ריזוביום מאפיינים, טקסונומיה, מורפולוגיה, בית גידול והטבות

רייזוביום הוא סוג של חיידקים שיש להם את היכולת לתקן חנקן מהאווירה. באופן כללי, חיידקים עם היכולת לתקן חנקן ידועים rhizobia. יחסים אלה בין צמחים מיקרואורגניזמים נחקרו בהרחבה.

פרוקריוטים אלה חיים ביחסים סימביוטיים עם צמחים שונים: קטניות, כגון שעועית, אספסת, עדשים, פולי סויה, בין היתר.

הם קשורים באופן ספציפי עם שורשיהם ולספק את הצמח עם חנקן הם זקוקים. המפעל, בתורו, מציע את החיידק מקום מקלט. מערכת יחסים סימביוטית קרובה זו גורמת להפרשת מולקולה הנקראת leghemoglobin. סימביוזה זו מייצרת חלק ניכר של N₂ בביוספרה.

במערכת יחסים זו, החיידק גורם להיווצרות של גושים בתוך השורשים, אשר לבדל את מה שמכונה "bacteroides".

רוב המחקרים שנערכו בסוג הבקטריאלי הזה, הביאו בחשבון רק את מצבם הסימביוטי ואת יחסיה עם הצמח. מסיבה זו, יש מעט מאוד מידע הקשור אורח חיים בודדים של החיידקים ואת תפקידה כמרכיב של microbiome הקרקע..

אינדקס

• 1 מאפיינים
• 2 תהליך זיהום
  • 2.1 פיתוח וסוג גושים
  • 2.2 היווצרות בקטריות
  • 2.3 אטרקציה בין rhizobia לבין שורשים
  • 2.4 לגמוגלובין
• 3 טקסונומיה
• 4 מורפולוגיה
• 5 בית גידול
• 6 הטבות ויישומים
• 7 הפניות

תכונות

החיידקים של הסוג רייזוביום הם ידועים בעיקר ביכולתם לתקן חנקן וליצור קשרים סימביוטיים עם צמחים. למעשה, הוא נחשב לאחד הקשרים הדרמטיים ביותר הקיימים בטבע.

הם הטרוטרופיים, המעידים על כך שהם חייבים לקבל את מקור האנרגיה שלהם של חומר אורגני. רייזוביום זה גדל בדרך כלל בתנאים Aerobic ו נודולים נוצרים בטמפרטורה של 25 עד 30 מעלות צלזיוס pH אופטימלי של 6 או 7.

עם זאת, תהליך קיבוע חנקן דורש ריכוזי חמצן נמוכה כדי להגן על ניטרוגנזה (האנזים כי מזרז את התהליך).

כדי להתמודד עם כמויות גבוהות של חמצן, יש חלבון דומה המוגלובין כי הוא אחראי על החמצן חמצן שיכול להתערב בתהליך.

היחסים הסימביוטיים שמקימים הפרוקריוטים האלה עם קטניות הם בעלי השפעה אקולוגית וכלכלית גבוהה, ולכן קיימת ספרות ענפה על הקשר הספציפי הזה.

תהליך הזיהום אינו פשוט, הוא כולל סדרה של צעדים שבהם החיידקים והצמח להשפיע זה על זה בפעילויות של חלוקת התא, ביטוי גנים, פונקציות מטבוליות מורפוגנזה.

תהליך זיהום

חיידקים אלה הם מודלים ביולוגיים מצוינים כדי להבין את האינטראקציות המתרחשות בין מיקרואורגניזמים וצמחים.

Rhizobia נמצאים בקרקע, שם הם ליישב את השורשים ולנהל להיכנס הצמח. בדרך כלל, הקולוניזציה מתחילה בשורש השורש, אם כי זיהום אפשרי גם דרך נגעים קטנים באפידרמיס.

כאשר החיידק הוא מסוגל לחדור את הפנים של הצמח, זה נשמר בדרך כלל במשך זמן של חללים תאיים של הצמח. כמו התפתחות של הגושים נודדות, rhizobia להזין את הציטופלסמה של מבנים אלה.

פיתוח וסוג גושים

התפתחות הגושים כוללת סדרה של אירועים סינכרוניים בשני האורגניזמים. הגושים מסווגים מסוימים ובלתי מוגדרים.

הראשון מקורו בחלוקות הסלולר בקליפת המוח הפנימית ויש לו מריסטם אפסי מתמשך. הם מאופיינים על ידי בעל צורה גלילית ושני אזורים מובחנים.

מצד שני, הגושים הנחושים נובעים מחלוקות תאים בחלק האמצעי או החיצוני של קליפת השורש. במקרים אלה אין לך מריסטם מתמשך וצורתו כדורית יותר. את הגולם בוגר יכול להתפתח על ידי גידול תאים.

גיבוש של החיידק

ההבחנה בבקטרואידים מתרחשת בגדול: צורת תיקון N₂. הבקטרואידים, יחד עם קרום הצמחים, יוצרים את הסימביוזה.

חיידקים אלה צמחים מורכבים, המפעל אחראי על מתן פחמן ואנרגיה, בעוד חיידקים לייצר אמוניה.

בהשוואה לחיידקים חיים ללא תשלום, החיידק עובר סדרה של שינויים בתעתיק, בכל המבנה התאי ובפעילות המטבולית. כל השינויים הללו מתרחשים להסתגל לסביבה תאית, שבה המטרה היחידה שלה היא קיבוע חנקן.

הצמח יכול לקחת את המרכיב החנקני המופרש על ידי החיידקים ולהשתמש בו לסינתזה של מולקולות חיוניות, כגון חומצות אמינו.

רוב המינים של רייזוביום הם סלקטיביים למדי מבחינת מספר האורחים שהם יכולים להדביק. מינים מסוימים יש רק אחד המארח. לעומת זאת, מספר קטן של חיידקים מאופיינים בכך שהם מופקעים ובעלי מגוון רחב של מארחים פוטנציאליים.

אטרקציה בין rhizobia לבין שורשים

האטרקציה בין החיידקים לבין שורשי הקטניות מתווכת על ידי חומרים כימיים, המושרשים על ידי השורשים. כאשר החיידקים והשורש קרובים, מתרחשת סדרה של אירועים ברמה המולקולרית.

שורשי פלבנואידים גורמים לגנים בבקטריות הנהן. זה מוביל לייצור oligosaccharides הידועה בשם LCO או גורמים הנהון. LCOs נקשרים לקולטנים, שנוצרו על ידי מוטיבים ליזין, בשורש השורש, ובכך יוזמים את האירועים איתות.

ישנם גנים אחרים - חוץ מזה הנהן - המעורבים בתהליך הסימביוזה exo, nif ו לתקן.

לגמוגלובין

לגמוגלובין היא מולקולה בעלת אופי חלבון, האופיינית ליחסים הסימביוטים בין הריזוביה לקטניות. כפי שהשם מרמז, זה די דומה חלבון מוכר יותר: המוגלובין.

כמו אנלוגי הדם שלה, leghemoglobin יש את ההבחנה שיש זיקה גבוהה לחמצן. כמו תהליך קיבוע המתרחשת הגושים הוא מושפע לרעה על ידי ריכוזי חמצן גבוהה, החלבון אחראי לשמור אותו כדי לשמור על תפקוד תקין של המערכת.

טקסונומיה

כ 30 מינים של רייזוביום, להיות הטוב ביותר הידוע ריזוביום תאית ו רייזוביום לגומינוסרום. אלה שייכים למשפחה Rhizobiaceae, אשר גם בתים אחרים gena: Agrobacterium, Allorhizobium, Pararhizobium, Neorhizobium, Shinella, ו סינוריזוביום.

הצו הוא Rhizobiales, הכיתה היא Alphaproteobacteria, Proteobacteria מקלט ואת הממלכה חיידקים.

מורפולוגיה

Rhizobia הם חיידקים כי סלקטיבי להדביק את השורשים של legumes. הם מאופיינים על ידי היותם שלילי שלילי, יש יכולת עקירה ואת הצורה שלהם מזכיר מקל. מידותיו הן בין 0.5 ל 0.9 מיקרומטר רחב ו 1.2 ו 3.0 מיקרומטר ארוך.

הם נבדלים משאר החיידקים המאכלסים את הקרקע על ידי הצגת שתי צורות: המורפולוגיה החופשית הנמצאת בקרקעות והצורה הסימביוטית בתוך המארח של הצמח.

מעבר מורפולוגיה של המושבה מכתים גראם, ישנן שיטות אחרות שבאמצעותם ניתן להגיע לזהות את החיידקים של הסוג רייזוביום, אלה כוללים בדיקות ניצול חומרים מזינים, כגון בדיקת קטלז, אוקסידאז ושימושים של פחמן וחנקן.

באופן דומה, בדיקות מולקולריות שימשו לזיהוי, כגון יישום של סמנים מולקולריים.

בית גידול

באופן כללי, rhizobia השייכים למשפחה Rhizobiaceae התערוכה המוזרות של להיות קשור בעיקר עם צמחים של משפחת Fabaceae.

משפחת Fabaceae כולל קטניות - דגנים, עדשים, אספסת, רק כדי שם כמה מינים הידועים הערך הגסטרונומי שלהם. המשפחה שייכת לאנגיספרם, שהיא המשפחה השלישית בגודלה. הם מופצים באופן נרחב בעולם, החל באזורים טרופיים לאזורים ארקטיים.

רק מינים של צמח אחד שאינם קטלניים ידועים שמקימים יחסים סימביוטיים רייזוביום: פרספונה, סוג של צמחים של משפחת Cannabáceas.

בנוסף, מספר האסוציאציות שניתן לקבוע בין מיקרואורגניזם לבין הצמח תלוי בגורמים רבים. לפעמים העמותה מוגבלת על ידי הטבע והמינים של החיידק, בעוד שבמקרים אחרים זה תלוי בצמח.

מצד שני, בצורתו החופשית, החיידקים הם חלק מהצומח הטבעי של הקרקע - עד שמתרחש תהליך הנידוי. שים לב כי למרות שיש קטניות rhizobia בקרקע, היווצרות של גושים לא מובטחת, שכן הזנים ואת המין של חברי הסימביוזה חייב להיות תואם.

הטבות ויישומים

קיבוע חנקן הוא תהליך ביולוגי מכריע. כולל את צריכת החנקן באטמוספירה, בצורת N₂ והוא מצטמצם ל NH₄⁺. לפיכך, חנקן יכול להיכנס ולהיות בשימוש במערכת האקולוגית. התהליך הוא בעל חשיבות רבה בסוגים שונים של סביבות, בין אם זה יבשתי, מים מתוקים, ימיים או ארקטיים.

נראה כי חנקן הוא מרכיב המגביל, ברוב המקרים, את הצמיחה של גידולים ופועל כמרכיב מגביל.

מנקודת מבט מסחרית, rhizobia יכול לשמש משפר בחקלאות תודה על יכולתו לתקן חנקן. לכן, יש סחר הקשורים לתהליך של חיסון של חיידקים אמר.

החיסון של הריזוביום יש השפעות חיוביות מאוד ביחס לצמיחה של הצמח, את המשקל ואת מספר הזרעים שהיא מייצרת. יתרונות אלה הוכחו באופן ניסיוני על ידי עשרות מחקרים עם קטניות.

הפניות

1. Allen, E. K., & Allen, O. N. (1950). תכונות ביוכימיות וסימביוטיות של הריזוביה. ביקורות בקטריולוגיות, 14(4), 273.
2. Jiao, י 'ס, ליו, י' ח, יאן, ח ', וואנג, א' ט, טיאן, ג 'פ', חן, וו X., ... חן, W. F. (2015). מגוון רייסוביאלי ומאפייני גדילה של קטניות מופרזת ביותר סופורה מלטפת. Molecular הצמח- Microbe אינטראקציות, 28(12), 1338-1352.
3. ירדן, ד. ג. (1962). החיידקים של ריזוביום הסוג. ביקורות בקטריולוגיות, 26(2 נק '), 119.
4. Leung, K., Wanjage, F. N., & Bottomley, P. J. (1994). תכונות סימביוטיות של רייזוביום לגומינוסרום bv. טריפולי מבודדים המייצגים סוגים גדולים של כרומוזומלים של גידולים גדולים וקטנים של שדות תת-קרקעיים,טריפולום תת קרקעי ל). מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית, 60(2), 427-433.
5. Poole, P., Ramachandran, V., & Terpolilli, J. (2018). Rhizobia: מ saprophytes כדי endosymbionts. טבע ביקורות מיקרוביולוגיה, 16(5), 291.
6. Somasegaran, פ, & Hoben, ח 'ג (2012). מדריך עבור rhizobia: שיטות בטכנולוגיה legume-Rhizobium. ספרינגר מדע ומדיה עסקית.
7. וואנג, ש, ליו, ג ', & ג' ואו, ח '(2018). מנגנונים גנטיים ומולקולריים ביסוד הייחודיות הסימביוטית ביחסי הגומלין בין קטניות. גבולות במדעי הצמח, 9, 313.