Rhizobium

Rhizobium uzly v koreňoch. Zdroj: Wikimedia Commons

Čo je Rhizobium?

Rhizobium Je to rod baktérií, ktoré majú schopnosť fixovať dusík z atmosféry. Všeobecne platí, že baktérie so schopnosťou fixovať dusík sú známe ako rizobios. Tieto vzťahy medzi rastlinami a mikroorganizmami boli široko študované.

Tieto prokaryoty žijú v symbiotických vzťahoch s rôznymi rastlinami: strukoviny, ako sú fazuľa, lucerna, šošovica, sójové bôby, okrem iného. Sú špecificky spojené s ich koreňmi a prispievajú do rastliny dusík, ktorý potrebujú.

Rastlina medzitým ponúka baktériám miesto útočiska. Tento úzky symbiotický vzťah spôsobuje sekréciu molekuly nazývanej leghemoglobín. Táto symbióza vytvára dôležitú časť n₂ V biosfére.

V tomto vzťahu baktérie spôsobujú tvorbu uzlov v koreňoch, ktoré sa líšia od takzvaných „bakteroidov“.

Funkcie Rhizobium

- Baktérie žánru Rhizobium Sú známe hlavne ich schopnosť opraviť dusík a nadviazať symbiotické vzťahy s rastlinami. V skutočnosti sa považuje za jeden z najdramatickejších vzťahov, ktoré existujú v prírode.

- Sú heterotrofické, čo naznačuje, že musia získať svoj zdroj energie organickej hmoty.

- Rhizobium Normálne rastie za aeróbnych podmienok a uzly sa tvoria pri teplote 25 až 30 ° C a optimálne pH 6 alebo 7.

- Proces fixácie dusíka vyžaduje nízke koncentrácie kyslíka na ochranu nitrogenázy (enzým, ktorý tento proces katalyzuje).

- Na riešenie vysokých množstiev kyslíka má proteín podobný hemoglobínu, ktorý je zodpovedný za únos kyslíka, ktorý by mohol zasiahnuť do procesu.

- Symbiotické vzťahy, ktoré tieto prokaryoty ustanovujú s strukovinami, majú vysoký ekologický a ekonomický vplyv.

- Je to gram -negatívna baktéria.

- Je to mobilný.

- Má dve vrstvy bunkovej steny, prvé uhľohydráty a bielkoviny a druhé lipidy a uhľohydráty.

- Proces infekcie nie je ľahký, zahŕňa sériu krokov, v ktorých baktérie a rastlinné delenie buniek ovplyvňujú aktivity bunkových buniek, génovú expresiu, metabolické funkcie a morfogenézu.

Infekčný proces

Rizobios sa nachádzajú na zemi, kde kolonizujú korene a dokážu vstúpiť do závodu. Všeobecne platí, že kolonizácia začína na koreňových chĺpkoch, hoci infekcia je možná aj prostredníctvom malých isie v epiderme.

Môže vám slúžiť: Coanoflagellados

Keď sa baktériám dokáže preniknúť do vnútra rastliny, zvyčajne si zachováva čas vo vnútrobunkových priestoroch zeleniny. Keď vývoj uzlov pokračuje, Rhizobios vstupujú do cytoplazmy týchto štruktúr.

Vývoj a typ uzlov

Vývoj uzlov zahŕňa sériu synchrónnych udalostí v oboch organizmoch. Uzly sú klasifikované ako určité a neurčené.

Prvý z nich pochádza z bunkových divízií vo vnútornej kôre a má pretrvávajúcu apikálnu meristém. Vyznačujú sa tým, že majú valcový tvar a dve diferencované oblasti.

Na druhej strane, špecifické uzly sú výsledkom rozdielov v bunkách v polovici alebo vo vonkajšej časti koreňovej kôry. V týchto prípadoch neexistuje pretrvávajúca meristém a jeho forma je sférickejšia. Zrelý uzol sa môže vyvinúť pomocou bunkového rastu.

Tvorba bakteroidov

V uzle sa vyskytuje diferenciácia v bakteroidoch: fixačná forma n₂. Bakteroidy spolu s rastlinnými membránami tvoria symbiozóm.

V týchto komplexoch mikrobio rastlín je zelenina zodpovedná za poskytovanie uhlíka a energie, zatiaľ čo baktéria produkuje amoniak.

V porovnaní s baktériami voľného života bakterióda prežíva sériu zmien v jeho transkriptóme, vo všetkých jej bunkovej štruktúre a v metabolických aktivitách.

Uskutočňujú sa všetky tieto zmeny, aby sa prispôsobili intracelulárnemu prostrediu, kde jeho jediným cieľom je fixácia dusíka.

Rastlina môže vziať túto zlúčeninu dusíka vylučovanú baktériami a použiť ju na syntézu základných molekúl, ako sú aminokyseliny.

Väčšina druhov Rhizobium Sú dosť selektívne z hľadiska počtu hostí, ktorí môžu infikovať. Niektoré druhy majú iba hosťa.

Naopak, malý počet baktérií sa vyznačuje promiskuitným a má široké spektrum potenciálnych hostí.

Príťažlivosť medzi rhizobios a koreňmi

Korene strukoviny vylučujú chemické látky, ktoré priťahujú baktérie. Keď sú baktérie a koreň blízko, na molekulárnej úrovni sa vyskytuje séria udalostí.

Koreňové flavonoidy indukujú gény v baktériách Kývnutie. To vedie k výrobe oligosacharidov známych ako LCO alebo NOD Faktory. LCO sa pripoja k receptorom, vytvorené z dôvodov lyzínu, na koreňových chĺpkoch, čím sa iniciujú signalizačné udalosti.

Môže vám slúžiť: Tiny Hymenis: Charakteristiky, morfológia, životný cyklus

Existujú aj ďalšie gény -v dodatku k Kývnutie- zapojený do procesu symbiózy, napríklad Exo, nif a Upevniť.

Leghemoglobín

Leghemoglobín je molekula proteínovej povahy, ktorá je typická pre symbiotický vzťah medzi rhizobiom a strukovinami. Ako už názov napovedá, je celkom podobný lepšiemu známemu proteínu: hemoglobín.

Rovnako ako jeho krvný analóg, aj leghemoglobín má zvláštnosť prezentovať veľkú afinitu k kyslíku.

Pretože proces fixácie, ktorý sa vyskytuje v uzlinách.

Taxonómia

Približne 30 druhov Rhizobium, Byť najznámejší Rhizobium Cellulosilyticum a Rhizobium legosarum.

Patria do rodiny Rhizobiaceae, v ktorej sa tiež nachádzajú ďalšie žánre: Agrobacterium, Allorhizobium, Parhizobium, Neorhizobium, Shinella a Sinorhizobium.

Poradie je rhizobial, trieda je alfaproteobacteria, fylum proteobaktérie a kráľovské baktérie.

Morfológia

- Rizobios sú baktérie, ktoré selektívne infikujú korene strukovín.

- Vyznačujú sa tým, že sú gram -negatívne, majú kapacitu vysídlenia a ich forma pripomínajú trstinu.

- Jeho rozmery sú medzi 0,5 a 0,9 mikrometrov široké a dĺžky 1,2 a 3,0 mikrometrov.

- Líši sa od zvyšku baktérií, v ktorých žijú v zemi prezentovaním dvoch foriem: voľná morfológia nájdená v pôdach a symbiotického tvaru v jej rastlinnom hosťovi.

- Okrem morfológie kolónie a farbenia gramu existujú aj iné metódy, pomocou ktorých je možné identifikovať baktérie žánru Rhizobium, ktoré zahŕňajú testy použitia živín, ako je test katalázy, oxidáza, uhlík a dusík. Rovnakým spôsobom sa použili molekulárne testy na identifikáciu, ako napríklad aplikácia molekulárnych markerov.

Biotop

Všeobecne platí, že Rizobios patriaci k rodine Rhizobiaceae vykazujú zvláštnosť spájania hlavne s rastlinami z rodiny Fabaceae.

Môže vám slúžiť: Streptococcus salivarius: Charakteristiky, morfológia, kultivácia

Rodina Fabaceae zahŕňa strukoviny -Granos, šošovka, lucerna, len aby sme spomenuli niektoré známe druhy pre svoju gastronomickú hodnotu-.

Rodina patrí do Angiosperms, ktorá je treťou najpočetnejšou rodinou. Sú široko distribuované na svete a pokrývajú z tropických oblastí do arktických oblastí.

Je známy iba jeden druh ne -legume rastlín, ktorý vytvára symbiotické vzťahy s Rhizobium: Parasponea, Rod rastlín rodiny Cannabáceas.

Okrem toho počet asociácií, ktoré je možné stanoviť medzi mikroorganizmom a rastlinou, závisí od mnohých faktorov. Niekedy je združenie obmedzené povahou a druhmi baktérií, zatiaľ čo v iných prípadoch závisí od rastliny.

Na druhej strane, vo voľnej forme sú baktérie súčasťou prírodnej flóry pôdy -až do konania nodulačného procesu-.

Aj keď sú na zemi strukoviny a rhizobios, tvorba uzlov nie je zabezpečená, pretože kmene a druhy členov symbiózy musia byť kompatibilné.

Výhody a aplikácie

Fixácia dusíka je rozhodujúci biologický proces. Zahŕňa užívanie dusíka v atmosfére, vo forme n₂ A je redukovaný na NH₄⁺.

Teda dusík môže vstúpiť a používať sa v ekosystéme. Tento proces má veľký význam v rôznych druhoch prostredí, či už suchozemských, čerstvých, morských alebo arktickej vody.

Zrejme dusík je prvok, ktorý vo väčšine prípadov obmedzuje rast plodín a pôsobí ako obmedzujúca zložka.

Z obchodného hľadiska sa Rhizobia môže použiť ako potenciári v poľnohospodárstve vďaka svojej schopnosti fixovať dusík. Preto existuje obchod súvisiaci s procesom očkovania týchto baktérií.

Ozdobenie rizobio má veľmi pozitívne účinky na rast rastliny, hmotnosť a počet semien, ktoré produkuje. Tieto výhody experimentálne dokázali desiatky štúdií s strukovinami.

Odkazy

1. Allen, e. Klimatizovať., & Allen, alebo. N. Biochemické a symbiotické vlastnosti rhizobie. Bakteriologické recenzie.
2. Poole, P., Ramachandran, V., & Terpolilli, J. Rhizobia: od saprophytov po endosymbionty. Recenzie prírody mikrobiológia.
3. Somasegaran, P., & Hoben, h. J. Príručka pre Rhizobia: Metódy v technológii strukoviny-Rhizobium. Springer Science & Business Media.