Азоспириллы - Azospirillum

Азоспириллы
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Alphaproteobacteria
Заказ:
Родоспириллы
Семья:
Rhodospirillaceae
Род:
Азоспириллы

Tarrand et al. 1979 г.[1]
Типовой вид
Азоспириллы липоферум[1]
Разновидность

A. brasilense[1]
A. canadense[1]
A. doebereinerae[1]
А. ферментариум[1]
A. formosense[1]
А. halopraeferens[1]
A. humicireducens[1]
А. Иракенс[1]
А. ларгимобиль[1]
А. липоферум[1]
A. melinis[1]
A. oryzae[1]
A. picis[1]
A. rugosum[1]
А. тиофилум[1]
A. zeae[1]

Азоспириллы это Грамотрицательный, микроаэрофильный, не-ферментативный и азотфиксирующий бактериальный род из семейства Rhodospirillaceae.[1][2][3][4][5] Азоспириллы бактерии могут способствовать рост растений.[6]

Характеристики

Род Азоспириллы принадлежит к альфа-протеобактерии класс бактерий. Азоспириллы находятся грамотрицательный, не образуют спор, имеют слегка закрученную форму продолговатого стержня.[7] [8] Азоспириллы иметь хотя бы один жгутик а иногда и множественные жгутики, которые они используют для быстрого передвижения. Азоспириллы находятся аэробный, но многие могут также функционировать как микроаэробный диазотрофы Это означает, что в условиях низкого содержания кислорода они могут превращать инертный азот из воздуха в биологически пригодные формы.[7][8] Как минимум три вида, A. melinis, А. тиофилум, и A. humicireducens находятся факультативные анаэробы, и может при необходимости жить без кислорода.[7] Рост Азоспириллы возможен при температуре от 5 ° C до 42 ° C и в субстратах с pH от 5 до 9, с оптимальным ростом при 30 ° C и 7 pH. [7] Микробиологи используют полутвердые среды, не содержащие азота, для выделения Азоспириллы из образцов. Наиболее часто используемый носитель называется «NFb».[5]

Открытие и реклассификация

Первый вид, описанный в роде, первоначально был назван Липоферум спириллум в 1925 году М.В. Бейеринком.[9] В Бразилии в 1970-е годы ученые под руководством доктора Йоханны Дёберейнер были обнаружены похожие штаммы этого вида, связанные с корнями зерновых растений. Ее группа обнаружила, что эти бактерии обладают способностью связывать азот.[9][5] Благодаря этому открытию, Липоферум спириллум был реклассифицирован в 1978 году как Азоспириллы липоферум Джеффри Тарранд, Ноэль Криг и Дёберейнер, которые также добавили Азоспириллы бразильский к роду.[10] К 2020 году двадцать один вид Азоспириллы были описаны, большинство из которых были обнаружены после 2000 года.[11]

Происхождение имени

Приставка «Азо-» происходит от французского слова «азоте», что означает азот. Этот префикс используется для обозначения способности бактерий к фиксировать атмосферный азот. Окончание «-spirillum» относится к форме бактерий, которые похожи на спиралевидные бактерии этого рода. Спирилл.[8]

Экологическое и сельскохозяйственное значение

Азоспириллы находятся в пресной воде[8] и почвенные среды обитания, особенно в тесной связи с корнями растений.[5] Считается, что ассоциации с растениями очень полезны. Было документально подтверждено, что более 113 видов растений из 35 различных семейств растений извлекли выгоду из ассоциации с видами Азоспириллы.[12] В добавление к сосудистые растения, рост водорослей Хлорелла обыкновенная положительно повлияло наличие Азоспириллы.[13] С 1970-х годов Азоспириллы штаммы были исследованы на предмет их влияния на повышение урожайности сельскохозяйственных культур и улучшение роста дикорастущих растений. В 2009 году были выпущены первые коммерческие модификаторы, содержащие Азоспириллы появился на рынке, и к 2018 году фермеры, в основном в Южной Америке, ежегодно применяли более 3 миллионов доз на посевы сельскохозяйственных культур.[14]

Стимулирование роста растений

Азоспириллы способствует росту тонких корневых волосков.

Азоспириллы способствовать росту растений с помощью различных механизмов. Много Азоспириллы выделять гормоны растений которые меняют рост корней растений. На пораженных корнях часто растет больше ветвей и тонких корневых волосков, что может помочь растениям более эффективно усваивать воду и питательные вещества.[15] Помимо этих изменений, Азоспириллы может также изменять формы питательные вещества для растений Такие как азот и фосфор чтобы сделать их более доступными для растений.[15] Однако вопрос о том, сколько азота вносят азоспириллы в культурные растения посредством биологической фиксации, остается предметом споров.[16] Азоспириллы также сделать антиоксиданты защищающие корни растений от стрессов из-за засухи и наводнений.[15]

Росту растений также могут косвенно способствовать: Азоспириллы уменьшение болезней растений. Азоспириллы конкурирует с патогенами на корнях за пространство и за следовые питательные вещества, такие как утюг. Иммунная система растений также может быть активирована Азоспириллы к противостоять атакам патогенов, процесс, известный как индуцированное системное сопротивление.[15]

Известные виды

Имя[1]Бумага, впервые описавшая виды[1]Подробно о видах
Азоспириллы агриколаLin et al. 2016 г.Изолирован из сельскохозяйственных земель на Тайване[17]
Азоспириллы бразильскиекорриг. Tarrand et al. 1979 г.Изолирован из корней трав в Южной Америке; Один из наиболее изученных видов рода; Тщательно исследованы для применения в сельском хозяйстве; Используется в коммерческих целях для стимулирования роста сельскохозяйственных культур, особенно в Южной Америке.[9]
Азоспириллы канадскиеMehnaz et al. 2007 г.Изолировано из корней кукурузы в Канаде[18]
Азоспириллы doebereineraeEckert et al. 2001 г.Изолированный от Мискантус широкие массы в Германии[19]
Азоспириллы ферментарийLin et al. 2013Изолировано из бродильного чана на Тайване[20]
Азоспириллы формосенсLin et al. 2012 г.Изолирован из сельскохозяйственных земель на Тайване[21]
Азоспириллы грисеумЯн и др. 2019 г.Изолировано из воды озера Байян в Китае.[22]
Азоспириллы halopraeferensРейнхольд и др. 1987 г.Изолирован из солеустойчивой травы каллар в Пакистане;[23] Был показан

выжить в морской воде после экспериментальной инокуляции на корнях мангровых зарослей[24]

Azospirillum humicireducensЧжоу и др. 2013Изолировано от микробного топливного элемента в Китае[25]
Азоспириллы большиекорриг. (Скерман и др., 1983) Бен Дехил и др. 1997 г.Изолирован из озерной воды в Австралии;[5] первоначально назывался Conglomeromonas largomobilis[26]
Азоспириллы липоферумTarrand et al. 1979 г.Первый вид, который будет описан в роде; Впервые выделен из садовой почвы[27]
Азоспириллы мелинисPeng et al. 2006 г.Изолированный от травы патоки в Китае[28]
Азоспириллы oryzaeСе и Ёкота 2005Изолировано из рисовых корней в Японии[29]
Азоспириллы болотныеТихонова и др. 2019 г.Изолирован из сфагнового торфа в России; Можно использовать метанол в качестве источника пищи[30]
Azospirillum picisLin et al. 2009 г.Изолировано от дегтя на Тайване[31]
Азоспириллы

Рамасамьи

Anandham et al. 2019 г.Изолировано из продуктов ферментации крупного рогатого скота в Корее[32]
Азоспириллы морщинистыеYoung et al. 2008 г.Изолировано из загрязненной нефтью почвы на Тайване[33]
Азоспириллы соленыеLin et al. 2015 г.Изолировано из сельскохозяйственных земель на Тайване[34]
Азоспириллы термофилумZhao et al. 2020 г.Изолировано от горячего источника в Китае[35]
Азоспириллы

тиофил

Лавриненко и др. 2010 г.Изолирован из сульфидного источника в России[36]
Азоспириллы zeaeMehnaz et al. 2007 г.Изолировано из корней кукурузы в Канаде[37]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты Parte AC. «Азоспириллы». LPSN.
  2. ^ Арора Н.К. (2014). Симбиоз растительных микробов: прикладные аспекты. Springer. ISBN  978-81-322-2068-8.
  3. ^ «Азоспириллы». www.uniprot.org.
  4. ^ Стинхоудт О., Вандерлейден Дж. (Октябрь 2000 г.). «Азоспириллы, свободноживущие азотфиксирующие бактерии, тесно связанные с травами: генетические, биохимические и экологические аспекты». Обзор микробиологии FEMS. 24 (4): 487–506. Дои:10.1111 / j.1574-6976.2000.tb00552.x. PMID  10978548.
  5. ^ а б c d е Кассан Ф. Д., Окон Й, Креус С. М. (2015). Справочник по азоспириллам: технические вопросы и протоколы. Чам: Спрингер. ISBN  978-3-319-06542-7. OCLC  908335504.
  6. ^ Катси Е.И. (2014). Пластичность у стимулирующих рост растений и фитопатогенных бактерий. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Выходные данные: Springer. ISBN  978-1-4614-9203-0.
  7. ^ а б c d Розенберг Э., Делонг Э.Ф., Лори С., Стакебрандт Э., Томпсон Ф., ред. (2014). Прокариоты: Alphaproteobacteria и Betaproteobacteria. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. Дои:10.1007/978-3-642-30197-1. ISBN  978-3-642-30196-4. S2CID  12080582.
  8. ^ а б c d Мэдиган М.Т., Мартинко Дж. М., Паркер Дж. (2003). Брок биология микроорганизмов (10-е изд.). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall / Pearson Education. ISBN  0-13-066271-2. OCLC  49558966.
  9. ^ а б c Фуками Дж., Церезини П., Хунгрия М. (май 2018 г.). «Азоспириллы: преимущества, выходящие далеко за рамки биологической азотфиксации». AMB Express. 8 (1): 73. Дои:10.1186 / s13568-018-0608-1. ЧВК  5935603. PMID  29728787.
  10. ^ Tarrand JJ, Krieg NR, Döbereiner J (август 1978 г.). «Таксономическое исследование группы Spirillum lipoferum с описанием нового рода, Azospirillum gen. Nov. И двух видов, Azospirillum lipoferum (Beijerinck) comb. Nov. И Azospirillum brasilense sp. Nov.». Канадский журнал микробиологии. 24 (8): 967–80. Дои:10,1139 / м 78-160. PMID  356945.
  11. ^ «Род: Азоспириллы». lpsn.dsmz.de. Получено 2020-10-20.
  12. ^ Перег, Лили; de-Bashan, Luz E .; Башан, Йоав (февраль 2016 г.). «Оценка сродства и специфичности азоспирилл к растениям». Растение и почва. 399 (1–2): 389–414. Дои:10.1007 / s11104-015-2778-9. ISSN  0032-079X. S2CID  8547931.
  13. ^ Меза, Беатрис; de-Bashan, Luz E .; Эрнандес, Хуан-Пабло; Башан, Йоав (01.06.2015). «Накопление внутриклеточного полифосфата в клетках Chlorella vulgaris связано с индол-3-уксусной кислотой, продуцируемой Azospirillum brasilense». Исследования в области микробиологии. 166 (5): 399–407. Дои:10.1016 / j.resmic.2015.03.001. ISSN  0923-2508. PMID  25797155.
  14. ^ Фуками, Джозиан; Церезини, Паула; Венгрия, Мариангела (4 мая 2018 г.). «Азоспириллы: преимущества, выходящие далеко за рамки биологической азотфиксации». AMB Express. 8 (1): 73. Дои:10.1186 / s13568-018-0608-1. ISSN  2191-0855. ЧВК  5935603. PMID  29728787.
  15. ^ а б c d Фуками, Джозиан; Церезини, Паула; Венгрия, Мариангела (4 мая 2018 г.). «Азоспириллы: преимущества, выходящие далеко за рамки биологической азотфиксации». AMB Express. 8 (1): 73. Дои:10.1186 / s13568-018-0608-1. ISSN  2191-0855. ЧВК  5935603. PMID  29728787.
  16. ^ Башан, Йоав; де-Башан, Луз Э. (01.01.2010), Спаркс, Дональд Л. (ред.), «Глава вторая. Как бактерия Azospirillum, способствующая росту растений, способствует росту растений - критическая оценка», Достижения в агрономии, Academic Press, 108, стр. 77–136, Дои:10.1016 / s0065-2113 (10) 08002-8, получено 2020-11-03
  17. ^ Линь, Ши-Яо; Лю, Ю-Ченг; Хамид, Асиф; Сюй, И-Хан; Хуанг, Синь-И; Лай, Вэй-Ань; Янг, Чиу-Чунг (2016-03-01). «Azospirillum Agricola sp. Nov., Азотфиксирующий вид, выделенный из окультуренной почвы». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 66 (3): 1453–1458. Дои:10.1099 / ijsem.0.000904. ISSN  1466-5026. PMID  26786719.
  18. ^ Мехназ, Самина; Везеловски, Брайан; Лазаровиц, Георгий (2007-03-01). «Azospirillum canadense sp. Nov., Азотфиксирующая бактерия, выделенная из ризосферы кукурузы». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 57 (3): 620–624. Дои:10.1099 / ijs.0.64804-0. ISSN  1466-5026. PMID  17329796.
  19. ^ Eckert, B; Вебер, О. Б.; Кирхгоф, G; Halbritter, A; Стоффельс, М; Хартманн, А (2001-01-01). «Azospirillum doebereinerae sp. Nov., Азотфиксирующая бактерия, связанная с мискантусом C4-grass». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 51 (1): 17–26. Дои:10.1099/00207713-51-1-17. ISSN  1466-5026. PMID  11211255.
  20. ^ Линь, Ши-Яо; Лю, Ю-Ченг; Хамид, Асиф; Сюй, И-Хан; Лай, Вэй-Ань; Шен, Фо-Тин; Янг, Чиу-Чунг (01.10.2013). «Azospirillum fermentarium sp. Nov., Азотфиксирующий вид, выделенный из ферментера». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 63 (Pt_10): 3762–3768. Дои:10.1099 / ijs.0.050872-0. ISSN  1466-5026. PMID  23645021.
  21. ^ Линь, Ши-Яо; Шен, Фо-Тин; Янг, Ли-Сен; Чжу, Чжи-Лонг; Чен, Вэнь-Мин; Янг, Чиу-Чунг (01.05.2012). «Азоспириллум формосенс ​​sp. Nov., Диазотроф из сельскохозяйственных почв». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 62 (Pt_5): 1185–1190. Дои:10.1099 / ijs.0.030585-0. ISSN  1466-5026. PMID  21742820.
  22. ^ Ян, Юньчжэнь; Чжан, Ранрань; Фэн, Цзе; Ван, Чао; Чен, Цзифэн (01.12.2019). "Azospirillum griseum sp. Nov., Изолированный из озерной воды". Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 69 (12): 3676–3681. Дои:10.1099 / ijsem.0.003460. ISSN  1466-5026. PMID  31135333.
  23. ^ Reinhold, B .; Гурек, Т .; Fendrik, I .; Горшок, B .; Gillis, M .; Kersters, K .; Thielemans, S .; Де Лей, Дж. (1987-01-01). «Azospirillum halopraeferens sp. Nov., Азотфиксирующий организм, связанный с корнями калларской травы (Leptochloa fusca (L.) Kunth)». Международный журнал систематической бактериологии. 37 (1): 43–51. Дои:10.1099/00207713-37-1-43. ISSN  0020-7713.
  24. ^ Пуэнте, М. Эстер; Ольгин, Джина; Глик, Бернард Р .; Башан, Йоав (июль 1999 г.). «Заселение на поверхности корней проростков черного мангрового дерева Azospirillum halopraeferens и Azospirillum brasilense в морской воде». FEMS Microbiology Ecology. 29 (3): 283–292. Дои:10.1111 / j.1574-6941.1999.tb00619.x.
  25. ^ Чжоу, Шунгуй; Хан, Лучао; Ван, Юэцян; Ян, Гуйцинь; Чжуан, Ли; Ху, Пей (2013-07-01). «Azospirillum humicireducens sp. Nov., Азотфиксирующая бактерия, выделенная из микробного топливного элемента». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 63 (Pt_7): 2618–2624. Дои:10.1099 / ijs.0.046813-0. ISSN  1466-5026. PMID  23264502.
  26. ^ Бен Дехил, Сьюзен; Кэхилл, Мэриан; Stackebrandt, E .; Слай, Л. (Январь 1997 г.). «Перенос Conglomeromonas largomobilis subsp. Largomobilis в род Azospirillum как Azospirillum largomobile comb. Nov. И повышение Conglomeromonas largomobilis subsp. Parooensis до нового типа видов Conglomeromonas, Conglomeromonas parooensis sp. Nov». Систематическая и прикладная микробиология. 20 (1): 72–77. Дои:10.1016 / S0723-2020 (97) 80050-1.
  27. ^ Хартманн, Антон; Балдани, Хосе Иво (2006), Дворкин, Мартин; Фалькоу, Стэнли; Розенберг, Юджин; Шлейфер, Карл-Хайнц (ред.), «Род Азоспириллы», Прокариоты, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York, стр. 115–140, Дои:10.1007/0-387-30745-1_6, ISBN  978-0-387-25495-1, получено 2020-11-07
  28. ^ Пэн, Гуйсян; Ван, Хуаронг; Чжан, Госся; Хоу, Вэй; Лю, Ян; Ван, Эн Тао; Тан, Чжиюань (01.06.2006). «Azospirillum melinis sp. Nov., Группа диазотрофов, выделенных из тропической патоки». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 56 (6): 1263–1271. Дои:10.1099 / ijs.0.64025-0. ISSN  1466-5026. PMID  16738102.
  29. ^ Се, Чэн-Хуэй; Йокота, Акира (01.07.2005). «Azospirillum oryzae sp. Nov., Азотфиксирующая бактерия, выделенная из корней рисового растения Oryza sativa». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 55 (4): 1435–1438. Дои:10.1099 / ijs.0.63503-0. ISSN  1466-5026. PMID  16014463.
  30. ^ Тихонова, Екатерина Н .; Груздев, Денис С .; Кравченко, Ирина К. (01.09.2019). «Azospirillum palustre sp. Nov., Метилотрофный азотфиксирующий вид, выделенный из верхового болота». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 69 (9): 2787–2793. Дои:10.1099 / ijsem.0.003560. ISSN  1466-5026. PMID  31237535.
  31. ^ Lin, S.-Y .; Young, C.C .; Hupfer, H .; Siering, C .; Arun, A. B .; Chen, W.-M .; Lai, W.-A .; Шен, Ф.-Т .; Rekha, P.D .; Ясин, А.Ф. (01.04.2009). «Azospirillum picis sp. Nov., Выделенный из выброшенной смолы». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 59 (4): 761–765. Дои:10.1099 / ijs.0.65837-0. ISSN  1466-5026. PMID  19329602.
  32. ^ Анандхам, Рангасами; Хео, Джун; Кришнамурти, Рамасами; СентилКумар, Муругайян; Гопал, Неллайаппан Олгаганатан; Ким, Су-Джин; Квон, Скоро Ву (2019-05-01). «Azospirillum ramasamyi sp. Nov., Новая диазотрофная бактерия, выделенная из ферментированных продуктов крупного рогатого скота». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 69 (5): 1369–1375. Дои:10.1099 / ijsem.0.003320. ISSN  1466-5026.
  33. ^ Young, C.C .; Hupfer, H .; Siering, C .; Ho, M.-J .; Arun, A.B .; Lai, W.-A .; Rekha, P.D .; Шен, Ф.-Т .; Hung, M.-H .; Chen, W.-M .; Ясин, А.Ф. (01.04.2008). «Azospirillum rugosum sp. Nov., Выделенный из нефтезагрязненной почвы». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 58 (4): 959–963. Дои:10.1099 / ijs.0.65065-0. ISSN  1466-5026. PMID  18398202.
  34. ^ Линь, Ши-Яо; Хамид, Асиф; Лю, Ю-Ченг; Сюй, И-Хан; Лай, Вэй-Ань; Шен, Фо-Тин; Янг, Чиу-Чунг (01.12.2015). «Azospirillum soli sp. Nov., Азотфиксирующий вид, выделенный из сельскохозяйственных земель». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 65 (Pt_12): 4601–4607. Дои:10.1099 / ijsem.0.000618. ISSN  1466-5026. PMID  26382036.
  35. ^ Чжао, Чжо-ли; Мин, Хун; Дин, Чен-Лонг; Цзи, Вэй-Ли; Чэн Ли-Цзяо; Ниу, Миньминь; Чжан, Янь-минь; Чжан, Лин-Ю; Мэн, Сяо-Линь; Не, Го-Син (01.01.2020). «Azospirillum thermophilum sp. Nov., Выделенная из горячего источника». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 70 (1): 550–554. Дои:10.1099 / ijsem.0.003788. ISSN  1466-5026. PMID  31651377.
  36. ^ Лавриненко, Ксения; Черноусова Елена; Гриднева, Елена; Дубинина, Галина; Акимов Владимир; Кувер, Ян; Лысенко, Анатолий; Грабович, Маргарита (01.12.2010). «Azospirillum thiophilum sp. Nov., Диазотрофная бактерия, выделенная из сульфидного источника». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 60 (12): 2832–2837. Дои:10.1099 / ijs.0.018853-0. ISSN  1466-5026. PMID  20081019.
  37. ^ Мехназ, Самина; Везеловски, Брайан; Лазаровиц, Георгий (01.12.2007). «Azospirillum zeae sp. Nov., Диазотрофная бактерия, выделенная из ризосферной почвы Zea mays». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 57 (12): 2805–2809. Дои:10.1099 / ijs.0.65128-0. ISSN  1466-5026. PMID  18048728.

дальнейшее чтение

  • Okon Y, ed. (1994). Азоспириллы / растительные ассоциации. Бока-Ратон: CRC Press. ISBN  0-8493-4925-7.
  • Klingmüller W, ed. (2012). Азоспириллы III Генетика · Физиология · Экология Труды третьего семинара по азоспирилл в Байройте. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN  978-3-642-70791-9.
  • Klingmüller W, ed. (2012). Азоспириллы IV Генетика · Физиология · Экология Труды четвертого семинара по азоспирилл в Байройте. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN  978-3-642-73072-6.
  • Гаррити GM (2005). Руководство по систематической бактериологии Берджи (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. ISBN  0-387-24145-0.
  • Хуш Г.С., Беннет Дж., Ред. (1992). Нодуляция и азотфиксация в рисе: потенциал и перспективы. Манила, Филиппины: Международный научно-исследовательский институт риса. ISBN  971-22-0035-3.