AZOSPIRILLUM: CARACTERÍSTIQUES, HABITAT, METABOLISME - BIOLOGIA - 2025

Azospirillum és un gènere de bacteris gram negatives de vida lliure capaç de fixar el nitrogen. Ha estat coneguda per molts anys com a promotor de l'creixement de les plantes, ja que és un organisme beneficiós per als cultius.

Per això, pertanyen a el grup de les rizobacterias promotores de el creixement vegetal i han estat aïllades de la rizosfera de gramínies i cereals. Des del punt de vista de l'agricultura, Azospirillum és un gènere molt estudiat per les seves propietats.

By Frank Vincentz, from Wikimedia Commons

Aquest bacteri és capaç d'usar els nutrients excretats per la plantes i s'encarrega de la fixació de el nitrogen atmosfèric. Gràcies a totes aquestes característiques favorables, és inclosa en la formulació de biofertilitzants per ser aplicats en els sistemes d'agricultura alternatius.

taxonomia

L'any 1925 va ser aïllada la primera espècie d'aquest gènere i se li va cridar Spirillum lipoferum. No va ser fins l'any 1978 quan es va postular el gènere Azospirillum.

Actualment es reconeixen 12 espècies pertanyents a aquest gènere bacterià: A. lipoferum i A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadenc, A. zeae i A. rugosum.

Aquests gèneres pertanyen a l'ordre de les rodospiril·lal ia la subclasse de les alfaproteobacterias. Aquest grup es caracteritza per creure amb concentracions ínfimes de nutrients i per establir relacions simbiòtiques amb les plantes, microorganismes patògens de vegetals i fins amb els éssers humans.

Característiques generals i morfologia

El gènere és fàcilment identificat per la seva forma vibroide o de vareta gruixuda, el pleomorfisme i la mobilitat en espiral. Poden ser rectes o estar corbades lleugerament, el seu diàmetre és de aproxidamente 1 um i de 2,1 a 3,8 de longitud. Generalment les puntes són afilades.

Els bacteris de l'gènere Azospirillum presenten una motilitat evident, presentant un patró de flagels polars i laterals. El primer grup de flagels s'usa principalment per nedar, mentre que el segon està relacionat amb el desplaçament en superfícies sòlides. Algunes espècies només presenten el flagell polar.

Aquesta motilitat li permet al bacteri desplaçar-se a zones on les condicions siguin pròpies per al seu creixement. A més, presenten atracció química cap àcids orgànics, compostos aromàtics, sucres i aminoàcids. També són capaços de moure cap a regions amb contraccions òptimes d'oxigen.

Quan s'enfronten a condicions adverses - com la dessecació o escassetat de nutrients - el bacteri pot prendre formes de quists i desenvolupar una coberta externa composta de polisacàrids.

Els genomes d'aquests bacteris són de grans dimensions i posseeixen múltiples replicons, la qual cosa és evidència de la plasticitat de l'organisme. Finalment, es caracteritzen per la presència de grans de poli-b-hidroxibutirat.

hàbitat

Azospirillum es troba a la rizosfera, alguns ceps habiten predominantment la superfície de les arrels, encara que existeixen alguns tipus capaços d'infectar altres zones de la planta.

Ha estat aïllada de diferents espècies vegetals a tot el món, des d'ambients amb climes tropicals, fins a regions amb temperatures temperades.

S'han aïllat de cereals com blat de moro, blat, arròs, sorgo, civada, de les pastures com grama i Poa pratensis. També s'han reportat en l'atzavara i en diferents cactàcies.

No es troben de manera homogènia en l'arrel, certes soques exhibeixen mecanismes puntuals per infectar i colonitzar l'interior de l'arrel, i altres s'especialitzen en la colonització de la porció mucilaginosa o cèl·lules danyades de l'arrel.

metabolisme

Azospirillum presenta un metabolisme molt divers i versàtil de carboni i nitrogen, que li permet a aquest organisme adaptar-se i competir amb les altres espècies en la rizosfera. Poden proliferar en ambients anaeròbics i aeròbics.

Els bacteris són fixadors de nitrogen i poden usar com a font d'aquest element l'amoni, nitrits, nitrats, aminoàcids i nitrogen molecular.

La conversió de l'nitrogen atmosfèric en amoni està intervinguda per un complex enzimàtic compost de la proteïna dinitrogenasa, que conté com a cofactor a l'molibdè i a el ferro, i una altra porció proteica anomenada dinitrogenasa reductasa, que transfereix els electrons des del donador fins a la proteïna.

De la mateixa manera, els enzims glutamina sintetasa i glutamat sintetasa estan involucrades en l'assimilació d'amoni.

Interacció amb la planta

L'associació entre el bacteri i la planta pot ocórrer amb èxit només si el bacteri és capaç de sobreviure a terra i trobar una població important d'arrels.

A la rizósfera, el gradient de disminució dels nutrients des de l'arrel cap als seus voltants és generat pels exsudats de l'vegetal.

Pels mecanismes de quimiotaxis i motilitat esmentats anteriorment, el bacteri és capaç de desplaçar-se fins a la planta i usar els exsudats com a font de carboni.

Els mecanismes concrets que utilitza el bacteri per interactuar amb la planta encara no han estat descrits a la perfecció. No obstant això, es coneixen certs gens en el bacteri que estan implicats en aquest procés, entre ells pela, sala, salB, mot 1, 2 i 3, LAF 1, etc.

usos

Les rizobacterias promotores de el creixement vegetal, abreujat PGPR per les sigles en anglès, comprenen un grup bacterià que afavoreix el creixement de les plantes.

S'ha reportat que l'associació del bacteri amb les plantes és beneficiosa per al creixement de l'vegetal. Aquest fenomen ocorre gràcies a diferents mecanismes, que produeixen la fixació de el nitrogen i la producció d'hormones vegetals com auxines, giberilinas, citoquinines i àcid absísico, que contribueixen a el desenvolupament de la planta.

Quantitativament, l'hormona més important és l'auxina - àcid indolacètic (IAA), derivat de l'aminoàcid triptòfan - i és sintetitzada per al menys dues rutes metabòliques dins del bacteri. No obstant això, no existeix evidència directa de la participació de l'auxina en l'increment de l'creixement de la planta.

Les giberilinas, a més de participar en el creixement, estimulen la divisió cel·lular i la germinació de la llavor.

Les característiques de les plantes inoculades per aquest bacteri inclouen l'increment en la longitud i en el nombre de les arrels situades lateralment, l'increment en el nombre de pèls radicals i l'augment en el pes sec de l'arrel. També incrementen els processos de respiració cel·lular.

referències

1. Cavaller-Mellado, J. (2002). El gènere Azospirillum. Mèxic, D F. UNAM.
2. Cecagno, R., Fritsch, TE, & Schrank, IS (2015). The Plant Growth-Promoting Bacteri Azospirillum amazonense: Genomic Versatility and Phytohormone Pathway. BioMed Research International, 2015, 898.592.
3. Gómez, MM, Mercat, EC, & Pineda, EG (2015). Azospirillum 1 rizobacteria amb ús potencial en l'agricultura. Biològiques Revista de l'DES Ciències Biològic Agropecuàries Universitat Autònoma de Sant Nicolás d'Hidalgo, 16 (1), 11-18.
4. Kannaiyan, S. (Ed.). (2002). Biotechnology of biofertilizers. Alpha Science Int'l Ltd
5. Steenhoudt, O., & Vanderleyden, J. (2000). Azospirillum, a free-living nitrogen-fixing bacterium closely associated with Grasses: genetic, biochemical and ecological aspects. FEMS microbiology reviews, 24 (4), 487-506.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Casi, CL (2007). Introducció a la microbiologia. Ed. Mèdica Panamericana.