Xanthomonas campestrise kirjeldus, söötme ja patofüsioloogia



Xanthomonas campestris on proteobakterite liik (klass: Gamma Proteobacteria, järjekord: Xanthomonadales, perekond: Xanthomonadaceae) fütopatogeensed, mis mõjutavad olulisi põllukultuure.

X. campestris See kujutab taime epifüütilist faasi, milles see ei kahjusta seda. See faas on enne nakatumist, seda põhjustab bakterite levik soodsate keskkonnamuutuste tõttu. Selle liigi nakkus oCasiona nakatunud taimedel on mitmesuguseid sümptomeid, mis võivad surmaga lõppeda.

X. campestris Samuti on see hästi tuntud biopolümeeri valmistamiseks ksantaankummi või ksantaankummi, polüsahhariid, mis eritab sööde (eksopolüsahhariid) ja suurendab vesilahuste viskoossust.

Ksantaani eksopolüsahhariid oli esimene kaubandusliku tähtsusega biotoode, mis tekkis maisitärklise käärimisprotsessides. Praegu on see toodetud suurtes kogustes ja paljude rakenduste tõttu, sest see on paksendaja ja emulgaator. Xanthanit kasutatakse muu hulgas toiduainetööstuses, farmaatsias, kosmeetikas, põllumajanduses, õlis.

Indeks

  • 1 Kirjeldus
    • 1.1 Koostoime taimega
    • 1.2 Xantano
  • 2 X. campestris 'isoleerimine taime koest
  • 3 Kultuurikeskkond
    • 3.1 Tweeni piim (MT)
    • 3.2 Kuningas B
    • 3.3 PYM
    • 3.4 YMM
    • 3.5 Inkubatsioonitingimused
    • 3.6 Ksantaani tootmine
    • 3.7 Metaboolse aktiivsuse tuvastamine
  • 4 Patofüsioloogia
  • 5 Viited

Kirjeldus

Xanthomonas campestris See on gramnegatiivne bacillus, kohustuslik aeroobne ja fakultatiivne saprofüüt. See on liikuv, laiusega 0,2–0,6 μm ja pikkusega 0,8–2,9 μm. See võib esineda üksikute üksikute või moodustavate kiududena, mida ümbritseb ksantaan, mida nad toodavad.

Xanthan soodustab biofilmi teket X. campestris samuti avaldab selles struktuuris asutatud kogukondade kaitset, kui ilmnevad järskud temperatuuri, pH, ultraviolettkiirguse, märgatava osmootilise variatsiooni ja / või niiskuse vähenemise muutused..

Koostoime taimega

Sellel liigil on mitmeid mehhanisme, mis väldivad nakatunud taimede kaitsevõimet. Bakteriaalse infektsiooni esimeseks takistuseks on raku sein ja antimikroobse toimega pinnad.

X. campestris võib nakatada taime oma lehtedest (poorid, kus toimub gaaside vahetamine keskkonnaga), selle hüdraadid (stoomiliik, mille kaudu liigne vesi väljub) või haavad esinevad.

Üldiselt taimed sulgevad oma stoomid, kui neid ründavad mikroorganismid. Kuid, X. campestris tekitab virulentsusteguri, mis takistab stoomide sulgemist, soodustades seega rohkemate bakterite sisenemist väliskeskkonnast.

Kui bakterid on taime sees, takistavad nad veekogusid vaskulaarsete kudede takistamiseks. Tulemuseks on lehtede nekroos ja nakatunud osade närbumine.

Samuti, X. campestris toodab ühendit, mida nimetatakse neutraalseks tsükliliseks glükaaniks β- (1,2), mis takistab kaitseveenide ekspressiooni taimes. Neid ühendeid võib seostada bakteriaalse periplasmaatilise ruumiga või erituda ekstratsellulaarsesse keskkonda, soodustades bakterite liikuvust, selle virulentsust ja biofilmi moodustumist.. 

Xantano

Xantani toodetud ksantaan Xanthomonas See toimib virulentsustegurina, mis pärsib nakatunud taime immuunvastust ja suurendab bakteri nakkusvõimet.

Ksantaan on polüsahhariid, mis koosneb 5 suhkru ühikust, mida korratakse (2 glükoosi, 2 mannoosi ja 1 glükuroonhapet) ja polümeriseeritakse..

Ksantaani süntees sõltub operonist, mida kutsutakse klastri kummi (geenide komplekt, mis moodustavad funktsionaalse üksuse), mis esitab 12 geeni, mis on ühe promootori piirkonna kontrolli all.

Eraldamine X. campestris taime koest

X. campestris pv. campestris seda saab eraldada lehtedest, mis kujutavad laigud V-vormi või kahjustatud vaskulaarse koe või taime kaela kujul, st taime vigastatud piirkondades..

Et saada tüvesid X. campestris, see valitakse, kuna see näitab vigastatud tsooni (lehed või puuviljad või kanepid). Kui kahjustust taimes ei täheldata, võetakse koe kõige vastuvõtlikumaks prooviks ja analüüsitakse kultiveerimiskeskkonna ja polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) meetodil..

Kultuurikeskkond

Kasutatavate kultuurisöötmete hulgas on järgmised:

Tween Tween (MT)

Mikroorganismide taimsete koeproovide esmaseks eraldamiseks võib söödet kasutada Tween Tween (MT):

10 ml kooritud piima, 0,25 g CaCl2, 10 g proteaasi peptiidi nr 3, 15 g Bacto agarit, 0,5 g türosiini, 10 ml Tween 80, 80 mg kefalexiini (2 ml 4% NaOH-s), 200 g tsükloheksimiidi (2 ml metanoolis, 2 ml metanoolis). 75%), 100 mg vankomütsiini (1 ml destilleeritud vees).

Lõssipulbri, kefalexiini, tsükloheksimiidi ja vankomütsiini lahused tuleb steriliseerida filtrimisega ja lisada söötmele temperatuuril 50 ° C..

Kuningas B

Pärast seda, kui bakterite kolooniad on TM-s kasvanud, võib kõige sarnasemad olla edasi antud X. campestris (kollase pigmentatsiooni kolooniad 72 ja 120 tundi kultuuris) söötmes Kuningas B:

20 g proteaasi peptiidi nr 3, 20 g agar-agarit, K2HPO4 1,5 g, MgSO4x / H2O 1,5 g, 10 ml glütserooli, 700 destilleeritud vett.

Söödet tuleb kuumutada 80 ° C-ni loksutades, mõõtes destilleeritud veega 1 liitrini ja homogeniseerides ning pH tuleb reguleerida väärtusele 7,2. Steriliseerida 121 ° C juures 15 minutit.

Kasutati ka rikas kultuurisöödet PYM või YMM kasvatamisel X. campestris.

PYM

Valmistada PYM, iga 1000 ml kogumahu kohta tuleb lisada: 10 grammi glükoosi, 5 grammi peptooni ekstrakti, 3 grammi linnaseekstrakti ja 3 grammi pärmi..

Kui soovitakse Petri tassides kasvatada tahket söödet, tuleb segule lisada ka 15 g agarit.

YMM

Söötme ettevalmistamine YMM, vajate 1000 ml kogumahu kohta: 10 g glükoosi, 1 ml MgSO lahust4: 7H2O (10 g / l), 1 ml CaCl lahust2 (22 g / l), 1 ml K lahust2HPO4 (22 g / l), 1 ml FeCl lahust3 0,1 M HCl-s (2 g / l), kasamiinhapetes 0,3% m / v (kaseiini hüdrolüüsi aminohapped) ja 11% (maht / maht) naatriumglutamaadi lahust.

Inkubatsioonitingimused

Bakterite tüvede inkubatsioonitingimused. \ T X. campestris peab olema 27 või 28 ° C ja vedelate söötmete puhul pidev segamine 200 pööret minutis (rpm)..

Ksantaani tootmine

Kui soovitakse saada ksantaani tootmist käärimisprotsessis, tuleks süsinikuallikana tarnida glükoosi, sahharoosi või maisi siirupit (vahemikus 20 kuni 40 g / l) muude toitainete hulka..

Metaboolse aktiivsuse tuvastamine

Et avastada X. campestris taimede koes elujõulised, soovitavad mõned uurijad metaboolse aktiivsuse mõõtmist mikroobide kasvu asemel laborikultuuris.

Metaboolse aktiivsuse mõõtmine on läbi viidud elujõulisuse näitaja abil elektroni transpordisüsteemi kaudu. Seda ühendit nimetatakse tetrasooliumiks ja selle soolad aktsepteerivad vesiniku elektroni, tekitades vees lahustumatut ainet, formazaani. Seega on ilmnemine formazaani keskel rakulise metaboolse aktiivsuse näitaja.

Üks kasvatusvahendeid X. campestris selle elujõulisuse testi tegemiseks sisaldab see tetrasooliumkloriidi (TTC), tetrasooliumtrifenüülkloriidi ja muid lisandeid, nagu naatriumkloriid ja suhkrud. See on 500 ml kogumahu jaoks järgmiste ainetega: 5 g peptooni, 0,5 g hüdrolüüsitud kaseiini, 2,5 g glükoosi ja 8,5 g agarit..

Patofüsioloogia

Bakter X. campestris See on paljude dekoratiivtaimede lehte mõjutavate haiguste põhjuslik vahend (nt Anthurium andreanum) ja tavaline uba (Phaseolus vulgaris L.). Need mõjutavad muuhulgas ka kiviviljade, nagu mandli, nektariini, kirsi, virsiku, aprikoosi, ploomi vilja..

X. campestris On teada, et see mõjutab perekonda Brassicaceae või krutsifeerijaid, olles üheks 10 kõige ohtlikumaks fütopatogeenseks liigiks põllumajanduslikuks tegevuseks, eriti troopikas..

Näiteks, X. campestris põhjustab lillkapsas musta mädanemise haigust (Brassica oleracea), brokoli (B. napus), Hiina kapsas (B. pekinensis), naeris (B. rapa), sinep (B. nigra), redis (Rhaphanus sativus) ja kapsas (B. fruticulosa).

Selle sümptomid X. campestris need ilmuvad algselt lehtedel ja võivad siis ilmuda viljadele ja oksadele. Need hõlmavad ebakorrapäraseid ja nurgakollaseid lehtede laike (läbimõõduga 1–5 mm), mida piiravad lõplikult nekrootilised ribid..

Esineb ka lehtede põletusi; plekid viljadel; vaskulaarne nõel ja klorootiliste või nekrootiliste kahjustuste ilmnemine "V" kujul.

Laigud ilmuvad lehtede servadele ja ümbritsevad kesknärvi. Võib tekkida lehtede kadu tehases. Viljades ilmuvad rohelised laigud, mis on nekrootilised ja suudavad neid ka murda. Samuti võivad esineda kartulid.

Viited

  1. Dow, J. M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X. & Tang, J.-L. (2003). Biofilmide hajutamine Xanthomonas campestris seda kontrollib rakkude rakkude signaalimine ja see on vajalik täielikuks virulentsuseks taimedele. Rahvusliku Teaduste Akadeemia tööd, 100 (19), 10995-11000. doi: 10,1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J. G. ja Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Holland. lk 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. ja Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Xantaani tootmine Xanthomonas campestris partii kultuurides. Protsessi biokeemia, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Ksantaankummi tootmise muutmine modifitseerimata tärklistest. \ T Xanthomonas campestris Ensüüm ja mikroobitehnoloogia, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. ja Globig, S. (2011). Taimede fütopatoloogia. Apple Academic Press. lk 334.