Systematyka, genetyka i biologia bakterii z rodzaju azospirillum

Abstrakt

Bakterie z rodzaju Azospirillum stanowią główną grupę drobnoustrojów poprawiających wzrost i rozwój roślin. Są to Gram-ujemne diazotroficzne bakterie wiążące azot w asocjacji z większością roślin. Obecnie znanych jest 19 gatunków bakterii z tego rodzaju. Izolaty tych gatunków pozyskiwane były z ryzosfery traw i zbóż całego świata, zarówno z roślin pochodzących ze strefy tropikalnej, jak i umiarkowanej. Azospirillum tworzy asocjacje zarówno z dziko rosnącymi roślinami, jak i roślinami uprawnymi, warzywami i drzewami owocowymi. Pierwszy poznany gatunek Azospirillum został opisany w połowie lat 70. XX w. jako gatunek heterotroficzny zdolny do wiązania azotu atmosferycznego. Bakterie te zdolne są do utylizacji wielu źródeł węgla, co znacznie ułatwia im konkurencję w ryzosferze. Ponadto Azospirillum są zdolne do wykorzystywania nie tylko azotu atmosferycznego, ale także azotu pochodzącego z amoniaku, azotanów, azotynów, aminokwasów. W niesprzyjających dla wzrostu i rozwoju warunkach (susza, brak składników pokarmowych) tworzą formy cystopodobne. Zmianom morfologicznym towarzyszy wytwarzanie otoczki polisacharydowej i gromadzenie w komórce granulek hydroksymaślanu, służącego jako zapasowe źródło węgla i energii. Są to bakterie ruchliwe, posiadające jedną pojedynczą rzęskę lub rzęski peritrichalne. Gatunki A. brasilense, A. lipoferum i A. irakense w zależności od warunków wykazują różne modele urzęsienia. Rdzeń genomu bakterii z rodzaju Azospirillum składa się z około 2328 genów, kodujących od 30% do 38% ogólnej liczby wytwarzanych białek. Ponadto w budowie genomu Azospirillum można wyróżnić kilka megareplikonów (głównie liniowych), natomiast analiza 16S rybosomalnego DNA wskazuje wiele chromosomów w genomie w zakresie wielkości od 4,8 do 9,7 MBP.