Azospirillum è un genere di batteri gram-negativi a vita libera in grado di fissare l'azoto. È noto da molti anni come promotore della crescita delle piante, in quanto è un organismo benefico per le colture.
Pertanto, appartengono al gruppo dei rizobatteri promotori della crescita delle piante e sono stati isolati dalla rizosfera di erbe e cereali. Dal punto di vista dell'agricoltura, Azospirillum È un genere ampiamente studiato per le sue proprietà.
Questo batterio è in grado di utilizzare i nutrienti escreti dalle piante ed è responsabile della fissazione dell'azoto atmosferico. Grazie a tutte queste favorevoli caratteristiche è inserito nella formulazione di biofertilizzanti da applicare in sistemi di agricoltura alternativa..
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Nel 1925 la prima specie di questo genere fu isolata e fu chiamata Spirillum lipoferum. Non è stato fino al 1978 quando il genere è stato postulato Azospirillum.
Attualmente sono riconosciute dodici specie appartenenti a questo genere batterico: 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.
Questi generi appartengono all'ordine dei Rhodospirillales e alla sottoclasse degli alfaproteobatteri. Questo gruppo è caratterizzato dal credere in concentrazioni minime di nutrienti e dallo stabilire relazioni simbiotiche con piante, microrganismi patogeni delle piante e persino con gli esseri umani..
Il genere è facilmente identificabile dalla sua forma di asta vibroide o spessa, pleomorfismo e mobilità a spirale. Possono essere dritti o leggermente curvi, il loro diametro è di circa 1 um e da 2,1 a 3,8 di lunghezza. Le punte sono generalmente affilate.
Batteri del genere Azospirillum presentano una motilità evidente, presentando uno schema di flagelli polari e laterali. Il primo gruppo di flagelli è utilizzato principalmente per il nuoto, mentre il secondo è relativo al movimento su superfici solide. Alcune specie presentano solo il flagello polare.
Questa motilità consente ai batteri di spostarsi in aree in cui le condizioni sono adeguate per la loro crescita. Inoltre, hanno un'attrazione chimica verso acidi organici, composti aromatici, zuccheri e amminoacidi. Sono anche in grado di spostarsi in regioni con contrazioni di ossigeno ottimali..
Di fronte a condizioni avverse - come essiccazione o carenza di nutrienti - i batteri possono assumere la forma di cisti e sviluppare un rivestimento esterno composto da polisaccaridi..
I genomi di questi batteri sono grandi e hanno più repliconi, il che è la prova della plasticità dell'organismo. Infine, sono caratterizzati dalla presenza di grani di poli-b-idrossibutirrato.
Azospirillum si trova nella rizosfera, alcuni ceppi abitano prevalentemente la superficie delle radici, sebbene ci siano alcuni tipi in grado di infettare altre aree della pianta.
È stato isolato da diverse specie vegetali in tutto il mondo, da ambienti con clima tropicale a regioni con temperature temperate..
Sono stati isolati da cereali come mais, frumento, riso, sorgo, avena, da erbe come Cynodon dactylon Y Poa pratensis. Sono stati segnalati anche nell'agave e in diversi cactus.
Non si trovano in modo omogeneo nella radice, alcuni ceppi mostrano meccanismi specifici per infettare e colonizzare l'interno della radice e altri sono specializzati nella colonizzazione della porzione mucillaginosa o delle cellule danneggiate della radice..
Azospirillum ha un metabolismo del carbonio e dell'azoto molto diversificato e versatile, che consente a questo organismo di adattarsi e competere con le altre specie nella rizosfera. Possono proliferare in ambienti anaerobici e aerobici.
I batteri sono fissatori di azoto e possono utilizzare ammonio, nitriti, nitrati, amminoacidi e azoto molecolare come fonte di questo elemento..
La conversione dell'azoto atmosferico in ammoniaca è mediata da un complesso enzimatico composto dalla proteina dinitrogenasi, che contiene molibdeno e ferro come cofattore, e da un'altra porzione proteica chiamata dinitrogenasi reduttasi, che trasferisce gli elettroni dal donatore alla proteina.
Allo stesso modo, gli enzimi glutammina sintetasi e glutammato sintetasi sono coinvolti nell'assimilazione dell'ammonio..
L'associazione tra il batterio e la pianta può avvenire con successo solo se il batterio è in grado di sopravvivere nel terreno e trovare una significativa popolazione di radici..
Nella rizosfera, il gradiente di diminuzione dei nutrienti dalla radice all'ambiente circostante è generato dagli essudati della pianta.
A causa della chemiotassi e dei meccanismi di motilità sopra menzionati, il batterio è in grado di viaggiare verso la pianta e utilizzare gli essudati come fonte di carbonio..
I meccanismi specifici che i batteri utilizzano per interagire con la pianta non sono stati ancora completamente descritti. Tuttavia, alcuni geni nei batteri sono noti per essere coinvolti in questo processo, tra cui pelA, stanza, salB, mot 1, 2 Y 3, laf 1, eccetera.
I rizobatteri che promuovono la crescita delle piante, abbreviato PGPR per il suo acronimo in inglese, comprendono un gruppo batterico che favorisce la crescita delle piante.
È stato segnalato che l'associazione di batteri con le piante è benefica per la crescita delle piante. Questo fenomeno si verifica grazie a diversi meccanismi, che producono la fissazione dell'azoto e la produzione di ormoni vegetali come auxine, giberilline, citochinine e acido absisico, che contribuiscono allo sviluppo della pianta..
Quantitativamente, l'ormone più importante è l'auxina - acido indolacetico (IAA), derivato dall'aminoacido triptofano - ed è sintetizzato da almeno due vie metaboliche all'interno dei batteri. Tuttavia, non ci sono prove dirette della partecipazione dell'auxina all'aumento della crescita delle piante..
Le gibbereilline, oltre a partecipare alla crescita, stimolano la divisione cellulare e la germinazione dei semi.
Le caratteristiche delle piante inoculate da questo batterio includono un aumento della lunghezza e del numero di radici situate lateralmente, un aumento del numero di peli radicali e un aumento del peso a secco della radice. Inoltre aumentano i processi di respirazione cellulare.
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