Xanthomonas campestris beskrivelse, kulturmedium og patofysiologier



Xanthomonas campestris er en art av proteobakterier (klasse: Gamma Proteobacteria, rekkefølge: Xanthomonadales, familie: Xanthomonadaceae) phytopathogenic som påvirker viktige avlinger.

X. campestris Den presenterer en epifytisk fase på anlegget der den ikke skader den. Denne fasen er før infeksjon, genereres den av spredning av bakterier på grunn av gunstige miljøvariasjoner. Infeksjonen av denne arten ellerCasiona en rekke symptomer i den infiserte planten som til slutt kan degenerere i hans død.

X. campestris Det er også kjent for fremstilling av biopolymeren xantan eller xantangummi, et polysakkarid som utskiller mediet (eksopolysakkarid) og øker viskositeten av vandige løsninger.

Xantan-exopolysakkarid var den første bioprodukt av kommersiell betydning dannet av fermenteringsprosesser av majsstivelse. For tiden er det produsert i store mengder og har mange anvendelser på grunn av dens egenskaper som fortykningsmiddel og emulgator. Xanthan brukes blant annet innen næringsmiddelindustrien, farmasøytisk, kosmetisk, landbruksprodukter, olje.

index

  • 1 Beskrivelse
    • 1.1 Samspill med anlegget
    • 1.2 Xantano
  • 2 Isolering av X. campestris fra plantevev
  • 3 kulturmedier
    • 3.1 Milk Tween (MT)
    • 3,2 King B
    • 3,3 PYM
    • 3,4 YMM
    • 3.5 Inkubasjonsbetingelser
    • 3.6 Produksjon av xantan
    • 3.7 Påvisning av metabolsk aktivitet
  • 4 patofysiologi
  • 5 referanser

beskrivelse

Xanthomonas campestris Det er en gram-negativ bacillus, obligatorisk aerob og fakultativ saprofyt. Den er mobil, mellom 0,2 og 0,6 μm bred, og mellom 0,8 og 2,9 μm lang. Det kan virke som en ensom person eller danne filamenter, omgitt av xantan, eksopolysakkaridet som de produserer.

Xanthan favoriserer dannelsen av biofilmer av X. campestris og utøver også en beskyttende handling av lokalsamfunnene etablert i denne strukturen, når abrupte endringer i temperatur, pH, ultrafiolett stråling, merket osmotisk variasjon og / eller fuktighetsreduksjon oppstår..

Samspill med anlegget

Denne arten har flere mekanismer for å unnslippe forsvarsresponsene fra plantene den infiserer. Den første barrieren til anlegget for bakteriell infeksjon er cellevegg og overflate stoffer med antimikrobiell aktivitet.

X. campestris Kan infisere anlegget gjennom stomata blad (porer hvor gassutveksling finner sted med atmosfæren), dets hydathodes (en type stomi som utstråler overskudd av vann), eller sår som er tilstede.

Vanligvis lukker planter stomata når de blir angrepet av mikroorganismer. men, X. campestris produserer en virulensfaktor som forhindrer lukning av stomata, og derved favoriserer innføringen av flere bakterier fra det ytre miljø.

Når bakteriene er funnet inne i planten, forhindrer de transport av vann, for å hindre vaskulært vev. Resultatet er bladets nekrose og visningen av de smittede delene.

også, X. campestris produserer en forbindelse kalt nøytral cyklisk glukan p- (1,2) som forhindrer ekspresjon av forsvarsgener i planten. Disse forbindelsene kan forbindes med den bakterielle periplasmatiske rom eller kan utskilles til det ekstracellulære medium, favoriserer bakteriens mobilitet, dets virulens og dannelsen av biofilmer.. 

xanthan

Xantan produsert av Xanthomonas Det virker som en virulensfaktor, undertrykker immunresponsen til den infiserte plante og øker bakterienes infeksjonskapasitet.

Xanthan er et polysakkarid bestående av enheter av 5 sukker som gjentas (2 glukose, 2 mannose og 1 glukuronsyre) og polymerisere.

Syntese av xantan avhenger av en operon som kalles klyngegummi (et sett med gener som utgjør en funksjonell enhet), som presenterer 12 gener som er under kontroll av en enkelt promotorregion.

Isolering av X. campestris fra plantevev

X. campestris pv. campestris det kan isoleres fra bladvevet som presenterer flekker i form av "V" eller skadet vaskulært vev eller plantens nakke, det vil si om plantens skadede områder.

For å få stammer av X. campestris, Det er valgt som det viser den skadede sonen (bladflettene eller fruktene eller cankers). Hvis ikke observert skade planten er vevet som analyseres mer utsatt for skade, og analysert ved hjelp av dyrkingsmedier og ved teknikken med polymerase kjedereaksjon (PCR).

Kulturmedier

Blant de brukte kulturmediene er følgende:

Melk Tween (MT)

For første isolering av mikroorganismer fra plantevevsprøver kan mediet påføres Melk Tween (MT):

10 ml skummet melk, 0,25 g CaCl2, 10g proteose pepton # 3, 15 g Bacto agar 0,5 g tyrosin, 10 ml Tween 80, 80 mg av cefalexin (i 2 ml NaOH 4%), 200 g av cykloheksimid (i 2 ml metanol 75%), 100 mg vankomycin (i 1 ml destillert vann).

Løsningen av skummet melk, cefaleksin, cykloheximid og vancomycin bør steriliseres ved filtrering og tilsettes til mediet ved 50 ° C.

Kong B

Etter at bakteriekolonier kan vokse i TM, kan de mest liknende som overføres til X. campestris (kolonier med gul pigmentering ved 72 og 120 timer kultur) i medium Kong B:

20 g proteasepepton nr. 3, 20 g agaragar, K2HPO4 1,5 g, MgSO4x / H2O 1,5 g, 10 ml glyserol, 700 destillert vann.

Mediet bør oppvarmes til 80 ° C ved risting, måling med destillert vann til 1 L og homogenisering, og pH bør justeres til 7.2. Steriliser ved 121 ° C i 15 minutter.

Det rike kulturmediet har også blitt brukt PYM eller YMM i dyrking av X. campestris.

PYM

Å forberede PYM, For hver 1000 ml av totalt volum må du legge til: 10 gram glukose, 5 gram peptonekstrakt, 3 gram malt ekstrakt og 3 gram gjær.

Hvis det er ønskelig å dyrke i fast medium i petriskåler, bør 15 g agar også tilsettes til blandingen.

YMM

Å forberede mediet YMM, Du trenger per 1000 ml totalt volum: 10 g glukose, 1 ml MgSO-løsning4: 7H2O (10 g / 1), 1 ml av en CaCl-oppløsning2 (22 g / l), 1 ml av en K-løsning2HPO4 (22 g / l), 1 ml FeCl-oppløsning3 i 0,1 M HCl (2 g / l), kasaminosyrer 0,3% m / v (aminosyrer fra hydrolyse av kasein) og 11% v / v løsning av natriumglutamat.

Inkubasjonsbetingelser

Inkubasjonsbetingelsene for bakteriestammer av X. campestris må være 27 eller 28 ° C, og i tilfelle flytende dyrkningsmedier bør kontinuerlig omrøring opprettholdes ved 200 omdreininger per minutt (omdr./min.).

Produksjon av xantan

Hvis produksjonen av xantan i en gjæringsprosess ønsket, tilføres som kilde for glukose karbon, sukrose eller maissirup (20 til 40 g / l), blant andre næringsstoffer som bidrar nitrogen.

Påvisning av metabolsk aktivitet

For å oppdage tilstedeværelsen av X. campestris levedyktig i plantevev, anbefaler enkelte forskere å måle metabolsk aktivitet, i stedet for mikrobiell vekst i laboratoriekulturen.

Måling av metabolsk aktivitet har blitt utført ved bruk av en levedyktighetsindikator gjennom elektrontransportsystemet. Denne forbindelsen kalles tetrazolium og dets salter aksepterer elektroner fra hydrogen, genererer formazan, et stoff uoppløselig i vann. Utseendet i midten av formazan er således en indikator på cellulær metabolsk aktivitet.

En av dyrkningsmidlene til X. campestris For å utføre denne levedyktighetstesten inneholder den tetrazoliumklorid (TTC), tetrazoliumtrifenylklorid og andre tilsetningsstoffer som natriumklorid og sukker. Det er et medium med følgende stoffer for 500 ml totalt volum: 5 g pepton, 0,5 g hydrolysert kasein, 2,5 g glukose og 8,5 g agar.

physiopathologies

Bakterien X. campestris Det er årsaksmessig for mange sykdommer som påvirker bladene av prydplanter (som f.eks Anthurium andreanum) og vanlig bønne (Faseolus vulgaris L.). De påvirker også frukten av steinfrukt, som mandel, nektarin, kirsebær, fersken, aprikos, plomme, blant andre.

X. campestris Det er kjent å påvirke familien Brassicaceae eller crucifers, som er blant de 10 farligste fytopatogene artene for landbruksaktivitet, spesielt i tropene.

For eksempel, X. campestris produserer sykdommen av svart rot i blomkål (Brassica oleracea), brokkoli (B. napus), Kinesisk kål (B. pekinensis), bekkenet (B. rapa), sennep (B. nigra), reddik (Rhaphanus sativus) og kål (B. fruticulosa).

Symptomene det produserer X. campestris de opptrer først i blader og kan da vises på frukt og grener. De involverer uregelmessige og kantede gullige bladflater (fra 1 til 5 mm i diameter) begrenset av ribber som til slutt blir nekrotiske.

Foliarforbrenninger er også til stede; flekker på fruktene; vaskulær vilje og utseendet av klorotiske eller nekrotiske lesjoner i form av "V".

Plettene vises på bladkanten og omgir den sentrale nerven. Tapet på blader i planten kan forekomme. I fruktene vises grønne flekker som er nekrotiske, også i stand til å sprekke dem. Cankers kan også være til stede.

referanser

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Biofilmspredning i Xanthomonas campestris styres av celle-celle signaler og er nødvendig for full virulens til planter. Foredrag av Nasjonalt vitenskapsakademi, 100 (19), 10995-11000. doi: 10,1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. og Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Nederland. s. 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. og Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Xanthan produksjon av Xanthomonas campestris i batch kulturer. Behandle biokjemi, 37 (1), 73-80. doi: 10,1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., og England, R. (2006). Gjennomgang av xantangummiproduksjon fra umodifiserte stivelser av Xanthomonas campestris Enzym og mikrobiell teknologi, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. og Globig, S. (2011). Fytopatologi i planter. Apple Academic Press. s. 334.