XANTHOMONAS CAMPESTRIS: PAGLALARAWAN, PAGLILINANG AT MGA PATHOLOGIES - BIOLOGY - 2026

Ang Xanthomonas campestris ay isang species ng proteobacteria (klase: Gamma Proteobacteria, order: Xantomonadales, pamilya: Xanthomonadaceae) phytopathogenic na nakakaapekto sa mga mahahalagang pananim.

Ang X. campestris ay nagtatanghal ng isang epiphytic phase sa halaman kung saan hindi ito nakakasama. Ang phase na ito ay bago ang impeksyon, ito ay nabuo kapag ang mga bakterya ay lumala dahil sa kanais-nais na mga pagkakaiba-iba ng kapaligiran. Ang impeksyon sa pamamagitan ng species na ito ay nagdudulot ng iba't ibang mga sintomas sa nahawaang halaman na maaaring maglaho sa kamatayan.

Larawan 1. Mga sintomas na sanhi ng impeksyon sa X. campestris. Pinagmulan: may-akda na Ninjatacoshell, Wikimedia Commons.

Ang X. campestris ay kilala rin para sa paggawa ng biopolymer xanthan gum o xanthan, isang polysaccharide na excretes sa medium (exopolysaccharide) at pinapataas ang lagkit ng may tubig na solusyon.

Ang exopolysaccharide xanthan ay ang unang komersyal na mahalagang byproduct na nabuo ng mga proseso ng pagbuburo ng mga star star. Ito ay kasalukuyang ginawa sa maraming dami at may maraming mga aplikasyon dahil sa mga katangian nito bilang isang pampalapot at emulsifier. Ang Xanthan ay ginagamit sa industriya ng pagkain, parmasyutiko, kosmetiko, agrikultura, at industriya ng langis, bukod sa iba pa.

Paglalarawan

Ang Xanthomonas campestris ay isang gramo-negatibo, obligadong aerobic, facultative saprophyte bacillus. Ito ay mobile, sa pagitan ng 0.2 at 0.6 µm ang lapad, at sa pagitan ng 0.8 at 2.9 µm ang haba. Maaari itong lumitaw bilang isang solong indibidwal o bumubuo ng mga filament, napapaligiran ng xanthan, ang exopolysaccharide na kanilang ginagawa.

Pinapaboran ng Xanthan ang pagbuo ng X. campestris biofilms at nagsasagawa din ng proteksiyon na aksyon sa mga pamayanan na itinatag sa istruktura na ito, kapag ang biglaang pagbabago sa temperatura, pH, ultraviolet radiation, minarkahan ng mga osmotic na pagkakaiba-iba at / o pagbaba ng kahalumigmigan ang nagaganap.

Pakikipag-ugnay sa halaman

Ang species na ito ay may maraming mga mekanismo upang maiwasan ang mga tugon ng depensa ng mga halaman na na-infect nito. Ang unang hadlang ng halaman laban sa impeksyon sa bakterya ay ang cell pader at mga sangkap ng ibabaw na may aktibidad na antimicrobial.

Ang X. campestris ay maaaring makahawa sa halaman sa pamamagitan ng foliar stomata nito (mga pores kung saan nangyayari ang palitan ng gas kasama ang kapaligiran), ang mga hydatodes nito (isang uri ng stoma kung saan ang labis na mga exudes ng tubig), o sa pamamagitan ng umiiral na mga sugat.

Ang mga halaman ay karaniwang isinasara ang kanilang stomata kapag inaatake ng mga microorganism. Gayunpaman, ang X. campestris ay gumagawa ng isang kadahilanan ng virulence na pumipigil sa stomata mula sa pagsasara, sa gayon pinapaboran ang pagpasok ng mas maraming bakterya sa halaman mula sa panlabas na kapaligiran.

Kapag ang bakterya ay nasa loob ng halaman, pinipigilan nila ang transportasyon ng tubig, sa pamamagitan ng pagpigil sa mga vascular tisyu. Ang resulta ay nekrosis ng mga dahon at wilting ng mga nahawaang bahagi.

Bilang karagdagan, ang X. campestris ay gumagawa ng isang tambalang tinatawag na neutral na cyclic β- (1,2) glucan na pumipigil sa pagpapahayag ng mga genes ng pagtatanggol sa halaman. Ang mga compound na ito ay maaaring maiugnay sa puwang na periplasmic ng bakterya o maaari silang ma-excreted sa extracellular environment, pabor sa kadaliang kumilos ng mga bakterya, birtud at pagbuo ng mga biofilms.

Xanthan

Ang xanthan na ginawa ng Xanthomonas ay kumikilos bilang isang kadahilanan ng kadahilanan, na pinipigilan ang immune response ng nahawaang halaman at pagdaragdag ng impeksyon ng mga bakterya.

Ang Xanthan ay isang polysaccharide na binubuo ng mga yunit ng 5 sugars na paulit-ulit (2 glucoses, 2 mannoses at 1 glucuronic acid) at polimerize.

Ang synthesis ng xanthan ay nakasalalay sa isang operon na tinatawag na cluster gum (isang hanay ng mga gene na bumubuo ng isang functional unit), na mayroong 12 gen na nasa ilalim ng kontrol ng isang solong rehiyon ng tagataguyod.

Paghiwalay ng

X. campestris pv. Ang campestris ay maaaring ihiwalay mula sa leaf tissue na mayroong "V" -shaped spot o mula sa nasira na vascular tissue, o leeg ng halaman, iyon ay, mula sa mga nasugatang lugar ng halaman.

Upang makakuha ng mga strain ng X. campestris, ang nasugatan na lugar ay napili bilang isang sample (dahon o prutas o mga cankers). Kung walang pinsala na sinusunod sa halaman, ang tisyu na pinaka madaling kapitan ng pagkasira ay kinuha bilang isang sample, at sila ay sinuri ng media media at sa pamamagitan ng diskarteng polymerase chain (PCR).

Culture Media

Kabilang sa ginamit na media media ay ang mga sumusunod:

Labing tween

Para sa isang paunang paghihiwalay ng mga microorganism mula sa mga halimbawang halaman ng halaman, ang medium ng Milk Tween (MT) ay maaaring mailapat:

10 ml ng skim milk, 0.25 g ng CaCl ₂ , 10 g ng peptone protease No. 3, 15 g ng Bacto agar, 0.5 g ng tyrosine, 10 ml ng Tween 80, 80 mg ng cephalexin (sa 2 ml ng NaOH at 4%), 200 g ng cycloheximide (sa 2 ml ng 75% methanol), 100 mg ng vancomycin (sa 1 ​​ml ng distilled water).

Ang mga skim milk, cephalexin, cycloheximide, at vancomycin solution ay dapat na i-filter na isterilisado at idagdag sa medium sa 50 ° C.

King's B

Matapos payagan ang mga kolonya ng bakterya na lumago sa MT, ang mga pinaka katulad sa X. campestris (dilaw na kolonya ng pigmentation sa 72 at 120 na oras ng kultura) ay maaaring ilipat sa King's B medium:

20 g ng peptone protease No.3, 20 g ng agar agar, 1.5 g K ₂ HPO _4, 1.5 g MgSO ₄ x / H ₂ O, 10 ml ng gliserol, 700 ng distilled water.

Ang medium ay dapat na pinainit sa 80 ° C na may pagpapakilos, na binubuo ng 1 L na may distilled water at homogenized, at ang pH ay dapat na ayusin sa 7.2. Sterilize sa 121 ° C sa loob ng 15 minuto.

Ang mayamang kultura medium PYM o YMM ay ginamit din sa kultura ng X. campestris.

Larawan 2. Kultura ng Xanthomonas sa solidong daluyan. Pinagmulan: Jarober3, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

PYM

Upang ihanda ang PYM, para sa bawat 1000 ML ng kabuuang dami, dapat kang magdagdag: 10 g ng glucose, 5 g ng peptone extract, 3 g ng malt extract at 3 g ng lebadura.

Kung nais mong lumaki sa solidong daluyan sa mga pinggan ng Petri, pagkatapos 15 g ng agar ay dapat ding idagdag sa halo.

Ymm

Upang ihanda ang daluyan ng YMM, kailangan mo para sa bawat 1000 ML ng kabuuang dami: 10 g ng glucose, 1 ml ng MgSO ₄ : 7H ₂ O na solusyon (10 g / L), 1 ml ng isang solusyon sa CaCl ₂ (22 g / L ), 1 ml ng isang K ₂ HPO _{4 na} solusyon (22 g / L), 1 ml ng isang solusyon ng FeCl ₃ sa 0.1 M HCl (2 g / L), 0.3% m / v casamino acid (amino acid mula sa hydrolysis ng casein) at 11% v / v ng sodium glutamate solution.

Mga kondisyon ng pagpapapisa

Ang mga kondisyon ng pagpapapisa ng mga bakterya ng X. campestris ay dapat na 27 o 28 ° C, at sa kaso ng media ng likidong kultura, ang patuloy na pagpapakilos ay dapat mapanatili sa 200 rebolusyon bawat minuto (rpm).

Paggawa ng Xanthan

Kung ang paggawa ng xanthan sa isang proseso ng pagbuburo ay nais, glucose, sucrose, o mais syrup (sa pagitan ng 20 at 40 g / L), bukod sa iba pang mga nutrisyon na nagbibigay ng nitrogen, dapat ibigay bilang isang mapagkukunan ng carbon.

Ang pagtuklas ng aktibidad na metaboliko

Upang makita ang pagkakaroon ng mabubuhay na X. campestris sa tisyu ng halaman, inirerekomenda ng ilang mga mananaliksik ang pagsukat sa aktibidad na metabolic, kaysa sa paglaki ng microbial sa kultura ng laboratoryo.

Ang pagsukat ng aktibidad na metabolic ay isinasagawa gamit ang isang tagapagpahiwatig ng posibilidad sa pamamagitan ng sistema ng transportasyon ng elektron. Ang tambalang ito ay tinatawag na tetrazolium at ang mga asing-gamot nito ay tumatanggap ng mga electron mula sa hydrogen, na bumubuo ng formazan, isang sangkap na hindi matutunaw sa tubig. Kaya, ang hitsura sa gitna ng formazan ay isang tagapagpahiwatig ng aktibidad ng cellular metabolic.

Ang isa sa X. campestris culture media upang maisagawa ang pagsusulit sa kakayahang ito ay naglalaman ng tetrazolium chloride (TTC), triphenyl tetrazolium chloride at iba pang mga additives tulad ng sodium chloride at sugars. Ito ay isang daluyan na may mga sumusunod na sangkap para sa isang kabuuang dami ng 500 ml: 5 g ng peptone, 0.5 g ng hydrolyzed casein, 2.5 g ng glucose at 8.5 g ng agar.

Pathophysiology

Ang bacterium X. campestris ay ang sanhi ng ahente ng maraming mga sakit na nakakaapekto sa mga dahon ng mga halamang ornamental (tulad ng Anthurium andreanum) at mga karaniwang beans (Phaseolus vulgaris L.). Naaapektuhan din nila ang mga bunga ng bunga ng bato, tulad ng almond, nectarine, cherry, peach, apricot, plum, bukod sa iba pa.

Ang X. campestris ay kilala na nakakaapekto sa Brassicaceae o cruciferous family, na kabilang sa 10 pinaka mapanganib na phytopathogenic species para sa aktibidad ng agrikultura, lalo na sa mga tropiko.

Halimbawa, ang X. campestris ay nagdudulot ng black rot disease sa cauliflower (Brassica oleracea), broccoli (B. napus), Intsik repolyo (B. pekinensis), turnip (B. rapa), mustasa (B nigra), labanos (Rhaphanus sativus) at repolyo (B. fruticulosa).

Larawan 3. Ang dahon na apektado ng X. campestris. Pinagmulan: David B. Langston, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang mga sintomas na ginawa ng X. campestris ay lilitaw sa una sa mga dahon at pagkatapos ay maaaring lumitaw sa mga prutas at sanga. Nagsasangkot sila ng hindi regular at angular madilaw-dilaw na mga dahon ng dahon (1 hanggang 5 mm ang lapad) na limitado ng mga ugat na sa kalaunan ay necrotized.

Nangyayari rin ang mga foliar burn; mga spot sa mga prutas; vascular lay at ang hitsura ng mga chlorotic o necrotic lesyon sa hugis ng isang "V".

Lumilitaw ang mga spot sa mga gilid ng dahon at nakapaligid sa midrib. Maaaring mawala ang pagkawala ng dahon sa halaman. Lumilitaw ang mga berdeng spot sa mga prutas na nagiging necrotic, at maaari ring basagin ang mga ito. Maaari ring mangyari ang mga canker.

Mga Sanggunian

1. Dow, JM, Crossman, L., Findlay, K., He, Y.-Q., Feng, J.-X., & Tang, J.-L. (2003). Ang biofilm na pagkakalat sa Xanthomonas campestris ay kinokontrol ng senyas ng cell-cell at kinakailangan para sa buong kalinisan sa mga halaman. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences, 100 (19), 10995–11000. doi: 10.1073 / pnas.1833360100
2. Hayward, AC, Swings, JG at Civerolo, EL (1993). Xanthomonas. Springer Netherlands. pp 407.
3. Papagianni, M., Psomas, S., Batsilas, L., Paras, S., Kyriakidis, D. at Liakopoulou-Kyriakides, M. (2001). Ang paggawa ng Xanthan ni Xanthomonas campestris sa mga kultura ng batch. Proseso ng Biochemistry, 37 (1), 73-80. doi: 10.1016 / s0032-9592 (01) 00174-1
4. Rosalam, S., & England, R. (2006). Suriin ang paggawa ng xanthan gum mula sa hindi nabagong mga starches ng Xanthomonas campestris Enzyme at Microbial Technology, 39 (2), 197–207. doi: 10.1016 / j.enzmictec.2005.10.019
5. Stewart, P. at Globig, S. (2011). Phytopathology sa mga halaman. Apple Academic Press. pp 334.