Rhizobium savybės, taksonomija, morfologija, buveinė ir nauda



Rhizobium yra bakterijų, turinčių gebėjimą fiksuoti azotą iš atmosferos, gentis. Apskritai, bakterijos, gebančios fiksuoti azotą, yra žinomos kaip rizobija. Šie ryšiai tarp augalų ir mikroorganizmų buvo plačiai ištirti.

Šie prokariotai gyvena simbiotiniuose santykiuose su skirtingais augalais, pavyzdžiui, ankštiniais, pavyzdžiui, pupelėmis, liucernomis, lęšiais, sojos pupelėmis.

Jie yra konkrečiai susiję su jų šaknimis ir suteikia augalui reikalingą azotą. Augalas savo ruožtu siūlo bakterijai prieglobsčio vietą. Šis glaudus simbiotinis ryšys sukelia molekulės, vadinamos legemoglobinu, sekreciją. Ši simbiozė sukuria didelę dalį N2 biosferoje.

Šiuose santykiuose bakterijos sukelia šakniavaisių mazgus, kurie išskiria vadinamuosius „bakteroidus“..

Dauguma tyrimų, atliktų šioje bakterijų gentyje, buvo atsižvelgta tik į jų simbiotinę būseną ir jos ryšį su augalu. Dėl šios priežasties yra labai mažai informacijos apie individualų bakterijų gyvenimo būdą ir jo funkciją kaip dirvožemio mikrobiomo komponentą..

Indeksas

  • 1 Charakteristikos
  • 2 Infekcijos procesas
    • 2.1 mazgų plėtra ir tipas
    • 2.2 Bakterijų susidarymas
    • 2.3 Rizobijos ir šaknų pritraukimas
    • 2.4 Legemoglobinas
  • 3 Taksonomija
  • 4 Morfologija
  • 5 Buveinė
  • 6 Privalumai ir programos
  • 7 Nuorodos

Savybės

Genties bakterijos Rhizobium Jie yra žinomi daugiausia dėl jų gebėjimo fiksuoti azotą ir sukurti simbiotinius ryšius su augalais. Tiesą sakant, tai laikoma vienu iš dramatiškiausių gamtos santykių.

Jie yra heterotrofiniai, o tai rodo, kad jie turi gauti savo organinės medžiagos energijos šaltinį. Rhizobium jis paprastai auga aerobinėmis sąlygomis, o mazgeliai susidaro 25–30 ° C temperatūroje, o optimalus pH yra 6 arba 7.

Tačiau azoto fiksavimo procesui reikalinga maža deguonies koncentracija, kad būtų apsaugotas azotas (fermentas, skatinantis procesą)..

Norint susidoroti su dideliu kiekiu deguonies, yra baltymas, panašus į hemoglobiną, kuris yra atsakingas už deguonies atskyrimą, kuris galėtų įsikišti į procesą..

Simbiotiniai santykiai, kuriuos šie prokariotai sukuria su ankštiniais augalais, turi didelį ekologinį ir ekonominį poveikį, todėl yra daug literatūros apie šį labai specifinį ryšį.

Infekcijos procesas nėra paprastas, jis apima keletą etapų, kai bakterijos ir augalas vienas kitą veikia ląstelių dalijimosi, genų ekspresijos, metabolinių funkcijų ir morfogenezės veikloje..

Infekcijos procesas

Šios bakterijos yra puikūs biologiniai modeliai, skirti suprasti sąveiką tarp mikroorganizmų ir augalų.

Rizobija randama dirvožemyje, kur jie kolonizuoja šaknis ir sugeba patekti į augalą. Apskritai, kolonizacija prasideda šaknų plaukuose, nors infekcija yra įmanoma ir per mažus epidermio pažeidimus.

Kai bakterijos sugeba įsiskverbti į augalo vidų, ji paprastai palaikoma tam tikrą laiką augalo ląstelėse. Plečiantis mazgeliams, rizobija patenka į šių struktūrų citoplazmą.

Mazgų plėtra ir tipas

Gumbų vystymasis apima daugybę sinchroninių įvykių abiejuose organizmuose. Mazgeliai klasifikuojami tam tikrose ir neapibrėžtose.

Pirmasis kilęs iš ląstelių dalijimosi vidinėje žievėje ir turi nuolatinį apikalų meristemą. Joms būdinga cilindro formos ir dvi diferencijuotos zonos.

Kita vertus, nustatyti mazgai atsiranda dėl ląstelių dalijimosi vidurinėje arba išorinėje šaknų žievės dalyje. Tokiais atvejais jūs neturite patvaraus meristemo ir jo forma yra sferinė. Brandus mazgas gali išsivystyti ląstelių augimu.

Bakteroidų susidarymas

Bakteroidų diferencijavimas vyksta mazgelyje: N-fiksavimo forma2. Bakteroidai kartu su augalų membranomis sudaro simbiozę.

Šiuose kompleksiniuose augalų mikrobuose augalas yra atsakingas už anglies ir energijos tiekimą, o bakterijos gamina amoniaką.

Palyginti su laisvai gyvomis bakterijomis, bakteriode vyksta daugybė transkripto, viso ląstelių struktūros ir medžiagų apykaitos pokyčių. Visi šie pokyčiai vyksta, kad prisitaikytų prie vidinės ląstelės, kurioje vienintelis jo tikslas yra azoto fiksavimas.

Augalas gali išgauti šį azoto junginį, kurį išskiria bakterijos, ir jį naudoti svarbių molekulių, tokių kaip amino rūgštys, sintezei..

Dauguma rūšių Rhizobium Jie yra gana selektyvūs atsižvelgiant į svečių, kuriuos jie gali užkrėsti, skaičių. Kai kurios rūšys turi tik vieną šeimininką. Priešingai, nedideliam bakterijų skaičiui būdingas nedidelis ir turintis platų potencialių šeimininkų spektrą.

Rizobijos ir šaknų pritraukimas

Bakterijų ir ankštinių šaknų šaknis traukia cheminiai veiksniai, kuriuos sukelia šaknys. Kai bakterijos ir šaknys yra artimos, molekuliniu lygmeniu įvyksta daugybė įvykių.

Šaknų flavonoidai sukelia bakterijų genus pamerkite. Dėl to susidaro oligosacharidai, žinomi kaip LCO arba mazgo faktoriai. LCO jungiasi prie lizino motyvų sudarytų receptorių šaknų plaukuose, tokiu būdu inicijuodami signalizacijos įvykius.

Be to, yra ir kitų genų pamerkite - dalyvauja simbiozės procese exo, nif ir pataisyti.

Legemoglobinas

Legemoglobinas yra baltymų pobūdžio molekulė, būdinga simbiotiniam santykiui tarp rizobijos ir ankštinių augalų. Kaip rodo pavadinimas, jis yra gana panašus į labiau pažįstamą baltymą: hemoglobiną.

Kaip ir jo kraujo analogas, legemoglobinas pasižymi dideliu afinitetu deguonimi. Kadangi fiksavimo procesas, kuris vyksta mazgeliuose, neigiamai veikia aukštą deguonies koncentraciją, baltymas yra atsakingas už tai, kad jį išlaikytų, kad sistema veiktų tinkamai.

Taksonomija

Maždaug 30 rūšių. \ T Rhizobium, geriausiai žinomas Rhizobium cellulosilyticum ir Rhizobium leguminosarum. Jie priklauso Rhizobiaceae šeimai, kurioje taip pat yra kitų genčių: Agrobacterium, Allorhizobium, Pararhizobium, Neorhizobium, Shinella, ir Sinorhizobium.

Tvarka yra Rhizobiales, klasė yra Alphaproteobacteria, Phylum Proteobacteria ir Bacteria karalystė.

Morfologija

Rizobija yra bakterijos, kurios selektyviai užkrečia ankštinių augalų šaknis. Jiems būdinga graminė negatyva, jų tūris yra poslinkis, o jų forma primena cukranendrių. Jo matmenys yra nuo 0,5 iki 0,9 mikrometrų pločio ir 1,2 ir 3,0 mikrometrų ilgio.

Jos skiriasi nuo kitų bakterijų, kurios gyvena dirvožemyje, pateikdamos dvi formas: laisvą morfologiją, esančią dirvožemyje, ir simbiotinę formą jų augalų šeimininke..

Be kolonijos ir gramų dažymo morfologijos, yra ir kitų būdų, kaip galima identifikuoti genties bakterijas. Rhizobium, Tai apima maistinių medžiagų panaudojimo bandymus, pvz., Katalazės testą, oksidazę ir anglies bei azoto panaudojimą.

Panašiai identifikavimui buvo naudojami molekuliniai tyrimai, pvz., Molekulinių žymenų taikymas.

Buveinė

Apskritai, Rhizobiaceae šeimai priklausanti rizobija pasižymi ypatingu ypatumu, susijusiu su Fabaceae šeimos augalais..

„Fabaceae“ šeima apima ankštinius augalus - grūdus, lęšius, liucerną, kad būtų pavadintos kelios rūšys, žinomos dėl savo gastronominės vertės. Šeima priklauso Angiosperms, kuri yra trečia pagal dydį šeima. Jie yra plačiai paplitę pasaulyje, nuo tropinių regionų iki arktinių vietovių.

Yra žinoma tik viena ne ankštinių augalų rūšis, kuri užmezga simbiotinius ryšius Rhizobium: Parasponea, Cannabáceas šeimos augalų gentis.

Be to, asociacijų, kurias galima nustatyti tarp mikroorganizmo ir augalo, skaičius priklauso nuo daugelio veiksnių. Kartais asociaciją riboja bakterijų pobūdis ir rūšys, o kitais atvejais tai priklauso nuo augalo.

Kita vertus, savo laisvos formos bakterijos yra natūralios dirvožemio floros dalis, kol vyksta mezgimo procesas. Atkreipkite dėmesį, kad nors dirvožemyje yra ankštiniai augalai ir rizobija, mazgų susidarymas nėra užtikrintas, nes simbiozės narių padermės ir rūšys turi būti suderinamos.

Privalumai ir programos

Azoto fiksavimas yra lemiamas biologinis procesas. Į atmosferą įeina azoto kiekis N2 ir jis sumažinamas iki NH4+. Taigi, azotas gali patekti į ekosistemą ir jį naudoti. Procesas yra labai svarbus įvairiose aplinkose - sausumos, gėlavandenių, jūrinių ar arktinių.

Atrodo, kad azotas yra elementas, kuris daugeliu atvejų riboja augalų augimą ir veikia kaip ribojantis komponentas.

Komerciniu požiūriu, rizobija gali būti naudojama kaip stiprikliai žemės ūkyje, nes jos sugeba nustatyti azotą. Todėl yra prekybos, susijusios su minėtų bakterijų inokuliavimo procesu.

Rizobiumo inokuliacija turi labai teigiamą poveikį augalo augimui, jo svoriui ir sėklų skaičiui. Šias išmokas eksperimentiškai įrodė dešimtys tyrimų su ankštiniais augalais.

Nuorodos

  1. Allenas, E. K., ir Allenas, O. N. (1950). Rizobijos biocheminės ir simbiotinės savybės. Bakteriologinės apžvalgos, 14(4), 273.
  2. Jiao, Y. S., Liu, Y. H., Yan, H., Wang, E. T., Tian, ​​C. F., Chen, W. X., ... & Chen, W. F. (2015). Rizobijos įvairovė ir labai subtilaus ankštinių augalų mazgo charakteristikos Sophora flavescens. Molekulinės augalų-mikrobų sąveikos, 28(12), 1338-1352.
  3. Jordanija, D. C. (1962). Rhizobium genties bakteroidai. Bakteriologinės apžvalgos, 26(2 Pt 1-2), 119.
  4. Leung, K., Wanjage, F. N. ir Bottomley, P. J. (1994). Simbiotinės Rhizobium leguminosarum bv. trifolii izoliatai, kurie yra pagrindiniai ir nedideli mazgų užimantys chromosomų tipai, išaugintiTrifolium subterraneum L.). Taikoma ir aplinkos mikrobiologija, 60(2), 427-433.
  5. Poole, P., Ramachandran, V. ir Terpolilli, J. (2018). Rhizobia: nuo saprofitų iki endosymbiontų. Gamtos apžvalgos Mikrobiologija, 16(5), 291.
  6. Somasegaran, P., ir Hoben, H. J. (2012). Rizobijos vadovas: ankštinių-Rhizobium technologijų metodai. „Springer Science & Business Media“.
  7. Wang, Q., Liu, J., & Zhu, H. (2018). Genetiniai ir molekuliniai mechanizmai, pagrįsti simbiozės specifiškumu sąnarių-Rhizobium sąveikose. Augalų mokslo sienos, 9, 313.