Xanthomonas campestris beskrivning, odlingsmedium och patofysiologier



Xanthomonas campestris är en art av proteobakterier (klass: Gamma Proteobacteria, order: Xanthomonadales, family: Xanthomonadaceae) phytopathogenic som påverkar viktiga grödor.

X. campestris Den presenterar en epifytisk fas på växten där den inte skadar den. Denna fas är före infektion, genereras den genom bakteriernas proliferation på grund av gynnsamma miljövariationer. Infektionen av denna art ellerCasiona en mängd olika symtom i den smittade växten som eventuellt kan degenerera i hans död.

X. campestris Det är också välkänt för framställning av biopolymeren xantan eller xantangummi, en polysackarid som utsöndrar mediet (exopolysackarid) och ökar viskositeten hos vattenhaltiga lösningar.

Xanthan-exopolysackarid var den första bioprodukten av kommersiell betydelse genererad av fermentationsprocesser av majsstärkelse. För närvarande produceras den i stora mängder och har många tillämpningar på grund av dess egenskaper som förtjockningsmedel och emulgeringsmedel. Xanthan används bland annat inom livsmedelsindustrin, farmaceutiska, kosmetiska, jordbruks-, olja.

index

  • 1 Beskrivning
    • 1.1 Samverkan med växten
    • 1,2 Xantano
  • 2 Isolering av X. campestris från växtvävnad
  • 3 kulturmedia
    • 3,1 mjölk-tween (MT)
    • 3,2 kung b
    • 3,3 PYM
    • 3,4 YMM
    • 3.5 Inkubationsförhållanden
    • 3.6 Produktion av xantan
    • 3.7 Detektion av metabolisk aktivitet
  • 4 patofysiologi
  • 5 referenser

beskrivning

Xanthomonas campestris Det är en gram-negativ bacillus, obligatorisk aerob och fakultativ saprofyt. Den är mobil, mellan 0,2 och 0,6 μm bred och mellan 0,8 och 2,9 μm lång. Det kan verka som en ensam individ eller bilda filament, omgiven av xantan, den exopolysackarid som de producerar.

Xanthan gynnar bildandet av biofilmer av X. campestris och utövar också en skyddande åtgärd hos de samhällen som är etablerade i denna struktur, när abrupta temperaturförändringar, pH, ultraviolett strålning, märkta osmotiska variationer och / eller fuktighetsminskning inträffar..

Samverkan med växten

Denna art har flera mekanismer för att undvika försvarets reaktioner hos de växter det infekterar. Den första barriären för växten mot en bakteriell infektion är cellväggen och ytämnena med antimikrobiell aktivitet.

X. campestris Du kan infektera växten genom klyvöppningarna blad (porer där gasutbyte sker med atmosfären), dess hydathodes (en typ av stomi, för vilka utstrålar överflödigt vatten), eller sår som före.

Planter stänger vanligen stomata när de attackeras av mikroorganismer. emellertid, X. campestris producerar en virulensfaktor som förhindrar stängning av stomata, vilket gynnar införandet av fler bakterier från den yttre miljön.

När bakterierna finns inuti växten, hindrar de transport av vatten, för att hindra kärlvävnaderna. Resultatet är bladets nekros och viskningen av de smittade delarna.

också, X. campestris producerar en förening som kallas neutral cyklisk glukan p (1,2) som förhindrar uttryck av försvarsgener i växten. Dessa föreningar kan associeras med det bakteriella periplasmatiska utrymmet eller kan utsöndras till det extracellulära mediet, vilket gynnar bakteriens rörlighet, dess virulens och bildandet av biofilmer.. 

xantan

Den xantan som produceras av Xanthomonas Det verkar som en virulensfaktor, undertrycker immunsvaret hos den infekterade växten och ökar bakteriens infektionskapacitet.

Xanthan är en polysackarid bestående av enheter av 5 sockerarter som upprepas (2 glukos, 2 mannos och 1 glukuronsyra) och polymeriserar.

Synten av xantan beror på en operon som kallas klustergummi (en uppsättning gener som utgör en funktionell enhet), som presenterar 12 gener som är under kontroll av en enda promotorregion.

Isolering av X. campestris från växtvävnad

X. campestris pv. campestris det kan isoleras från bladvävnaden som presenterar fläckar i form av "V" eller skadad kärlväv eller plantens nacke, det vill säga av de skadade områdena hos växten.

För att erhålla stammar av X. campestris, den väljs som den visar den skadade zonen (bladspår eller frukt eller cankers). Om lesionen inte observeras i växten, tas den vävnad som är mest mottaglig för skada som ett prov och analyseras av odlingsmedium och genom polymeras-kedjereaktionstekniken (PCR) -tekniken..

Kulturmedia

Bland de använda kulturmedierna är följande:

Mjölk Tween (MT)

För initial isolering av mikroorganismer från vävnadsprover kan mediet appliceras Mjölk Tween (MT):

10 ml skummjölk, 0,25 g CaCl2, 10g proteospepton nr 3, 15 g Bacto-agar av 0,5 g tyrosin, 10 ml Tween 80, 80 mg cefalexin (i 2 ml NaOH 4%), 200 g av cykloheximid (i 2 ml metanol 75%), 100 mg vankomycin (i 1 ml destillerat vatten).

Lösningarna av skummjölk, cefalexin, cykloheximid och vankomycin bör steriliseras genom filtrering och sättas till mediet vid 50 ° C.

Kung b

Efter att ha tillåtit bakteriekolonier att växa i TM kan de mest likartade passagerna överföras till X. campestris (kolonier med gul pigmentering vid 72 och 120 timmars odling) i medium Kung b:

20 g proteaspepton nr.3, 20 g agaragar, K2HPO4 1,5 g, MgSO4x / H2O 1,5 g, 10 ml glycerol, 700 destillerat vatten.

Mediet bör upphettas till 80 ° C genom skakning, mätning med destillerat vatten till 1 1 och homogenisering och pH bör justeras till 7,2. Sterilisera vid 121 ° C i 15 minuter.

Det rika kulturmediet har också använts PYM eller YMM i odlingen av X. campestris.

PYM

Att förbereda PYM, För varje 1000 ml av den totala volymen måste du lägga till: 10 gram glukos, 5 gram peptonkstrakt, 3 gram maltextrakt och 3 gram jäst.

Om man önskar odla i fast medium i petriskålar, bör 15 gr agar också sättas till blandningen.

YMM

Förbereda mediet YMM, Du behöver per 1000 ml total volym: 10 g glukos, 1 ml MgSO-lösning4: 7H2O (10 g / 1), 1 ml av en CaCl-lösning2 (22 gr / 1), 1 ml av en K-lösning2HPO4 (22 gr / 1), 1 ml av en FeCl-lösning3 i 0,1 M HCl (2 g / L), kasaminosyror 0,3% m / v (aminosyror från hydrolys av kasein) och 11% vol / vol lösning av natriumglutamat.

Inkubationsförhållanden

Inkubationsbetingelserna för bakteriestammarna hos X. campestris måste vara 27 eller 28 ° C, och vid flytande odlingsmedium bör kontinuerlig omröring bibehållas vid 200 varv per minut (rpm).

Produktion av xantan

Om produktionen av xantan i en jäsningsprocess önskas, tillföras som källa till glukos kol, sackaros eller majssirap (20 till 40 g / L), bland andra näringsämnen som bidrar kväve.

Detektion av metabolisk aktivitet

Att upptäcka närvaron av X. campestris livskraftiga i växtvävnad, rekommenderar vissa forskare att mäta metabolisk aktivitet, i stället för mikrobiell tillväxt i laboratoriekulturen.

Mätningen av metabolisk aktivitet har utförts med användning av en viabilitetsindikator genom elektrontransportsystemet. Denna förening kallas tetrazolium och dess salter accepterar elektroner från väte, vilket genererar formazan, ett ämne olösligt i vatten. Sålunda är utseendet i mitten av formazan en indikator på cellulär metabolisk aktivitet.

Ett av metoderna för odling av X. campestris För att utföra detta livskraftstest innehåller den tetrazoliumklorid (TTC), tetrazoliumtrifenylklorid och andra tillsatser såsom natriumklorid och sockerarter. Det är ett medium med följande ämnen för 500 ml total volym: 5 g pepton, 0,5 g hydrolyserat kasein, 2,5 g glukos och 8,5 g agar.

physiopathologies

Bakterien X. campestris Det är orsakssambandet till många sjukdomar som påverkar blommor av prydnadsväxter (t.ex. Anthurium andreanum) och vanlig böna (Phaseolus vulgaris L.). De påverkar också frukten av stenfrukt, såsom mandel, nektarin, körsbär, persika, aprikos, plommon, bland andra.

X. campestris Det är känt att påverka familjen Brassicaceae eller kruciferer, som är bland de 10 farligaste fytopatogena arterna för jordbruksverksamhet, särskilt i troperna.

Till exempel, X. campestris producerar sjukdomen av svart rot i blomkål (Brassica oleracea), broccoli (B. napus), Kinesisk kål (B. pekinensis), högen (B. rapa), senap (B. nigra), rädisa (Rhaphanus sativus) och kål (B. fruticulosa).

De symptom det producerar X. campestris de förefaller initialt i löv och kan då dyka upp på frukterna och grenarna. De involverar oregelbundna och vinkla gula bladfläckar (från 1 till 5 mm i diameter) begränsade av revbenen som äntligen blir nekrotiska.

Bladbrännskador finns också; fläckar på frukterna; vaskulär vildhet och utseende av klorotiska eller nekrotiska lesioner i form av "V".

Fläckarna förekommer på bladkanterna och omger centrala nerven. Lossen av löv i växten kan inträffa. I frukterna förekommer gröna fläckar som är nekrotiska, även att kunna spricka dem. Cankers kan också vara närvarande.

referenser

  1. Dow, J.M., Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Biofilmspridning i Xanthomonas campestris styrs av cellcellsignalering och krävs för full virulens till växter. Förlopp av National Academy of Sciences, 100 (19), 10995-11000. doi: 10,1073 / pnas.1833360100
  2. Hayward, A.C., Swings, J.G. och Civerolo, E.L. (1993). Xanthomonas. Springer Nederländerna. s. 407.
  3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. och Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Xanthan produktion av Xanthomonas campestris i satskulturer. Process Biochemistry, 37 (1), 73-80. doi: 10,1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
  4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Granskning av xantangummiproduktion från omodifierade stärkelser av Xanthomonas campestris Enzym och mikrobiell teknik, 39 (2), 197-207. doi: 10,1016 / j.enzmictec.2005.10.019
  5. Stewart, P. och Globig, S. (2011). Fytopatologi i växter. Apple Academic Press. s. 334.