AZOSPIRILLUM: ÖZELLIKLER, HABITAT, METABOLIZMA - BIYOLOJI - 2025

Azospirillum , nitrojeni sabitleyebilen, serbest yaşayan gram negatif bir bakteri türüdür. Bitkiler için faydalı bir organizma olduğu için bitki büyümesini destekleyici olarak uzun yıllardır bilinmektedir.

Bu nedenle, bitki büyümesini destekleyen rizobakteriler grubuna aittirler ve otların ve tahılların rizosferinden izole edilmişlerdir. Tarım açısından Azospirillum, özellikleri açısından geniş çapta incelenen bir cinstir.

Frank Vincentz, Wikimedia Commons'tan

Bu bakteri bitkiler tarafından salgılanan besin maddelerini kullanabilir ve atmosferik nitrojeni sabitlemekten sorumludur. Tüm bu olumlu özellikleri sayesinde alternatif tarım sistemlerinde uygulanacak biyo gübrelerin formülasyonunda yer almaktadır.

Taksonomi

1925'te bu cinsin ilk türü izole edildi ve buna Spirillum lipoferum adı verildi. Azospirillum cinsinin kabul edildiği 1978 yılına kadar değildi.

Bu bakteri cinse ait on iki tür şu anda tanınmaktadır: A. lipoferum ve A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense , A. zeae ve A. rugosum.

Bu cinsler, Rhodospirillales takımına ve alphaproteobacteria alt sınıfına aittir. Bu grup, besin maddelerinin küçük konsantrasyonlarına inanmak ve bitkilerle, bitki patojen mikroorganizmaları ve hatta insanlarla simbiyotik ilişkiler kurmakla karakterize edilir.

Genel özellikler ve morfoloji

Cins, vibroid veya kalın çubuk şekli, pleomorfizmi ve spiral hareketliliği ile kolayca tanımlanır. Düz veya hafif kavisli olabilirler, çapları yaklaşık 1 um ve 2.1 ila 3.8 uzunluğundadır. Uçlar genellikle keskindir.

Azospirillum cinsinin bakterileri, kutupsal ve yanal bir kamçı modeli sunan, belirgin bir hareketlilik gösterir. İlk flagella grubu esas olarak yüzme için kullanılırken, ikincisi sert yüzeylerdeki hareketle ilgilidir. Bazı türlerde sadece kutup kamçısı bulunur.

Bu hareketlilik, bakterilerin büyümeleri için uygun koşulların olduğu alanlara taşınmasını sağlar. Ayrıca organik asitlere, aromatik bileşiklere, şekerlere ve amino asitlere karşı kimyasal çekiciliği vardır. Ayrıca optimum oksijen kasılmalarına sahip bölgelere geçebilirler.

Bakteriler, kuruma veya besin eksikliği gibi olumsuz koşullarla karşı karşıya kaldıklarında kist formlarını alabilir ve polisakkaritlerden oluşan bir dış kaplama geliştirebilir.

Bu bakterilerin genomları büyüktür ve organizmanın esnekliğinin kanıtı olan çok sayıda replikona sahiptir. Son olarak, poli-b-hidroksibütirat tanelerinin varlığı ile karakterize edilirler.

Yetişme ortamı

Azospirillum rizosferde bulunur, bitkinin diğer alanlarını enfekte edebilen bazı türler olmasına rağmen, bazı suşlar ağırlıklı olarak köklerin yüzeyinde yaşar.

Tropikal iklime sahip ortamlardan ılıman sıcaklıklara sahip bölgelere kadar dünyanın farklı bitki türlerinden izole edilmiştir.

Mısır, buğday, pirinç, sorgum, yulaf gibi tahıllardan Cynodon dactylon ve Poa pratensis gibi otlardan izole edilmişlerdir. Ayrıca agavda ve farklı kaktüslerde de bildirilmiştir.

Kökte homojen olarak bulunmazlar, bazı suşlar kökün içini enfekte etmek ve kolonize etmek için spesifik mekanizmalar sergiler ve diğerleri, kökün müsilajinöz kısmının veya hasarlı hücrelerinin kolonizasyonunda uzmanlaşır.

Metabolizma

Azospirillum, bu organizmanın rizosferdeki diğer türlerle uyum sağlamasına ve rekabet etmesine izin veren çok çeşitli ve çok yönlü bir karbon ve nitrojen metabolizması sergiler. Anaerobik ve aerobik ortamlarda çoğalabilirler.

Bakteriler nitrojen sabitleyicilerdir ve bu elementin kaynağı olarak amonyum, nitritler, nitratlar, amino asitler ve moleküler nitrojeni kullanabilirler.

Atmosferik nitrojenin amonyağa dönüşümüne, kofaktör olarak molibden ve demir içeren protein dinitrojenazdan ve donörden elektronları proteine ​​aktaran dinitrojenaz redüktaz adı verilen başka bir protein kısmından oluşan bir enzim kompleksi aracılık eder.

Benzer şekilde, glutamin sentetaz ve glutamat sentetaz enzimleri, amonyumun asimilasyonunda rol oynar.

Bitki ile etkileşim

Bakteri ve bitki arasındaki ilişki ancak bakteri toprakta yaşayabilir ve önemli bir kök popülasyonu bulabilirse başarılı bir şekilde gerçekleşebilir.

Kökten çevresine besinlerin azalan gradyanı, rizosferde bitkinin eksüdaları tarafından oluşturulur.

Yukarıda bahsedilen kemotaksis ve motilite mekanizmaları sayesinde bakteriler bitkiye gidebilir ve eksüdaları karbon kaynağı olarak kullanabilir.

Bakterilerin bitki ile etkileşime girmek için kullandıkları spesifik mekanizmalar henüz tam olarak açıklanmamıştır. Bununla birlikte, pelA, sala, salB, mot 1, 2 ve 3, laf 1 vb. Dahil olmak üzere bakterideki bazı genlerin bu sürece dahil olduğu bilinmektedir.

Uygulamalar

İngilizce kısaltması için PGPR olarak kısaltılan bitki büyümesini teşvik eden rizobakteriler, bitki büyümesini destekleyen bir grup bakteri içerir.

Bakterilerin bitkilerle olan ilişkisinin bitki büyümesi için faydalı olduğu bildirilmiştir. Bu fenomen, azot fiksasyonu üreten farklı mekanizmalar ve bitkinin gelişimine katkıda bulunan oksinler, giberilinler, sitokininler ve absisik asit gibi bitki hormonlarının üretimi sayesinde ortaya çıkar.

Kantitatif olarak en önemli hormon, amino asit triptofandan türetilen oksin - indolasetik asittir (IAA) - ve bakteriler içinde en az iki metabolik yolla sentezlenir. Bununla birlikte, oksin'in artan bitki büyümesine katılımına dair doğrudan bir kanıt yoktur.

Giberilinler, büyümeye katılmanın yanı sıra, hücre bölünmesini ve tohumun çimlenmesini uyarır.

Bu bakteri ile aşılanan bitkilerin özellikleri arasında, yanal olarak yerleştirilmiş köklerin uzunluğunda ve sayısında artış, kök kıllarının sayısında artış ve kökün kuru ağırlığında artış sayılabilir. Ayrıca hücresel solunum süreçlerini de arttırırlar.

Referanslar

1. Caballero-Mellado, J. (2002). Azospirillum cinsi. Meksika, D F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE ve Schrank, IS (2015). Bitki Büyümesini Destekleyen Bakteriler Azospirillum amazonense: Genomik Çok Yönlülük ve Fitohormon Yolu. BioMed Research International, 2015, 898592.
3. Gómez, MM, Mercado, EC ve Pineda, EG (2015). Azospirillum, tarımda potansiyel kullanımı olan bir rhizobacterium. DES Tarımsal Biyolojik Bilimler Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Biyolojik Dergisi, 16 (1), 11–18.
4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Biyo gübrelerin biyoteknolojisi. Alpha Science Int'l Ltd.
5. Steenhoudt, O. ve Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, çimlerle yakından ilişkili serbest yaşayan nitrojen bağlayıcı bir bakteri: genetik, biyokimyasal ve ekolojik yönler. FEMS mikrobiyoloji incelemeleri, 24 (4), 487–506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR ve Case, CL (2007). Mikrobiyolojiye giriş. Panamerican Medical Ed.