Rhizobium

Rhizobium nodul dalam akar. Sumber: Wikimedia Commons

Apa itu Rhizobium?

Rhizobium Ia adalah genus bakteria yang mempunyai keupayaan untuk memperbaiki nitrogen dari atmosfera. Secara umum, bakteria dengan keupayaan untuk menetapkan nitrogen dikenali sebagai rizobios. Hubungan ini antara tumbuhan dan mikroorganisma telah dikaji secara meluas.

Prokariot ini hidup dalam hubungan simbiotik dengan tumbuhan yang berbeza: kekacang, seperti kacang, alfalfa, lentil, kacang soya, antara lain. Mereka secara khusus dikaitkan dengan akar mereka dan menyumbang kepada tumbuhan nitrogen yang mereka perlukan.

Sementara itu, kilang itu menawarkan bakteria tempat perlindungan. Hubungan simbiotik yang rapat ini menyebabkan rembesan molekul yang dipanggil leghemoglobin. Simbiosis ini menghasilkan sebahagian penting n₂ Dalam biosfera.

Dalam hubungan ini, bakteria menyebabkan pembentukan nodul dalam akar, yang berbeza dari "bakteroid".

Ciri -ciri Rhizobium

- Bakteria genre Rhizobium Mereka terutamanya dikenali kerana keupayaan mereka untuk memperbaiki nitrogen dan mewujudkan hubungan simbiotik dengan tumbuh -tumbuhan. Malah, ia dianggap sebagai salah satu hubungan yang paling dramatik yang wujud.

- Mereka adalah heterotropik, menunjukkan bahawa mereka mesti memperoleh sumber tenaga bahan organik mereka.

- Rhizobium Ia biasanya tumbuh di bawah keadaan aerobik dan nodul dibentuk pada suhu 25 hingga 30 ° C dan pH optimum 6 atau 7.

- Proses penetapan nitrogen memerlukan kepekatan oksigen yang rendah untuk melindungi nitrogenase (enzim yang memangkinkan prosesnya).

- Untuk menangani jumlah oksigen yang tinggi, ia mempunyai protein yang serupa dengan hemoglobin yang bertanggungjawab untuk menculik oksigen yang dapat campur tangan dalam proses.

- Hubungan simbiotik yang ditubuhkan oleh prokariot ini dengan kekacang mempunyai kesan ekologi dan ekonomi yang tinggi.

- Ia adalah bakteria gram -negatif.

- Ia mudah alih.

- Ia mempunyai dua lapisan dinding sel, karbohidrat pertama dan protein, dan lipid kedua dan karbohidrat.

- Proses jangkitan tidak mudah, ia melibatkan beberapa langkah di mana bakteria dan tumbuhan mempengaruhi aktiviti pembahagian sel, ekspresi gen, fungsi metabolik dan morfogenesis.

Proses jangkitan

Rizobios ditemui di tanah, di mana mereka menjajah akar dan berjaya memasuki kilang. Umumnya, penjajahan bermula pada rambut akar, walaupun jangkitan juga mungkin melalui lisi kecil di epidermis.

Boleh melayani anda: Coanoflagellados

Apabila bakteria berjaya menembusi bahagian dalam tumbuhan, ia biasanya mengekalkan masa di ruang intraselular sayur -sayuran. Apabila perkembangan nodul diteruskan, rhizobios memasuki sitoplasma struktur ini.

Pembangunan dan jenis nodul

Perkembangan nodul melibatkan satu siri peristiwa segerak dalam kedua -dua organisma. Nodul diklasifikasikan sebagai tertentu dan tidak dapat ditentukan.

Bekas yang berasal dari bahagian sel dalam korteks dalaman dan mempunyai meristem apikal yang berterusan. Mereka dicirikan dengan mempunyai bentuk silinder dan dua kawasan yang dibezakan.

Sebaliknya, nodul tertentu hasil dari bahagian sel pada separuh atau di bahagian luar korteks akar. Dalam kes ini tidak ada meristem yang berterusan dan bentuknya lebih sfera. Nodul matang dapat dibangunkan oleh pertumbuhan sel.

Pembentukan bakteroid

Dalam nodul pembezaan dalam bakteroid berlaku: bentuk penetapan n₂. Bakteroid, bersama -sama dengan membran tumbuhan, membentuk simbiosom.

Di kompleks kilang mikrobio ini, sayur-sayuran bertanggungjawab untuk menyediakan karbon dan tenaga, sementara bakteria menghasilkan ammonia.

Berbanding dengan bakteria kehidupan percuma, bakteriod mengalami beberapa perubahan dalam transkripominya, dalam semua struktur selular dan aktiviti metaboliknya.

Semua perubahan ini berlaku untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran intrasel, di mana satu -satunya objektif adalah penetapan nitrogen.

Kilang itu boleh mengambil sebatian nitrogen ini yang dirembeskan oleh bakteria dan menggunakannya untuk sintesis molekul penting, seperti asid amino.

Kebanyakan spesies Rhizobium Mereka agak selektif dari segi bilangan tetamu yang dapat menjangkiti. Beberapa spesies hanya mempunyai tetamu.

Sebaliknya, sebilangan kecil bakteria dicirikan dengan menjadi tidak bermaruah dan mempunyai spektrum yang berpotensi untuk tetamu yang berpotensi.

Tarikan antara rhizobios dan akar

Akar kekacang merembeskan agen kimia yang menarik bakteria. Apabila bakteria dan akar hampir, satu siri peristiwa berlaku di peringkat molekul.

Flavonoid akar mendorong gen dalam bakteria Mengangguk. Ini membawa kepada pengeluaran oligosakarida yang dikenali sebagai faktor LCO atau NOD. LCOs menyertai reseptor, dibentuk dengan alasan lisin, pada rambut akar, dengan itu memulakan peristiwa isyarat.

Ia boleh melayani anda: hymenis kecil: ciri -ciri, morfologi, kitaran hidup

Ada gen lain -dalam tambahan Mengangguk- terlibat dalam proses simbiosis, seperti Exo, nif dan Menetapkan.

Leghemoglobin

Leghemoglobin adalah molekul sifat protein, tipikal hubungan simbiotik antara rhizobio dan kekacang. Seperti namanya, ia agak serupa dengan protein yang lebih dikenali: hemoglobin.

Seperti analog darahnya, Leghemoglobin mempunyai keanehan membentangkan pertalian besar untuk oksigen.

Oleh kerana proses penetapan yang berlaku dalam nodul dipengaruhi secara negatif oleh kepekatan oksigen yang tinggi, protein bertanggungjawab untuk mengekalkannya untuk memastikan sistem berfungsi dengan baik.

Taksonomi

Kira -kira 30 spesies dari Rhizobium, Menjadi yang paling terkenal Rhizobium cellulosilyticum dan Rhizobium legosarum.

Ini tergolong dalam keluarga Rhizobiaceae, yang juga menempatkan genre lain: Agrobacterium, Allorhizobium, Parhizobium, Neorhizobium, Shinella dan Sinorhizobium.

Pesanannya adalah rhizobial, kelasnya adalah Alphaproteobacteria, Proteobakteria Phylum dan Bakteria Kerajaan.

Morfologi

- Rizobios adalah bakteria yang secara selektif menjangkiti akar kekacang.

- Mereka dicirikan dengan menjadi gram -negatif, mereka mempunyai kapasiti anjakan dan bentuk mereka mengingatkan tongkat.

- Dimensinya antara 0.5 dan 0.9 mikrometer lebar dan 1.2 dan 3.0 mikrometer panjang.

- Ia berbeza dari bakteria yang lain di mana mereka tinggal di tanah dengan menyampaikan dua bentuk: morfologi percuma yang terdapat di tanah dan bentuk simbiotik di dalam tetamu tumbuhannya.

- Di luar morfologi koloni dan pewarnaan gram, terdapat kaedah lain yang mana bakteria genre dapat dikenal pasti Rhizobium, yang termasuk ujian penggunaan nutrien, seperti ujian catalase, oksidase, karbon dan penggunaan nitrogen. Dengan cara yang sama, ujian molekul untuk pengenalan telah digunakan, seperti penggunaan penanda molekul.

Habitat

Secara umum, Rizobios milik keluarga Rhizobiaceae mempamerkan keanehan bersekutu terutamanya dengan tumbuh -tumbuhan dari keluarga Fabaceae.

Boleh melayani anda: Streptococcus salivarius: Ciri -ciri, morfologi, penanaman

Keluarga Fabaceae termasuk kekacang -granos, lentil, alfalfa, hanya menyebut beberapa spesies yang diketahui untuk nilai gastronomi mereka-.

Keluarga milik angiosperm, menjadi keluarga ketiga yang paling banyak. Mereka diedarkan secara meluas di dunia, yang meliputi dari kawasan tropika ke kawasan Artik.

Hanya satu spesies tumbuhan bukan kain yang diketahui bahawa mewujudkan hubungan simbiotik dengan Rhizobium: Parasponea, Genus tumbuhan keluarga cannabáceas.

Di samping itu, bilangan persatuan yang boleh ditubuhkan antara mikroorganisma dan tumbuhan bergantung kepada banyak faktor. Kadang -kadang persatuan itu dihadkan oleh sifat dan spesies bakteria, sementara dalam kes lain ia bergantung pada tumbuhan.

Sebaliknya, dalam bentuk bebas mereka, bakteria adalah sebahagian daripada flora semula jadi tanah -sehingga proses nodulasi berlaku-.

Walaupun terdapat kekacang dan rhizobios di atas tanah, pembentukan nodul tidak dipastikan, kerana strain dan spesies anggota simbiosis mesti bersesuaian.

Faedah dan aplikasi

Penetapan nitrogen adalah proses biologi yang penting. Ia melibatkan pengambilan nitrogen di atmosfera, dalam bentuk n₂ Dan ia dikurangkan menjadi NH₄⁺.

Oleh itu, nitrogen boleh masuk dan digunakan dalam ekosistem. Proses ini sangat penting dalam pelbagai jenis persekitaran, sama ada air terestrial, segar, laut atau arktik.

Nampaknya nitrogen adalah elemen yang membatasi, dalam kebanyakan kes, pertumbuhan tanaman dan bertindak sebagai komponen yang mengehadkan.

Dari sudut pandang komersial, rhizobia boleh digunakan sebagai orang yang berpengalaman dalam pertanian terima kasih atas keupayaan mereka untuk memperbaiki nitrogen. Oleh itu, terdapat perdagangan yang berkaitan dengan proses inokulasi bakteria ini.

Inokulasi rizobio mempunyai kesan yang sangat positif terhadap pertumbuhan tumbuhan, berat dan bilangan biji yang dihasilkannya. Faedah ini telah dibuktikan secara eksperimen oleh berpuluh -puluh kajian dengan kekacang.

Rujukan

1. Allen, e. K., & Allen, atau. N. Sifat biokimia dan simbiotik rhizobia. Ulasan Bacteriological.
2. Poole, ms., Ramachandran, v., & Terpolilli, J. Rhizobia: Dari Saprophytes ke Endosymbionts. Kajian semula jadi mikrobiologi.
3. Somasegaran, ms., & Hoben, h. J. Buku Panduan untuk Rhizobia: Kaedah dalam Teknologi Legume-Rhizobium. Media Sains & Perniagaan Springer.