Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mikrobiologia

9 lipca 2018

NR 24 (Listopad 2017)

Rodzaj Pseudomonas – bakterie o zróżnicowanym znaczeniu dla środowiska

0 291

Bakterie z rodzaju Pseudomonas są najbardziej różnorodną i znaczącą ekologicznie grupą bakterii na naszej planecie. Szczepy tego rodzaju występują licznie we wszystkich naturalnych środowiskach: lądowym i wodnym. 

Bakterie te są gramujemnymi pałeczkami o wymiarach 0,5–1,0 x 1,5–4,0 μm. Komórki dzięki polarnemu urzęsieniu mogą się poruszać. Cechą charakterystyczną niektórych pseudomonadów jest zdolność do produkcji na ubogiej w żelazo pożywce King B barwnika – fluoresceiny, która fluoryzuje w świetle UV (366 nm) na zielononiebiesko. Fluorescencja jest charakterystyczna zarówno dla patogenicznych, jak i saprotroficznych pseudomonadów i jest pierwszą rozpoznawalną cechą po izolacji bakterii z tkanki roślinnej. Bakterie należące do tego rodzaju posiadają wiele cech biochemicznych, które wykorzystuje się do identyfikacji gatunkowej. Badaniu podlegają m.in. następujące cechy: 

  • zdolność do wytwarzania wielocukru lewanu, 
  • obecność oksydazy cytochromowej c, 
  • aktywność pektynolityczna, 
  • wytwarzanie dihydrolazy argininy,
  • wywołanie reakcji nadwrażliwości na liściach tytoniu. 

Pseudomonas jako patogeny roślin

Rodzaj Pseudomonas obejmuje wiele gatunków patogenicznych, w obrębie których dodatkowo wyróżnia się patowary. Przykładowo gatunek P. syringae, który pod względem ekonomicznym jest najważniejszym patogenem roślin, obejmuje ponad 50 patowarów. Bakterie Pseudomonas wywołują różnego rodzaju choroby roślin, zarówno w okresie wegetacyjnym, jak również podczas przechowywania owoców i warzyw (tabela 1). Przykładowo cebula porażana jest przez następujące bakterie z rodzaju Pseudomonas: P. aeruginosa, P. syringae (ang. bacterial leaf spot and flower stalk necrosis), P. viridiflava (ang. bacterial leaf streak and bulb rot), P. marginalis pv. marginalis (ang. bacterial soft rot). Bakterie te powodują głównie różnego rodzaju zgnilizny cebuli. 

Pseudomonas syringae pv. maculicola wywołuje bakteryjną plamistość na wielu gatunkach roślin Brassicaceae, w tym na kapuście głowiastej, brokułach, kalafiorach, rzodkiewce. Bakteria atakuje rośliny we wszystkich fazach jej rozwoju. Podobnie jak w przypadku większości chorób bakteryjnych infekcji roślin sprzyja wysoka wilgotność oraz, jak dla bakterii, stosunkowo niska temperatura – 22–23°C. Na porażonych liściach występują początkowo drobne, potem powiększające się brunatno-brązowe plamy. Wraz z rozwojem choroby tkanka w tych miejscach zasycha i wykrusza się. Szaroczarne plamy pojawiają się także na pędach i kwiatostanach.

Do rodzaju Pseudomonas należą również gatunki, takie jak: P. fluorescens, P. marginalis pv. marginalis, P. viridiflava, powodujące gnicie warzyw, zarówno w polu, jak i podczas ich przechowywania. Mogą one powodować duże straty wśród przechowywanych produktów, gdyż są zdolne rozkładać tkankę już od +4°C.

nazwa gatunkowa wywoływana choroba
P. syringae rak bakteryjny drzew owocowych
P. syringae pv. lachrymans bakteryjna kanciasta plamistość ogórka
P. viridiflava, P. marginalis, P. fluorescence mokra zgnilizna wielu roślin, np. cebuli, kapusty, marchwi, ziemniaków, buraków ćwikłowych 
P. syringae pv. apii plamistość na liściach pietruszki
P. syringae pv. porri zgnilizna pora
P. savastanoi pv. phaseolicola bakterioza obwódkowa fasoli
P. tolaasii plamistość bakteryjna pieczarki 

Pseudomonas – bakterie wspomagające wzrost roślin 

Wobec braku skutecznych metod ochrony przed chorobami bakteryjnymi duże zainteresowanie budzi możliwość zwiększenia supresyjnych właściwości gleby. Zjawisko supresyjności gleby, czyli oporności w stosunku do patogenów roślin, jest znane od dawna. Uważa się, że ogromne znaczenie odgrywają tutaj mikroorganizmy glebowe (bakterie np. Pseudomonas, Bacillus, Actinomycetes, oraz grzyby np. Trichoderma, Penicillium, Gliocladium), które poprzez różne mechanizmy, takie jak: konkurencja, antybioza, pasożytnictwo, indukcja systemicznej odporności w roślinie, ograniczają choroby roślin.

  • Pseudomonas syringae, patogen roślin, należy do psychrofilii, tzn. optymalna temperatura jego wzrostu nie przekracza 20°C. Bakterie poprzez wykorzystywanie składników pokarmowych (cukry) oraz wytwarzanie toksyn zmieniają fizjologię porażonych tkanek, zwiększając ich wrażliwość na przymrozki. Stwierdzono, że P. syringae ma zdolność tworzenia na roślinach i w roślinach ośrodków krystalizacji lodu. Kryształki lodu powodują mechaniczne rozrywanie tkanek roślin, zwłaszcza wrażliwych organów. 
  • Różne gatunki z rodzaju Pseudomonas występują licznie w kompoście, biorą aktywny udział w kompostowaniu odpadów organicznych.
  • Niektóre Pseudomonas mogą wiązać azot atmosferyczny.

Stwierdzono, że wzbogacenie gleby w materiał roślinny powoduje intensywny wzrost aktywności mikroorganizmów glebowych oraz większe ich zróżnicowanie. Rozkład substancji organicznej w glebie wywołuje szereg zmian w środowisku glebowym natury zarówno biologicznej, chemicznej jak i fizycznej, które oddziałują na mikroorganizmy glebowe. Wskutek tego procesu dochodzi do zwiększenia supresyjności gleby.

Bakterie z rodzaju Pseudomonas należą do drobnoustrojów najliczniej zasiedlających ryzosferę, czyli strefę przykorzeniową roślin. Dzięki aktywności metabolicznej oddziałują na wzrost i rozwój roślin oraz innych mikroorganizmów występujących w glebie. 

Analizując wpływ saprotroficznych Pseudomonas na wzrost roślin, można wśród nich wyróżnić szczepy: 

  • działające zdecydowanie niekorzystnie, jednakże bez wywoływania objawów chorobowych (ang. Deleterious Rhizobacteria), 
  • szczepy neutralne oraz drobnoustroje stymulujące wzrost roślin, określane mianem PGPR (ang. Plant Growth Promoting Rhizobacteria) – obejmują izolaty ograniczające rozwój drobnoustrojów fitopatogenicznych, jak również szczepy bezpośrednio stymulujące wzrost roślin. 

Wykazano pozytywny wpływ bakterii PGPR na kiełkowanie nasion, wzrost siewek, rozwój korzeni, pobieranie wody i składników odżywczych z gleby, a w końcowym etapie na wielkość plonów. Ponadto bakterie te są zdolne do ograniczania wzrostu wielu fitopatogenów poprzez bezpośrednie antagonistyczne mechanizmy, m.in. poprzez wydzielanie do środowiska glebowego antybiotyków, np. pyoluterinę i pyrolnitrynę. Bakterie Pseudomonas są w stanie wytworzyć związki chelatujące, tzw. siderofory (np. piowerdynę, piochelinę i jej prekursora – kwas salicylowy), w warunkach ubogich w żelazo. W konsekwencji powodują nied...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy