Xanthomonas campestris opis, medij kulture i patofiziologija



Xanthomonas campestris je vrsta proteobakterija (klasa: Gamma Proteobacteria, red: Xanthomonadales, obitelj: Xanthomonadaceae) fitopatogena koja utječe na važne usjeve.

X. campestris Predstavlja epifitsku fazu na biljci u kojoj se ne oštećuje. Ova faza je prije infekcije, nastaje proliferacijom bakterija zbog povoljnih varijacija u okolišu. Infekcija ove vrste iliCasiona ima različite simptome u zaraženoj biljci koja se s vremenom može pogoršati.

X. campestris Također je dobro poznat za proizvodnju biopolimera ksantan ili ksantan guma, polisaharid koji izlučuje medij (egopolisaharid) i povećava viskoznost vodenih otopina.

Xanthan exopolysaccharide bio je prvi bioproizvod komercijalne važnosti koji je nastao fermentacijskim procesima kukuruznog škroba. Trenutno se proizvodi u velikim količinama i ima mnogo primjena zbog svojih svojstava kao ugušćivač i emulgator. Ksantan se koristi u prehrambenoj industriji, farmaceutskoj, kozmetičkoj, poljoprivrednoj i naftnoj industriji.

indeks

  • 1 Opis
    • 1.1. Interakcija s postrojenjem
    • 1.2 Xantano
  • Izolacija X. campestris iz biljnog tkiva
  • 3 Mediji kulture
    • 3.1 Mlijeko između (MT)
    • 3.2 Kralj B
    • 3.3 PYM
    • 3,4 YMM
    • 3.5 Uvjeti inkubacije
    • 3.6 Proizvodnja ksantana
    • 3.7 Detekcija metaboličke aktivnosti
  • 4 Patofiziologija
  • 5 Reference

opis

Xanthomonas campestris To je gram-negativna bacil, obvezna aerobna i fakultativna saprofit. Ona je pokretna, široka između 0,2 i 0,6 μm i duga između 0,8 i 2,9 μm. Može se pojaviti kao pojedinačni pojedinac ili tvoriti filamente, okružen ksantanom, egzopolisaharid koji proizvodi.

Ksantan pogoduje formiranju biofilmova X. campestris i također vrši zaštitno djelovanje zajednica uspostavljenih u ovoj strukturi, kada dolazi do naglih promjena temperature, pH, ultraljubičastog zračenja, izraženih osmotskih varijacija i / ili smanjenja vlažnosti..

Interakcija s biljkom

Ova vrsta ima nekoliko mehanizama za izbjegavanje odbrambenih odgovora biljaka koje inficira. Prva barijera biljke bakterijskoj infekciji je stanična stjenka i površinske tvari s antimikrobnim djelovanjem.

X. campestris može zaraziti biljku kroz svoje lisne statike (pore u kojima dolazi do razmjene plinova s ​​okolinom), njegove hidrate (vrsta stome kroz koju izlučuje višak vode) ili prisutne rane.

Općenito biljke zatvaraju svoje stomate kada ih napadaju mikroorganizmi. međutim, X. campestris proizvodi faktor virulencije koji sprječava zatvaranje puči, čime se favorizira ulazak više bakterija iz vanjskog okruženja.

Kada se bakterije nalaze unutar biljke, one sprječavaju transport vode, zbog ometanja vaskularnog tkiva. Rezultat je nekroza lišća i uvenuće zaraženih dijelova.

također, X. campestris proizvodi spoj nazvan neutralni ciklički glukan β- (1,2) koji sprječava ekspresiju obrambenih gena u biljci. Ovi spojevi mogu biti povezani s bakterijskim periplazmičkim prostorom ili se mogu izlučiti u ekstracelularni medij, favorizirajući pokretljivost bakterija, njegovu virulentnost i formiranje biofilma.. 

ksantan

Xanthan proizveden od strane Xanthomonas Djeluje kao faktor virulencije, suzbijajući imunološki odgovor zaražene biljke i povećavajući kapacitet infekcije bakterije.

Ksantan je polisaharid koji se sastoji od jedinica od 5 šećera koje se ponavljaju (2 glukoze, 2 manoze i 1 glukuronske kiseline) i polimeriziraju.

Sinteza ksantana ovisi o operonu koji se zove žvakaća guma (skup gena koji čine funkcionalnu jedinicu), koji prikazuje 12 gena koji su pod kontrolom jedne promotorske regije.

Izolacija X. campestris iz biljnog tkiva

X. campestris pv. campestris može se izdvojiti iz folijarnog tkiva koje predstavlja mjesta u obliku "V" ili oštećenog vaskularnog tkiva ili vrata biljke, odnosno ozlijeđenih područja biljke.

Za dobivanje sojeva X. campestris, ona je odabrana jer pokazuje ozlijeđenu zonu (listne listove ili plodove ili kancera). Ako se lezija ne promatra u biljci, tkivo koje je najosjetljivije na oštećenje uzima se kao uzorak i analizira pomoću medija za kulturu i tehnikom lančane reakcije polimeraze (PCR)..

Mediji kulture

Među korištenim medijima kulture su slijedeći:

Milk Tween (MT)

Za početnu izolaciju mikroorganizama iz uzoraka biljnog tkiva može se primijeniti medij Milk Tween (MT):

10 ml obranog mlijeka, 0,25 g CaCl2, 3 g, 15 g Bacto agara, 0,5 g tirozina, 10 ml Tween 80, 80 mg cephalexina (u 2 ml 4% NaOH), 200 g cikloheksimida (u 2 ml metanola na 75%), 100 mg vankomicina (u 1 ml destilirane vode).

Otopine obranog mlijeka, cefaleksina, cikloheksimida i vankomicina treba sterilizirati filtracijom i dodati u medij na 50 ° C.

Kralj B

Nakon što se u TM-u omogući rast bakterijskih kolonija, najsličnijim se mogu prenijeti X. campestris (kolonije žute pigmentacije na 72 i 120 sati kulture) u mediju Kralj B:

20 g proteaznog peptona br. 3, 20 g agar agara, K2HPO4 1.5 g, MgS044x / H21,5 g, 10 ml glicerola, 700 destilirane vode.

Medij se zagrijava na 80 ° C tresenjem, mjerenjem s destiliranom vodom do 1 L i homogeniziranjem, a pH treba podesiti na 7,2. Sterilizirajte na 121 ° C 15 minuta.

Također je korišten bogati medij za kulturu Pym ili YMM u uzgoju X. campestris.

Pym

Za pripremu Pym, za svakih 1000 ml ukupnog volumena, morate dodati: 10 grama glukoze, 5 grama ekstrakta peptona, 3 grama ekstrakta slada i 3 grama kvasca.

Ako se želi kultivirati u krutom mediju u Petrijevim zdjelicama, tada treba smjesu dodati i 15 gr agara.

YMM

Za pripremu medija YMM, potrebno je na 1000 ml ukupnog volumena: 10 gr glukoze, 1 ml otopine MgSO4: 7H2O (10 g / L), 1 ml otopine CaCl2 (22 gr / L), 1 ml K otopine2HPO4 (22 g / L), 1 ml FeCl otopine3 u 0,1 M HCl (2 g / L), casamino kiseline 0,3% m / v (aminokiseline iz hidrolize kazeina) i 11% v / v otopine natrijevog glutamata.

Uvjeti inkubacije

Uvjeti inkubacije bakterijskih sojeva X. campestris mora biti 27 ili 28 ° C, au slučaju tekućeg medija za kulturu, kontinuirano miješanje treba održavati na 200 okretaja u minuti (rpm).

Proizvodnja ksantana

Ako je poželjna proizvodnja ksantana u procesu fermentacije, glukoza, saharoza ili kukuruzni sirup (između 20 i 40 g / L), između ostalih hranjivih tvari koje osiguravaju dušik, trebaju se dostaviti kao izvor ugljika..

Detekcija metaboličke aktivnosti

Za otkrivanje prisutnosti X. campestris Neki znanstvenici preporučuju mjerenje metaboličke aktivnosti umjesto rasta mikroba u laboratorijskoj kulturi.

Mjerenje metaboličke aktivnosti provedeno je pomoću pokazatelja održivosti kroz sustav za prijenos elektrona. Ovaj spoj se naziva tetrazolij i njegove soli prihvaćaju elektrone iz vodika, stvarajući formazan, tvar netopljivu u vodi. Stoga je pojava u sredini formazana pokazatelj stanične metaboličke aktivnosti.

Jedan od načina uzgoja X. campestris za izvođenje testa održivosti sadrži tetrazolijev klorid (TTC), tetrazolijev trifenil klorid i druge aditive kao što su natrijev klorid i šećeri. To je medij sa sljedećim tvarima za 500 ml ukupnog volumena: 5 g peptona, 0,5 g hidroliziranog kazeina, 2,5 g glukoze i 8,5 g agara..

physiopathologies

Bakterija X. campestris To je uzročnik brojnih bolesti koje pogađaju lišće ukrasnog bilja (kao što je Anthurium andreanum) i obični grah (Phaseolus vulgaris L.). Oni također utječu na plodove koštičavog voća, kao što su badem, nektarina, trešnja, breskva, marelica, šljiva, među ostalima.

X. campestris Poznato je da utječe na obitelj Brassicaceae ili krstače, među 10 najopasnijih fitopatogenih vrsta za poljoprivrednu djelatnost, osobito u tropima.

Na primjer, X. campestris proizvodi bolest crne truleži u cvjetačici (Brassica oleracea), brokula (B. napus), Kineski kupus (B. pekinensis), repa (B. rapa), senf (B. nigra), rotkvica (Rhaphanus sativus) i kupus (B. fruticulosa).

Simptomi koje proizvodi X. campestris u početku se pojavljuju u lišću i mogu se pojaviti na plodovima i granama. Uključuju nepravilne i kutne žućkaste listne listove (promjera od 1 do 5 mm) ograničene rebrima koja konačno postaju nekrotična.

Prisutne su i lisne opekline; mrlje na plodovima; vaskularna uvenuća i pojava klorotičnih ili nekrotičnih lezija u obliku "V".

Mjesta se pojavljuju na rubovima lista i oko središnjeg živca. Može doći do gubitka lišća u biljci. U plodovima se pojavljuju zelene mrlje koje su nekrotične, a također ih mogu razbiti. Mogu biti prisutni i motori.

reference

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Raspršivanje biofilma u Xanthomonas campestris se kontrolira signalizacijom staničnih stanica i potreban je za punu virulenciju prema biljkama. Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, 100 (19), 10995-11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. i Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Netherlands. str. 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. i Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Ksantan proizvodnje od Xanthomonas campestris u šaržnim kulturama. Process Biochemistry, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Pregled proizvodnje ksantanske gume iz nemodificiranih škrobova. \ T Xanthomonas campestris Enzyme and Microbial Technology, 39 (2), 197-207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. i Globig, S. (2011). Fitopatologija u biljkama. Apple Academic Press. str. 334.