Xanthomonas campestris описание, културна среда и патофизиология



Xanthomonas campestris е вид протеобактерии (клас: Gamma Proteobacteria, ред: Xanthomonadales, семейство: Xanthomonadaceae) фитопатогенен, който засяга важни култури.

X. campestris Той представлява епифитна фаза на растението, в която тя не я уврежда. Тази фаза е преди заразяване, тя се генерира от пролиферацията на бактерии, благодарение на благоприятните промени в околната среда. Инфекцията от този вид илиКасиона има различни симптоми в заразеното растение, което в крайна сметка може да се изрази в неговата смърт.

X. campestris Също така е добре известно, че произвежда биополимера ксантан или ксантанова смола, полизахарид, който екскретира средата (екзополизахарид) и увеличава вискозитета на водните разтвори.

Ксантан екзополизахаридът е първият биопродукт с търговско значение, генериран от процесите на ферментация на царевично нишесте. В момента се произвежда в големи количества и има много приложения поради характеристиките си като сгъстител и емулгатор. Ксантанът се използва в хранително-вкусовата промишленост, фармацевтичната, козметичната, селскостопанската, петролната и др.

индекс

  • 1 Описание
    • 1.1 Взаимодействие с централата
    • 1.2 Xantano
  • 2 Изолиране на X. campestris от растителна тъкан
  • 3 Културни медии
    • 3.1 мляко Tween (MT)
    • 3.2 Крал Б.
    • 3.3 PYM
    • 3,4 YMM
    • 3.5 Инкубационни условия
    • 3.6 Производство на ксантан
    • 3.7 Откриване на метаболитна активност
  • 4 Патофизиология
  • 5 Препратки

описание

Xanthomonas campestris Той е грам-отрицателен бацил, задължителен аеробен и факултативен сапрофит. Тя е подвижна, широка между 0.2 и 0.6 μm и между 0.8 и 2.9 μm дължина. Той може да се появи като отделен индивид или да образува нишки, заобиколени от ксантан, екзополизахаридът, който те произвеждат.

Ксантан благоприятства образуването на биофилми на X. campestris и също така упражнява защитно действие на общностите, установени в тази структура, когато настъпят резки промени на температурата, рН, ултравиолетовото лъчение, изразени осмотични вариации и / или понижаване на влажността..

Взаимодействие с растението

Този вид има няколко механизма за избягване на реакциите на защитата на растенията, които заразява. Първата бариера на растението към бактериална инфекция е клетъчната стена и повърхностните вещества с антимикробна активност.

X. campestris може да зарази растението чрез листните си устица (пори, където се случва обмяната на газове с околната среда), неговите хидрати (вид стома, през който излъчва излишната вода), или рани.

Като цяло растенията затварят устицата си, когато са атакувани от микроорганизми. обаче, X. campestris произвежда фактор на вирулентност, който предотвратява затварянето на устицата, като по този начин благоприятства навлизането на повече бактерии от външната среда.

Когато бактериите се открият в растението, те предотвратяват транспортирането на вода, за да възпрепятстват съдовата тъкан. Резултатът е некроза на листата и увяхването на заразените части.

също, X. campestris произвежда съединение, наречено неутрален цикличен глюкан β- (1,2), което предотвратява експресията на защитните гени в растението. Тези съединения могат да бъдат свързани с бактериалното периплазмено пространство или могат да бъдат екскретирани в извънклетъчната среда, благоприятствайки подвижността на бактериите, нейната вирулентност и образуването на биофилми.. 

ксантан

Ксантанът, произведен от Xanthomonas Той действа като фактор на вирулентност, подтиска имунния отговор на заразеното растение и увеличава капацитета на инфекцията на бактерията.

Ксантанът е полизахарид, състоящ се от 5 захари, които се повтарят (2 глюкоза, 2 маноза и 1 глюкуронова киселина) и полимеризират.

Синтезът на ксантан зависи от наричания оперон клъстерна гума (набор от гени, които съставляват функционална единица), който представя 12 гена, които са под контрола на една промоторна област.

Изолиране на X. campestris от растителна тъкан

X. campestris PV. campestris тя може да бъде изолирана от листната тъкан, която представя петна под формата на "V" или увредена съдова тъкан или врата на растението, т.е..

За получаване на щамове на. \ T X. campestris, тя е избрана, тъй като показва зоната на увреждане (листни петна или плодове или рани). Ако лезията не се наблюдава в растението, най-чувствителната към увреждане тъкан се взема като проба и се анализира чрез културална среда и чрез полимеразна верижна реакция (PCR)..

Културална среда

Сред използваните културални среди са следните:

Мляко (MT)

За първоначално изолиране на микроорганизми от растителни тъканни проби, може да се приложи средата Мляко (MT):

10 ml обезмаслено мляко, 0,25 g CaCl2, 10 g протеазен пептон No. 3, 15 g бакто агар, 0.5 g тирозин, 10 ml Tween 80, 80 mg цефалексин (в 2 ml 4% NaOH), 200 g циклохексимид (в 2 ml метанол 75%), 100 mg ванкомицин (в 1 ml дестилирана вода).

Разтворите на обезмаслено мляко, цефалексин, циклохексимид и ванкомицин трябва да се стерилизират чрез филтриране и да се добавят към средата при 50 ° С..

Крал Б

След като се даде възможност на бактериалните колонии да растат в ТМ, най-сходните могат да бъдат предадени X. campestris (колонии от жълта пигментация при 72 и 120 часа култура) в среда Крал Б:

20 g протеазен пептон No.3, 20 g агарен агар, К2НРО4 1.5 g, MgS044x / H21.5 g, 10 ml глицерол, 700 дестилирана вода.

Средата трябва да бъде загрята до 80 ° С чрез разклащане, измерване с дестилирана вода до 1 L и хомогенизиране, а рН трябва да се коригира до 7.2. Стерилизирайте при 121 ° С за 15 минути.

Използвана е и богата хранителна среда Пим или YMM в култивирането на X. campestris.

Пим

За да се подготви Пим, за всеки 1000 ml общ обем, трябва да добавите: 10 грама глюкоза, 5 грама пептонов екстракт, 3 грама малцов екстракт и 3 грама дрожди.

Ако се желае да се култивира в твърда среда в петриеви панички, тогава към сместа трябва да се добави и 15 g агар.

YMM

За да се подготви средата YMM, необходим е за 1000 ml общ обем: 10 g глюкоза, 1 ml MgSO разтвор47Н2О (10 g / L), 1 ml разтвор на СаС12 (22 gr / L), 1 ml от разтвор К2НРО4 (22 g / L), 1 ml от разтвор на FeCl3 в 0.1 М НС1 (2 g / L), казамино киселини 0.3% m / v (аминокиселини от хидролизата на казеин) и 11% v / v разтвор на натриев глутамат.

Инкубационни условия

Инкубационните условия на бактериалните щамове на X. campestris трябва да бъде 27 или 28 ° C, а в случай на течна културална среда, непрекъснатото разбъркване трябва да се поддържа при 200 оборота в минута (rpm).

Производство на ксантан

Ако се желае производството на ксантан в процес на ферментация, глюкоза, захароза или царевичен сироп (между 20 и 40 g / L), между другите хранителни вещества, които осигуряват азот, трябва да се доставят като въглероден източник..

Откриване на метаболитна активност

За да открие присъствието на X. campestris жизнеспособни в растителната тъкан, някои изследователи препоръчват измерване на метаболитната активност, вместо на микробния растеж в лабораторната култура.

Измерването на метаболитната активност е извършено с помощта на показател за жизнеспособност чрез електронната транспортна система. Това съединение се нарича тетразолиум и неговите соли приемат електрони от водород, генерирайки формазан, вещество, неразтворимо във вода. По този начин, появата в средата на формазан е показател за клетъчната метаболитна активност.

Едно от средствата за отглеждане X. campestris за провеждане на този тест за жизнеспособност, той съдържа тетразолиев хлорид (ТТС), тетразолиев трифенил хлорид и други добавки като натриев хлорид и захари. Това е среда със следните вещества за 500 ml от общия обем: 5 g пептон, 0,5 g хидролизиран казеин, 2,5 g глюкоза и 8,5 g агар..

physiopathologies

Бактерията X. campestris Той е причинител на многобройни заболявания, които засягат листата на декоративните растения (като например Антуриум и реран) и обикновен фасул (Phaseolus vulgaris L.). Те засягат и плодовете от костилкови плодове, като бадем, нектарин, череша, праскова, кайсия, слива, както и други..

X. campestris Известно е, че засяга семейство Brassicaceae или кръстоцветни, като е сред 10-те най-опасни фитопатогенни видове за селскостопанска дейност, особено в тропиците.

Например, X. campestris произвежда заболяването на черно гниене в карфиола (Brassica oleracea), броколи (B. napus), Китайско зеле (B. pekinensis), ряпата (B. rapa), горчица (B. nigra), репичките (Rhaphanus sativus) и зеле (B. fruticulosa).

Симптомите, които предизвиква X. campestris те се появяват първоначално в листа и след това могат да се появят върху плодовете и клоните. Те включват неправилни и ъгловати жълтеникави листни петна (от 1 до 5 mm в диаметър), ограничени от ребрата, които накрая стават некротични.

Липови изгаряния също присъстват; петна по плодовете; съдово увяхване и появата на хлоротични или некротични лезии под формата на "V".

Петната се появяват по ръбовете на листата и около централния нерв. Може да настъпи загуба на листа в растението. В плодовете се появяват зелени петна, които са некротични и също могат да ги разчупят. Могат да присъстват и рибарски машини.

препратки

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, К., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Разпръскване на биофилм Xanthomonas campestris се контролира от клетъчно-клетъчно сигнализиране и е необходимо за пълна вирулентност към растенията. Известия на Националната академия на науките, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. и Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Холандия. 407.
  3. Papagianni, М., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. and Liakopoulou-Kyriakides, М. (2001). Ксантан производство от Xanthomonas campestris в партидни култури. Процес Biochemistry, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Преглед на производството на ксантанова смола от немодифицирани скорбяла от. \ T Xanthomonas campestris Ензим и микробиална технология, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. and Globig, S. (2011). Фитопатология в растенията. Apple Academic Press. 334.