Xanthomonas campestris 는 중요한 작물에 영향을 미치는 proteobacteria (class : Gamma Proteobacteria, order : Xantomonadales, family : Xanthomonadaceae)의 식물 병원성 종입니다.
X. campestris는 식물에 해를 끼치 지 않는 epiphytic phase를 나타냅니다. 이 단계는 감염 전이며, 유리한 환경 변화로 인해 박테리아가 증식 할 때 생성됩니다. 이 종에 의한 감염은 감염된 식물에 다양한 증상을 일으켜 결국 죽을 수 있습니다.
그림 1. X. campestris 감염으로 인한 증상. 출처 : 저자 Ninjatacoshell, Wikimedia Commons.
X. campestris는 또한 배지로 배설되고 수용액의 점도를 증가시키는 다당류 인 크 산탄 검 또는 크 산탄을 생산하는 것으로 잘 알려져 있습니다.
엑소 다당류 잔탄은 옥수수 전분의 발효 과정에서 생성 된 최초의 상업적으로 중요한 부산물이었습니다. 현재 대량 생산되고 있으며 증점제 및 유화제 특성으로 인해 많은 응용 분야가 있습니다. Xanthan은 특히 식품, 제약, 화장품, 농업 및 석유 산업에서 사용됩니다.
기술
Xanthomonas campestris는 그람 음성, 절대 호기성, 통성 부 균균입니다. 폭 0.2 ~ 0.6 µm, 길이 0.8 ~ 2.9 µm로 이동 가능합니다. 그것은 그들이 생산하는 엑소 다당류 인 xanthan으로 둘러싸인 고독한 개체 또는 형성하는 필라멘트로 나타날 수 있습니다.
Xanthan은 X. campestris 생물막의 형성을 선호하며 또한 온도, pH, 자외선 복사의 갑작스러운 변화, 현저한 삼투 변화 및 / 또는 습도 감소가 발생할 때이 구조에서 확립 된 공동체에 보호 작용을합니다.
식물과의 상호 작용
이 종은 감염되는 식물의 방어 반응을 회피하는 여러 메커니즘을 가지고 있습니다. 박테리아 감염에 대한 식물의 첫 번째 장벽은 항균 작용을하는 세포벽과 표면 물질입니다.
X. campestris는 잎의 기공 (환경과 가스 교환이 일어나는 기공), 히다 토 데스 (과잉 물이 스며 나오는 일종의 기공) 또는 기존 상처를 통해 식물을 감염시킬 수 있습니다.
식물은 일반적으로 미생물의 공격을 받으면 기공을 닫습니다. 그러나 X. campestris는 기공이 닫히는 것을 방지하는 독성 인자를 생성하여 외부 환경에서 더 많은 박테리아가 식물로 유입되도록합니다.
박테리아가 식물 내부에 있으면 혈관 조직을 막아 물의 이동을 막습니다. 결과는 잎의 괴사와 감염된 부분의 시들음입니다.
또한 X. campestris는 식물에서 방어 유전자의 발현을 방지하는 중성 고리 형 β- (1,2) 글루칸이라는 화합물을 생산합니다. 이러한 화합물은 박테리아 주변 세포질 공간과 연관되거나 세포 외 환경으로 배설 될 수있어 박테리아의 이동성, 독성 및 생물막 형성에 유리합니다.
잔탄
Xanthomonas에 의해 생성 된 xanthan은 독성 인자로 작용하여 감염된 식물의 면역 반응을 억제하고 박테리아의 감염 능력을 증가시킵니다.
잔탄은 5 개의 당 (포도당 2 개, 만노스 2 개, 글루 쿠 론산 1 개)이 반복되어 중합되는 단위로 구성된 다당류입니다.
잔탄의 합성은 단일 프로모터 영역의 제어하에있는 12 개의 유전자를 가진 클러스터 검 (기능 단위를 구성하는 유전자 세트)이라고하는 오페론에 의존합니다.
격리
X. campestris pv. campestris는 "V"자 모양의 반점이있는 잎 조직이나 손상된 혈관 조직, 또는 식물의 목, 즉 식물의 손상된 부위에서 분리 될 수 있습니다.
X. campestris의 균주를 얻기 위해 손상된 부위를 샘플로 선택합니다 (잎 또는 과일 반점 또는 구내염). 식물에서 손상이 관찰되지 않으면 손상되기 가장 쉬운 조직을 샘플로 채취하여 배양 배지와 중합 효소 연쇄 반응 (PCR) 기법으로 분석합니다.
문화 미디어
사용 된 배양 배지는 다음과 같습니다.
우유 트윈
식물 조직 샘플에서 미생물의 초기 분리를 위해 Milk Tween (MT) 배지를 적용 할 수 있습니다.
탈지유 10ml, CaCl 2 0.25g , 펩톤 프로테아제 3 번 10g, Bacto 한천 15g, 티로신 0.5g, Tween 80 10ml, 세팔 렉신 80mg ( 4 %), 200g의 시클로 헥시 미드 (75 % 메탄올 2ml 중), 반코마이신 100mg (증류수 1ml 중).
탈지유, 세팔 렉신, 시클로 헥시 미드 및 반코마이신 용액은 여과로 멸균하고 50 ° C에서 배지에 첨가해야합니다.
킹스 B
박테리아 콜로니가 MT에서 성장하도록 허용 한 후 X. campestris와 가장 유사한 것 (배양 72 시간 및 120 시간의 노란색 착색 콜로니)을 King 's B 배지로 옮길 수 있습니다.
20g의 peptone protease No. 3, 20g의 한천 한천, 1.5g K 2 HPO 4, 1.5g MgSO 4 x / H 2 O, 10ml의 글리세롤, 700의 증류수.
배지를 교반하면서 80 ° C로 가열하고 증류수로 1L까지 만들고 균질화하고 pH를 7.2로 조정해야합니다. 121 ° C에서 15 분 동안 살균합니다.
풍부한 배양 배지 PYM 또는 YMM은 X. campestris의 배양에도 사용되었습니다.
그림 2. 고체 매체에서 Xanthomonas의 문화. 출처 : Jarober3, Wikimedia Commons를 통해
PYM
PYM을 준비하려면 총 부피 1000ml마다 포도당 10g, 펩톤 추출물 5g, 맥아 추출물 3g 및 효모 3g을 추가해야합니다.
페트리 접시의 고체 배지에서 성장하려면 한천 15g도 혼합물에 첨가해야합니다.
음
YMM 배지를 제조하기 위해서는 전체 부피 1,000 ml의 필요한 : 글루코스 10g, 황산 1 ㎖ 4 : 7H 2 O 용액 (10g / L)와, 염화칼슘 1 ㎖를 2 용액 (22g / L가 )와, K 1 ㎖를 2 HPO 4 용액 (22g / L)와, 50ml을 1 ㎖ 3 용액을 0.1 M 염산 (2g / L), 0.3 % m / V의 카사 미노산 (아미노산에서의 카제인의 가수 분해) 및 11 % v / v의 글루타민산 나트륨 용액.
배양 조건
X. campestris 균주의 배양 조건은 27 ° C 또는 28 ° C 여야하며, 액체 배양 배지의 경우 분당 200 회전 (rpm)으로 연속 교반을 유지해야합니다.
잔탄 생산
발효 과정에서 잔탄을 생산하려면 질소를 공급하는 다른 영양소 중에서 포도당, 자당 또는 옥수수 시럽 (20 ~ 40g / L)을 탄소원으로 공급해야합니다.
대사 활동 감지
식물 조직에서 생존 가능한 X. campestris의 존재를 감지하기 위해 일부 연구자들은 실험실 배양에서 미생물 성장보다는 대사 활동 측정을 권장합니다.
대사 활동의 측정은 전자 수송 시스템을 통해 생존력 지표를 사용하여 수행되었습니다. 이 화합물은 테트라 졸륨이라고 불리며 그 염은 수소에서 전자를 받아 물에 불용성 물질 인 포르 마잔을 생성합니다. 따라서 포르 마잔의 중간에 나타나는 모습은 세포 대사 활동의 지표입니다.
이 생존력 테스트를 수행하기위한 X. campestris 배양 배지 중 하나에는 염화 테트라 졸륨 (TTC), 염화 트리 페닐 테트라 졸륨 및 염화나트륨 및 설탕과 같은 기타 첨가제가 포함되어 있습니다. 총 부피가 500ml 인 다음 물질이 들어있는 배지입니다 : 펩톤 5g, 가수 분해 카제인 0.5g, 포도당 2.5g 및 한천 8.5g.
병태 생리학
박테리아 X. campestris는 관상용 식물 (예 : Anthurium andreanum) 및 일반 콩 (Phaseolus vulgaris L.)의 잎에 영향을 미치는 수많은 질병의 원인 인자입니다. 그들은 또한 아몬드, 천도 복숭아, 체리, 복숭아, 살구, 자두 등과 같은 석류 열매의 열매에도 영향을 미칩니다.
X. campestris는 십자화과 또는 십자화과에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 특히 열대 지방에서 농업 활동에 가장 위험한 10 가지 식물 병원성 종 중 하나입니다.
예를 들어 X. campestris는 콜리 플라워 (Brassica oleracea), 브로콜리 (B. napus), 배추 (B. pekinensis), 순무 (B. rapa), 겨자 (B nigra), 무 (Rhaphanus sativus) 및 양배추 (B. fruticulosa).
그림 3. X. campestris의 영향을받는 잎. 출처 : David B. Langston, via Wikimedia Commons
X. campestris에 의해 생성 된 증상은 처음에는 잎에 나타나고 그 다음 과일과 가지에 나타날 수 있습니다. 그들은 결국 괴사되는 정맥에 의해 제한되는 불규칙하고 각진 황색 잎 반점 (직경 1 ~ 5mm)을 포함합니다.
엽면 화상도 발생합니다. 과일에 반점; 혈관 시들고 "V"모양의 백화 또는 괴사 병변의 출현.
반점은 잎 가장자리와 그 중간 갈비 주위에 나타납니다. 식물에서 잎 손실이 발생할 수 있습니다. 괴사되는 과일에 녹색 반점이 나타나며 갈라질 수도 있습니다. Cankers도 발생할 수 있습니다.
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