AZOSPIRILLUM: CARACTÉRISTIQUES, HABITAT, MÉTABOLISME - LA BIOLOGIE - 2025

Azospirillum est un genre de bactéries gram-négatives libres capables de fixer l'azote. Il est connu depuis de nombreuses années comme un promoteur de la croissance des plantes, car c'est un organisme bénéfique pour les cultures.

Par conséquent, ils appartiennent au groupe des rhizobactéries stimulant la croissance des plantes et ont été isolés de la rhizosphère des graminées et des céréales. Du point de vue de l'agriculture, Azospirillum est un genre largement étudié pour ses propriétés.

Par Frank Vincentz, de Wikimedia Commons

Cette bactérie est capable d'utiliser les nutriments excrétés par les plantes et est responsable de la fixation de l'azote atmosphérique. Grâce à toutes ces caractéristiques favorables, il est inclus dans la formulation des biofertilisants à appliquer dans les systèmes agricoles alternatifs.

Taxonomie

En 1925, la première espèce de ce genre a été isolée et elle s'appelait Spirillum lipoferum. Ce n'est qu'en 1978 que le genre Azospirillum a été postulé.

Douze espèces appartenant à ce genre bactérien sont actuellement reconnues: A. lipoferum et A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinerae, A. oryzae, A. melinis, A. canadense, A. zeae et A. rugosum.

Ces genres appartiennent à l'ordre des Rhodospirillales et à la sous-classe des alphaprotéobactéries. Ce groupe se caractérise par la croyance à des concentrations infimes de nutriments et par l'établissement de relations symbiotiques avec les plantes, les microorganismes phytopathogènes et même avec les êtres humains.

Caractéristiques générales et morphologie

Le genre est facilement identifié par sa forme vibroïde ou en bâtonnet épais, son pléomorphisme et sa mobilité en spirale. Ils peuvent être droits ou légèrement courbés, leur diamètre est d'environ 1 um et de 2,1 à 3,8 de longueur. Les pointes sont généralement tranchantes.

Les bactéries du genre Azospirillum présentent une motilité évidente, présentant un motif de flagelles polaires et latéraux. Le premier groupe de flagelles est principalement utilisé pour la natation, tandis que le second est lié au mouvement sur des surfaces solides. Certaines espèces n'ont que le flagelle polaire.

Cette motilité permet aux bactéries de se déplacer vers des zones où les conditions sont propices à leur croissance. De plus, ils ont une attraction chimique vers les acides organiques, les composés aromatiques, les sucres et les acides aminés. Ils sont également capables de se déplacer dans des régions avec des contractions optimales de l'oxygène.

Lorsqu'elles sont confrontées à des conditions défavorables - telles que la dessiccation ou une pénurie de nutriments - les bactéries peuvent prendre la forme de kystes et développer une enveloppe extérieure composée de polysaccharides.

Les génomes de ces bactéries sont volumineux et possèdent de multiples réplicons, ce qui témoigne de la plasticité de l'organisme. Enfin, ils se caractérisent par la présence de grains de poly-b-hydroxybutyrate.

Habitat

Azospirillum se trouve dans la rhizosphère, certaines souches habitent principalement la surface des racines, bien qu'il existe certains types capables d'infecter d'autres zones de la plante.

Il a été isolé de différentes espèces végétales à travers le monde, des environnements à climat tropical aux régions à températures tempérées.

Ils ont été isolés à partir de céréales telles que le maïs, le blé, le riz, le sorgho, l'avoine, à partir d'herbes telles que Cynodon dactylon et Poa pratensis. Ils ont également été signalés dans l'agave et dans différents cactus.

On ne les retrouve pas de manière homogène dans la racine, certaines souches présentent des mécanismes spécifiques pour infecter et coloniser l'intérieur de la racine, et d'autres se spécialisent dans la colonisation de la partie mucilagineuse ou des cellules endommagées de la racine.

Métabolisme

Azospirillum présente un métabolisme du carbone et de l'azote très diversifié et polyvalent, ce qui permet à cet organisme de s'adapter et de rivaliser avec les autres espèces de la rhizosphère. Ils peuvent proliférer dans des environnements anaérobies et aérobies.

Les bactéries fixent l'azote et peuvent utiliser de l'ammonium, des nitrites, des nitrates, des acides aminés et de l'azote moléculaire comme source de cet élément.

La conversion de l'azote atmosphérique en ammoniac est médiée par un complexe enzymatique composé de la protéine dinitrogénase, qui contient du molybdène et du fer comme cofacteur, et une autre partie protéique appelée dinitrogénase réductase, qui transfère les électrons du donneur à la protéine.

De même, les enzymes glutamine synthétase et glutamate synthétase sont impliquées dans l'assimilation de l'ammonium.

Interaction avec la plante

L'association entre la bactérie et la plante ne peut avoir lieu avec succès que si la bactérie est capable de survivre dans le sol et de trouver une population de racines importante.

Dans la rhizosphère, le gradient décroissant de nutriments de la racine à son environnement est généré par les exsudats de la plante.

En raison des mécanismes de chimiotaxie et de motilité mentionnés ci-dessus, les bactéries peuvent se déplacer vers la plante et utiliser les exsudats comme source de carbone.

Les mécanismes spécifiques que les bactéries utilisent pour interagir avec la plante n'ont pas encore été complètement décrits. Cependant, certains gènes de la bactérie sont connus pour être impliqués dans ce processus, notamment pelA, sala, salB, mot 1, 2 et 3, laf 1, etc.

Applications

Les rhizobactéries favorisant la croissance des plantes, en abrégé PGPR pour son acronyme en anglais, comprennent un groupe de bactéries qui favorisent la croissance des plantes.

Il a été rapporté que l'association des bactéries avec les plantes est bénéfique pour la croissance des plantes. Ce phénomène se produit grâce à différents mécanismes, qui produisent la fixation de l'azote et la production d'hormones végétales telles que les auxines, les gibérillines, les cytokinines et l'acide absisique, qui contribuent au développement de la plante.

Quantitativement, l'hormone la plus importante est l'auxine - l'acide indoleacétique (IAA), dérivé de l'acide aminé tryptophane - et elle est synthétisée par au moins deux voies métaboliques au sein des bactéries. Cependant, il n'y a aucune preuve directe de la participation de l'auxine à l'augmentation de la croissance des plantes.

Les giberillines, en plus de participer à la croissance, stimulent la division cellulaire et la germination de la graine.

Les caractéristiques des plantes inoculées par cette bactérie comprennent une augmentation de la longueur et du nombre de racines situées latéralement, une augmentation du nombre de poils racinaires et une augmentation du poids sec de la racine. Ils augmentent également les processus de respiration cellulaire.

Références

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