תיאור Xanthomonas campestris, בינוני תרבות פתופיזיולוגיות



Xanthomonas campestris הוא סוג של proteobacteria (class: Gamma Proteobacteria, סדר: Xanthomonadales, משפחה: Xanthomonadaceae) phytopathogenic המשפיעה על היבולים החשובים.

X. campestris הוא מציג שלב אפיפיטי על הצמח שבו הוא אינו פוגע בו. שלב זה הוא לפני זיהום, הוא נוצר על ידי התפשטות של חיידקים בשל שינויים סביבתיים נוחים. הזיהום על ידי מין זה oCasiona מגוון רחב של סימפטומים של הצמח נגוע שעלולות בסופו של דבר להתנוון במותו.

X. campestris זה ידוע גם לייצור biopolymer xanthan או xanthan מסטיק, פוליסכריד המפרש את המדיום (exopolysaccharide) ומגדיל את צמיגות של פתרונות מימיים.

Xanthan exopolysaccharide היה bioproduct הראשון של חשיבות מסחרית הנוצרת על ידי תהליכי תסיסה של עמילן תירס. כיום הוא מיוצר בכמויות גדולות ויש לו יישומים רבים בשל המאפיינים שלה כמו thickener ו מתחלב. Xanthan משמש בתעשיית המזון, התרופות, קוסמטיקה, חקלאי, שמן, בין היתר.

אינדקס

  • 1 תאור
    • 1.1 אינטראקציה עם הצמח
    • 1.2 Xantano
  • 2 בידוד של X. campestris מ רקמת הצמח
  • 3 תרבות התקשורת
    • 3.1 חלב טווין (MT)
    • 3.2 המלך ב
    • 3.3 PYM
    • 3.4 YMM
    • 3.5 תנאי הדגירה
    • 3.6 ייצור של xanthan
    • 3.7 איתור פעילות מטבולית
  • 4 פתופיזיולוגיה
  • 5 הפניות

תיאור

Xanthomonas campestris זהו גליל שלילי של גראם, מחייב ספרופי אירובי ופקולטטיבי. זה נייד, בין 0.2 ו 0.6 מיקרומטר רחב, בין 0.8 ל 2.9 מיקרומטר ארוך. זה יכול להופיע בתור יחיד בודדים או להרכיב נימים, מוקף xanthan, exopolysaccharide כי הם מייצרים.

Xanthan טובות היווצרות של biofilms של X. campestris וכן מפעילה פעולת מגן של הקהילות שהוקמו במבנה זה, כאשר שינויים פתאומיים של טמפרטורה, pH, קרינה אולטרה סגולה, וריאציות אוסמוטי מסומן ו / או לחות ירידה מתרחשים..

אינטראקציה עם הצמח

מין זה יש כמה מנגנונים כדי להתחמק התגובות התגוננות של צמחים זה מדביק. המכשול הראשון של הצמח לזיהום בקטריאלי הוא קיר התא וחומרים פנימיים עם פעילות מיקרוביאלית.

X. campestris יכול להדביק את הצמח באמצעות stomata foliar שלו (נקבוביות שבו חילופי גזים עם הסביבה מתרחשת), hydrates שלה (סוג של stoma שדרכו מים עודף exudes), או פצעים נוכחים.

בדרך כלל צמחים לסגור את stomata כאשר הותקף על ידי מיקרואורגניזמים. עם זאת,, X. campestris מייצרת גורם ארסיות המונע את סגירת הסטומאטה, ובכך מעדיף את כניסתם של חיידקים נוספים מהסביבה החיצונית.

כאשר החיידקים נמצאים בתוך הצמח, הם מונעים את הובלת המים, על מנת לחסום את הרקמה הווסקולארית. התוצאה היא הנמק של העלים ואת נטישת החלקים הנגועים.

כמו כן,, X. campestris מייצר תרכובת המכונה גלוקן מחזורי ניטרלי β- (1,2) שמונע את הביטוי של גנים ההגנה במפעל. תרכובות אלה יכולים להיות משויכים לחלל periplasmic חיידקי או יכול להיות מופרש אל המדיום תאיים, לטובת הניידות של החיידקים, ארסיות שלה היווצרות של biofilms.. 

Xantano

Xanthan המיוצר על ידי Xanthomonas זה פועל כגורם ארסיות, דיכוי התגובה החיסונית של הצמח נגוע ולהגדיל את יכולת הזיהום של החיידק.

Xanthan הוא פוליסכריד המורכב יחידות של 5 סוכרים כי הם חוזרים (2 גלוקוז, 2 מנוז וחומצה glucuronic 1) ו polymerize.

סינתזה של xanthan תלוי אופרון שנקרא מסטיק (קבוצה של גנים המרכיבים יחידה תפקודית), המציג 12 גנים הנמצאים בשליטתו של אזור היזם היחיד.

בידוד של X. campestris מ רקמת הצמח

X. campestris pv. campestris זה יכול להיות מבודד רקמה foliar המציג כתמים בצורת "V" או פגום רקמת כלי הדם, או הצוואר של הצמח, כלומר על האזורים הפגועים של הצמח.

כדי להשיג זנים של X. campestris, הוא נבחר כפי שהוא מראה את האזור הפגוע (כתמים עלים או פירות או קנקרים). אם הנגע לא נצפתה הצמח, הרקמות רגישים ביותר לנזק נלקח כמדגם ונותחו על ידי התקשורת תרבות על ידי התגובה שרשרת פולימרז (PCR) טכניקה..

מדיה תרבותית

בין אמצעי התקשורת המשמשים הם:

חלב טוין (MT)

לבידוד ראשוני של מיקרואורגניזמים מדגימות רקמת הצמח, המדיום יכול להיות מיושם חלב טוין (MT):

10 מ"ל של חלב רזה, 0.25 גרם של CaCl2, 10g proteose peptone מס 3, 15 גרם Bacto אגר של טירוזין 0.5 גרם, 10 מ"ל של 80 Tween, 80 מ"ג של cephalexin (ב 2ml של NaOH 4%), 200 גרם של cycloheximide (ב 2ml של מתנול 75%), 100 מ"ג של vancomycin (ב 1 מ"ל של מים מזוקקים).

הפתרונות של חלב רזה, cephalexin, cycloheximide ו vancomycin צריך להיות מעוקרים על ידי סינון והוסיף בינוני ב 50 מעלות צלזיוס.

המלך ב

לאחר המאפשר מושבות חיידקים לגדול ב TM, הדומים ביותר ניתן לעבור X. campestris (מושבות של פיגמנטציה צהובה ב 72 ו 120 שעות של תרבות) בינוני המלך בYou

20 גרם של פפטון פרוטאז מס '3, 20 אגר אגר 20, K2HPO4 1.5 גרם, MgSO4x / H2O 1.5G, 10 מ"ל גליצרול, 700 מים מזוקקים.

המדיום צריך להיות מחומם ל 80 מעלות צלזיוס על ידי רעד, מודד עם מים מזוקקים ל 1 L ו homogenizing, ואת ה- pH צריך להיות מותאם 7.2. לעקר ב 121 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות.

מדיום התרבות העשירה שימש גם PYM או יממ בטיפוח X. campestris.

PYM

כדי להכין את PYM, עבור כל 1000 מ"ל של נפח כולל, עליך להוסיף: 10 גרם של גלוקוז, 5 גרם של תמצית פפטון, 3 גרם של תמצית מאלט ו 3 גרם של שמרים.

אם זה רצוי לטפח בינוני מוצק בצלחת פטרי, אז 15 גרם של אגר צריך גם להוסיף לתערובת.

יממ

כדי להכין את המדיום יממ, אתה צריך לכל 1000 מ"ל של נפח כולל: 10 גרם של גלוקוז, 1 מ"ל של פתרון MgSO4: 7H2O (10 גרם / ליטר), 1 מ"ל של פתרון CaCl2 (22 gr / L), 1 מ"ל של פתרון K2HPO4 (22 gr / L), 1 מ"ל של פתרון FeCl3 ב 0.1 M HCl (2 g / L), נ / casamino חומצות 0.3% מ (חומצות אמינו הידרוליזה של קזאין) ו 11% v / v פתרון של גלוטמט נתרן.

תנאי הדגירה

תנאי הדגירה של זנים חיידקים של X. campestris חייב להיות 27 או 28 ° C, ובמקרה של התקשורת תרבות נוזלית, רציפה תסיסה צריך להישמר על 200 סיבובים לדקה (סל"ד).

הפקה של xanthan

אם הייצור של קסאנטן בתהליך התסיסה הרצוי, יסופק כמקור פחמן גלוקוז, סוכרוז, או סירופ תירס (20 עד 40 גר '/ ל'), בין חומרים מזינים אחרים שתורם חנקן.

איתור פעילות מטבולית

כדי לזהות את הנוכחות של X. campestris קיימא ברקמת הצמח, כמה חוקרים ממליצים למדוד פעילות מטבולית, במקום צמיחה מיקרוביאלית בתרבות המעבדה.

המדידה של הפעילות המטבולית בוצעה באמצעות מחוון הכדאיות באמצעות מערכת התחבורה האלקטרונית. תרכובת זו נקראת tetrazolium ומלחים שלה לקבל אלקטרונים ממימן, יצירת formazan, חומר מסיס במים. לפיכך, המראה באמצע formazan הוא אינדיקטור לפעילות מטבולית הסלולר.

אחד מאמצעים של טיפוח X. campestris כדי לבצע בדיקה זו הכדאיות, הוא מכיל tetrazolium כלוריד (TTC), tetrazolium triphenyl כלוריד ותוספים אחרים כגון נתרן כלורי וסוכרים. זהו מדיום עם החומרים הבאים עבור 500 מ"ל של נפח כולל: 5 גרם של peptone, 0.5 גרם של קזאין הידרוליזה, 2.5 גרם של גלוקוז ו 8.5 גרם של אגר.

פתופיזיולוגיה

החיידק X. campestris זהו סוכן סיבתי של מחלות רבות המשפיעות על משאיר של צמחי נוי (כגון אנתוריום) ו שעועית משותפת (Phaseolus vulgaris L.). הם משפיעים גם על פרי פרי אבן, כגון שקדים, נקטרינה, דובדבן, אפרסק, משמש, שזיף, בין היתר.

X. campestris זה ידוע להשפיע על משפחה Brassicaceae או צלבים, להיות בין 10 המינים phytopathogenic המסוכן ביותר לפעילות חקלאית, במיוחד באזורים הטרופיים.

לדוגמה, X. campestris מייצרת את המחלה של ריקבון שחור בכרובית (בראסיקה אולארצ'ה), ברוקולי (ב napus), כרוב סיני (ב Pekinensis), לפת (ראפא), חרדל (ב ניגרה), צנון (רפאנוס סאטיבוס) וכרוב (B. peruticulosa).

הסימפטומים שהיא מייצרת X. campestris הם מופיעים בהתחלה עלים ואז יכול להופיע על פירות וענפים. הם כרוכים כתמי עלים צהובים לא סדירים וזוויתיים (מקוטר 1 עד 5 מ"מ) המוגבלים על ידי הצלעות שהופכות לבסוף לנמק.

שריפות Foliar נוכחים גם; כתמים על פירות; טלטול כלי הדם ואת המראה של נגעים כלורוטיות או נמקיות בצורה של "V".

הכתמים מופיעים על הקצוות על העלים ומקיפים את העצב המרכזי. אובדן עלים במפעל יכול להתרחש. בפירות מופיעים כתמים ירוקים כי הם נמכרו, גם להיות מסוגל לפצח אותם. קנקרים עשויים להיות נוכחים.

הפניות

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.LL (2003). פיזור ביופילם ב Xanthomonas campestris הוא נשלט על ידי תא תא איתות והוא נדרש עבור ארסיות מלאה צמחים. ההליכים של האקדמיה הלאומית למדעים, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. הייווארד, א.ג., סווינגס, י.ג. ו Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. שפרינגר הולנד. עמ '407.
  3. פפאגיאני, מ ', פסומה, ס', בטסיאס, ל ', פאראס, ס', קיריקידיס, ד 'וליאקופולו-קיריאקידיס, מ' (2001). ייצור Xanthan על ידי Xanthomonas campestris בתרבויות אצווה. תהליך ביוכימיה, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). סקירה של ייצור מסטיק xanthan מעמילנים ללא שינוי על ידי Xanthomonas campestris אנזים ומיקרוביולוגיה, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. סטיוארט, פ וגלוביג, ס '(2011). Phytopathology בצמחים. האקדמיה אפל. עמ '334.