- อนุกรมวิธาน
- ลักษณะทั่วไปและสัณฐานวิทยา
- ที่อยู่อาศัย
- การเผาผลาญอาหาร
- ปฏิสัมพันธ์กับพืช
- การประยุกต์ใช้งาน
- อ้างอิง
Azospirillumเป็นแบคทีเรียแกรมลบที่มีชีวิตอิสระสามารถตรึงไนโตรเจนได้ เป็นที่รู้จักกันมานานหลายปีแล้วว่าเป็นสารส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชเนื่องจากเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีประโยชน์ต่อพืช
ดังนั้นพวกมันจึงอยู่ในกลุ่มของไรโซแบคทีเรียที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชและถูกแยกออกจากไรโซสเฟียร์ของหญ้าและธัญพืช จากมุมมองของเกษตรกรรม Azospirillum เป็นสกุลที่มีการศึกษาคุณสมบัติของมันอย่างกว้างขวาง
โดย Frank Vincentz จาก Wikimedia Commons
แบคทีเรียนี้สามารถใช้สารอาหารที่พืชขับออกมาและมีหน้าที่ในการตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ ด้วยลักษณะที่ดีเหล่านี้จึงรวมอยู่ในสูตรปุ๋ยชีวภาพเพื่อประยุกต์ใช้ในระบบเกษตรทางเลือก
อนุกรมวิธาน
ในปีพ. ศ. 2468 สายพันธุ์แรกของสกุลนี้ถูกแยกออกและเรียกว่า Spirillum lipoferum 2521 เมื่อสกุล Azospirillum ได้รับการตั้งสมมติฐาน
ปัจจุบันรู้จักกันถึงสิบสองชนิดที่อยู่ในสกุลแบคทีเรียนี้: A. lipoferum และ A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense , A. zeae และ A. rugosum.
สกุลเหล่านี้อยู่ในลำดับของ Rhodospirillales และใน subclass ของ alphaproteobacteria กลุ่มนี้มีลักษณะเด่นคือเชื่อด้วยสารอาหารที่มีความเข้มข้นเพียงเล็กน้อยและโดยการสร้างความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับพืชจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคพืชและแม้กระทั่งกับมนุษย์
ลักษณะทั่วไปและสัณฐานวิทยา
สกุลนี้สามารถระบุได้อย่างง่ายดายด้วยไวบรอยด์หรือรูปแท่งหนา, เพลอร์ฟิซึมและการเคลื่อนที่แบบเกลียว สามารถตรงหรือโค้งเล็กน้อยเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 um และยาว 2.1 ถึง 3.8 เคล็ดลับโดยทั่วไปจะคม
แบคทีเรียในสกุล Azospirillum มีการเคลื่อนไหวที่ชัดเจนโดยนำเสนอรูปแบบของแฟลกเจลลาที่มีขั้วและด้านข้าง แฟลกเจลลากลุ่มแรกใช้สำหรับการว่ายน้ำเป็นหลักในขณะที่กลุ่มที่สองเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวบนพื้นแข็ง บางชนิดมีเฉพาะขั้วแฟลกเจลลัม
การเคลื่อนไหวนี้ช่วยให้แบคทีเรียเคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่มีสภาวะเหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโต นอกจากนี้ยังมีแรงดึงดูดทางเคมีต่อกรดอินทรีย์สารประกอบอะโรมาติกน้ำตาลและกรดอะมิโน นอกจากนี้ยังสามารถเคลื่อนย้ายไปยังบริเวณที่มีการหดตัวของออกซิเจนที่เหมาะสม
เมื่อต้องเผชิญกับสภาวะที่ไม่พึงประสงค์เช่นการผึ่งให้แห้งหรือการขาดแคลนสารอาหารแบคทีเรียสามารถอยู่ในรูปของซีสต์และพัฒนาแผ่นปิดด้านนอกที่ประกอบด้วยโพลีแซ็กคาไรด์
จีโนมของแบคทีเรียเหล่านี้มีขนาดใหญ่และมีแบบจำลองหลายแบบซึ่งเป็นหลักฐานของความเป็นพลาสติกของสิ่งมีชีวิต ในที่สุดพวกเขาก็โดดเด่นด้วยการปรากฏตัวของธัญพืชโพลี - b-hydroxybutyrate
ที่อยู่อาศัย
Azospirillum พบในไรโซสเฟียร์บางสายพันธุ์ส่วนใหญ่อาศัยอยู่ที่พื้นผิวของรากแม้ว่าจะมีบางชนิดที่สามารถติดเชื้อในพื้นที่อื่นของพืชได้
มันถูกแยกออกจากพันธุ์ไม้ต่างๆทั่วโลกตั้งแต่สภาพแวดล้อมที่มีภูมิอากาศแบบร้อนชื้นไปจนถึงภูมิภาคที่มีอุณหภูมิปานกลาง
พวกมันถูกแยกออกจากธัญพืชเช่นข้าวโพดข้าวสาลีข้าวข้าวฟ่างข้าวโอ๊ตจากหญ้าเช่น Cynodon dactylon และ Poa pratensis พวกเขายังได้รับการรายงานใน agave และ cacti ที่แตกต่างกัน
ไม่พบในรากที่เป็นเนื้อเดียวกันบางสายพันธุ์มีกลไกเฉพาะในการติดเชื้อและตั้งรกรากภายในของรากและอื่น ๆ เชี่ยวชาญในการตั้งรกรากของส่วนที่เป็นเมือกหรือเซลล์ที่เสียหายของราก
การเผาผลาญอาหาร
Azospirillum จัดแสดงการเผาผลาญคาร์บอนและไนโตรเจนที่หลากหลายและหลากหลายซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตนี้ปรับตัวและแข่งขันกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ในไรโซสเฟียร์ได้ พวกมันสามารถแพร่กระจายได้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจนและแอโรบิค
แบคทีเรียเป็นตัวตรึงไนโตรเจนและสามารถใช้แอมโมเนียมไนไตรต์ไนเตรตกรดอะมิโนและไนโตรเจนระดับโมเลกุลเป็นแหล่งของธาตุนี้
การเปลี่ยนไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศเป็นแอมโมเนียจะถูกทำให้เป็นสื่อกลางโดยเอนไซม์คอมเพล็กซ์ที่ประกอบด้วยโปรตีนไดไนโตรจีเนสซึ่งมีโมลิบดีนัมและธาตุเหล็กเป็นปัจจัยร่วมและโปรตีนอีกส่วนหนึ่งเรียกว่าไดไนโตรจีเนสรีดักเตสซึ่งจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากผู้บริจาคไปยังโปรตีน
ในทำนองเดียวกันเอนไซม์กลูตามีนซินเตเทสและกลูตาเมตซินเทสมีส่วนเกี่ยวข้องกับการดูดซึมแอมโมเนียม
ปฏิสัมพันธ์กับพืช
ความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียและพืชจะเกิดขึ้นได้สำเร็จก็ต่อเมื่อแบคทีเรียสามารถอยู่รอดในดินและพบจำนวนรากที่มีนัยสำคัญ
ในไรโซสเฟียร์การไล่ระดับสีที่ลดลงของสารอาหารจากรากไปสู่สภาพแวดล้อมนั้นเกิดจากสารหลั่งของพืช
เนื่องจากกลไกทางเคมีและการเคลื่อนที่ดังกล่าวข้างต้นแบคทีเรียจึงสามารถเดินทางไปยังพืชและใช้สารหลั่งเป็นแหล่งคาร์บอนได้
กลไกเฉพาะที่แบคทีเรียใช้ในการโต้ตอบกับพืชยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วน อย่างไรก็ตามยีนบางชนิดในแบคทีเรียเป็นที่รู้กันว่ามีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการนี้ ได้แก่ pelA, sala, salB, mot 1, 2 และ 3, laf 1 เป็นต้น
การประยุกต์ใช้งาน
ไรโซแบคทีเรียที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชเรียกโดยย่อว่า PGPR สำหรับคำย่อในภาษาอังกฤษประกอบด้วยกลุ่มแบคทีเรียที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช
มีรายงานการเชื่อมโยงของแบคทีเรียกับพืชว่าเป็นประโยชน์ต่อการเจริญเติบโตของพืช ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากกลไกต่าง ๆ ซึ่งก่อให้เกิดการตรึงไนโตรเจนและการผลิตฮอร์โมนพืชเช่นออกซินกิเบอริลลินไซโตไคนินและกรดแอบซิซิกซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาของพืช
ในเชิงปริมาณฮอร์โมนที่สำคัญที่สุดคือออกซิน - กรดอินโดเลอะซิติก (IAA) ซึ่งได้มาจากทริปโตเฟนของกรดอะมิโนและถูกสังเคราะห์โดยกระบวนการเผาผลาญอย่างน้อยสองทางภายในแบคทีเรีย อย่างไรก็ตามไม่มีหลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของออกซินในการเพิ่มการเจริญเติบโตของพืช
กิเบอริลลินนอกจากจะมีส่วนร่วมในการเจริญเติบโตแล้วยังช่วยกระตุ้นการแบ่งเซลล์และการงอกของเมล็ด
ลักษณะของพืชที่ฉีดเชื้อโดยแบคทีเรียนี้ ได้แก่ การเพิ่มขึ้นของความยาวและจำนวนของรากที่อยู่ด้านข้างการเพิ่มจำนวนขนรากและการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักแห้งของราก นอกจากนี้ยังเพิ่มกระบวนการหายใจของเซลล์
อ้างอิง
- Caballero-Mellado, J. (2002). สกุล Azospirillum เม็กซิโก D F. UNAM
- Cecagno, R. , Fritsch, TE และ Schrank, IS (2015) แบคทีเรียที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช Azospirillum amazonense: Genomic Versatility และ Phytohormone Pathway BioMed Research International, 2015, 898592
- Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015) Azospirillum ไรโซแบคทีเรียมที่มีศักยภาพในการใช้ในการเกษตร วารสารทางชีววิทยาของ DES Agricultural Biological Sciences Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18
- กรรณิการ์. ส. (น.). (2002) เทคโนโลยีชีวภาพของปุ๋ยชีวภาพ. Alpha Science Int'l Ltd.
- Steenhoudt, O. , & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่มีชีวิตอิสระมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับหญ้า: ลักษณะทางพันธุกรรมทางชีวเคมีและระบบนิเวศ การทบทวนจุลชีววิทยาของ FEMS, 24 (4), 487–506
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). จุลชีววิทยาเบื้องต้น. Panamerican Medical Ed.