Xanthomonas campestris aprašymas, auginimo terpė ir patofiziologija



Xanthomonas campestris yra proteobakterijų rūšis (klasė: Gamma Proteobacteria, tvarka: Xanthomonadales, šeima: Xanthomonadaceae) fitopatogeninė, kuri veikia svarbius augalus.

X. campestris Jame yra epifitinė fazė augalui, kuriame ji nekenkia. Ši fazė yra prieš infekciją, ją sukelia bakterijų dauginimasis dėl palankių aplinkos pokyčių. Šios rūšies infekcija oCasiona užsikrėtusiuose augaluose pasižymi įvairiais simptomais, galinčiais mirti.

X. campestris Jis taip pat gerai žinomas biopolimerui gaminti ksantano arba ksantano dervos, polisacharidas, kuris išskiria terpę (exopolysacharide) ir padidina vandeninių tirpalų klampumą.

Xanthan exopolysaccharide buvo pirmasis komercinės svarbos bioproduktas, gaunamas fermentuojant kukurūzų krakmolą. Šiuo metu ji gaminama dideliais kiekiais ir turi daug pritaikymų dėl savo savybių, kaip tirštiklis ir emulsiklis. Xanthan yra naudojamas maisto pramonėje, farmacijos, kosmetikos, žemės ūkio, aliejaus srityse.

Indeksas

  • 1 Aprašymas
    • 1.1 Sąveika su augalu
    • 1.2 Xantano
  • 2 X. campestris išskyrimas iš augalų audinio
  • 3 Kultūros terpės
    • 3.1 „Tween“ pienas (MT)
    • 3.2 Karalius B
    • 3.3 PYM
    • 3.4 YMM
    • 3.5 Inkubacijos sąlygos
    • 3.6. Ksantano gamyba
    • 3.7 Metabolinio aktyvumo nustatymas
  • 4 Patofiziologija
  • 5 Nuorodos

Aprašymas

Xanthomonas campestris Tai gram-neigiamas bacilus, privalomas aerobinis ir fakultatyvinis saprofitas. Jis yra mobilus, tarp 0,2 ir 0,6 μm pločio ir 0,8–2,9 μm ilgio. Jis gali pasirodyti kaip atskiras pavienis arba formuojantis gija, apsuptas ksantano, kurį jie gamina.

Ksantanas skatina biofilmų susidarymą X. campestris taip pat naudojasi šioje struktūroje įsisteigusių bendruomenių apsaugos veiksmais, kai staiga keičiasi temperatūra, pH, ultravioletinė spinduliuotė, žymi osmosinė variacija ir (arba) drėgmės sumažėjimas..

Sąveika su augalu

Ši rūšis turi keletą mechanizmų, leidžiančių išvengti užkrėstų augalų apsaugos reakcijų. Pirmasis augalo barjeras bakterinei infekcijai yra ląstelių sienelė ir antimikrobinio aktyvumo paviršiaus medžiagos.

X. campestris Jūs galite užkrėsti augalų per savo žiotelės lapijos (poras, kur dujinė mainai vyksta su atmosfera), savo hydathodes (iš stoma, apie kuriuos išsiskiria vandens perteklių) ar žaizdas dabarties.

Apskritai augalai uždaro savo stomatus, kai juos užpuolė mikroorganizmai. Tačiau, X. campestris sukuria virulentiškumo veiksnį, kuris neleidžia uždaryti stomatų, taip skatinant daugiau bakterijų patekimą iš išorinės aplinkos.

Kai bakterijos randamos augalo viduje, jos užkerta kelią vandens transportavimui, užkertant kelią kraujagyslių audiniams. Rezultatas - lapų nekrozė ir užsikrėtusios dalys.

Taip pat, X. campestris gamina junginį, vadinamą neutraliu cikliniu gliukanu β- (1,2), kuris neleidžia ekspresuoti geno genų augale. Šie junginiai gali būti susieti su bakterine periplazmine erdve arba gali būti išskirti į ekstraląstelinę terpę, skatinant bakterijų judumą, virulentiškumą ir biofilmų susidarymą.. 

Xantano

Xantanas, kurį gamina Xanthomonas Jis veikia kaip virulentiškumo faktorius, slopinantis užkrėsto augalo imuninį atsaką ir didinant bakterijos infekcinį pajėgumą.

Ksantanas yra polisacharidas, susidedantis iš 5 kartotinių (2 gliukozės, 2 mannozės ir 1 gliukurono rūgšties) vienetų ir polimerizuojamas..

Ksantano sintezė priklauso nuo operono, vadinamo klasterio guma (genų rinkinys, sudarantis funkcinį vienetą), kuriame yra 12 genų, kurie yra kontroliuojami vieno promotoriaus regione.

Izoliuoti X. campestris iš augalų audinių

X. campestris pv. campestris jis gali būti izoliuotas nuo lapijos audinio, kuriame yra dėmių „V“ formos arba pažeistų kraujagyslių audinių, arba augalo kaklo, t. y..

Norėdami gauti. \ T X. campestris, nukentėjęs plotas (lapų dėmės ar vaisių ar cankers) pasirinktas kaip parodyta. Jei ne matoma žala augalas yra imami mėginiai, audinį daugiau jautrūs žalą, ir analizuojami terpes ir iki polimerazės grandinine reakcija technika (PGR).

Kultūros terpės

Tarp naudojamų kultūros terpių yra:

Tween Tween (MT)

Pradiniam mikroorganizmų išskyrimui iš augalų audinių mėginių galima naudoti terpę Tween Tween (MT):

10 ml nugriebto pieno, 0,25 g CaCl2, 10g Protezai peptono Nr 3, 15 g Bakto agaro 0,5 g tirozino, 10ml Tween 80, 80 mg cefaleksiną (į 2ml NaOH 4%), 200 g cikloheksimidui (į 2ml metanolio 75%), 100 mg vankomicino (1 ml distiliuoto vandens).

Nugriebto pieno, cefalexino, cikloheksimido ir vankomicino tirpalai turi būti sterilizuojami filtruojant ir pridedami prie terpės 50 ° C temperatūroje..

Karalius B

Leisdamos bakterinėms kolonijoms augti TM, panašiausios gali būti perduotos X. campestris (geltonos pigmentacijos kolonijos 72 ir 120 valandų kultūroje) terpėje Karalius B:

20 g proteazės peptono Nr.3, 20 g agaro agaro, K2HPO4 1,5 g, MgSO4x / H2O 1,5 g, 10 ml glicerolio, 700 distiliuoto vandens.

Medžiaga turi būti kaitinama iki 80 ° C, kratant, matuojant distiliuotu vandeniu iki 1 l ir homogenizuojant, o pH turėtų būti sureguliuotas iki 7,2. Sterilizuokite 121 ° C temperatūroje 15 minučių.

Taip pat buvo naudojama turtinga auginimo terpė PYM arba YMM auginant X. campestris.

PYM

Parengti PYM, už kiekvieną 1000 ml tūrį reikia pridėti: 10 g gliukozės, 5 g peptono ekstrakto, 3 g salyklo ekstrakto ir 3 g mielių.

Jei pageidaujama, kad Petri lėkštelėse būtų auginama kietoje terpėje, į mišinį taip pat reikia įpilti 15 g agaro.

YMM

Parengti terpę YMM, Jums reikia 1000 ml viso tūrio: 10 g gliukozės, 1 ml MgSO tirpalo4: 7H2O (10 g / l), 1 ml CaCl tirpalo2 (22 g / l), 1 ml K tirpalo2HPO4 (22 g / l), 1 ml FeCl tirpalo3 0,1 M HCl (2 g / l), casamino rūgščių 0,3% m / v (amino rūgščių iš kazeino hidrolizės) ir 11% v / v natrio glutamato.

Inkubacijos sąlygos

Bakterijų padermių inkubacijos sąlygos. \ T X. campestris turi būti 27 arba 28 ° C, o skystos kultūros terpės atveju nuolat reikia maišyti 200 apsisukimų per minutę (rpm)..

Xantano gamyba

Jei ksantano į norimą fermentacijos gamybos procese, kuri bus tiekiama kaip šaltinio gliukozės anglies, sacharozės, arba kukurūzų sirupo (nuo 20 iki 40 g / l), tarp kitų maistinių medžiagų, kurios prisideda azoto.

Metabolinio aktyvumo nustatymas

Norėdami nustatyti, ar yra X. campestris gyvybingi augalų audiniuose, kai kurie mokslininkai rekomenduoja išmatuoti metabolinę veiklą, o ne mikrobiologinį augimą laboratorinėje kultūroje.

Metabolinio aktyvumo matavimas buvo atliktas naudojant gyvybingumo rodiklį per elektronų transportavimo sistemą. Šis junginys vadinamas tetrazoliu ir jo druskos priima vandeniliu elektronus, generuodami formazaną, vandenyje netirpią medžiagą. Taigi, išvaizda formazano viduryje yra ląstelių apykaitos aktyvumo rodiklis.

Vienas iš auginimo būdų X. campestris kad būtų atliktas šis gyvybingumo tyrimas, jame yra tetrazolio chlorido (TTC), tetrazolio trifenilchlorido ir kitų priedų, pavyzdžiui, natrio chlorido ir cukrų. Jis yra terpė su šiomis medžiagomis 500 ml bendro tūrio: 5 g peptono, 0,5 g hidrolizuoto kazeino, 2,5 g gliukozės ir 8,5 g agaro.

Patofiziologija

Bakterija X. campestris Tai daugelio ligų, turinčių įtakos dekoratyvinių augalų lapams, priežastinis agentas (pvz.,. \ T Anthurium andreanum) ir paprastosios pupelės (Phaseolus vulgaris L.). Jie taip pat turi įtakos akmens vaisių, pavyzdžiui, migdolų, nektarinų, vyšnių, persikų, abrikosų, slyvų, vaisiui..

X. campestris Yra žinoma, kad ji paveikia Brassicaceae ar krucifikatorių šeimą, kuri yra viena iš 10 pavojingiausių fitopatogeninių rūšių žemės ūkio veiklai, ypač tropikuose..

Pavyzdžiui, X. campestris sukelia juodojo puvinio ligą žiediniais kopūstais (Brassica oleracea), brokoliai (B. napus), Kiniški kopūstai (B. pekinensis), ropės (B. rapa), garstyčios (B. nigra), ridikėliai (Rhaphanus sativus) ir kopūstai (B. fruticulosa).

Simptomai, kuriuos jis gamina X. campestris jie iš pradžių pasirodo lapuose ir gali pasirodyti vaisiuose ir šakose. Jie susiję su nereguliariais ir kampiniais gelsvais lapais (nuo 1 iki 5 mm skersmens), kuriuos riboja briaunos, kurios galiausiai tampa nekrotinės.

Taip pat yra lapijos nudegimų; dėmės ant vaisių; kraujagyslių vytimas ir chlorotinių ar nekrotinių pažeidimų atsiradimas „V“ forma.

Dėmės atsiranda ant lapų kraštų ir supa centrinį nervą. Gali atsirasti lapų netekimas augale. Vaisiuose atsiranda žalios dėmės, kurios nekrotinės, taip pat gali jas įveikti. Taip pat gali būti gerklės.

Nuorodos

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X. & Tang, J.-L. (2003). Biofilmų išsklaidymas Xanthomonas campestris kontroliuojama ląstelių ląstelių signalizacija ir yra reikalinga visiškam virulentiškumui augalams. Nacionalinės mokslų akademijos darbai, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. ir Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Nyderlandai. pp 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. ir Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Xanthan produkcija Xanthomonas campestris partijų kultūrose. Proceso biochemija, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., ir Anglija, R. (2006). Xantano dervos gamybos iš nepakeistų krakmolo peržiūra. \ T Xanthomonas campestris Fermentų ir mikrobų technologija, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. ir Globig, S. (2011). Fitopatologija augaluose. „Apple Academic Press“. pp 334.