Penerangan Xanthomonas campestris, medium budaya dan patofisiologi



Xanthomonas campestris adalah spesies proteobakteria (kelas: Gamma Proteobacteria, memerintahkan: Xanthomonadales, keluarga: Xanthomonadaceae) phytopathogenic yang mempengaruhi tanaman penting.

X. campestris Ia membentangkan fasa epiphytic pada tumbuhan di mana ia tidak membahayakannya. Fasa ini sebelum jangkitan, ia dihasilkan oleh penambahan bakteria kerana variasi alam sekitar yang menggalakkan. Jangkitan oleh spesies ini oCasiona pelbagai gejala dalam tumbuhan yang dijangkiti yang akhirnya akan merosot dalam kematiannya.

X. campestris Ia juga terkenal kerana menghasilkan biopolimer xanthan atau xanthan gum, polisakarida yang mengeluarkan bahan (exopolysaccharide) dan meningkatkan kelikatan penyelesaian berair.

Xanthan exopolysaccharide adalah bioproduct pertama kepentingan komersial yang dihasilkan oleh proses penapaian kanji jagung. Pada masa ini ia dihasilkan dalam kuantiti yang besar dan mempunyai banyak aplikasi kerana ciri-cirinya sebagai pemekat dan pengemulsi. Xanthan digunakan dalam industri makanan, farmaseutikal, kosmetik, pertanian, minyak, antara lain.

Indeks

  • 1 Penerangan
    • 1.1 Interaksi dengan tumbuhan
    • 1.2 Xantano
  • 2 Pengasingan X. campestris dari tisu tumbuhan
  • 3 Media kebudayaan
    • 3.1 Susu Tween (MT)
    • 3.2 Raja B
    • 3.3 PYM
    • 3.4 YMM
    • 3.5 syarat pengeraman
    • 3.6 Pengeluaran xanthan
    • 3.7 Pengesanan aktiviti metabolik
  • 4 Patofisiologi
  • 5 Rujukan

Penerangan

Xanthomonas campestris Ia adalah bacillus gram-negatif, menyerap saprophyte aerobik dan fakultatif. Ia mudah alih, antara 0.2 dan 0.6 μm lebar, dan antara 0.8 dan 2.9 μm panjang. Ia boleh muncul sebagai individu bersendirian atau membentuk filamen, dikelilingi oleh xanthan, exopolysaccharide yang dihasilkannya.

Xanthan nikmat pembentukan biofilm X. campestris dan juga bertindak sebagai pelindung komuniti yang ditubuhkan dalam struktur ini, apabila perubahan suhu, pH, radiasi ultraviolet, variasi osmotik yang ditandakan dan / atau kelembapan berkurangan berlaku..

Interaksi dengan tumbuhan

Spesies ini mempunyai beberapa mekanisme untuk mengelakkan tindak balas pertahanan tumbuhan yang ia jangkakan. Halangan pertama tumbuhan kepada jangkitan bakteria ialah dinding sel dan bahan permukaan dengan aktiviti antimikrob.

X. campestris Anda boleh menjangkiti tumbuhan melalui foliar stomata mereka (liang di mana pertukaran gas berlaku dengan atmosfera), hydathodes (a jenis stoma yang mana memancarkan air yang berlebihan), atau luka hadir.

Secara umumnya tumbuhan menutup stomata mereka apabila diserang oleh mikroorganisma. Walau bagaimanapun,, X. campestris menghasilkan faktor virulen yang menghalang penutupan stomata, dengan itu memihak masuk bakteria lebih banyak dari persekitaran luaran.

Apabila bakteria dijumpai di dalam kilang, mereka menghalang pengangkutan air, untuk menghalang tisu vaskular. Hasilnya adalah nekrosis daun dan bahagian yang tersembunyi.

Juga,, X. campestris menghasilkan sebatian dipanggil neutral kitaran glucan β- (1,2) yang menghalang ekspresi gen pertahanan di dalam tumbuhan. Sebatian ini boleh dikaitkan dengan ruang periplasmik bakteria atau boleh diekskresikan ke medium ekstraselular, memihak kepada pergerakan bakteria, virulenya dan pembentukan biofilm.. 

Xantano

Xanthan yang dihasilkan oleh Xanthomonas Ia bertindak sebagai faktor perangsang, menekan tindak balas imun tumbuhan yang dijangkiti dan meningkatkan kapasiti jangkitan bakteria.

Xanthan adalah polisakarida yang terdiri daripada 5 unit gula yang diulang (2 glukosa, 2 mannose dan 1 glukuronik) dan polimerisasi.

Sintesis xanthan bergantung kepada operon yang dipanggil gusi kluster (satu set gen yang membentuk unit berfungsi), yang membentangkan 12 gen yang berada di bawah kawalan satu kawasan promoter tunggal.

Pengasingan X. campestris dari tisu tumbuhan

X. campestris pv. campestris ia boleh diasingkan dari tisu foliar yang memperlihatkan bintik-bintik dalam bentuk "V" atau tisu vaskular yang rosak, atau leher tumbuhan, yang dikatakan mengenai kawasan yang cedera tumbuhan.

Untuk mendapatkan ketegangan X. campestris, kawasan yang cedera (bintik daun atau buah-buahan atau cankers) dipilih seperti yang ditunjukkan. Jika tidak tumbuhan kecederaan diperhatikan disampel tisu lebih mudah terdedah kepada kerosakan, dan dianalisis oleh media budaya dan oleh teknik tindak balas rantai polymerase (PCR).

Media kebudayaan

Antara media budaya yang digunakan ialah:

Susu Tween (MT)

Untuk pengasingan awal mikroorganisma dari sampel tisu tumbuhan, medium boleh digunakan Susu Tween (MT):

10 ml susu skim, 0.25 g CaCl2, 10g proteose pepton No. 3, 15 g Bacto agar 0.5 g tyrosine, 10ml Tween 80, 80 mg cephalexin (dalam 2ml NaOH 4%), 200 g cycloheximide (dalam 2ml metanol 75%), 100 mg vancomycin (dalam 1 ml air suling).

Penyelesaian susu skim, cephalexin, sikloheximide dan vancomycin harus disterilkan oleh penapisan dan ditambah ke medium pada 50 ° C.

Raja B

Setelah membenarkan koloni bakteria berkembang di TM, yang paling banyak dapat disalurkan kepada X. campestris (koloni pigmentasi kuning pada 72 dan 120 jam budaya) dalam medium Raja B:

20 g peptone protease No.3, 20 g agar agar, K2HPO4 1.5 g, MgSO4x / H2O 1.5g, gliserol 10ml, 700 air sulingan.

Sedang harus dipanaskan hingga 80 ° C dengan guncangan, mengukur dengan air suling hingga 1 L dan homogenisasi, dan pH harus dilaraskan ke 7.2. Mentega pada 121 ° C selama 15 minit.

Media budaya kaya juga telah digunakan PYM atau yang YMM dalam penanaman X. campestris.

PYM

Untuk menyediakan PYM, untuk setiap 1000 ml jumlah jumlah, anda mesti menambah: 10 gram glukosa, 5 gram ekstrak peptone, 3 gram ekstrak malt dan 3 gram yis.

Sekiranya ia dikehendaki untuk ditanam dalam medium pepejal dalam hidangan Petri, maka 15 gr agar hendaklah juga ditambah kepada campuran.

YMM

Untuk menyediakan medium YMM, anda perlukan setiap 1000 ml jumlah kelantangan: 10 gr glukosa, 1 ml larutan MgSO4: 7H2O (10 g / L), 1 ml larutan CaCl2 (22 gr / L), 1 ml larutan K2HPO4 (22 gr / L), 1 ml penyelesaian FeCl3 dalam 0.1 M HCl (2 g / L), casamino asid 0.3% m / v (asid amino dari hidrolisis kasein) dan 11% v / v larutan natrium glutamat.

Syarat pengeraman

Syarat pengeraman bakteria bakteria X. campestris mestilah 27 atau 28 ° C, dan dalam kes media budaya cecair, agitasi berterusan harus dikekalkan pada 200 revolusi per minit (rpm).

Pengeluaran xanthan

Jika pengeluaran xanthan dalam proses penapaian diingini, dibekalkan sebagai sumber karbon glukosa, sukrosa, sirap jagung (20 hingga 40 g / L), antara lain-lain nutrien yang menyumbang nitrogen.

Pengesanan aktiviti metabolik

Untuk mengesan kehadiran X. campestris berdaya maju dalam tisu tumbuhan, sesetengah penyelidik mengesyorkan mengukur aktiviti metabolik, bukannya pertumbuhan mikrob dalam budaya makmal.

Pengukuran aktiviti metabolik telah dijalankan menggunakan penunjuk daya maju melalui sistem pengangkutan elektron. Kompaun ini dipanggil tetrazolium dan garamnya menerima elektron daripada hidrogen, menghasilkan formazan, suatu bahan yang tidak larut dalam air. Oleh itu, penampilan di tengah-tengah formazan adalah penunjuk aktiviti metabolik selular.

Salah satu cara penanaman X. campestris untuk melaksanakan ujian daya maju ini, mengandungi tetrazolium klorida (TTC), tetrazolium triphenyl chloride dan bahan tambahan lain seperti natrium klorida dan gula. Ia adalah medium dengan bahan-bahan berikut untuk 500 ml jumlah kelantangan: 5 g peptone, 0.5 g kesinat terhidrolisis, 2.5 g glukosa dan 8.5 g agar.

Patofisiologi

Bakteria X. campestris Ia adalah agen penyebab pelbagai penyakit yang mempengaruhi daun tumbuhan hiasan (seperti Anthurium andreanum) dan kacang biasa (Phaseolus vulgaris L.). Mereka juga menjejaskan buah buah batu, seperti badam, nektar, ceri, pic, aprikot, plum, antara lain.

X. campestris Ia diketahui mempengaruhi keluarga Brassicaceae atau penyaliban, yang merupakan antara 10 spesies phytopathogenik yang paling berbahaya untuk kegiatan pertanian, khususnya di kawasan tropika.

Contohnya, X. campestris menghasilkan penyakit reput hitam dalam kembang kol (Brassica oleracea), brokoli (B. napus), Kubis Cina (B. pekinensis), lobak (B. rapa), mustard (B. nigra), lobak (Rhaphanus sativus) dan kubis (B. fruticulosa).

Gejala yang dihasilkannya X. campestris mereka muncul pada mulanya di daun dan kemudian boleh muncul pada buah-buahan dan cawangan. Mereka melibatkan bintik daun kekuningan yang tidak teratur dan sudut (diameter 1 hingga 5 mm) yang dihadkan oleh rusuk yang akhirnya menjadi nekrotik.

Pembakaran foliar juga hadir; bintik-bintik pada buah-buahan; layu pembuluh darah dan rupa luka chlorotic atau nekrotik dalam bentuk "V".

Titik-bintik muncul pada tepi daun dan mengelilingi saraf pusat. Kehilangan daun di dalam tumbuhan boleh berlaku. Dalam buah-buahan muncul bintik hijau yang nekrotik, juga mampu memecahkannya. Cankers juga boleh hadir.

Rujukan

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Penyebaran Biofilm di Xanthomonas campestris dikawal oleh isyarat sel sel dan diperlukan untuk keberkesanan sepenuhnya kepada tumbuh-tumbuhan. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. dan Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Belanda. pp 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. dan Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Pengeluaran Xanthan oleh Xanthomonas campestris dalam budaya kumpulan. Proses Biokimia, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Tinjauan pengeluaran gula xanthan daripada kanji yang tidak diubahsuai oleh Xanthomonas campestris Enzim dan Teknologi Mikroba, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. dan Globig, S. (2011). Phytopathology dalam tumbuhan. Akhbar Akademik Apple. ms 334.