Azospirillumは、窒素を固定することができる自由生活グラム陰性細菌の属です。作物にとって有益な生物であるため、植物成長促進剤として長年知られています。
したがって、それらは植物成長促進根圏細菌のグループに属し、草や穀物の根圏から分離されています。農業の観点から見ると、Azospirillumはその特性について広く研究されている属です。
Wikimedia CommonsのFrank Vincentz著
この細菌は植物から排出される栄養素を使用することができ、大気中の窒素を固定する責任があります。これらすべての好ましい特性のおかげで、代替農業システムに適用されるバイオ肥料の配合に含まれています。
分類
1925年にこの属の最初の種が分離され、それはSpirillum lipoferumと呼ばれました。Azospirillum属が仮定されたのは1978年まででした。
現在、この細菌属に属する12種が認識されています。 、A。zeaeおよびA. rugosum。
これらの属は、Rhodospirillalesの順序とalphaproteobacteriaのサブクラスに属しています。このグループの特徴は、微量の栄養素を信じ、植物、植物病原微生物、さらには人間との共生関係を確立することです。
一般的な特徴と形態
属は、その倍数体または太い棒の形状、多形性、らせん運動性によって簡単に識別されます。それらは直線またはわずかに湾曲していることができ、それらの直径は約1 umで、長さは2.1〜3.8です。先端は一般的に鋭利です。
Azospirillum属の細菌は、明らかな運動性を示し、極および外側の鞭毛のパターンを示します。べん毛の最初のグループは主に水泳に使用され、2番目のグループは固体表面の動きに関連しています。いくつかの種は極鞭毛だけを持っています。
この運動性により、バクテリアは増殖に適した条件のエリアに移動できます。さらに、それらは有機酸、芳香族化合物、糖およびアミノ酸に対する化学的魅力があります。彼らはまた、最適な酸素収縮のある地域に移動することができます。
乾燥や栄養素の不足などの悪条件に直面すると、細菌は嚢胞の形態を取り、多糖類で構成される外被を形成する可能性があります。
これらの細菌のゲノムは大きく、複数のレプリコンを持っています。これは、生物の可塑性の証拠です。最後に、それらはポリ-b-ヒドロキシブチレート粒子の存在によって特徴付けられます。
生息地
Azospirillumは根圏で見られ、一部の株は主に根の表面に生息していますが、植物の他の領域に感染する可能性のある種類もあります。
熱帯気候の環境から温暖な地域まで、世界中のさまざまな植物種から隔離されています。
それらは、トウモロコシ、小麦、米、モロコシ、オートムギなどの穀物から、Cynodon dactylonやPoa pratensisなどの草から分離されています。彼らはまた、リュウゼツランと別のサボテンで報告されています。
それらは根に均一に見出されず、特定の株は根の内部に感染してコロニーを形成する特定のメカニズムを示し、他の株は根の粘液性部分または損傷した細胞のコロニー形成を専門とする。
代謝
Azospirillumは、非常に多様で用途の広い炭素および窒素の代謝を示します。これにより、この生物は根圏の他の種に適応して競合することができます。それらは嫌気性および好気性環境で増殖する可能性があります。
細菌は窒素固定剤であり、この元素の供給源として、アンモニウム、亜硝酸塩、硝酸塩、アミノ酸、分子窒素を使用できます。
大気中の窒素からアンモニアへの変換は、補因子としてのモリブデンと鉄を含むタンパク質ジニトロゲナーゼと、ドナーからタンパク質に電子を転送するジニトロゲナーゼ還元酵素と呼ばれる別のタンパク質部分で構成される酵素複合体によって媒介されます。
同様に、酵素グルタミンシンセターゼおよびグルタミン酸シンセターゼは、アンモニウムの同化に関与しています。
植物との相互作用
バクテリアと植物の関係は、バクテリアが土壌中で生き残り、根のかなりの数の個体群を見つけることができる場合にのみ、うまく起こります。
根圏では、根からその周辺への栄養素の減少勾配は、植物の滲出液によって生成されます。
上記の走化性と運動性のメカニズムにより、細菌は植物に移動し、浸出物を炭素源として使用することができます。
細菌が植物と相互作用するために使用する特定のメカニズムはまだ完全には説明されていません。しかし、pelA、sala、salB、mot 1、2および3、laf 1など、細菌の特定の遺伝子がこのプロセスに関与していることが知られています。
用途
植物の成長を促進する根圏細菌は、PGPRを英語でその頭字語で省略したもので、植物の成長を促進する細菌のグループで構成されています。
細菌と植物の関連は、植物の成長に有益であると報告されています。この現象は、窒素固定と、植物の成長に寄与するオーキシン、ジベリリン、サイトカイニン、アブシシン酸などの植物ホルモンの産生を引き起こすさまざまなメカニズムのおかげで発生します。
定量的に、最も重要なホルモンはオーキシンであり、アミノ酸トリプトファンに由来するインドール酢酸（IAA）であり、細菌内の少なくとも2つの代謝経路によって合成されます。ただし、植物の成長の増加におけるオーキシンの関与の直接の証拠はありません。
ジベリリンは、成長への参加に加えて、種子の細胞分裂と発芽を刺激します。
このバクテリアが接種される植物の特徴は、根の側方に位置する長さと数の増加、根の毛の数の増加、および根の乾燥重量の増加を含みます。それらはまた細胞呼吸プロセスを高めます。
参考文献
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