Xanthomonas campestris описание, культуральная среда и патофизиология



Xanthomonas campestris является видом протеобактерий (класс: гамма-протеобактерии, отряд: Xanthomonadales, семейство: Xanthomonadaceae), фитопатогенным, поражающим важные сельскохозяйственные культуры..

X. campestris Он представляет эпифитную фазу на растении, в которой он не причиняет вреда. Эта фаза до заражения, она генерируется размножением бактерий из-за благоприятных изменений окружающей среды. Заражение этим видом илиCasiona различные симптомы в зараженном растении, которые могут в конечном итоге выродиться в его смерти.

X. campestris Это также хорошо известно для производства биополимера ксантановая или ксантановая камедь, полисахарид, который выделяет среду (экзополисахарид) и увеличивает вязкость водных растворов.

Ксантановый экзополисахарид был первым биопродуктом, имеющим коммерческое значение, полученным в процессе ферментации кукурузного крахмала. В настоящее время он производится в больших количествах и имеет множество применений благодаря своим характеристикам как загуститель и эмульгатор. Ксантан используется в пищевой, фармацевтической, косметической, сельскохозяйственной, масляной промышленности и др..

индекс

  • 1 Описание
    • 1.1 Взаимодействие с растением
    • 1.2 Ксантано
  • 2 Выделение X. campestris из растительной ткани
  • 3 Культура СМИ
    • 3.1 Молочный Твин (МТ)
    • 3.2 Кинг Б
    • 3.3 PYM
    • 3,4 мм
    • 3.5 Условия инкубации
    • 3.6 Производство ксантана
    • 3.7 Обнаружение метаболической активности
  • 4 Патофизиология
  • 5 ссылок

описание

Xanthomonas campestris Это грамотрицательная палочка, облигатный аэробный и факультативный сапрофит. Он подвижный, шириной от 0,2 до 0,6 мкм и длиной от 0,8 до 2,9 мкм. Он может проявляться в виде отдельного индивидуума или образующих нитей, окруженных ксантаном, экзополисахаридом, который они производят..

Ксантан выступает за формирование биопленок X. campestris а также оказывает защитное действие сообществ, созданных в этой структуре, когда происходят резкие изменения температуры, pH, ультрафиолетового излучения, заметные осмотические изменения и / или снижение влажности..

Взаимодействие с растением

У этого вида есть несколько механизмов, чтобы избежать защитных реакций растений, которые он заражает. Первым барьером растения к бактериальной инфекции является клеточная стенка и поверхностные вещества с антимикробной активностью..

X. campestris может заразить растение через его листовые устьицы (поры, в которых происходит обмен газами с окружающей средой), его гидраты (тип стомы, через которые выделяется избыток воды) или имеющиеся раны.

Обычно растения закрывают свои устьицы при нападении микроорганизмов. однако, X. campestris производит фактор вирулентности, который предотвращает закрытие устьиц, тем самым способствуя проникновению большего количества бактерий из внешней среды.

Когда бактерии обнаруживаются внутри растения, они препятствуют переносу воды, препятствуя образованию сосудистых тканей. Результатом является некроз листьев и увядание зараженных частей.

также, X. campestris производит соединение, называемое нейтральным циклическим глюканом β- (1,2), которое предотвращает экспрессию защитных генов в растении. Эти соединения могут быть связаны с бактериальным периплазматическим пространством или могут быть выделены во внеклеточную среду, способствуя подвижности бактерий, их вирулентности и образованию биопленок.. 

ксантановая

Ксантан, произведенный ХапОг Он действует как фактор вирулентности, подавляя иммунный ответ зараженного растения и увеличивая инфекционную способность бактерии..

Ксантан представляет собой полисахарид, состоящий из 5 единиц сахаров, которые повторяются (2 глюкозы, 2 маннозы и 1 глюкуроновой кислоты) и полимеризуются..

Синтез ксантана зависит от оперона, называемого жвачка (набор генов, составляющих функциональную единицу), который представляет 12 генов, которые находятся под контролем одной промоторной области.

Изоляция X. campestris из растительной ткани

X. campestris ру. сатрезМз он может быть выделен из листовой ткани, которая имеет пятна в форме «V» или поврежденной сосудистой ткани или шейки растения, то есть поврежденных участков растения.

Для получения штаммов X. campestris, это выбрано, поскольку это показывает поврежденную зону (пятна листа или фрукты или язвы). Если поражение не наблюдается у растения, ткань, наиболее восприимчивую к повреждению, отбирают в качестве образца и анализируют в культуральной среде и с помощью метода полимеразной цепной реакции (ПЦР)..

Культура СМИ

Среди питательных сред используются следующие:

Молочный Твин (МТ)

Для первоначального выделения микроорганизмов из образцов растительной ткани можно применять среду Молочный Твин (МТ):

10 мл обезжиренного молока, 0,25 г CaCl2, 10 г протеазы пептона № 3, 15 г бакто-агара, 0,5 г тирозина, 10 мл твина 80, 80 мг цефалексина (в 2 мл 4% NaOH), 200 г циклогексимида (в 2 мл метанола при 75%), 100 мг ванкомицина (в 1 мл дистиллированной воды).

Растворы обезжиренного молока, цефалексина, циклогексимида и ванкомицина должны быть стерилизованы фильтрацией и добавлены в среду при 50 ° С..

Король б

После того, как бактериальные колонии растут в ТМ, наиболее сходные могут быть переданы X. campestris (колонии желтой пигментации на 72 и 120 часах культивирования) в среде Король б:

20 г протеазы пептона № 3, 20 г агар-агара, К2HPO4 1,5 г, MgSO 44х / ч2O 1,5 г, 10 мл глицерина, 700 дистиллированной воды.

Среду следует нагреть до 80 ° С путем встряхивания, отмерить дистиллированной водой до 1 л и гомогенизировать, а рН довести до 7,2. Стерилизовать при 121 ° С в течение 15 минут.

Богатая культуральная среда также использовалась ОДМ или YMM в выращивании X. campestris.

ОДМ

Подготовить ОДМ, на каждые 1000 мл общего объема необходимо добавить: 10 граммов глюкозы, 5 граммов экстракта пептона, 3 грамма экстракта солода и 3 грамма дрожжей.

Если желательно культивировать в твердой среде в чашках Петри, то к смеси также следует добавить 15 г агара..

YMM

Чтобы подготовить среду YMM, вам нужно на 1000 мл общего объема: 10 г глюкозы, 1 мл раствора MgSO 44: 7H2O (10 г / л), 1 мл раствора CaCl2 (22 г / л), 1 мл раствора К2HPO4 (22 г / л), 1 мл раствора FeCl3 в 0,1 М HCl (2 г / л), казаминокислот 0,3% мас. / об. (аминокислоты от гидролиза казеина) и 11% об. / об. раствора глутамата натрия.

Условия инкубации

Условия инкубации бактериальных штаммов X. campestris должно быть 27 или 28 ° C, а в случае жидких питательных сред непрерывное перемешивание должно поддерживаться со скоростью 200 оборотов в минуту (об / мин).

Производство ксантана

Если производство ксантана в процессе ферментации желательно, глюкоза, сахароза или кукурузный сироп (между 20 и 40 г / л), среди других питательных веществ, которые обеспечивают азот, должны поставляться в качестве источника углерода..

Обнаружение метаболической активности

Чтобы обнаружить наличие X. campestris Некоторые исследователи рекомендуют измерять метаболическую активность, а не рост микробов в лабораторных культурах..

Измерение метаболической активности проводилось с использованием индикатора жизнеспособности через систему транспорта электронов. Это соединение называется тетразолием, и его соли принимают электроны из водорода, образуя формазан, вещество, нерастворимое в воде. Таким образом, появление в середине формазана является показателем клеточной метаболической активности.

Одним из способов выращивания X. campestris для проведения этого теста на жизнеспособность он содержит хлорид тетразолия (TTC), трифенилхлорид тетразолия и другие добавки, такие как хлорид натрия и сахара. Это среда со следующими веществами на 500 мл общего объема: 5 г пептона, 0,5 г гидролизованного казеина, 2,5 г глюкозы и 8,5 г агара.

physiopathologies

Бактерия X. campestris Это возбудитель многочисленных заболеваний, которые поражают листья декоративных растений (таких как Антуриум андреанум) и обыкновенный боб (Phaseolus vulgaris Л.). Они также влияют на плод косточковых фруктов, таких как миндаль, нектарин, вишня, персик, абрикос, слива и другие..

X. campestris Известно, что он влияет на семейство Brassicaceae или крестоцветных, являясь одним из 10 наиболее опасных фитопатогенных видов для сельскохозяйственной деятельности, особенно в тропиках..

Например, X. campestris вызывает болезнь черной гнили в цветной капусте (Brassica oleracea), брокколи (Б. напус), Китайская капуста (B. pekinensis) репа (Б. рапа), горчица (Б. Нигра) редька (Rhaphanus sativus) и капуста (B. fruticulosa).

Симптомы, которые он производит X. campestris они появляются сначала в листьях, а затем могут появиться на плодах и ветвях. Они включают нерегулярные и угловатые пятна желтоватого листа (от 1 до 5 мм в диаметре), ограниченные ребрами, которые в конечном итоге становятся некротическими.

Лиственные ожоги также присутствуют; пятна на фруктах; сосудистое увядание и появление хлоротичных или некротических поражений в виде «V».

Пятна появляются по краям листа и окружают центральный нерв. Может произойти потеря листьев в растении. На плодах появляются зеленые пятна, которые являются некротическими, также способными их взломать. Могут также присутствовать танкеры.

ссылки

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Разгон биопленки в Xanthomonas campestris контролируется межклеточной передачей сигналов и требуется для полной вирулентности растений. Труды Национальной академии наук, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. и Civerolo, E.L. (1993). ХапОг. Springer Нидерланды. с. 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. and Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Производство ксантана Xanthomonas campestris в периодических культурах. Process Biochemistry, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S. & England, R. (2006). Обзор производства ксантановой камеди из немодифицированных крахмалов Xanthomonas campestris Фермент и микробная технология, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Стюарт П. и Глобиг С. (2011). Фитопатология у растений. Apple Academic Press. стр. 334.