Rhizobium

Rhizobium nodule v koreninah. Vir: Wikimedia Commons

Kaj je Rhizobium?

Rhizobium To je rod bakterij, ki lahko popravijo dušik iz ozračja. Na splošno so bakterije s sposobnostjo popravljanja dušika znane kot rizobios. Ta razmerja med rastlinami in mikroorganizmi so bila široko raziskana.

Ti prokarioti živijo v simbiotskih odnosih z različnimi rastlinami: stročnice, kot so fižol, lucerna, leča, soja. So posebej povezani z njihovimi koreninami in prispevajo k rastlini dušika, ki ga potrebujejo.

Rastlina medtem ponuja bakterijam mesto zatočišča. Ta tesni simbiotski odnos povzroči izločanje molekule, imenovane Leghemoglobin. Ta simbioza daje pomemben delež n₂ V biosferi.

V tem razmerju bakterije povzročajo nastanek vozličev v koreninah, ki se razlikujejo od tako imenovanih "bakterijcev".

Značilnosti Rhizobium

- Bakterije žanra Rhizobium Znani so predvsem po svoji sposobnosti popravljanja dušika in vzpostavljanja simbiotskih odnosov z rastlinami. Pravzaprav velja za enega najbolj dramatičnih odnosov, ki obstajajo v naravi.

- So heterotrofični, kar kaže, da morajo pridobiti svoj vir energije organske snovi.

- Rhizobium Običajno raste v aerobnih pogojih, vozličke pa nastanejo pri temperaturi od 25 do 30 ° C in optimalni pH 6 ali 7.

- Proces pritrditve dušika zahteva nizke koncentracije kisika za zaščito nitrogenaze (encim, ki katalizira postopek).

- Za reševanje velikih kisikovih količin ima beljakovine, podoben hemoglobinu, ki je odgovoren za ugrabitev kisika, ki bi lahko posegel v postopek.

- Simbiotski odnosi, ki jih ti prokarioti vzpostavljajo z stročnicami, imajo visok ekološki in gospodarski vpliv.

- To je gram -negativna bakterija.

- Je mobilna.

- Ima dve plasti celične stene, prve ogljikove hidrate in beljakovine ter druge lipide in ogljikove hidrate.

- Proces okužbe ni enostaven, vključuje vrsto korakov, pri katerih bakterije in rastlinske aktivnosti vplivajo na celične delitve, izražanje genov, presnovne funkcije in morfogenezo.

Postopek okužbe

Rizobios najdemo na tleh, kjer kolonizirajo korenine in uspejo vstopiti v rastlino. Na splošno se kolonizacija začne na koreninskih dlakah, čeprav je okužba možna tudi z majhnimi lisijami v povrhnjici.

Vam lahko služi: coanoflagellados

Ko bakterije uspe prodreti v notranjost rastline, običajno ohranja čas v znotrajceličnih prostorih zelenjave. Ko se razvoj nodul nadaljuje, Rhizobios vstopijo v citoplazmo teh struktur.

Razvoj in vrsta vozličev

Razvoj nodul vključuje vrsto sinhronih dogodkov v obeh organizmih. Nodule so razvrščene kot določene in nedoločene.

Prva izvira iz celičnih delitev v notranji skorji in ima vztrajno apikalno meristem. Zanje je značilno, da imajo cilindrično obliko in dve različni področji.

Po drugi strani so specifični vozliči posledica celičnih delitev na polovici ali v zunanjem delu koreninske skorje. V teh primerih ni obstojnega meristema in njegova oblika je bolj sferična. Zreli nodul lahko razvijemo z rastjo celic.

Tvorba bakterij

V vozlišču se pojavi diferenciacija v bakteriji: pritrdilna oblika n₂. Bakteroidi skupaj z membranami rastlin tvorijo simbiosom.

V teh mikrobio-rastlinskih kompleksih je zelenjava odgovorna za zagotavljanje ogljika in energije, medtem ko bakterija proizvaja amoniak.

V primerjavi z bakterijami prostega življenja bakterioda doživlja vrsto sprememb svojega transkripta, v vsej svoji celični strukturi in v presnovnih aktivnostih.

Vse te spremembe se prilagajajo znotrajceličnemu okolju, kjer je edini cilj fiksacija dušika.

Rastlina lahko vzame to dušikovo spojino, ki jo izločajo bakterije, in jo uporabi za sintezo esencialnih molekul, kot so aminokisline.

Večina vrst Rhizobium So precej selektivni glede na število gostov, ki se lahko okužijo. Nekatere vrste imajo samo gosta.

V nasprotju s tem je značilno, da je majhno število bakterij promiskuitetno in širok spekter potencialnih gostov.

Privlačnost med rizobiosi in koreninami

Korenine za stročnice izločajo kemična sredstva, ki pritegnejo bakterije. Ko sta bakterije in koren blizu, se na molekularni ravni pojavi vrsta dogodkov.

Koreninski flavonoidi inducirajo gene v bakterijah Prikimavanje. To vodi v proizvodnjo oligosaharidov, znanih kot LCO ali NOD faktorji. LCO se pridružijo receptorjem, oblikovani iz razlogov lizina, na koreninskih dlakah in tako sprožijo signalne dogodke.

Lahko vam služi: drobne himene: značilnosti, morfologija, življenjski cikel

Obstajajo tudi drugi geni -v poleg tega Prikimavanje- vključen v proces simbioze, kot je Exo, NIF in Popraviti.

Leghemoglobin

Leghemoglobin je molekula beljakovinske narave, značilna za simbiotsko razmerje med rizobiom in stročnicami. Kot že ime pove, je precej podoben bolj znanemu beljakovinam: hemoglobin.

Tako kot analog krvi ima tudi Leghemoglobin posebnost, da predstavlja veliko afiniteto do kisika.

Ker na postopek pritrditve, ki se pojavi v vozliščih.

Taksonomija

Približno 30 vrst Rhizobium, biti najbolj znan Rhizobium celulozilyticum in Rhizobium legosarum.

Te pripadajo družini Rhizobiaceae, v kateri so tudi drugi žanri: Agrobacterium, Allorhizobium, Parhizobium, Neorhizobium, Shinella in Sinorhizobium.

Vrstni red je rizobial, razred je alfaproteobakterije, phylum proteobakterije in kraljeve bakterije.

Morfologija

- Rizobios so bakterije, ki selektivno okužijo korenine stročnic.

- Zanje je značilno, da so gram -negativni, imajo zmogljivost premika in njihova oblika spominja na trs.

- Njegove dimenzije so med 0,5 in 0,9 mikrometra široke in dolžine 1,2 in 3,0 mikrometra.

- Od preostalih bakterij, v katerih živijo v tleh, se razlikuje po predstavitvi dveh oblik: proste morfologije, ki jo najdemo v tleh in simbiotične oblike znotraj svojega rastlinskega gosta.

- Poleg morfologije kolonije in obarvanja grama obstajajo tudi druge metode, s katerimi je mogoče prepoznati bakterije žanra Rhizobium, ki vključujejo teste uporabe hranil, kot so test katalaze, uporabe oksidaze, ogljika in dušika. Na enak način so bili uporabljeni molekularni testi za identifikacijo, na primer uporaba molekularnih markerjev.

Habitat

Na splošno so rizobiji, ki pripadajo družini Rhizobiaceae, pokazali posebnost povezanosti predvsem z rastlinami iz družine Fabaceae.

Vam lahko služi: Streptococcus salivarius: značilnosti, morfologija, gojenje

Družina Fabaceae vključuje stročnice -granos, lečo, lucerno, samo da bi omenili nekatere znane vrste po njihovi gastronomski vrednosti-.

Družina pripada angiospermi. Na svetu so široko razporejeni in pokrivajo od tropskih regij do arktičnih območij.

Znana je samo ena vrsta nelegijskih rastlin, ki vzpostavlja simbiotske odnose z Rhizobium: Parasponea, Rod rastlin družine Cannabáceas.

Poleg tega je število združenj, ki jih je mogoče vzpostaviti med mikroorganizmom in rastlino, odvisno od številnih dejavnikov. Včasih je povezava omejena z naravo in vrstami bakterij, v drugih primerih pa je odvisna od rastline.

Po drugi strani pa so v svoji prosti obliki bakterije del naravne flore tal -dokler se ne pojavi postopek nodulacije-.

Čeprav so na tleh stročnice in rizobiosi, tvorba vozlišč ni zagotovljena, saj morajo biti sevi in ​​vrste članov simbioze združljivi.

Ugodnosti in aplikacije

Fiksacija dušika je ključni biološki proces. Vključuje jemanje dušika v ozračju v obliki n₂ In zmanjša se na NH₄⁺.

Tako lahko dušik vstopi in uporablja v ekosistemu. Postopek je zelo pomemben v različnih vrstah okolja, bodisi kopenske, sveže, morske ali arktične vode.

Očitno je dušik element, ki v večini primerov omejuje rast pridelka in deluje kot omejujoča komponenta.

S komercialnega vidika lahko Rhizobia uporabimo kot potencirji v kmetijstvu, zahvaljujoč njihovi sposobnosti popravljanja dušika. Zato obstaja trgovina, povezana s postopkom inokulacije teh bakterij.

Rizobio inokulacija ima zelo pozitivne učinke na rast rastline, težo in število semen, ki jih proizvaja. Te prednosti je eksperimentalno dokazalo na desetine študij z stročnicami.

Reference

1. Allen, e. K., & Allen, ali. N. Biokemične in simbiotske lastnosti rizobije. Bakteriološki pregledi.
2. Poole, str., Ramachandran, v., & Terpolilli, J. Rhizobia: od saprofitov do endosimbiontov. Nature pregleduje mikrobiologijo.
3. Somasegaran, str., & Hobon, h. J. Priročnik za Rhizobia: Metode v tehnologiji Legome-Rhizobium. Springer Science & Business Media.