Rhizobium'i omadused, taksonoomia, morfoloogia, elupaik ja kasu



Rhizobium on bakterite perekond, millel on võime atmosfäärist lämmastikku siduda. Üldiselt on bakterid, mis on võimelised lämmastikku kinnitama, tuntud kui rhizobia. Neid seoseid taimede ja mikroorganismide vahel on põhjalikult uuritud.

Need prokarüootne elab sümbioosis erinevaid taimi: kaunviljad, nagu oad, lutsern, läätsed, sojaoad, muu hulgas.

Need on konkreetselt seotud nende juurtega ja annavad taimedele vajaliku lämmastiku. Taim omakorda pakub bakterile varjupaika. See lähedane sümbiootiline suhe põhjustab leghemoglobiini nimetusega molekuli sekretsiooni. See sümbioos tekitab märkimisväärse osa N-st2 biosfääris.

Selles seoses põhjustavad bakterid juurtes sõlmede moodustumist, mis eristavad nn bakteroide..

Enamik uuringuid, mis on tehtud selles bakterite perekonna, on ainult arvesse võtta nende sümbiootiline riigi ja selle suhe taime. Sel põhjusel on vähe teavet, mis on seotud üksikisiku elustiili bakteri ja selle funktsiooni osana mulla microbiome.

Indeks

  • 1 Omadused
  • 2 Nakkusprotsess
    • 2.1 sõlmede areng ja tüüp
    • 2.2 Bakteroidide moodustumine
    • 2.3 Risobia ja juurte vahetus
    • 2.4 Legemoglobiin
  • 3 Taksonoomia
  • 4 Morfoloogia
  • 5 Elupaik
  • 6 Eelised ja rakendused
  • 7 Viited

Omadused

Perekonna bakterid Rhizobium Neid tuntakse peamiselt nende võime tõttu lämmastikku fikseerida ja luua sümbiootilisi suhteid taimedega. Tegelikult peetakse seda üheks looduses dramaatilisemaks suhteks.

Nad on heterotroofsed, mis näitab, et nad peavad saama oma orgaanilise aine energiaallika. Rhizobium see kasvab tavaliselt aeroobsetes tingimustes ja sõlmed moodustatakse temperatuuril 25 kuni 30 ° C ja optimaalse pH 6 või 7 juures..

Lämmastiku fikseerimise protsess nõuab lämmastiku (protsess, mis katalüüsib ensüümi) kaitsmiseks madalat hapniku kontsentratsiooni..

Kõrge hapnikusisaldusega tegelemiseks on valk sarnane hemoglobiiniga, mis vastutab hapniku eraldamise eest, mis võiks protsessi sekkuda..

Sümbiootilistel suhetel, mida need prokarüootid kaunviljadega tekitavad, on suur ökoloogiline ja majanduslik mõju, mistõttu on olemas väga laialdane kirjandus selle väga spetsiifilise suhte kohta.

Nakkusprotsess ei ole lihtne, hõlmab mitmeid etappe, kus bakterid ja taim mõjutavad üksteist rakkude jagunemise, geeniekspressiooni, metaboolsete funktsioonide ja morfogeneesi toimingutes.

Nakkusprotsess

Need bakterid on suurepärased bioloogilised mudelid, et mõista mikroorganismide ja taimede vahelisi koostoimeid.

Risobia leidub mullas, kus nad koloniseerivad juured ja suudavad taime siseneda. Üldiselt algab koloniseerimine juurekarvadest, kuigi nakkus on võimalik ka väikeste kahjustuste tõttu epidermises.

Kui bakterid suudavad tungida taime sisemusse, hoitakse seda tavaliselt mõnda aega taime rakusisestes ruumides. Kuna sõlmede areng jätkub, siseneb rhizobia nende struktuuride tsütoplasma.

Sõlmede areng ja tüüp

Põlvede areng hõlmab mõlemas organismis mitmeid sünkroonseid sündmusi. Sõlmed liigitatakse kindlateks ja määramatuteks.

Esimene pärineb rakulistest jagunemistest sisekoores ja neil on püsiv apikaalne meristeem. Neid iseloomustab silindriline kuju ja kaks diferentseeritud tsooni.

Teisest küljest tulenevad määratud sõlmed rakkude jagunemisest juurekoore keskmises või välises osas. Sellistel juhtudel ei ole teil püsivat meristeemi ja selle kuju on sfäärilisem. Küpsed sõlmed võivad areneda rakkude kasvu tõttu.

Bakteroidi moodustumine

Bakteroidide diferentseerumine toimub sõlmes: N-fikseeriv vorm2. Bakteroidid koos taimede membraanidega moodustavad sümbioomi.

Nendes keerulistes taimede mikroobides on taim vastutav süsiniku ja energia tagamise eest, samas kui bakterid toodavad ammoniaaki.

Võrreldes vabalt elavate bakteritega läbib bakteri kord transkriptoomil, kogu raku struktuuris ja ainevahetuses. Kõik need muutused toimuvad, et kohaneda rakusisese keskkonnaga, kus selle ainus eesmärk on lämmastiku sidumine.

Taim võib võtta selle bakterite poolt eritatava lämmastikuühendi ja kasutada seda oluliste molekulide, näiteks aminohapete sünteesiks..

Enamik. \ T Rhizobium Nad on üsna selektiivsed külastajate arvu järgi, keda nad võivad nakatada. Mõnedel liikidel on ainult üks peremees. Vastupidi, väikest hulka baktereid iseloomustab see, et nad on laialivalguvad ja neil on laia potentsiaalseid peremeesrühmi.

Risobia ja juurte vahetus

Bakterite ja kaunviljade juurte vahelise ligitõmbamise vahendavad keemilised ained, mida juured põhjustavad. Kui bakterid ja juur on lähedal, esineb molekulaarsel tasandil mitmeid sündmusi.

Root flavonoidid indutseerivad bakterites geene nooguta. See toob kaasa oligosahhariidide tootmise, mida tuntakse LCO või nod teguritena. LCOd seonduvad lüsiini motiivide moodustatud retseptoritega juurekarvadesse, alustades sellega signalisatsiooni sündmusi.

Lisaks on ka teisi geene nooguta - kaasatud sümbioosiprotsessi exo, nif ja määrata.

Legemoglobiin

Legemoglobiin on valgu iseloomuga molekul, mis on iseloomulik sümbiootilisele seosele rhizobia ja kaunviljade vahel. Nagu nimigi ütleb, on see üsna sarnane rohkem tuttavale valgule: hemoglobiinile.

Nagu tema vereanalüüsil, on ka leghemoglobiinil suur erinevus hapniku suhtes. Kuna hapnikukontsentratsioonid mõjutavad sõlmedes esinevat fikseerimisprotsessi negatiivselt, on valk vastutav selle säilitamise eest, et süsteem toimiks nõuetekohaselt.

Taksonoomia

Ligikaudu 30 liiki. \ T Rhizobium, on kõige tuntum Rhizobium cellulosilyticum ja Rhizobium leguminosarum. Need kuuluvad Rhizobiaceae perekonda, kuhu kuuluvad ka teised perekonnad: Agrobacterium, Allorhizobium, Pararhizobium, Neorhizobium, Shinella, ja Sinorhizobium.

Kord on Rhizobiales, klass on Alphaproteobacteria, Phylum Proteobacteria ja Bacteria Kingdom.

Morfoloogia

Risobia on bakterid, mis nakatavad selektiivselt kaunviljade juured. Neile on iseloomulik, et need on gramnegatiivsed, neil on nihutusvõime ja nende kuju meenutab suhkruroo. Selle mõõtmed on vahemikus 0,5 kuni 0,9 mikromeetrit lai ja 1,2 ja 3,0 mikromeetrit.

Nad erinevad ülejäänud pinnasest elavate bakterite poolest, esitades kaks vormi: pinnases leiduv vaba morfoloogia ja sümbiootiline vorm nende taimede peremeesorganismis..

Lisaks koloonia ja grammi värvimise morfoloogiale on olemas ka teisi meetodeid, mille abil saate tuvastada perekonna bakterid Rhizobium, Nende hulka kuuluvad toitainete kasutamise testid, nagu näiteks katalaasi test, oksüdaas ja süsiniku ja lämmastiku kasutamine.

Samamoodi on identifitseerimiseks kasutatud molekulaarseid teste, näiteks molekulaarsete markerite rakendamist.

Elupaik

Üldiselt on Rhizobiaceae sugukonda kuuluv risobia iseärasus olla seotud peamiselt Fabaceae perekonna taimedega..

Perekond Fabaceae sisaldab kaunviljad - oad, läätsed, lutsern, lihtsalt mainida mõningaid liike tuntud oma maitseelamusi väärtus. Perekond kuulub katteseemnetaimede, suuruselt kolmas pere. Nad on laialt levinud kogu maailmas, alates troopikas Arktikasse.

On teada ainult üks liblikõieliste taimede liik, mis loob sümbiootilised suhted Rhizobium: Parasponea, perekonna Cannabáceas perekonna perekond.

Lisaks sõltub mikroorganismi ja taime vahel moodustatavate ühenduste arv paljudest teguritest. Mõnikord on bakterite olemust ja liike piiranud assotsiatsiooni, samas kui teistel juhtudel sõltub see taimest.

Lisaks vabas vormis, bakterid on osa looduslikust taimestiku mulla - kuni paapulitega toimub toimub. Pange tähele, et kuigi kaunviljad ja rhizobia mullas, ei teket sõlmed on tagatud, kuna liigi ja sordi liikmete sümbioosi peavad olema kooskõlas.

Kasu ja rakendused

Lämmastiku sidumine on oluline bioloogiline protsess. See hõlmab lämmastiku tarbimist atmosfääris N kujul2 ja see redutseeritakse NH-ks4+. Seega saab ökosüsteemi siseneda ja seda kasutada. Protsess on väga oluline eri tüüpi keskkondades, olgu siis maapealne, magevesi, mere- või arktiline.

Tundub, et lämmastik on element, mis piirab enamikul juhtudel põllukultuuride kasvu ja toimib piiravana.

Alates seisukohast on rhizobia saab kasutada jõudluse suurendamiseks põllumajanduses tänu oma võimet määrata lämmastikuga. Seetõttu on kaubandusega seotud protsessi nakatamist bakterite.

Rhizobium nakatamist on väga positiivne mõju lugu taimekasvu kaalu ja seemnete arv ta toodab. Need eelised on katseliselt kontrollida kümneid uuringud kaunviljad.

Viited

  1. Allen, E. K., & Allen, O. N. (1950). Risobia biokeemilised ja sümbiootilised omadused. Bakterioloogilised ülevaated, 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). Risobiaalne mitmekesisus ja äärmiselt palavikulise kaunvilja sõlmede omadused Sophora flavescens. Molekulaarsed taimemikroobid, 28(12), 1338-1352.
  3. Jordan, D. C. (1962). Perekonna Rhizobium bakteroidid. Bakterioloogilised ülevaated, 26(2 Pt 1-2), 119.
  4. Leung, K., Wanjage, F. N. ja Bottomley, P. J. (1994). Sümbiootilised omadused Rhizobium leguminosarum bv. trifolii isolaadid, mis esindavad peamisi ja väiksemaid sõlme hõivavaid kromosomaalseid tüüpe põllul kasvatatud \ tTrifolium subterraneum L.). Rakendatud ja keskkonna mikrobioloogia, 60(2), 427-433.
  5. Poole, P., Ramachandran, V., & Terpolilli, J. (2018). Rhizobia: alates saprofüütidest kuni endosümbaatideni. Mikrobioloogia, 16(5), 291.
  6. Somasegaran, P., & Hoben, H. J. (2012). Risobia käsiraamat: meetodid kaunvilja-Rhizobiumi tehnoloogias. Springer Science & Business Media.
  7. Wang, Q., Liu, J., & Zhu, H. (2018). Günekoloogilised ja molekulaarsed mehhanismid sümbiootilise spetsiifilisuse alusel liblikõieliste Rhizobium interaktsioonides. Piirid taimeteaduses, 9, 313.