Bakterie z rodzaju Azotobacter, poddawane są badaniom ze względu na swoje właściwości i zdolności wiązania wolnego azotu atmosferycznego, który następnie udostępniany jest roślinom. Dodatkowo bakterie te produkują substancje stymulujące wzrost i rozwój roślin oraz hamujące rozwój patogenów.

Bakterie tlenowe należące do rodzaju Azotobacter to grupa wolno żyjących diazotrofów występujących w glebie. W obrębie rodzaju Azotobacter znanych jest 7 gatunków, wśród nich Azotobacter vinelandii.

Azotobacter vinelandii bytuje zarówno w glebie, jak i w wodzie, a porusza się za pomocą peritrichalnie ułożonych wici. Gatunek ten może wytwarzać aż trzy rodzaje nitrogenazy, w zależności od warunków środowiskowych.

• nitrogenaza I - zawierająca koenzym Fe-Mo-Co jest wytwarzana, gdy w środowisku występują jony molibdenu;
• nitrogenaza II - zawierająca Fe-Va-Co wytwarzana jest w warunkach deficytu molibdenu;
• nitrogenaza III - zawierająca w kofaktorze tylko żelazo.

Fitohormony - pobudzenie wzrostu 

Bakterie z rodzaju Azotobacter wytwarzają związki stymulujące wzrost i rozwój roślin takie jak:

• auksyny – pobudza wzrost rośliny. Fitohormony te produkowane są w wierzchołkowych częściach roślin i transportowane do niżej położonych komórek;
• gibereliny – odpowiedzialny za tzw. wzrost wydłużeniowy rośliny;
• cytokiny – produkowane w strefie korzeniowej rośliny, następnie transportowane do nadziemnych części .

 Wydzielanie fitohormonów do podłoża wpływa pozytywnie na plonowanie roślin, przyspieszenie wzrostu i rozwój korzeni.
Nie dziwi więc fakt kolejnych badań nad szczepem bakterii Azotobacter vinelandii. Naukowcy z Washington State wykorzystali technikę edycji genów. Zaprojektowali A.vinelandii w taki sposób, aby niezależnie od warunków środowiskowych w jakich się znajduje, produkowała azot w formach przyswajalnych dla roślin na stałym poziomie i dostarczała go roślinom w stężeniu odpowiadającym potrzebom uprawy. Zastosowanie tej techniki, zamiast wstawiania transgenów, znacznie przyspieszyło proces badań i zmniejszyło koszty całego procesu.

Pierwsze badania przeprowadzono na plantacji ryżu

- Przedstawiliśmy przekonujące dowody na to, że uwolniony amoniak jest przenoszony do roślin ryżu – powiedziała dr Florence Mus, adiunkt w Instytucie Chemii Biologicznej na Washington State University - Nasze unikalne podejście ma na celu zapewnienie nowych rozwiązań, oraz zastąpienie nawozów przemysłowych, bakteriami wytwarzanymi na zamówienie- dodaje.

Jaki mają wpływ na środowisko? 

Motywacją do badań było również w dużej mierze ograniczenie zanieczyszczenia wód gruntowych, które pojawia się w momencie wypłukiwania nadmiaru nawozów azotowych do cieków wodnych. Co prowadzi do tworzenia się tzw. „martwych stref”. Azot prowadzi do zakwitów glonów, te z kolei wyczerpują zapasy tlenu w wodzie, a dalej uśmiercane są inne organizmy wodne takie jak np. ryby. Marta strefa w północnej części Zatoki Meksykańskiej obejmuję powierzchnie prawie 6400 mil kwadratowych.

Obniżenie kosztów, zwiększenie zysków

-  Powszechne używanie nawozów biologicznych w rolnictwie zmniejszyłoby poziom zanieczyszczenia, zapewniłoby zrównoważone sposoby zarządzania cyklem azotu w glebie, obniżyłoby koszty produkcji i zwiększyło marże zysku dla rolników oraz zwiększyłoby zrównoważoną produkcję żywności poprzez poprawę żyzności gleby– powiedział dr Florence Mus.

Gatunek Azotobacter jest coraz częściej używany w uprawach, w celu wzbogacenia życia glebowego. Firmy z roku na rok proponują coraz to większą gamę preparatów na bazie Azotobacter. Mając na uwadze, aktualne wzrosty cen nawozów, warto się zastanowić nad wprowadzeniem ich do planu nawożenia na stałe.  W przypadku upraw warzywniczych stosować je można w każdej fazie aktywnego wzrostu oraz przedsiewnie lub przed wysadzeniem.   

opr. Bernat Patrycja
źródło: sciencedaily/PIB w Puławach/ohioline.osu.edu
fot: envatoelements