמונים צמחיים כמו אוקסינים, ג'יברילינים, ציטוקינינים וחומצה אביסית, התורמים להתפתחות הצמח.
כמותית, ההורמון החשוב ביותר הוא אוקסין - חומצה אינדולקטית (IAA), שמקורו בחומצה האמינית טריפטופן - והיא מסונתזת על ידי שני מסלולי מטבוליזם לפחות בתוך החיידק. עם זאת, אין שום עדות ישירה להשתתפות האוקסין בגידול גידול הצומח.
הג'יברילינים, בנוסף להשתתפות בצמיחה, מעוררים את חלוקת התאים והנביטה של הזרע.
המאפיינים של הצמחים המופעלים על ידי חיידק זה כוללים עלייה באורך ומספר השורשים הממוקמים לרוחב, עלייה במספר שערות השורש ועלייה במשקל היבש של השורש. הם גם מגבירים תהליכי נשימה סלולריים.
הפניות
- Caballero-Mellado, J. (2002). הסוג אזוספירילום. מקסיקו, D F. UNAM.
- Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). החיידקים המקדמים את צמיחת הצומח Azospirillum amazonense: גמישות גנומית ומסלול פיטוהורמון. BioMed Research International, 2015, 898592.
- Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum rhizobacterium עם שימוש אפשרי בחקלאות. כתב העת הביולוגי של DES מדעי ביולוגי חקלאיים Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
- Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). ביוטכנולוגיה של דשנים ביולוגיים. אלפא מדע אינטל בע"מ
- Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). אזוספירילום, חיידק מקובע חנקן חי חופשי הקשור קשר הדוק לעשבים: היבטים גנטיים, ביוכימיים ואקולוגיים. ביקורות על מיקרוביולוגיה של FEMS, 24 (4), 487–506.
- טורטורה, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). מבוא למיקרוביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.