Tema 9: Interaccions entre plantes i microorganismes (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Microbiología - 2º curso
Asignatura Ecologia Microbiana
Año del apunte 2016
Páginas 8
Fecha de subida 11/04/2016
Descargas 8
Subido por

Vista previa del texto

Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll TEMA 9: INTERACCIONS ENTRE PLANTES I MICROORGANISMES Interaccions amb les arrels de les plantes Les arrels són un hàbitat molt propici pel creixement del bacteri, per tant, creixen molts microorganismes. Dintre d'aquest ambient definim: – RIZOSFERA: zona del sól que està influenciada per les arrels, secretant substàncies. Fina capa del sòl que es queda adherida al sistema de les arrels desprès de sacsejar-la.
– RIZOPLAST: superficie de l'arrel compresa en aquesta rizosfera.
En la rizosfera, la concentració de microorganismes és mes alta, però els microorganismes tambè influencien a aquesta arrel.
Depèn de la zona d'on ens trobem, la concentració variarà. La grandària de la rizosfera depèn de l'estructura particular del sistema d'arrels. En el blat tenim un sistema radial de 200 m de longitud, i la zona radical és de 6 metres quadrats. D'aquí, nommès trobem un 4-10% d'aquet en contacte amb els microorganismes, per tant de rizoplà. Per altre banda, tambè trobem que no tota la rizosfera es troba en contacte amb els microorganismes. Trobem plantes que la regò de la rizosfera s'anomena: – RIZOBEINA: regió de la rizosfera caracteritzada per un cilindre estret mucilaginós que secreten mucílag que envolta i s'adhereix a les arrels. És un ambient óptim pel creixement dels microorganismes, i la seva funció és mantenir la humitat.
Les arrels tenen una marcada influència directa en la composició i la densitat de la microbiota de la rizosfera (tot i que aquests tambè influencien a les arrels). Això s'anomena efecte rizosfèric, el qual seria la reacció interactiva entre les arrels sobre els microorganismes Aquest es pot mesurar en forma d'una relació en forma de quocient: R/ S →quaocient entre el nombre de microorganismes en el sòl de la rizosfera (R) i el nombre de microorganismes en el sòl allunyat de les arrels (S). Té uns valors de 5 i 20, es a dir que hi ha més organismes en el sól de la rizosfera que en sól allunyat de les arrels. Tot i això, dependrà també del tipus de microorganisme. En el gràfic podem observar la relació R/S al llarg de l'edat de la planta, i podem veure que és un valor que no és constant segons la planta. Mentres la planta es va envellint, aixó disminueix. Podem observar que el valor oscil·larà depenent de la planta, ja que l'efecte rizosfèric variarà al llarg d'aquesta. Pot ser que a vegades aquest valor arribi a 100.
Els materials alliberats de les arrels (encarregats d'aquest efecte cap als microorganismes) són de naturalesa orgànica com aminoàcids, cetoàcids, vitamines, sucres, tanins, alacoloids, fosfolípids... i aquests poden ser utilitzats pels microorganismes presents pel seu creixement. L'efecte risosfèric pot canviar, ja que poden canviar els materials alliberats per les plantes i, per tant, tambè canvis en la comunitat microbiana (canvi en R/S). Per tant, veiem que els microorganismes de la rizosfera poden patir canvis successius al llarg del desenvolupament de la planta, desde la germinació de la llavor fins la maduresa (no són poblacions estàtiques). Per exemple, si s'alliberen carbohidrats o material mucilaginós , al final s'acabaràn alliberant sucres i aminoàcids, de manera que al fons, on es dipositen aquests, trobarem Pseudomones i altres bacteris amb taxes de creixement elevades.
Els bacteris que podem trobar a la rizosfera (en major proporció) són gramnegatius en major concentració, com Pseudomonass, però tambè trobem diferents grampositius en menor proporció.
Tambè trobem formes pleomòrfiques,com els rizobis, que canvien segons les condicions (presenten una Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll morfologia al interior del nòdul radical i una altre morfologia en estat lliure). Respecte als grups fisiològics són importants els bacteris fixadors de nitrogen, com per exemple Azospirilum o Azotobacter.
Aquests presenten un metabolisme quimiorganohetèrof, respirant aeròbicament (Azotobacter), i que utilitzen els exudats de les arrels com a font d'energia. Tambè podem trobar bacteris fixadors de nitrogen anaeròbics. En determinades plantes o sediments marins anòxics tambè hi ha fixació de nitrogen en condicions anaeròbiques, com Desulfovibrio és un reductor de sulfat i Chlostridium és fermentador i forma espòres. Altres anaeròbics que podriem trobar (de vida lliure) són Thalassia testudinum i Zoostera marina. Veurem que la relació entre la planta i el microorganisme serà el sinergisme, ja que no trobarem mutualisme perquè no hi trobem tanta especificitat ni comensalisme.
Tambè trobem que els microorganismes secreten substàncies que influeixen en les plantes, fins i tot en situacions on la planta creix millor amb microorganismes associats, perqùe aporten nutrients o augmenten la facilitat d'aportar nutrients a la planta (augmentant la disponibilitat): provoquen un augment del reciclatge i solubilització dels nutrients minerals, sintetitzen vitamines, aminoàcids i altres components que estimulen el creixement i per últim, mostren un antagonisme cap a patògens potencials. En aquest cas parlem d'interacció positiva, però tambè podem trobar casos on això no sigui així.
Un gran exemple seria en els camps d'arròs, situació on la planta d'arròs està semisubmergida, i per tant, el sediment és anòxic (porten l'oxigen des de les fulles fins a les arrels). A més, l'arròs ha de fer front al sulfhídric que es pot produir en el sediment, per tant, les arrels ho hauràn de soportar. Però tenim bacteris oxidadors de sofre associats com Beggiatoa, que és un oxidador de S que utilitza el sulfhídric (quimiolitoheterotrof), emmagatzema el S, aporta nutrients a l'arròs detoxificar l'ambient que rodeja l'arròs, viu de l'oxigen que li aporta l'arròs (oxida el sulfhídric utilitzant l'oxigen com acceptor d'electrons). Per altre banda tambè tenim a Arthrobacter, Pseudomonas i Agrobacterium , els quals produeixen compostos orgàniques i hormones que afecten la proliferació del sistema radical de la planta, per tant, al creixement de les arrels.
Per altre banda, veiem que els microorganismes de les arrels produeixen substàncies antagonistes que eviten que es puguin associar altres plantes (permeten a les plantes establir relacions amensals amb altres plantes). Per exemple, en el blat jove (Triticum aestivum) hi ha microorganismes per a inhibir el creixement dels pèsols i dels enciams.
Hi ha avegades que també la disminueixen, però normalment els microorganismes de les arels són beneficiosos. Per exemple, trobem que alguns microorganismes influeixen en la disponibilitat de nutrients minerals per les plantes; poden augmentar la concentració de fosfats, perquè dilueixen la apatita (que conté fosfor), i llavors es fa disponible per la planta. Els microorganismes poden tenir elements pesants (manganès) i ferlos disponibles per la planta. Tambè augmenten la disponibilitat del Ca al produïr CO2. Però tambè a vegades poden disminuir la disponibilitat d'altres, com per exemple el zinc, el manganès i el nitrogen (els utilitzen i per tant, passen a ser no disponibles per les plantes, com arbres fruiters amb carència). Hi ha vegades tambè que quan s'afegeixen adobs, els adobs nitrogentas no arriben a la planta perquè els consumeixen els microorganismes, el N no arriba a la planta; o els composostos nitrogenats com els nitrats podrien ser també reduits (desnitrifcació) i passen a N atmosferic i llavors es perden a l'atmosfera.
Micorrizes Unes interaccions trobades en moltes plantes són les microrrizes: fong + arrel de la planta. Es tracta d'una associació mutualista diferent, ja que parlem d'una interacció intíma, on tots dos surten beneficiades. Té un alt grau d'especificitat i organització molt elevat. Es mantenen durant llargs períodes de temps. Es produeix un gran intercanvi nutricional i hi ha moltisimes plantes que tenen aquesta associació, les quals són molt estables. Tenim dos grans tipus, tot i que trobem una combinació Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll de les dues que s'anomenen ectoendomicorrizes, en les quals les hifes es troben dintre però tambè per fora: – Ectomicorrizes: associacions formades per una capa bastant gruixuda de hifes que rodeixen a la arrel, les quals poden penetrar però nomès pels espais intercel·lulars (entre les cèl·lules corticals). Es troben de manera molt estesa, però principalment es troben en els roures i en les Coníferes (boscos temperats).
Contribueix en el pes sec de l'arrel. Gràcies a els fongs, aquestes plantes poden colonitzar ambients els quals sense les hifes no podria →els fongs que solen estar són alguns que poden suportar pH àcids, i això fa que la planta pugui colonitzar ambients àcids. El fong li proporciona a la planta major longetivitat a les arrels (el fong actua com una arrel més) i una major taxa d'absorció de nutrient, una absorsció selectiva d'alguns ions del sól, una major resistència a fitopatògens (molts cops els fongs secreten substàncies que eviten patògens fongs), un augment de la tolerancia a certes toxines i una major toleracia a segons quines condicions ambientals. La planta proporciona al fong, nutrients en forma de productes fotosintètics, i secreta substàncies que eviten la competencia amb altres microorganimes del sól.
Les plantes amb ectomicorrizes quan es troben associades a fongs i arrels, ja que presenten un efecte morfogenètic on la arrel es dicotomitza (bifurquen) i a la llarga es veu que presenten una major supervivència. I tambè les plantes deixen de formar pèls radicals, perquè els fongs fan la seva funció (paren de crèixer ) Tambè presenten resistència a patògens, o bè perquè la planta en produeix o perque el fong produeix substàncies.
– Endomicorrizes: les hifes fúngiques poden penetrar dintre de les cèl·lules corticals de l'arrel, a l'interior. No tenen capa gruixuda externa. Trobem diferens categories segons si les trobem associades amb orquídies, amb plantes Ericals, o amb les vesiculoarbusculars.
Hi ha plantes com les Ericals, que sempre tenen endomicorrizes. Un exemple seria el llorer, la ajalaea, plantes arbustives. Les endomicorrizes penetren a l'interior de les cèl·lules i formen com una mena de capdells a l'interior de les cèl·lules, en les ericals, augmenten la disponibilitat de compostos de N i P del sól.
Totes les orquídies en tenen, i en aquestes els fongs (tant d'ecto com d'endo) poden tenir vida lliure (tant el fong com la planta poden viure de forma lliure, però quan es troben junts presenten uns majors avantatges). Aquesta associació, en aquest cas, provoca una millora de la capacitat de germinació de les llavors. Un del fongs típics són Rhizoctonia solani, i les endomicrorrizes són importants perquè milloren la capacitat de germinació de les llavors.
Dintre d'aquestes endomicorrizes trobem les micorrizes arbusculars, les quals són les més freqúents. Es formen en la majoria d'angiospermes, gimnosperes, falgueres i briòfits, formnt com una mena de capdells a l'interior de les arrels. Es van originar fa uns 383-462 milions d'anys.
En aquest cas, aquestes endomicorrizes majoritàriament no causen canvis macroscòpics en l'arrel, és a dir, que es poden veure alguns micelis fúngis, però l'efecte del fong no es veu tant com en les ectomicorrizes. Els fongs d'aquest tipus d'endomicorrizes no s'han pogut tenir en cultiu axènic, però sí que fa anys es va cultivar Endogone, que actualment s'ha pogut dividir en diferents gèneres. Les hifes penetren al interior de les cèl·lules formant diferents morfologies com arbúsculs o vesícules.
Les vesícules són més electrodenses i els arbúsculs tenen ramificacions. S'ha vist tambè que Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll formen unes espòres enormes, on hi trobem unes vacuoles dins de les quals hi ha bacteris endosimbionts.
En quan a totes les endomicorrizes en general, trobem un seguit d'avantatges que trobem en endomicorrizes: el miceli micorríc presents més resistència a les condicions d'estrès i per tant, millora la captació de nutrients, sobretot en boscos empobrits (zones tropicals, on hi ha molta vegetació però els sóls són molt pobres, on la materia orgànica es lixiviada o passa cap a les arrels, per això són pobres; és molt interessant el concepte d'endomicorriza, sobretot per l'agricultura →es cremaven els troncs per obtenir nutrients, i a partir d'això, es proposa com a alternativa l'ús del les endomicorrizes que poden colonitzar ambients pobres de nutrients) o en zones temperades, on també trobem sóls empobrits. Els fongs tambè poden tenir vida lliure però la morfologia canvia (Pisolithus tinctorius, vida lliure). Si afegim adobs, no té sentit ja que s 'agafarien els nutrients.
Fixació de nitrogen en els nòduls radicals Un altre mutualisme seria el que existeix entre les lleguminoses i els bacteris fixadors de nitrogen; són molt importants a nivell d'agricultura ja que les plantes que poden fixar nitrogen no es necessari afegir adops nitrogenats, degut a la presència de nòduls a les arrels on es troben associats aquests bacteris fixadors de nitrogen. Poden colonitzar sóls pobres de nitrogen gràcies a la capacitat d'elaboració de nóduls radicals fixadors de nitrogen a les seves arrels →lleguminoses →són aquelles que tenen les seves llavors dintre d'una beina. No tots els microorganismes poden aconseguir aquesta interacció, ja que nomès ho poden realitzar els anomentas rizobis, per tant, aquells que són capaços de formar nóduls fixadors de nitrogen (s'inclouen pocs gèneres): Rhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium, Azorhizobium i Photorhizobium.
Al power, podem observar una imatge de la plantació de soja amb i sense nòduls.
El bacteri rizobi quan es troba en vida lliure, no pot fixar nitrogen, i tampoc les plantes sense ells. Nomès quan hi ha l'interacció es produeix la fixació de nitrogen. Els microorganismes rizobis tenen un enzim anomenat nitrogenasa, que és l'enzim encarregat de fixar nitrogen. La nitrogenasa s'inhibeix amb oxigen, per tant, el microorganisme necessita a la planta perque és el nódul on trobem les concentracions d'oxigen adequades per a que la nitrogenasa sigui activa. En el nódul es controla molt bé la concentració de l'oxigen gràcies a la proteïna leghmoglobina (proteïna produïda per la planta als nóduls) , la qual nomès es produeix quan hi ha la interacció amb la planta. És una proteina de Fe, on passa d'oxidat a reduit continuament, que s'uneix a l'oxigen i llavors, aquest no interfereix amb la activitat de la nitrogenasa. La proporció de oxigren unit a l'oxigen lliure és 10.000 :1, ja que canvia l'oxigen d'oxidat a reduït.
Cada lleguminosa tenen una relació molt específica amb els rizobis, cada un tenen especificitat amb un rizobi en concret; si no és aquell rizobi, no hi hauràn nóduls. Per tant, es tracta d'una relació específica com a totes les relacions mutualistes. Tot i així, trobem que un conjunt de lleguminoses infectades pel mateix rizobi s'anomena grup d'inoculació creuada. En el power, tenim un quadre i diferents exemples on trobem la lleguimosa amb el seu rizobi en concret, on podem veure que existeixen variets de rizobis.
Aquesta interacció passa per diferents passos: primer es produeix un reconeixement i un acostament entre el rizobi i la planta; la planta secreten una serie de factors o substàncies orgàniques que atreuen als microorganismes per tal de que es produeixi l'adhesió. Trobem un seguit de proteïnes, anomenades rhicadehsines, les quals són proteïnes d'adhesió. Les lleguminoses poden produir flavonoids vegetals que atreuen quimiotàcticament als rizobis espècifics per aquella lleguminosa. Es produira un acostament entre les arrels i el rizobi. El rizobi secreta factors Nod, i es produeix la interacció específica, els quals són els responsables del procés de la nodulació i causants del recargolament de l'arrel.
Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll Tambè intervenen altres receptors que es troben a la membrana plasmàtica de la paret cel·lular. Els factors Nod produeixen una sèrie de canvis en l'arrel. Un cop comennça l'adhesió, els rizobis penetren pels pèls radicals, comencen la penetració i ja a l'interior, començen a crèixer i es va produint com una mena de tub anomenat tub d'infecció, per on passaran els rizobis a l'interior de l'arrel (invasió de l'arrel pel tub d'infecció). Un cop a l'interior, es començen a multiplicar i es diferencien de la cèl·lula de l'arrel, on trobem la formació del nódul. Fins que el nódul no està format, no es produeix la fixació de nitrogen.
Això pot portar uns dies, on es produeix una diferenciació i engruiximent de les cèl·lules vegetals fins que es forma el nódul. A l'interior del nódul trobem els rizobis, els quals canvien de forma i es transformen en unes cèl·lules grans inflades i ramificadets anomenades bacteroids. Aquests i els seus conjunts es troben envoltats per una membrana formada per la cèl·lula vegetal, anomenada simbiosoma. Un simbiosoma envolta una sèrie de bacteroids, fins que no es forma el simbiosoma no es produeix la fixació –> nòdul madur.
Els factors Nods són molt importants ja que dirigeixen els passos d'aquest procès i són sintetitztats com a resposta a la síntesi de flavonoides (estímuls produïts per part de la planta). Cada rizobi presenta una factors nods específics, amb cada substituients laterals. Són oligosacaràdis amb esquelets de Nacetilglucosamina amb diferents substituients o radicals. Aquests radicals són específics, els quals provoquen la interacció amb la planta, ja que cada un interaccionarà amb els receptors de les plantes.
Els flavonoids que produeixen les plantes són els inductors o inhibidors de l'expressió dels gens pel seu rizobi específic. Per tant, l'especificitat no nomès ve donada pels factors NOD en concret sinó també per part de la planta amb la síntesi dels flavonoides, sinó no hi hauria reconeixement ni adhesió ni les següents fases del procés de nodulació.
Un cop comença la fixació de nitrogen, intervé el complex nitrogenasa. La nitrogenasa és un complex proteic que està format per dos components enzimàtics: la dinitrogenasa i la dinitrogenasa reductasa.
La dinitrogenasa presenta el component I amb 4 subunitats proteiqües del cofactro FeMo, i permet el pas de nitrogen a amoníac. Aquest amoníac passa a la planta i a partir d'aquest, la planta pot sintetitzar aminoàcids. La dinitrogenasa reductasa presenta el component II amb dos subunitat de proteïna de Fe.
Al cofactor es on es produeix el pas final de la fixació de N, dintre de la planta.
En quan a l'esquema que tenim al power, veiem un bacteriod envoltat de la membrana del simbiosoma.
A travès d'aquesta, la planta li proporciona al bacteri tot el que necessita per crèixer →àcids orgànics, on trobem electrons i energia. El bacteriode es heteròtrof, i gràcies a aquests pot obtenir ATP i poder reductor per poder fixar el nitrogen. A partir dels àcids sintetitzarà piruvat i alliberarà electrons que utilitzarà pel pas de nitrogen a amoniac. D'aqui, els bacteroide allibera amoníac a la planta. Un cop fixat el nitrogen, aquest es fot fixar en forma d'aminoàcids que passaràn a la planta. D'aquesta manera podrà sintetitzar tots els compostos nitrogenats necessaris.
Fixació de nitrogen en tiges A part d'aquestes lleguminoses, tambè existeixen un altre tipus que presenten els nòduls a les tijes, per tant, la fixació d'aquest nitrogen el veiem a les tijes. Això es degut a que la planta està submergida i es formen a la interfase de l'aigua i de l'aire.
Un exemple seria Sesbania rostrata amb nóduls causats per Azorhizobium. Es tracta d'una lleguminosa tropical. Un altre que és molt particular es Photorhizobium, el qual realitza la fotosíntesi, el qual l'ajuda a l'hora de proporcionar energia. En una mateixa planta podem trobar ribozis simbiosomes fotosintètics i simbiosomes regulars, amb una relació especial.
Fixació de nitrogen en plantes no lleguminoses Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll Tambè trobem relacions simbiòtiques entre els bacteris no rizobis i plantes no lleguminoses. Per exemple, aquesta falguera Azolla pinnata, a l'interior de les seves frondes presenta al bacteri Anaebaena, el qual no és un rizobium, és un bacteri fixador de nitrogen. No hi ha formació de nòduls però hi ha la seva presència al seu interior.
Un altre bacteri Frankia, semblant als streptomicets (microorganismes filamentosos que semblen fongs), que pot formar nóduls en plantes llenyoses com per exemple Alnus glutinosa, a les arrels. No és un rizobi, i té una estrategia molt particular; presenta a l'extrem una vesícula més engruixuda, a l'extrem, i això impedeix el pas de l'oxigen i és on troba la nitrogenasa. Aquest tipus d'interacció no és tant específica com en el cas de les lleguminoses, però tambè es formen nóduls.
Tambè tenim l'exemple amb altres plantes, com associacions amb cianobacteris fixadors de nitrogen.
Nostoc i Anabaena, que fixen nitrogen a les arrels. En aquest cas, podem observar unes cèl·lules més grans que són els heterocists, on es dóna la fixació de nitrogen.
Interaccions amb les estructures aèries de les plantes A les fulles de les plantes, sistema molt important, on trobem filopla i filosfera (mateix concepte però en la fulla) El filopla és la superficie de la fulla i la filosfera és l'atmosfera que rodeja la fulla, on es troben els microorganismes. Podem trobar bacteris heteròtrofs i fotosintètics, fongs, liquens i algunes algues es desenvuolupen regularment en les superfícies aèries de les plantes. La superficie de la fulla dreta no és un ambient homogeni, és un ambient hostil on hi ha radiació, condicions extremes en l'aigua. Podem trobar tant bacteris heteròtrofs i fotosintètics, fongs, líquens i algunes algues es desenvolupen regularment en les superfícies aèries de les plantes.
S'han fet diversos estudis per estudiar i observar la quantitat de microorganismes que trobem en les fulles, les quals van canviant. Per exemple, podem observar com Pseudomonas fluorescens, és una espècie típica que creix a la superfície de les fulles, però és molt variable al llarg dels anys. En aquesta zona, tambè trobem bacteris pigmentats per tal de protegir-se dels rajos UV. Uns altres microorganismes molt importants són els llevats (Sporobolomyces roseus), són habitants freqüents de les superficies de les fulles. Aquests microorganimes es troben molt exposats als canvis climàtics, i els que millor són els organismes pigmentats que s'ajuden a protegir-se de la radiació ultraviolada. Alguns poden emetre espores que poden anar d'una planta a una altre; mecanismes de dispersió molt importants. Altres són Cryptococcus laurentii, Torulopsis ingeniosa, Aureobasidium pullulans, Rhodotorula mucilaginosa i Rhodotorula glutinis.
Veiem, per tant, que els microorganismes epífits de la superf´ciie de les plantes estan directament exposats als canvis climàtics. Creixen millor els microorganismes amb pigments i parets especialitzades, i els microorganismes epífits mostren una gran varietat de mecanismes de descàrrega d'espores.
Tambè podem trobar microorganismes a les flors i als fuits: • En les flors tambè podem trobar, on interessa que tinguin grans quantitats amb aminoàcids i nèctars. Com trobem grans quantitats de aminoàcids i nèctars, suposa un hàbitat adient per les poblacions de llevat. Aquestes poblacions estableixen interaccions entre elles, que poden ser positives o negatives, com Candida, Torulopsis, Koeckera, Rhodotorula. Els llevats osmófils poden proporcionar tiamina o àcid nicotínic a altres espècies microbianes per tal de beneficiar-les, mentres que poden produir un seguit d'àcids grassos insaturats, que afecten negativament als bacteris gramnegatius. Per altre banda, els llevats poden ser influenciats per diferents factors de creixements provinents de poblacions microbianes.
Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll • En el fruit, durant la maduració, predomina Saccharomyces, el qual estableix relacions d'amensalisme amb el fruit.
• Tambè podem trobar líquens que podren crèixer sobre de l'escorça en ambients tropicals.
En la filosfera tambè es troben bacteris fixadors de nitrogen. Azolla pinnata és una falguera que es desenvolupa als arrossars, i els agricultors deixen que es desenvolupi per a que quan es mori, es desprengui una gran quantitat de nitrogen que es utilitzat per l'arrossar. Estableix una interacció mutualista amb Annabaena azollae, en la qual es produeix la formació de nòduls.
No tenim rizobis, ja que nomès es troben amb lleguminoses i a les arrels. Quan la planta no té aquests nóduls, presenta un aspecte malmès. Altres exemples seria entre Arsidia i Psicotia.
Tambè existeixen relacions mutualistiques amb fongs endòfits que creixen intracel·lularmnet en plantes i les protegeixen dels herbívos. La planta li proporciona els productes per la fotosíntesi i el fong provoca alcaloids veirnosos que són tóxics i perillosos per diferents insectes o nematodes herbívors. Alguns, però, tambè són neurotòxics i poden afectar també al bestiar si n'hi ha una proporció important, fins i tot, produir la mort.
Llavors tambè tenim microorganismes que es torben a la filosfera com Erwinia herbicola i Pseudomonas syringae, els quals en principi es troben a la filosfera, però quan baixa la temperatura aquestes soques provoquen la formació de cristalls de gel, la qual provoca la congelació de la fulla (per tant, associacions negatives per la planta). Nomès els formen quan baixen les temperatures a una temperatura, i és perjudicial per la planta. Mentre no es donen aquestes condicions,no li fan res a la planta.
Malalties microbianes de plantes: fitopatògens Entre plantes i microorganismes hem de pensar també en fitopatologia, ja que hi ha molts virus, fongs , bacteris i protozous, que tenen un mecanisme semblant a la infecció. Els fitopatògens poden ser de molts tipus, i poden entrar per qualsevol obertura de les plantes.
Aquest procès que realitzen els fitopatògens són els següents: 1) Contacte entre el microorganisme i la planta a través d'un trecamet o fissura de la planta, ja sigui en qualsevol part de la planta.
2) Entrada del patògen 3) Creixement dels microorganismes infecciosos.
4) Desenvolupament dels simptomes de la malaltia.
Concretament, només parlarem de dos casos: – Agrobacterium tumefaciens: forma un malaltia d'agalles de corona, i és degut a la presència d'un fitopatògen. No són nòduls, sinó tumors. Evolutivament es troba molt a prop dels rizobis, però els rizobis són mutualistes i aquests parasiten.
– Agrobacterium rhizogenes: provoca les arrels piloses en arbres joves.
En els dos casos, les malalties són degudes a una producció exagerada d'hormones, citoquines i oxines respectivament, d'una manera descontrolada. Produeixen la malaltia soques que tenen al interior el plasmidi TI (en el primer cas) o plasmidi RI (segon cas). El mecanisme de tots dos és el mateix, els quals són plasmidis conjugatius, de manera que es poden transmetre per conjugació.
Aquest plàsmid, de fet, té una regió que s'anomena T-DNA, el qual és un DNA de transferència i passa a Ecologia microbiana TEMA 9 Ariadna López Coll les cèl·lules de la planta a l'hora de l'infecció i indueix els símptomes de la malatia. Aquest s'integra a l'interior d'aquesta i codifica per una espècie d'oncògens (responsables de la tumoració) i per una sèrie de substàncies (opines) que són una sèrie de aminoàcids que són font d'energia per la planta. Li transfereix aquest DNA, i els oncògens provoquen que hi hagin hormones en excès de la planta, que són les que acaben matant. Els gens vir del bacteri són els encarregats de transferir aquests T.DNA cap a la planta. Tot aquest procès comença quan la planta té una ferida on el bacteri es pot adherir. Un cop entra a l'interior, la planta produeix un seguit de compostos fenolícs que atrauen als Agrobacterium, i activen els factors vir del plasmidi del bacteri. Trobem diferents gens vir: el gen vir A codifica per una proteina quinasa que fosforila el producte del gen Vir G, el qual fosforilat activa l'expressió de la resta dels gens Vir. Seguidament, es produeix una activació del gen Vir D, el qual és una endonucleasa i trenca un DNA del plasmidi en els extrems del T-DNA. Un cop tallat, s'associa al producte el gen Vir E, el qual transporta el T-DNA cap a la membrana citoplasmàtica del bacteri on es trobarà amb la proteina virB, la qual és el producte del gen Vir B que farà de canal de pas entre les dues membranes citoplasmàtiques (entre la membrana citoplasmàtica d'Agrobacterium i la membrana de la cèl·lula). Es transporta al interior de la cèl·lula Un cop a la cèl·lula vegetal, va cap al nucli i s'integra dins del DNA de la planta. A partir d'aquí, és quan es comenen a sintetitar les opines i els oncògens que provocaràn els diferents símptomes de la malaltia.
Aquest procès s'utilitza molt en biotecnologia, ja que a travès del canvi dels gens T-DNA, es poden transmetre determinats gens que vulguem expressar a determinades plantes per veure com actua, com si fos un vector a diferents plantes.
...