Xanthomonas campestrisin kuvaus, viljelyväliaine ja patofysiologiat



Xanthomonas campestris on proteobakteerien laji (luokka: Gamma Proteobacteria, järjestys: Xanthomonadales, perhe: Xanthomonadaceae) fytopatogeeninen, joka vaikuttaa tärkeisiin kasveihin.

X. campestris Se esittää epifyyttisen vaiheen kasvissa, jossa se ei vahingoita sitä. Tämä vaihe on ennen infektiota, se syntyy bakteerien lisääntymisestä suotuisien ympäristömuutosten vuoksi. Tämän lajin aiheuttama infektio taiCasiona tartunnan saaneessa kasvissa esiintyy erilaisia ​​oireita, jotka saattavat lopulta kuolemaansa.

X. campestris Se on myös hyvin tunnettu biopolymeerin tuottamiseksi ksantaanin tai ksantaanikumin, polysakkaridi, joka erittää väliaineen (eksopolysakkaridi) ja lisää vesiliuosten viskositeettia.

Ksantaanin eksopolysakkaridi oli ensimmäinen kaupallisesti merkityksellinen biotuote, joka tuotettiin maissitärkkelyksen käymisprosesseissa. Tällä hetkellä se on valmistettu suurina määrinä ja sillä on monia sovelluksia, koska sen ominaisuudet ovat sakeutusaine ja emulgointiaine. Xanthania käytetään muun muassa elintarviketeollisuudessa, lääketeollisuudessa, kosmetiikassa, maataloudessa, öljyssä.

indeksi

  • 1 Kuvaus
    • 1.1 Vuorovaikutus laitoksen kanssa
    • 1.2 Xantano
  • 2 X. campestrisin eristäminen kasvien kudoksesta
  • 3 Kasvualusta
    • 3.1 Maito Tween (MT)
    • 3.2 Kuningas B
    • 3.3 PYM
    • 3.4 YMM
    • 3.5 Inkubointiolosuhteet
    • 3.6 Ksantaanin tuotanto
    • 3.7 Metabolisen aktiivisuuden havaitseminen
  • 4 Patofysiologia
  • 5 Viitteet

kuvaus

Xanthomonas campestris Se on gramnegatiivinen bacillus, velvoittava aerobinen ja facultative saprofiitti. Se on liikkuva, leveä 0,2–0,6 μm ja pitkä 0,8–2,9 μm. Se voi esiintyä yksinäisinä yksittäisinä tai muodostavina filamentteina, joita ympäröi ksantaani, jonka ne tuottavat eksopolysakkaridina..

Xanthan suosii biofilmin muodostumista X. campestris ja sillä on myös tässä rakenteessa olevien yhteisöjen suojaava toiminta, kun lämpötilan, pH: n, ultraviolettisäteilyn, merkittävien osmoottisten vaihtelujen ja / tai kosteuden vähenemisen äkillisiä muutoksia tapahtuu..

Vuorovaikutus laitoksen kanssa

Tällä lajilla on useita mekanismeja, joilla vältetään tartunnan saaneiden kasvien puolustusvasteet. Kasvin ensimmäinen este bakteeritartunnalle on soluseinä ja pinta-aineet, joilla on antimikrobinen vaikutus.

X. campestris voi tartuttaa kasvin lehtien stomatan kautta (huokoset, joissa tapahtuu kaasujen vaihtoa ympäristön kanssa), sen hydraatit (eräänlainen stoma, jonka kautta ylimääräinen vesi haihtuu) tai haavat esiintyvät.

Yleensä kasvit sulkevat stomatansa, kun mikro-organismit hyökkäävät. kuitenkin, X. campestris tuottaa virulenssitekijän, joka estää stomatan sulkemisen, edistäen siten useampien bakteerien pääsyä ulkoisesta ympäristöstä.

Kun bakteerit löytyvät kasvien sisältä, ne estävät veden kulkeutumisen verisuonten kudosten estämiseksi. Tuloksena on lehtien nekroosi ja tartunnan saaneiden osien kostuminen.

myös, X. campestris tuottaa yhdisteen, jota kutsutaan neutraaliksi sykliseksi glukaaniksi P- (1,2), joka estää puolustuksen geenien ilmentymisen kasveissa. Nämä yhdisteet voidaan liittää bakteeri- seen periplasmiseen tilaan tai ne voidaan erittää solunulkoiseen väliaineeseen suosimalla bakteerien liikkuvuutta, sen virulenssia ja biofilmien muodostumista.. 

ksantaani

Kantanin tuottama ksantaani Xanthomonas Se toimii virulenssitekijänä, joka estää infektoituneen kasvin immuunivasteen ja lisää bakteerin tartuntakykyä.

Ksantaani on polysakkaridi, joka koostuu 5 sokeria toistuvista yksiköistä (2 glukoosia, 2 mannoosia ja 1 glukuronihappoa) ja polymeroituu.

Ksantaanin synteesi riippuu operonista, jota kutsutaan klusterikumi (joukko geenejä, jotka muodostavat funktionaalisen yksikön), joka esittää 12 geeniä, jotka ovat yhden promoottori-alueen ohjauksessa.

Eristäminen X. campestris kasvi- kudoksesta

X. campestris pv. campestris se voidaan eristää lehtien kudoksesta, jossa on kohtia "V" tai vahingoittuneen verisuonikudoksen tai kasvien kaulan muodossa, toisin sanoen laitoksen vahingoittuneista alueista.

Saadakseen X. campestris, se on valittu, koska se näyttää loukkaantuneen vyöhykkeen (lehtiä tai hedelmiä tai kankaita). Jos vaurioita ei havaita kasveissa, kudos, joka on kaikkein herkin vaurioille, otetaan näytteeksi ja analysoidaan viljelyalustalla ja polymeraasiketjureaktion (PCR) tekniikalla..

Viljelyväliaineet

Käytettyjen viljelyalustojen joukossa ovat seuraavat:

Milk Tween (MT)

Mikro-organismien eristämiseksi kasvien kudosnäytteistä voidaan käyttää alustaa Milk Tween (MT):

10 ml rasvatonta maitoa, 0,25 g CaCl: a2, 10 g proteaasipeptonia nro 3, 15 g Bacto-agaria, 0,5 g tyrosiinia, 10 ml Tween 80: tä, 80 mg kefalexiinia (2 ml: ssa 4% NaOH: ta), 200 g sykloheksimidiä (2 ml: ssa metanolia, 75%), 100 mg vankomysiiniä (1 ml: ssa tislattua vettä).

Rasvattoman maidon, kefalexiinin, sykloheksimidin ja vankomysiinin liuokset on steriloitava suodattamalla ja lisättävä väliaineeseen 50 ° C: ssa..

Kuningas B

Sen jälkeen, kun bakteerikoloniat on sallittu kasvaa TM: ssä, kaikkein vastaavimmat voidaan siirtää X. campestris (keltaisen pigmentaation pesäkkeet 72 ja 120 tunnin viljelmässä) väliaineessa Kuningas B:

20 g proteaasipeptonia nro 3, 20 g agar-agaria, K2HKO4 1,5 g, MgSO4x / H2O 1,5 g, 10 ml glyserolia, 700 tislattua vettä.

Väliaine on lämmitettävä 80 ° C: seen ravistamalla, mittaamalla tislatulla vedellä 1 l: ksi ja homogenoimalla, ja pH-arvo on säädettävä arvoon 7,2. Steriloidaan 121 ° C: ssa 15 minuuttia.

Rikas viljelyalusta on myös käytetty PYM tai YMM viljelyssä X. campestris.

PYM

Valmistele PYM, jokaisen 1000 ml: n kokonaistilavuuden osalta sinun on lisättävä: 10 grammaa glukoosia, 5 grammaa peptoniuutetta, 3 grammaa mallasuutetta ja 3 grammaa hiivaa.

Jos halutaan viljellä kiinteässä väliaineessa Petri-maljoissa, seokseen on myös lisättävä 15 g agaria.

YMM

Valmistele väline YMM, tarvitset 1000 ml: aan kokonaistilavuutta: 10 g glukoosia, 1 ml MgSO-liuosta4: 7H2O (10 g / l), 1 ml CaCl-liuosta2 (22 g / l), 1 ml K-liuosta2HKO4 (22 g / l), 1 ml FeCl-liuosta3 0,1 M HCl: ssä (2 g / l), kasamiinihapoissa 0,3% m / v (aminohapot hydrolyysistä kaseiinista) ja 11% (tilavuus / tilavuus) natriumglutamaattiliuosta.

Inkubointiolosuhteet

Bakteerikantojen inkubointiolosuhteet. \ T X. campestris on oltava 27 tai 28 ° C, ja nestemäisen viljelyalustan tapauksessa jatkuvaa sekoitusta tulisi pitää 200 kierrosta minuutissa (rpm).

Ksantaanin tuotanto

Jos ksantaanin tuotanto fermentaatioprosessissa on toivottavaa, hiilen lähteenä tulisi olla glukoosi, sakkaroosi tai maissisiirappi (välillä 20 - 40 g / l)..

Metabolisen aktiivisuuden havaitseminen

Jos haluat havaita, onko X. campestris elinkelpoisia kasvi- kudoksessa, jotkut tutkijat suosittelevat aineenvaihdunnan aktiivisuuden mittaamista mikrobien kasvun sijasta laboratoriakulttuurissa.

Metabolisen aktiivisuuden mittaus on suoritettu käyttämällä elinkelpoisuusindikaattoria elektronin kuljetusjärjestelmän kautta. Tätä yhdistettä kutsutaan tetratsoliumiksi ja sen suolat hyväksyvät vetystä elektroneja, jolloin syntyy formazaania, joka on veteen liukenematon aine. Siten ulkonäkö formazaanin keskellä on indikaattori solun aineenvaihdunnan aktiivisuudesta.

Yksi keino viljellä X. campestris tämän elinkelpoisuustestin suorittamiseksi se sisältää tetratsoliumkloridia (TTC), tetratsoliumtrifenyylikloridia ja muita lisäaineita, kuten natriumkloridia ja sokereita. Se on väliaine, jossa on seuraavat aineet 500 ml: n kokonaistilavuudelle: 5 g peptonia, 0,5 g hydrolysoitua kaseiinia, 2,5 g glukoosia ja 8,5 g agaria.

physiopathologies

Bakteeri X. campestris Se on lukuisten tautien, jotka vaikuttavat koristekasvien lehdisiin, syy-tekijä (kuten Anthurium andreanum) ja tavallinen papu (Phaseolus vulgaris L.). Ne vaikuttavat myös kivihedelmien hedelmiin, kuten manteli, nektariini, kirsikka, persikka, aprikoosi, luumu,.

X. campestris On tunnettua vaikuttaa Brassicaceae-sukuun tai ristiinnaulitsemiseen, jotka ovat kymmenen vaarallisinta fytopatogeenista lajia maataloustoiminnassa, erityisesti tropiikissa..

Esimerkiksi, X. campestris tuottaa mustan rotun taudin kukkakaalissa (Brassica oleracea), parsakaali (B. napus), Kiinalainen kaali (B. pekinensis), nauris (B. rapa), sinappi (B. nigra), retiisi (Rhaphanus sativus) ja kaali (B. fruticulosa).

Sen aiheuttamat oireet X. campestris ne näkyvät alun perin lehdissä ja näkyvät sitten hedelmissä ja oksissa. Niihin liittyy epäsäännöllisiä ja kulmaisia ​​kellertäviä lehtiä (halkaisijaltaan 1–5 mm), joita rajoittavat lopulta nekroottiset kylkiluut.

Myös lehtien palovammat ovat läsnä; hedelmät; vaskulaarinen haava ja kloroottisten tai nekroottisten leesioiden esiintyminen "V": n muodossa.

Paikat näkyvät lehtien reunoissa ja ympäröivät keskushermostoa. Lehden häviäminen laitoksessa voi tapahtua. Hedelmissä esiintyy vihreitä täpliä, jotka ovat nekroottisia ja jotka voivat myös murtaa ne. Myös salaattia voi olla läsnä.

viittaukset

  1. Dow, J. M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X. & Tang, J.-L. (2003). Biofilmien leviäminen Xanthomonas campestris sitä kontrolloi solusolujen signalointi ja sitä tarvitaan täydelliseen virulenssiin kasveille. Kansallisten tiedeakatemian toimet, 100 (19), 10995-11000. doi: 10,1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J. G. ja Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Alankomaat. s. 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. ja Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Xanthanin tuotanto Xanthomonas campestris eräkulttuureissa. Process Biochemistry, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Katsaus muokkaamattomista tärkkelyksistä peräisin olevaan ksantaanikumin tuotantoon Xanthomonas campestris Entsyymi ja mikrobiteknologia, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. ja Globig, S. (2011). Fytopatologia kasveissa. Apple Academic Press. s. 334.