Azospirillum adalah gen bakteria gram-negatif hidup bebas yang mampu membetulkan nitrogen. Telah dikenal selama bertahun-tahun sebagai pendorong pertumbuhan tanaman, kerana ia adalah organisme yang bermanfaat untuk tanaman.
Oleh itu, mereka tergolong dalam kumpulan rhizobacteria yang mempromosikan pertumbuhan tumbuhan dan telah diasingkan dari rizosfera rumput dan bijirin. Dari sudut pertanian, Azospirillum adalah genus yang telah banyak dikaji mengenai khasiatnya.
Oleh Frank Vincentz, dari Wikimedia Commons
Bakteria ini mampu menggunakan nutrien yang diekskresikan oleh tumbuhan dan bertanggungjawab untuk membetulkan nitrogen atmosfera. Terima kasih kepada semua ciri yang baik ini, ia termasuk dalam formulasi baja bio untuk diterapkan dalam sistem pertanian alternatif.
Taksonomi
Pada tahun 1925 spesies pertama dari gen ini diasingkan dan ia dipanggil Spirillum lipoferum. Ia tidak sampai tahun 1978 ketika genos Azospirillum didalilkan.
Dua belas spesies yang tergolong dalam gen bakteria ini kini dikenali: A. lipoferum dan A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largeimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense , A. zeae dan A. rugosum.
Genera ini tergolong dalam urutan Rhodospirillales dan subkelas alphaproteobacteria. Kumpulan ini dicirikan dengan mempercayai kepekatan nutrien dalam masa yang singkat dan menjalin hubungan simbiosis dengan tumbuhan, mikroorganisma patogen tumbuhan dan juga dengan manusia.
Ciri dan morfologi umum
Genus mudah dikenali dengan bentuk batang getah atau tebal, pleomorfisme, dan pergerakan spiral. Mereka boleh lurus atau sedikit melengkung, diameternya kira-kira 1 um dan panjang 2.1 hingga 3.8. Petua umumnya tajam.
Bakteria genus Azospirillum menunjukkan pergerakan yang jelas, menunjukkan corak flagella polar dan lateral. Kumpulan flagella pertama digunakan terutamanya untuk berenang, sementara yang kedua berkaitan dengan pergerakan pada permukaan padat. Sebilangan spesies hanya mempunyai flagel polar.
Gerakan ini membolehkan bakteria bergerak ke kawasan yang kondisinya sesuai untuk pertumbuhannya. Selain itu, mereka mempunyai daya tarikan kimia terhadap asid organik, sebatian aromatik, gula dan asid amino. Mereka juga mampu bergerak ke kawasan dengan pengecutan oksigen yang optimum.
Apabila menghadapi keadaan buruk - seperti pengeringan atau kekurangan nutrien - bakteria boleh mengambil bentuk sista dan mengembangkan penutup luar yang terdiri daripada polisakarida.
Genom bakteria ini besar dan mempunyai banyak replika, yang merupakan bukti keplastikan organisma. Akhirnya, mereka dicirikan oleh kehadiran biji-bijian poly-b-hydroxybutyrate.
Habitat
Azospirillum terdapat di rizosfera, beberapa strain mendiami permukaan akar, walaupun ada beberapa jenis yang mampu menjangkiti kawasan tanaman yang lain.
Ini telah diasingkan dari spesies tumbuhan yang berlainan di seluruh dunia, dari lingkungan dengan iklim tropis hingga daerah dengan suhu sederhana.
Mereka telah diasingkan dari bijirin seperti jagung, gandum, beras, sorgum, gandum, dari rumput seperti Cynodon dactylon dan Poa pratensis. Mereka juga telah dilaporkan di agave dan di kaktus yang berbeza.
Mereka tidak dijumpai secara homogen dalam akar, strain tertentu menunjukkan mekanisme khusus untuk menjangkiti dan menjajah bahagian dalam akar, dan yang lain mengkhususkan diri dalam penjajahan bahagian mukilaginus atau sel-sel akar yang rosak.
Metabolisme
Azospirillum menunjukkan metabolisme karbon dan nitrogen yang sangat pelbagai dan serba boleh, yang membolehkan organisma ini menyesuaikan diri dan bersaing dengan spesies lain dalam rizosfera. Mereka boleh berkembang biak di persekitaran anaerobik dan aerobik.
Bakteria adalah pengikat nitrogen dan boleh menggunakan ammonium, nitrit, nitrat, asid amino dan nitrogen molekul sebagai sumber unsur ini.
Penukaran nitrogen atmosfera ke amonia dimediasi oleh kompleks enzim yang terdiri dari protein dinitrogenase, yang mengandungi molibdenum dan zat besi sebagai kofaktor, dan bahagian protein lain yang disebut dinitrogenase reduktase, yang memindahkan elektron dari penderma ke protein.
Begitu juga dengan enzim glutamin synthetase dan glutamate synthetase yang terlibat dalam asimilasi ammonium.
Interaksi dengan tanaman
Perkaitan antara bakteria dan tanaman dapat berlaku dengan jayanya hanya jika bakteria dapat bertahan di dalam tanah dan menemui populasi akar yang banyak.
Dalam rizosfera, penurunan nutrien dari akar ke persekitarannya dihasilkan oleh eksudat tumbuhan.
Oleh kerana mekanisme kemotaksis dan motilitas yang disebutkan di atas, bakteria dapat melakukan perjalanan ke kilang dan menggunakan eksudat sebagai sumber karbon.
Mekanisme khusus yang digunakan oleh bakteria untuk berinteraksi dengan tumbuhan belum dijelaskan sepenuhnya. Walau bagaimanapun, gen tertentu dalam bakteria diketahui terlibat dalam proses ini, termasuk pelA, sala, salB, mot 1, 2 dan 3, laf 1, dll.
Permohonan
Rizobakteria yang mempromosikan pertumbuhan tumbuhan, disingkat PGPR untuk singkatannya dalam bahasa Inggeris, terdiri daripada sekumpulan bakteria yang mendorong pertumbuhan tanaman.
Hubungan bakteria dengan tumbuhan dilaporkan bermanfaat untuk pertumbuhan tanaman. Fenomena ini berlaku kerana mekanisme yang berbeza, yang menghasilkan fiksasi nitrogen dan penghasilan hormon tumbuhan seperti auksin, giberilin, sitokinin dan asid absisik, yang menyumbang kepada perkembangan tanaman.
Secara kuantitatif, hormon yang paling penting adalah auxin - asid indoleacetic (IAA), yang berasal dari asid amino triptofan - dan ia disintesis oleh sekurang-kurangnya dua jalur metabolik dalam bakteria. Namun, tidak ada bukti langsung mengenai penyertaan auxin dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Giberilin, selain mengambil bahagian dalam pertumbuhan, merangsang pembahagian sel dan percambahan biji.
Ciri-ciri tanaman yang diinokulasi oleh bakteria ini termasuk peningkatan panjang dan bilangan akar yang terletak di sisi belakang, peningkatan jumlah rambut akar, dan peningkatan berat kering akar. Mereka juga meningkatkan proses pernafasan sel.
Rujukan
- Caballero-Mellado, J. (2002). Genus Azospirillum. Mexico, D F. UNAM.
- Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). Bakteria yang Menggalakkan Pertumbuhan Azospirillum amazonense: Keseragaman Genom dan Jalur Phytohormone. BioMed Research International, 2015, 898592.
- Gómez, MM, Mercado, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum a rhizobacterium dengan potensi penggunaan dalam pertanian. Jurnal Biologi DES Sains Biologi Pertanian Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, 16 (1), 11–18.
- Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Bioteknologi biofertilizer. Alpha Science Int'l Ltd.
- Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, bakteria penetapan nitrogen hidup bebas yang berkait rapat dengan rumput: aspek genetik, biokimia dan ekologi. Ulasan mikrobiologi FEMS, 24 (4), 487–506.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Pengenalan mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.