Rhizobium

Rhizobium -knölar i rötter. Källa: Wikimedia Commons

Vad är Rhizobium?

Rhizobium Det är en släkt av bakterier som har förmågan att fixa kväve från atmosfären. I allmänhet kallas bakterier med förmågan att fixa kväve som Rizobios. Dessa förhållanden mellan växter och mikroorganismer har studerats i stor utsträckning.

Dessa prokaryoter lever i symbiotiska relationer med olika växter: baljväxter, såsom bönor, alfalfa, linser, sojabönor, bland andra. De är specifikt förknippade med sina rötter och bidrar till växten kvävet de behöver.

Växten erbjuder under tiden bakterierna en tillflyktplats. Detta nära symbiotiska förhållande orsakar utsöndring av en molekyl som kallas Leghemoglobin. Denna symbios ger en viktig del av N₂ I biosfären.

I detta förhållande orsakar bakterierna bildningen av knölar i rötterna, som skiljer sig från de så kallade "bakteroiderna".

Funktioner i Rhizobium

- Genre bakterier Rhizobium De är främst kända för sin förmåga att fixa kväve och etablera symbiotiska relationer med växter. I själva verket anses det vara en av de mest dramatiska relationerna som finns i naturen.

- De är heterotrofiska, vilket indikerar att de måste få sin energikälla för organiska ämnen.

- Rhizobium Den växer normalt under aeroba förhållanden och knölarna bildas vid en temperatur av 25 till 30 ° C och ett optimalt pH på 6 eller 7.

- Kvävefixeringsprocessen kräver låga syrekoncentrationer för att skydda kväve (det enzym som katalyserar processen).

- För att hantera höga syrebelopp har det ett protein som liknar hemoglobin som ansvarar för kidnappning av syre som kan ingripa i processen.

- De symbiotiska förhållandena som dessa prokaryoter upprättar med baljväxter har en hög ekologisk och ekonomisk påverkan.

- Det är ett gram -negativt bakterie.

- Det är mobilt.

- Den har två lager cellvägg, de första kolhydraterna och proteinet och de andra lipiderna och kolhydraterna.

- Infektionsprocessen är inte lätt, det involverar en serie steg där bakterierna och växten påverkar celldelningsaktiviteter, genuttryck, metaboliska funktioner och morfogenes.

Infektionsprocess

Rizobios finns på marken, där de koloniserar rötterna och lyckas komma in i växten. Generellt börjar koloniseringen på rothår, även om en infektion också är möjlig genom små lissioner i överhuden.

Kan tjäna dig: coanoflagellados

När bakterierna lyckas penetrera växtens inre, upprätthåller den vanligtvis en tid i de intracellulära utrymmena på grönsaken. När utvecklingen av nodulerna fortsätter kommer Rhizobios in i cytoplasma i dessa strukturer.

Utveckling och typ av knölar

Utvecklingen av nodulerna involverar en serie synkrona händelser i båda organismerna. Nodulerna klassificeras som säkra och obestämda.

Den förstnämnda härstammar från celldivisioner i den inre cortex och har en ihållande apikal meristem. De kännetecknas av att ha en cylindrisk form och två differentierade områden.

Å andra sidan är de specifika knölarna resultatet av celldivisioner i hälften eller i den yttre delen av rotbarken. I dessa fall finns det ingen ihållande meristem och dess form är mer sfärisk. Den mogna nodulen kan utvecklas genom celltillväxt.

Bakteroidbildning

I nodulen inträffar differentieringen i bakteroider: fixeringsformen för N₂. Bakteroiderna, tillsammans med växternas membran, bildar symbiosomen.

I dessa mikrobio-växtkomplex är grönsaken ansvarig för att tillhandahålla kol och energi, medan bakterien producerar ammoniak.

Jämfört med de fria livsbakterierna upplever bakterioden en serie förändringar i dess transkriptom, i all dess cellstruktur och i metaboliska aktiviteter.

Alla dessa förändringar sker för att anpassa sig till en intracellulär miljö, där dess enda mål är kvävefixering.

Växten kan ta denna kväveförening som utsöndras av bakterierna och använda den för syntes av väsentliga molekyler, såsom aminosyror.

De flesta arter av Rhizobium De är ganska selektiva när det gäller antalet gäster som kan infektera. Vissa arter har bara en gäst.

Däremot kännetecknas ett litet antal bakterier av att vara promiskuösa och ha ett brett spektrum av potentiella gäster.

Attraktion mellan Rhizobios och rötter

BELUME ROTS UPRETA KEMISKA AGENTER som lockar bakterier. När bakterierna och roten är nära inträffar en serie händelser på molekylnivå.

Rotflavonoider inducerar gener i bakterier Nicka. Detta leder till produktion av oligosackarider som kallas LCO eller NOD -faktorer. LCO: erna går med i receptorerna, bildade på grund av lysin, på rothåren, och inleder därmed signalhändelserna.

Det kan tjäna dig: små hymenis: egenskaper, morfologi, livscykel

Det finns andra gener -tillägg till Nicka- involverad i symbiosprocessen, till exempel Exo, nif och Fixera.

Leghemoglobin

Leghemoglobin är en molekyl av proteinnatur, typiskt för det symbiotiska förhållandet mellan Rhizobio och baljväxter. Som namnet antyder är det ganska lik ett bättre känt protein: hemoglobin.

Liksom dess blodanalog har Leghemoglobin det speciella att presentera en stor affinitet för syre.

Eftersom fixeringsprocessen som inträffar i nodulerna påverkas negativt av höga syrekoncentrationer, är proteinet ansvarigt för att behålla det för att hålla systemet fungerar korrekt.

Taxonomi

Cirka 30 arter av Rhizobium, att vara den mest kända Rhizobium cellulosilyicum och Rhizobium legosarum.

Dessa tillhör familjen Rhizobiaceae, som också innehåller andra genrer: Agrobacterium, Allorhizobium, Parhizobium, Neorhizobium, Shinella och Sinorhizobium.

Beställningen är rhizobial, klassen är alphaproteobacteria, filylproteobakterier och kungarikets bakterier.

Morfologi

- Rizobios är bakterier som selektivt infekterar rötter till baljväxter.

- De kännetecknas av att vara gram -negativa, de har förskjutningskapacitet och deras form påminner om en sockerrör.

- Dess dimensioner är mellan 0,5 och 0,9 mikrometer breda och 1,2 och 3,0 mikrometer långa.

- Det skiljer sig från resten av bakterierna där de bor i marken genom att presentera två former: fri morfologi som finns i jord och den symbiotiska formen i dess växtgäst.

- Utöver koloniets morfologi och färgning av gram finns det andra metoder som bakterierna i genren kan identifieras Rhizobium, som inkluderar näringsanvändningstester, såsom katalastest, oxidas, kol och kväveanvändning. På samma sätt har molekyltester för identifiering använts, såsom tillämpning av molekylära markörer.

Livsmiljö

I allmänhet uppvisar Rizobios som tillhör familjen Rhizobiaceae det speciella med att associera huvudsakligen med växter från Fabaceae -familjen.

Kan tjäna dig: Streptococcus salivarius: egenskaper, morfologi, odling

Familjen Fabaceae inkluderar baljväxter -granor, linser, alfalfa, bara för att nämna några kända arter för deras gastronomiska värde-.

Familjen tillhör angiosperms och är den tredje mest familjen. De är allmänt distribuerade i världen och täcker från tropiska regioner till arktiska områden.

Endast en art av icke -Legume -växt är känd som upprättar symbiotiska relationer med Rhizobium: Parasponea, Ett släkte av växter i familjen Cannabáceas.

Dessutom beror antalet föreningar som kan fastställas mellan mikroorganismen och växten på många faktorer. Ibland är föreningen begränsad av bakteriernas natur och arter, medan det i andra fall beror på växten.

Å andra sidan, i sin fria form, är bakterier en del av den naturliga floraen i jorden -tills noduleringsprocessen inträffar-.

Även om det finns baljväxter och rhizobios på marken, säkerställs inte knölbildning, eftersom stammarna och arterna av medlemmarna i symbiosen måste vara kompatibla.

Förmåner och applikationer

Kvävefixering är en avgörande biologisk process. Det handlar om att ta kväve i atmosfären, i form av N₂ Och det reduceras till NH₄⁺.

Således kan kväve komma in och användas i ekosystemet. Processen är av stor betydelse i olika typer av miljöer, vare sig det är markbundet, friskt, marint eller arktiskt vatten.

Uppenbarligen är kväve ett element som i de flesta fall begränsar grödetillväxt och fungerar som en begränsande komponent.

Ur kommersiell synvinkel kan Rhizobia användas som potentiers i jordbruket tack vare deras förmåga att fixa kväve. Därför finns det en handel relaterad till ympningsprocessen av dessa bakterier.

Rizobio -ympning har mycket positiva effekter på växtens tillväxt, vikten och antalet frön som den producerar. Dessa fördelar har bevisats experimentellt av dussintals studier med baljväxter.

Referenser

1. Allen, E. K., & Allen, eller. N. Biokemiska och symbiotiska egenskaper hos rhizobi. Bakteriologiska recensioner.
2. Poole, s., Ramachandran, v., & Terpolilli, j. Rhizobia: Från saprofyter till endosymbionts. Nature Reviews Microbiology.
3. Somasegaran, s., & Hoben, h. J. Handbok för Rhizobia: Metoder i baljväxter-rhizobiumteknologi. Springer Science & Business Media.