คำอธิบาย campanthris Xanthomonas, สื่อวัฒนธรรมและพยาธิสรีรวิทยา

Xanthomonas campestris เป็นสายพันธุ์ของโปรตีโอแบคทีเรีย (กลุ่ม: แกมมาโพรโทแบคทีเรีย, ลำดับ: Xanthomonadales, ครอบครัว: Xanthomonadaceae) ไฟโตพลาเจนิกที่มีผลต่อพืชสำคัญ.

X. campestris มันแสดงระยะ epiphytic บนพืชที่มันไม่เป็นอันตราย ช่วงนี้เป็นช่วงก่อนที่จะมีการติดเชื้อมันถูกสร้างขึ้นโดยการแพร่กระจายของเชื้อแบคทีเรียเนื่องจากสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวย การติดเชื้อโดยสายพันธุ์นี้ หรือCasiona มีอาการหลายอย่างในพืชที่ติดเชื้อซึ่งในที่สุดอาจเสื่อมสภาพในความตายของเขา.

X. campestris เป็นที่รู้จักกันดีในการผลิตไบโอโพลีเมอร์ xanthan หรือ xanthan gum, โพลีแซคคาไรด์ที่ขับออกมาเป็นสื่อกลาง (exopolysaccharide) และเพิ่มความหนืดของสารละลายที่เป็นน้ำ.

Xanthan exopolysaccharide เป็นสารชีวภาพตัวแรกที่มีความสำคัญทางการค้าซึ่งเกิดจากกระบวนการหมักของแป้งข้าวโพด ปัจจุบันมีการผลิตในปริมาณมากและมีการใช้งานมากมายเนื่องจากมีลักษณะเป็นสารข้นและอิมัลซิไฟเออร์ ซานซานใช้ในอุตสาหกรรมอาหารยาเครื่องสำอางเกษตรน้ำมันและอื่น ๆ.

ดัชนี

• 1 คำอธิบาย
  • 1.1 การมีปฏิสัมพันธ์กับพืช
  • 1.2 Xantano
• 2 การแยก X. campestris จากเนื้อเยื่อพืช
• 3 วัฒนธรรมสื่อ
  • 3.1 Milk Tween (MT)
  • 3.2 King B
  • 3.3 PYM
  • 3.4 YMM
  • 3.5 เงื่อนไขการฟัก
  • 3.6 การผลิตแซนซาน
  • 3.7 การตรวจหากิจกรรมการเผาผลาญ
• 4 พยาธิสรีรวิทยา
• 5 อ้างอิง

ลักษณะ

Xanthomonas campestris มันเป็นบาซิลลัสแกรมลบพันธะแอโรบิคและ saprophyte มันเป็นอุปกรณ์พกพาที่มีความกว้าง 0.2 ถึง 0.6 ไมครอนและระหว่าง 0.8 ถึง 2.9 ไมครอน มันสามารถปรากฏเป็นบุคคลที่โดดเดี่ยวหรือสร้างเส้นใยล้อมรอบด้วย xanthan, exopolysaccharide ที่พวกเขาผลิต.

ซานชานสนับสนุนการก่อตัวของแผ่นชีวะของ X. campestris และยังออกมาตรการป้องกันของชุมชนที่จัดตั้งขึ้นในโครงสร้างนี้เมื่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ, pH, รังสีอุลตร้าไวโอเลตอย่างกระทันหัน, การเปลี่ยนแปลงออสโมติกที่ทำเครื่องหมายและ / หรือการลดความชื้นเกิดขึ้น.

ปฏิสัมพันธ์กับพืช

สายพันธุ์นี้มีกลไกหลายอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงการตอบสนองการป้องกันของพืชที่ติดเชื้อ สิ่งกีดขวางแรกของพืชต่อการติดเชื้อแบคทีเรียคือผนังเซลล์และสารบนพื้นผิวที่มีฤทธิ์ต้านจุลชีพ.

X. campestris สามารถติดเชื้อในพืชผ่านทางใบปากใบ (รูขุมขนที่เกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซกับสิ่งแวดล้อม), ความชุ่มชื้น (ชนิดของปากที่ผ่านน้ำส่วนเกิน exudes) หรือบาดแผลปัจจุบัน.

โดยทั่วไปแล้วพืชปิดปากใบเมื่อถูกโจมตีโดยจุลินทรีย์ อย่างไรก็ตาม, X. campestris ก่อให้เกิดปัจจัยความรุนแรงที่ป้องกันไม่ให้ปากปิดของปากใบจึงนิยมการเข้ามาของแบคทีเรียมากขึ้นจากสภาพแวดล้อมภายนอก.

เมื่อพบแบคทีเรียภายในพืชจะป้องกันการเคลื่อนย้ายของน้ำเพื่อขัดขวางเนื้อเยื่อหลอดเลือด ผลที่ได้คือเนื้อร้ายของใบและเหี่ยวของชิ้นส่วนที่ติดเชื้อ.

ด้วย, X. campestris สร้างสารประกอบที่เรียกว่า neutral cyclic glucan β- (1,2) ที่ป้องกันการแสดงออกของยีนป้องกันในพืช สารประกอบเหล่านี้สามารถเชื่อมโยงกับพื้นที่ periplasmic ของแบคทีเรียหรือสามารถถูกขับออกไปยังตัวกลาง extracellular ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบการเคลื่อนที่ของแบคทีเรียความรุนแรงและการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพ. 

xanthan

แซนซานผลิตโดย Xanthomonas มันทำหน้าที่เป็นปัจจัยความรุนแรงระงับการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันของพืชที่ติดเชื้อและเพิ่มความสามารถในการติดเชื้อของแบคทีเรีย.

Xanthan เป็นโพลีแซคคาไรด์ประกอบด้วยหน่วยของ 5 น้ำตาลที่ทำซ้ำ (2 กลูโคส, 2 mannose และ 1 glucuronic acid) และพอลิเมอร์.

การสังเคราะห์ xanthan ขึ้นอยู่กับ operon ที่เรียกว่า หมากฝรั่งคลัสเตอร์ (ชุดของยีนที่สร้างหน่วยการทำงาน) ซึ่งนำเสนอ 12 ยีนที่อยู่ภายใต้การควบคุมของภูมิภาคก่อการ.

การแยกของ X. campestris จากเนื้อเยื่อพืช

X. campestris pv campestris มันสามารถแยกได้จากเนื้อเยื่อทางใบที่นำเสนอจุดในรูปแบบของ "V" หรือเนื้อเยื่อหลอดเลือดที่เสียหายหรือคอของพืชนั่นคือการพูดถึงพื้นที่ได้รับบาดเจ็บของพืช.

เพื่อให้ได้สายพันธุ์ X. campestris, มันถูกเลือกตามที่มันแสดงโซนที่ได้รับบาดเจ็บ (จุดใบหรือผลไม้หรือ cankers) หากไม่พบรอยโรคในพืชเนื้อเยื่อที่ไวต่อความเสียหายมากที่สุดจะถูกนำมาเป็นตัวอย่างและวิเคราะห์โดยสื่อการเพาะเลี้ยงและด้วยเทคนิคปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR).

สื่อวัฒนธรรม

สื่อวัฒนธรรมที่ใช้มีดังต่อไปนี้:

Tween นม (MT)

สำหรับการแยกเชื้อจุลินทรีย์เริ่มต้นจากตัวอย่างเนื้อเยื่อพืชสามารถใช้สื่อได้ Tween นม (MT):

นมพร่องมันเนย 10 มล., CaCl 0.25 กรัม₂, โปรตีเอส 10 กรัมของเปปโตนอันดับ 3, 15 กรัมของ Bacto agar, 0.5 กรัมของไทโรซีน, Tween 80 มล. 10 มล., เซฟาเลซิน 80 มก. (ใน 2 มล. 4% NaOH), 200 กรัมของไซโคลเฮกซิไมด์ 75%), vancomycin 100 มก. (ในน้ำกลั่น 1 มล.).

วิธีการแก้ปัญหาของนมพร่องมันเนย, เซฟาเลซิน, ไซโคลเฮกซิไมด์และ vancomycin ควรผ่านการฆ่าเชื้อโดยการกรองและเพิ่มลงในสื่อที่อุณหภูมิ 50 องศา.

King B

หลังจากปล่อยให้แบคทีเรียเติบโตใน TM แล้วเชื้อที่คล้ายกันที่สุดก็สามารถผ่านไปได้ X. campestris (อาณานิคมของผิวคล้ำเหลืองที่ 72 และ 120 ชั่วโมงของการเลี้ยง) ในระดับปานกลาง King B:

โปรตีโอ 20 peptone หมายเลข 3, 20 กรัม agar agar, K₂HPO₄ 1.5 กรัม MgSO₄x / H₂O 1.5g, 10ml กลีเซอรีน, 700 น้ำกลั่น.

สื่อควรถูกทำให้ร้อนถึง 80 ° C โดยการเขย่าการวัดด้วยน้ำกลั่นถึง 1 L และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและควรปรับค่า pH เป็น 7.2 ฆ่าเชื้อที่ 121 ° C เป็นเวลา 15 นาที.

ยังใช้สื่อวัฒนธรรมที่หลากหลายด้วย PYM หรือ YMM ในการเพาะปลูกของ X. campestris.

PYM

เพื่อเตรียมความพร้อม PYM, สำหรับแต่ละปริมาณ 1,000 มล. คุณต้องเพิ่ม: กลูโคส 10 กรัม, สารสกัดเปปโตน 5 กรัม, มอลต์สกัด 3 กรัมและยีสต์ 3 กรัม.

หากต้องการเพาะเลี้ยงในอาหารแข็งในจานเพาะเชื้อควรเติมวุ้น 15 กรัมลงในส่วนผสม.

YMM

เพื่อเตรียมสื่อ YMM, คุณต้องการปริมาณ 1,000 มล. รวมต่อกลูโคส 10 กรัมและสารละลาย MgSO 1 มิลลิลิตร₄: 7H₂O (10 g / L), สารละลาย CaCl 1 มิลลิลิตร₂ (22 กรัม / ลิตร), สารละลาย K 1 มิลลิลิตร₂HPO₄ (22 กรัม / ลิตร), สารละลาย FeCl 1 มิลลิลิตร₃ ใน 0.1 M HCl (2 g / L), กรด casamino 0.3% m / v (กรดอะมิโนจากการย่อยสลายของ casein) และ 11% v / v ของสารละลายโซเดียมกลูตาเมต.

เงื่อนไขการฟัก

เงื่อนไขการฟักของเชื้อแบคทีเรียสายพันธุ์ X. campestris ต้องเป็น 27 หรือ 28 ° C และในกรณีของสื่อวัฒนธรรมของเหลวควรกวนต่อเนื่องที่ 200 รอบต่อนาที (รอบต่อนาที).

การผลิต xanthan

หากต้องการผลิตแซนซานในกระบวนการหมักกลูโคสซูโครสหรือน้ำเชื่อมข้าวโพด (ระหว่าง 20 และ 40 กรัม / ลิตร) รวมทั้งสารอาหารอื่น ๆ ที่ให้ไนโตรเจนควรเป็นแหล่งคาร์บอน.

การตรวจหากิจกรรมการเผาผลาญ

เพื่อตรวจจับการปรากฏตัวของ X. campestris ในเนื้อเยื่อพืชนักวิจัยบางคนแนะนำให้วัดกิจกรรมการเผาผลาญแทนการเติบโตของจุลินทรีย์ในวัฒนธรรมห้องปฏิบัติการ.

การวัดกิจกรรมการเผาผลาญได้ดำเนินการโดยใช้ตัวบ่งชี้ความมีชีวิตผ่านระบบการขนส่งอิเล็กตรอน สารประกอบนี้เรียกว่าเตตร้าโซเลี่ยมและเกลือของมันรับอิเล็กตรอนจากไฮโดรเจนสร้างฟอร์ซานซึ่งเป็นสารที่ไม่ละลายในน้ำ ดังนั้นการปรากฏตัวตรงกลางของ formazan เป็นตัวบ่งชี้ของกิจกรรมการเผาผลาญของเซลล์.

หนึ่งในวิธีการเพาะปลูกของ X. campestris ในการทดสอบความมีชีวิตจะมี tetrazolium chloride (TTC), tetrazolium triphenyl chloride และสารเติมแต่งอื่น ๆ เช่นโซเดียมคลอไรด์และน้ำตาล มันเป็นสื่อที่มีสารต่อไปนี้สำหรับ 500 มล. ของปริมาณรวม: เปปโตน 5 กรัม, 0.5 กรัมของเคซีนไฮโดรไลซ์, 2.5 กรัมของกลูโคสและ 8.5 กรัมของวุ้น.

physiopathologies

พวกแบคทีเรีย X. campestris มันเป็นสาเหตุเชิงสาเหตุของโรคหลายชนิดที่มีผลต่อใบของไม้ประดับ (เช่น หน้าวัว) และถั่วทั่วไป (Phaseolus vulgaris L. ) พวกเขายังส่งผลกระทบต่อผลไม้ของผลไม้หินเช่นอัลมอนด์, nectarine, เชอร์รี่, ลูกพีช, แอปริคอท, พลัม, หมู่คนอื่น ๆ.

X. campestris เป็นที่ทราบกันว่ามีผลกระทบต่อตระกูล Brassicaceae หรือไม้กางเขนซึ่งเป็นหนึ่งใน 10 สายพันธุ์ที่อันตรายที่สุดสำหรับกิจกรรมการเกษตรโดยเฉพาะในเขตร้อนชื้น.

ตัวอย่างเช่น, X. campestris ผลิตโรคของเน่าดำในกะหล่ำดอก (Brassica oleracea) บรอกโคลี (B. napus) กะหล่ำปลีจีน (B. pekinensis) หัวผักกาด (B. rapa) มัสตาร์ด (B. นิโกร) หัวไชเท้า (Rhaphanus sativus) และกะหล่ำปลี (B. fruticulosa).

อาการที่เกิดขึ้น X. campestris พวกมันปรากฏตัวครั้งแรกในใบไม้และจากนั้นก็สามารถปรากฏบนผลไม้และกิ่งไม้ พวกเขาเกี่ยวข้องกับจุดใบผิดปกติและเชิงมุมสีเหลือง (จากเส้นผ่าศูนย์กลาง 1 ถึง 5 มม.) จำกัด โดยซี่โครงที่ในที่สุดกลายเป็นเนื้อตาย.

การเผาไหม้ทางใบก็มีอยู่เช่นกัน จุดบนผลไม้; โรคเหี่ยวของหลอดเลือดและการปรากฏตัวของรอยโรคคลอโรติกหรือเนื้อร้ายในรูปแบบของ "V".

จุดปรากฏบนขอบใบและล้อมรอบเส้นประสาทส่วนกลาง การสูญเสียของใบในพืชสามารถเกิดขึ้นได้ ในผลไม้นั้นมีจุดสีเขียวที่เป็นเนื้อตายและยังสามารถแตกได้อีกด้วย อาจมีคูหา.

การอ้างอิง

1. Dow, J.M. , Crossman, L. , Findlay, K. , He, Y.-Q. , Feng, J.-X. , & Tang, J.-L. (2003) การแพร่กระจายของฟิล์มชีวภาพใน Xanthomonas campestris ถูกควบคุมโดยการส่งสัญญาณเซลล์และเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความรุนแรงเต็มรูปแบบไปยังพืช กิจการของ National Academy of Sciences, 100 (19), 10995-11000 ดอย: 10.1073 / pnas.1833360100
2. เฮย์เวิร์ด, A.C. , ชิงช้า, J.G. และ Civerolo, E.L. (1993) Xanthomonas สปริงเกอร์เนเธอร์แลนด์ หน้า 407.
3. Papagianni, M. , Psomas, S. , Batsilas, L. , Paras, S. , Kyriakidis, D. และ Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001) Xanthan ผลิตโดย Xanthomonas campestris ในวัฒนธรรมแบทช์ ชีวเคมีกระบวนการ, 37 (1), 73-80 ดอย: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
4. Rosalam, S. , & England, R. (2006) รีวิวการผลิตแซนแทนกัมจากแป้งที่ไม่ผ่านการดัดแปลงโดย Xanthomonas campestris เทคโนโลยีเอนไซม์และจุลินทรีย์, 39 (2), 197-207 ดอย: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
5. Stewart, P. และ Globig, S. (2011) สรีรวิทยาในพืช Apple Academic Press หน้า 334.