Azospirillum: características, habitat, metabolismo - Ciência - 2023

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Azospirillum é um gênero de bactérias gram-negativas de vida livre, capazes de fixar nitrogênio. É conhecido há muitos anos como um promotor do crescimento das plantas, pois é um organismo benéfico para as culturas.

Portanto, eles pertencem ao grupo das rizobactérias promotoras do crescimento de plantas e foram isolados da rizosfera de gramíneas e cereais. Do ponto de vista da agricultura, Azospirillum É um gênero amplamente estudado por suas propriedades.

Essa bactéria é capaz de utilizar os nutrientes excretados pelas plantas e é responsável pela fixação do nitrogênio atmosférico. Por todas essas características favoráveis, está incluído na formulação de biofertilizantes para aplicação em sistemas agrícolas alternativos.

Taxonomia

Em 1925 a primeira espécie deste gênero foi isolada e recebeu o nome de Spirillum lipoferum. Não foi até 1978 quando o gênero foi postulado Azospirillum.

Doze espécies pertencentes a este gênero bacteriano são atualmente reconhecidas: A. lipoferum e A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae e A. rugosum.

Esses gêneros pertencem à ordem Rhodospirillales e à subclasse alphaproteobacteria. Este grupo é caracterizado por acreditar em concentrações mínimas de nutrientes e por estabelecer relações simbióticas com plantas, microrganismos fitopatogênicos e até mesmo com seres humanos.

Características gerais e morfologia

O gênero é facilmente identificado por sua forma vibroide ou bastonete espesso, pleomorfismo e mobilidade em espiral. Eles podem ser retos ou ligeiramente curvos, seu diâmetro é de aproximadamente 1 um e 2,1 a 3,8 de comprimento. As pontas são geralmente afiadas.

Bactérias do gênero Azospirillum apresentam motilidade evidente, apresentando um padrão de flagelos polares e laterais. O primeiro grupo de flagelos é usado principalmente para natação, enquanto o segundo está relacionado ao movimento em superfícies sólidas. Algumas espécies possuem apenas o flagelo polar.

Essa mobilidade permite que as bactérias se movam para áreas onde as condições são adequadas para o seu crescimento. Além disso, eles têm atração química por ácidos orgânicos, compostos aromáticos, açúcares e aminoácidos. Eles também são capazes de se mover para regiões com contrações ideais de oxigênio.

Diante de condições adversas - como dessecação ou falta de nutrientes - a bactéria pode assumir a forma de cistos e desenvolver uma cobertura externa composta por polissacarídeos.

Os genomas dessas bactérias são grandes e possuem múltiplos replicons, o que evidencia a plasticidade do organismo. Finalmente, são caracterizados pela presença de grãos de poli-b-hidroxibutirato.

Habitat

Azospirillum é encontrada na rizosfera, algumas linhagens habitam predominantemente a superfície das raízes, embora existam alguns tipos capazes de infectar outras áreas da planta.

Ele foi isolado de diferentes espécies de plantas em todo o mundo, de ambientes com climas tropicais a regiões com temperaturas temperadas.

Eles foram isolados de cereais como milho, trigo, arroz, sorgo, aveia, de gramíneas como Cynodon Dactylon Y Poa pratensis. Eles também foram relatados na agave e em diferentes cactos.

Não são encontrados homogeneamente na raiz, certas cepas apresentam mecanismos específicos para infectar e colonizar o interior da raiz, e outras se especializam na colonização da porção mucilaginosa ou células danificadas da raiz.

Metabolismo

Azospirillum possui um metabolismo de carbono e nitrogênio muito diversificado e versátil, o que permite a esse organismo se adaptar e competir com as demais espécies da rizosfera. Eles podem proliferar em ambientes anaeróbicos e aeróbicos.

As bactérias são fixadoras de nitrogênio e podem usar amônio, nitritos, nitratos, aminoácidos e nitrogênio molecular como fonte desse elemento.

A conversão do nitrogênio atmosférico em amônio é mediada por um complexo enzimático composto pela proteína dinitrogenase, que contém molibdênio e ferro como cofator, e outra porção protéica chamada dinitrogenase redutase, que transfere os elétrons do doador para a proteína.

Da mesma forma, as enzimas glutamina sintetase e glutamato sintetase estão envolvidas na assimilação da amônia.

Interação com a planta

A associação entre a bactéria e a planta pode ocorrer com sucesso apenas se a bactéria for capaz de sobreviver no solo e encontrar uma população significativa de raízes.

Na rizosfera, o gradiente decrescente de nutrientes da raiz ao seu entorno é gerado pelos exsudatos da planta.

Devido aos mecanismos de quimiotaxia e motilidade mencionados acima, as bactérias são capazes de se deslocar até a planta e utilizar os exsudatos como fonte de carbono.

Os mecanismos específicos que as bactérias usam para interagir com a planta ainda não foram totalmente descritos. No entanto, certos genes na bactéria são conhecidos por estarem envolvidos neste processo, incluindo pelA, sala, salB, mot 1, 2 Y 3, laf 1etc.

Formulários

Rizobactérias promotoras de crescimento de plantas, abreviado PGPR por sua sigla em inglês, compreendem um grupo de bactérias que promovem o crescimento de plantas.

Foi relatado que a associação de bactérias com plantas é benéfica para o crescimento das plantas. Esse fenômeno ocorre graças a diversos mecanismos, que produzem a fixação de nitrogênio e a produção de hormônios vegetais como auxinas, giberilinas, citocininas e ácido absísico, que contribuem para o desenvolvimento da planta.

Quantitativamente, o hormônio mais importante é a auxina - ácido indolacético (IAA), derivado do aminoácido triptofano - e é sintetizado por pelo menos duas vias metabólicas dentro das bactérias. No entanto, não há evidência direta da participação da auxina no aumento do crescimento das plantas.

As giberilinas, além de participarem do crescimento, estimulam a divisão celular e a germinação das sementes.

As características das plantas inoculadas por esta bactéria incluem um aumento no comprimento e no número de raízes localizadas lateralmente, um aumento no número de pêlos da raiz e um aumento no peso seco da raiz. Eles também aumentam os processos de respiração celular.

Referências

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