Xanthomonas campestris apraksts, barotne un patofizioloģija



Xanthomonas campestris ir proteobaktēriju suga (klase: Gamma Proteobacteria, secība: Xanthomonadales, ģimene: Xanthomonadaceae) fitopatogēna, kas ietekmē svarīgas kultūras.

X. campestris Tas uzrāda epifītisku fāzi uz auga, kurā tas tam nekaitē. Šī fāze ir pirms infekcijas, to rada baktēriju izplatīšanās labvēlīgu vides atšķirību dēļ. Šīs sugas infekcija oCasiona inficētajā augā sastopami dažādi simptomi, kas var beigties nāves laikā.

X. campestris Tas ir labi zināms arī biopolimēra ražošanā ksantāna vai ksantāna sveķi, polisaharīds, kas izdalās vidē (eksopolisaharīds) un palielina ūdens šķīdumu viskozitāti.

Ksantāna eksopolisaharīds bija pirmais komerciālās nozīmes bioprodukts, ko radīja kukurūzas cietes fermentācijas procesi. Pašlaik tas tiek ražots lielos daudzumos un tam ir daudz pielietojumu, jo tā ir biezinātājs un emulgators. Xanthan lieto, cita starpā, pārtikas rūpniecībā, farmācijā, kosmētikā, lauksaimniecībā, eļļā.

Indekss

  • 1 Apraksts
    • 1.1 Mijiedarbība ar augu
    • 1.2 Xantano
  • 2 X. campestris izdalīšana no augu audiem
  • 3 Kultūras barotne
    • 3.1. Tween Milk (MT)
    • 3.2. King B
    • 3.3. PYM
    • 3.4
    • 3.5 Inkubācijas apstākļi
    • 3.6. Ksantāna ražošana
    • 3.7 Metaboliskās aktivitātes noteikšana
  • 4 Patofizioloģija
  • 5 Atsauces

Apraksts

Xanthomonas campestris Tas ir gramnegatīvs bacillus, obligāts aerobiskais un fultīvais saprofīts. Tas ir pārvietojams, no 0,2 līdz 0,6 μm plats un no 0,8 līdz 2,9 μm garš. Tas var parādīties kā vientuļš atsevišķs vai veidojošs pavediens, ko ieskauj ksantāns, ko rada to eksopolisaharīds..

Ksantāns veicina biofilmu veidošanos X. campestris un arī izmanto šajā struktūrā izveidoto kopienu aizsargājošu rīcību, kad notiek strauja temperatūras, pH, ultravioletā starojuma, izteiktas osmotiskās variācijas un / vai mitruma samazināšanās..

Mijiedarbība ar augu

Šai sugai ir vairāki mehānismi, lai izvairītos no tā inficēto augu aizsardzības reakcijām. Pirmā baktēriju infekcijas barjera ir šūnu siena un virsmas vielas ar mikrobu iedarbību.

X. campestris var inficēt augu caur lapotnes stomātiem (porām, kur notiek gāzu apmaiņa ar vidi), tā hidrātiem (stomas veidam, caur kuru izplūst lieko ūdeni), vai esošajām brūcēm..

Parasti augi aizver savu stomatu, kad uzbrūk mikroorganismiem. Tomēr, X. campestris rada virulences faktoru, kas novērš stomata slēgšanu, tādējādi veicinot vairāku baktēriju iekļūšanu no ārējās vides.

Kad baktērijas atrodamas auga iekšienē, tās novērš ūdens transportēšanu, traucējot asinsvadu audus. Rezultāts ir lapu nekroze un inficēto daļu vīšana.

Arī, X. campestris rada savienojumu, ko sauc par neitrālu ciklisku glikānu β- (1,2), kas novērš aizsardzības gēnu ekspresiju augā. Šos savienojumus var saistīt ar baktēriju periplazmatisko telpu vai izdalīt ekstracelulārajā vidē, veicinot baktēriju mobilitāti, tās virulenci un biofilmu veidošanos.. 

Xantano

Kantāns, ko ražo Xanthomonas Tas darbojas kā virulences faktors, nomācot inficēto augu imūnreakciju un palielinot baktērijas inficēšanās spēju.

Ksantāns ir polisaharīds, kas sastāv no atkārtotām 5 cukuru vienībām (2 glikozes, 2 mannozes un 1 glikuronskābes) un polimerizējas..

Ksantāna sintēze ir atkarīga no operona, ko sauc par klasteru gumija (virkne gēnu, kas veido funkcionālu vienību), kurā ir 12 gēni, kas atrodas viena promotora reģiona kontrolē.

Izolācija X. campestris no augu audiem

X. campestris pv. campestris to var izolēt no lapotnes audiem, kas uzrāda plankumus "V" vai bojātu asinsvadu audos vai auga kaklā, tas ir, no augiem, kas ir ievainoti..

Lai iegūtu celmus X. campestris, tas ir izvēlēts, jo tas parāda ievainoto zonu (lapu plankumi vai augļi vai kanjeri). Ja bojājums augā nav novērots, audiem, kas ir visvairāk jutīgi pret bojājumiem, ņem paraugu un analizē ar barotni un polimerāzes ķēdes reakcijas (PCR) metodi..

Kultūras barotne

Viena no izmantotajām barotnēm ir šāda:

Tween Tween (MT)

Mikroorganismu sākotnējai izolēšanai no augu audu paraugiem var izmantot barotni Tween Tween (MT):

10 ml vājpiena, 0,25 g CaCl2, 10 g proteāzes peptona Nr. 3, 15 g Bacto agara, 0,5 g tirozīna, 10 ml Tween 80, 80 mg cefalexīna (2 ml 4% NaOH), 200 g cikloheksimīda (2 ml metanola pie 2 ml metanola). 75%), 100 mg vankomicīna (1 ml destilēta ūdens)..

Sausā piena, cefalexīna, cikloheksimīda un vankomicīna šķīdumus sterilizē, filtrējot un pievienojot vidē 50 ° C temperatūrā..

Karalis B

Pēc tam, kad ir atļauts baktēriju kolonijas augt TM, līdzīgākās no tām var nodot X. campestris (dzeltenās pigmentācijas kolonijas 72 un 120 stundās) vidē Karalis B:

20 g proteāzes peptona Nr.3, 20 g agara agara, K2HPO4 1,5 g, MgSO4x / H2O 1,5 g, 10 ml glicerīna, 700 destilēta ūdens.

Barotni sakrata ar 80 ° C, mērot ar destilētu ūdeni līdz 1 L un homogenizējot, un pH jākoriģē līdz 7,2. Sterilizē 121 ° C temperatūrā 15 minūtes.

Ir izmantota arī bagātīgā barotne PYM vai YMM audzēšanā X. campestris.

PYM

Sagatavot PYM, katram 1000 ml kopējam tilpumam jāpievieno: 10 g glikozes, 5 grami peptona ekstrakta, 3 grami iesala ekstrakta un 3 grami rauga.

Ja vēlams audzēt cietā vidē Petri traukos, tad maisījumam jāpievieno arī 15 g agara.

YMM

Sagatavot nesēju YMM, Jums ir nepieciešams uz 1000 ml kopējā tilpuma: 10 g glikozes, 1 ml MgSO šķīduma4: 7H2O (10 g / l), 1 ml CaCl šķīduma2 (22 gr / l), 1 ml K šķīduma2HPO4 (22 gr / l), 1 ml FeCl šķīduma3 0,1 M HCl (2 g / l), kazino skābes 0,3% m / v (aminoskābes no kazeīna hidrolīzes) un 11% v / v nātrija glutamāta šķīduma..

Inkubācijas apstākļi

Baktēriju celmu inkubācijas apstākļi. \ T X. campestris jābūt 27 vai 28 ° C, un šķidras barotnes gadījumā nepārtraukta maisīšana jātur pie 200 apgriezieniem minūtē (apgr./min.).

Ksantāna ražošana

Ja ir vēlams ksantāna ražošana fermentācijas procesā, glikozes, saharozes vai kukurūzas sīrupa (starp 20 un 40 g / l) starp citām barības vielām, kas nodrošina slāpekli, piegādā kā oglekļa avotu..

Metaboliskās aktivitātes noteikšana

Lai atklātu X. campestris dzīvotspējīgi augu audos, daži pētnieki iesaka mērīt vielmaiņas aktivitāti, nevis mikrobu augšanu laboratorijas kultūrā.

Metabolisma aktivitātes mērīšana veikta, izmantojot elektronu transporta sistēmas dzīvotspējas rādītāju. Šo savienojumu sauc par tetrazoliju, un tā sāļi pieņem elektronus no ūdeņraža, radot formazānu, ūdenī nešķīstošu vielu. Tādējādi izskats formazāna vidū ir šūnu vielmaiņas aktivitātes indikators.

Viens no audzēšanas līdzekļiem X. campestris lai veiktu šo dzīvotspējas testu, tas satur tetrazolija hlorīdu (TTC), tetrazolija trifenilhlorīdu un citas piedevas, piemēram, nātrija hlorīdu un cukurus. Tas ir barotne ar šādām vielām 500 ml kopējā tilpuma: 5 g peptona, 0,5 g hidrolizēta kazeīna, 2,5 g glikozes un 8,5 g agara.

Patofizioloģija

Baktērija X. campestris Tas ir daudzu slimību cēlonis, kas ietekmē dekoratīvo augu lapas (piemēram,. \ T Anthurium andreanum) un pupiņas (Phaseolus vulgaris L.). Tie ietekmē arī augļu, piemēram, mandeļu, nektarīna, ķiršu, persiku, aprikožu, plūmju, augļus.

X. campestris Ir zināms, ka tas ietekmē ģimenes Brassicaceae vai kruciflērus, kas ir viena no 10 bīstamākajām fitopatogēnām sugām lauksaimnieciskai darbībai, jo īpaši tropos..

Piemēram,, X. campestris izraisa melnā puve slimību ziedkāposmā (Brassica oleracea), brokoļi (B. napus), Ķīniešu kāposti (B. pekinensis), rāceņi (B. rapa), sinepes (B. nigra), redīsi (Rhaphanus sativus) un kāposti (B. fruticulosa).

Tās izraisītie simptomi X. campestris tie sākotnēji parādās lapās un pēc tam var parādīties uz augļiem un zariem. Tie ietver neregulārus un leņķīgus dzeltenīgus lapu plankumus (diametrs no 1 līdz 5 mm), ko ierobežo ribas, kas beidzot kļūst nekrotiskas.

Ir arī lapotnes apdegumi; plankumi uz augļiem; asinsvadu vīšana un hronisku vai nekrotisku bojājumu parādīšanās "V" veidā.

Plankumi parādās uz lapu malām un ap centrālo nervu. Var rasties lapu zudums. Augļos parādās zaļi plankumi, kas ir nekrotiski, kā arī spēj tos lauzt. Var būt klāt gurķi.

Atsauces

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X. & Tang, J.-L. (2003). Biofilmas izkliedēšana Xanthomonas campestris kontrolē šūnu šūnu signalizācija, un tā ir nepieciešama pilnīgai virulencei pret augiem. Nacionālo zinātņu akadēmijas darbi, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. un Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Nīderlande. 407. lpp.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. un Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Xanthan ražošana Xanthomonas campestris partijas kultūrās. Process Biochemistry, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Pārskats par ksantāna sveķu ražošanu no nemodificētām cietēm. \ T Xanthomonas campestris Enzīmu un mikrobu tehnoloģija, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. un Globig, S. (2011). Fitopatoloģija augos. Apple Academic Press. 334. lpp.