Rhizobium

Nodul rhizobium di akar. Sumber: Wikimedia Commons

Apakah yang Rhizobium?

Rhizobium Ini adalah genus bakteri yang memiliki kemampuan untuk memperbaiki nitrogen dari atmosfer. Secara umum, bakteri dengan kemampuan untuk memperbaiki nitrogen dikenal sebagai rizobios. Hubungan antara tanaman dan mikroorganisme ini telah dipelajari secara luas.

Prokariota ini hidup dalam hubungan simbiotik dengan tanaman yang berbeda: kacang -kacangan, seperti kacang, alfalfa, lentil, kedelai, antara lain. Mereka secara khusus dikaitkan dengan akarnya dan berkontribusi pada tanaman nitrogen yang mereka butuhkan.

Tanaman, sementara itu, menawarkan bakteri tempat perlindungan. Hubungan simbiosis yang dekat ini menyebabkan sekresi molekul yang disebut leghemoglobin. Simbiosis ini menghasilkan proporsi penting n₂ Di biosfer.

Dalam hubungan ini, bakteri menyebabkan pembentukan nodul di akar, yang berbeda dari "bakterioid" yang disebut SO.

Fitur dari Rhizobium

- Bakteri genre Rhizobium Mereka terutama dikenal karena kemampuan mereka untuk memperbaiki nitrogen dan membangun hubungan simbiosis dengan tanaman. Faktanya, itu dianggap sebagai salah satu hubungan paling dramatis yang ada di alam.

- Mereka heterotrofik, menunjukkan bahwa mereka harus mendapatkan sumber energi bahan organik mereka.

- Rhizobium Biasanya tumbuh dalam kondisi aerobik dan nodul terbentuk pada suhu 25 hingga 30 ° C dan pH optimal 6 atau 7.

- Proses pemasangan nitrogen membutuhkan konsentrasi oksigen rendah untuk melindungi nitrogenase (enzim yang mengkatalisasi proses).

- Untuk menangani jumlah oksigen yang tinggi, ia memiliki protein yang mirip dengan hemoglobin yang bertanggung jawab untuk menculik oksigen yang dapat melakukan intervensi dalam proses tersebut.

- Hubungan simbiotik yang didirikan oleh prokariota ini dengan kacang -kacangan memiliki dampak ekologis dan ekonomi yang tinggi.

- Ini adalah bakteri gram -negatif.

- Itu mobile.

- Ini memiliki dua lapisan dinding sel, karbohidrat dan protein pertama, dan lipid kedua dan karbohidrat.

- Proses infeksi tidak mudah, melibatkan serangkaian langkah di mana bakteri dan aktivitas pembelahan sel pengaruh tanaman, ekspresi gen, fungsi metabolisme dan morfogenesis.

Proses infeksi

Rizobios ditemukan di tanah, di mana mereka menjajah akar dan berhasil memasuki pabrik. Secara umum, kolonisasi dimulai pada rambut akar, meskipun infeksi juga dimungkinkan melalui lisi kecil di epidermis.

Dapat melayani Anda: coanoflagellados

Ketika bakteri berhasil menembus bagian dalam tanaman, biasanya mempertahankan waktu di ruang intraseluler sayuran. Saat pengembangan nodul berlangsung, rhizobios memasuki sitoplasma struktur ini.

Pengembangan dan jenis nodul

Pengembangan nodul melibatkan serangkaian peristiwa sinkron di kedua organisme. Nodul diklasifikasikan sebagai pasti dan tidak ditentukan.

Yang pertama berasal dari pembelahan sel di korteks internal dan memiliki meristem apikal yang persisten. Mereka ditandai dengan memiliki bentuk silinder dan dua area yang berbeda.

Di sisi lain, nodul spesifik dihasilkan dari pembelahan sel menjadi dua atau di bagian luar korteks akar. Dalam kasus ini tidak ada meristem yang persisten dan bentuknya lebih bulat. Nodul dewasa dapat dikembangkan dengan pertumbuhan sel.

Formasi Bacteroid

Dalam nodul diferensiasi dalam bakterioid terjadi: bentuk penetapan n₂. Bacteroids, bersama dengan membran tanaman, membentuk simbiosom.

Dalam kompleks mikrobio-plant ini, sayuran bertanggung jawab untuk menyediakan karbon dan energi, sedangkan bakteri menghasilkan amonia.

Dibandingkan dengan bakteri kehidupan bebas, bakterioda mengalami serangkaian perubahan transkriptoma, dalam semua struktur selulernya dan dalam aktivitas metabolisme.

Semua perubahan ini terjadi untuk beradaptasi dengan lingkungan intraseluler, di mana satu -satunya tujuannya adalah fiksasi nitrogen.

Tanaman dapat mengambil senyawa nitrogen ini yang disekresikan oleh bakteri dan menggunakannya untuk sintesis molekul esensial, seperti asam amino.

Sebagian besar spesies Rhizobium Mereka cukup selektif dalam hal jumlah tamu yang dapat menginfeksi. Beberapa spesies hanya memiliki tamu.

Sebaliknya, sejumlah kecil bakteri ditandai dengan menjadi promiscuous dan memiliki spektrum luas dari tamu potensial.

Ketertarikan antara rhizobios dan akar

Akar legum mengeluarkan agen kimia yang menarik bakteri. Saat bakteri dan akarnya dekat, serangkaian peristiwa terjadi pada tingkat molekuler.

Flavonoid akar menginduksi gen pada bakteri Anggukan. Ini mengarah pada produksi oligosakarida yang dikenal sebagai faktor LCO atau NOD. LCO bergabung dengan reseptor, dibentuk karena alasan lisin, pada rambut akar, sehingga memulai peristiwa pensinyalan.

Itu dapat melayani Anda: hymenis kecil: karakteristik, morfologi, siklus hidup

Ada gen lain -tambahan Anggukan- terlibat dalam proses simbiosis, seperti Exo, nif Dan Memperbaiki.

Leghemoglobin

Leghemoglobin adalah molekul sifat protein, khas dari hubungan simbiosis antara rhizobio dan legum. Seperti namanya, ini sangat mirip dengan protein yang lebih dikenal: hemoglobin.

Seperti analog darahnya, leghemoglobin memiliki kekhasan menghadirkan afinitas yang hebat terhadap oksigen.

Karena proses penetapan yang terjadi pada nodul dipengaruhi secara negatif oleh konsentrasi oksigen yang tinggi, protein bertanggung jawab untuk mempertahankannya agar sistem tetap berfungsi dengan baik.

Taksonomi

Sekitar 30 spesies Rhizobium, Menjadi yang paling terkenal Rhizobium cellulosilyticum Dan Rhizobium legosarum.

Ini milik keluarga Rhizobiaceae, yang juga menampung genre lain: Agrobacterium, Allorhizobium, Parhizobium, Neorhizobium, Shinella Dan Sinorhizobium.

Urutannya adalah rhizobial, kelasnya adalah alfaproteobacteria, proteobakteri filum dan bakteri kerajaan.

Morfologi

- Rizobios adalah bakteri yang secara selektif menginfeksi akar legum.

- Mereka ditandai dengan menjadi gram -negatif, mereka memiliki kapasitas perpindahan dan bentuknya mengingatkan tongkat.

- Dimensinya adalah antara 0,5 dan 0,9 mikrometer lebar dan panjang 1,2 dan 3,0 mikrometer.

- Berbeda dari sisa bakteri di mana mereka tinggal di tanah dengan menghadirkan dua bentuk: morfologi bebas yang ditemukan di tanah dan bentuk simbiotik di dalam tamu tanamannya.

- Di luar morfologi koloni dan pewarnaan gram, ada metode lain yang dengannya bakteri genre dapat diidentifikasi Rhizobium, yang meliputi uji penggunaan nutrisi, seperti uji katalase, oksidase, karbon dan penggunaan nitrogen. Dengan cara yang sama, tes molekuler untuk identifikasi telah digunakan, seperti penerapan penanda molekuler.

Habitat

Secara umum, Rizobios milik keluarga Rhizobiaceae menunjukkan kekhasan raiting terutama dengan tanaman dari keluarga Fabaceae.

Dapat melayani Anda: Streptococcus salivarius: karakteristik, morfologi, budidaya

Keluarga Fabaceae termasuk legum -grano, lentil, alfalfa, hanya untuk menyebutkan beberapa spesies yang dikenal karena nilai gastronomi mereka-.

Keluarga itu milik angiospermae, menjadi keluarga ketiga yang paling banyak. Mereka didistribusikan secara luas di dunia, mencakup dari daerah tropis ke daerah Arktik.

Hanya satu spesies tanaman non -legum yang diketahui yang menjalin hubungan simbiosis dengan Rhizobium: Parasponea, Genus Tumbuhan dari Keluarga Cannabáceas.

Selain itu, jumlah asosiasi yang dapat ditetapkan antara mikroorganisme dan tanaman tergantung pada banyak faktor. Terkadang hubungan ini dibatasi oleh sifat dan spesies bakteri, sedangkan dalam kasus lain itu tergantung pada tanaman.

Di sisi lain, dalam bentuk bebasnya, bakteri adalah bagian dari flora alami tanah -sampai proses nodulasi terjadi-.

Meskipun ada kacang -kacangan dan rhizobios di tanah, pembentukan nodul tidak dipastikan, karena strain dan spesies anggota simbiosis harus kompatibel.

Manfaat dan aplikasi

Fiksasi nitrogen adalah proses biologis yang penting. Itu melibatkan pengambilan nitrogen di atmosfer, dalam bentuk n₂ Dan dikurangi menjadi NH₄⁺.

Dengan demikian, nitrogen dapat masuk dan digunakan dalam ekosistem. Proses ini sangat penting dalam berbagai jenis lingkungan, baik air terestrial, segar, laut atau arktik.

Rupanya nitrogen adalah elemen yang membatasi, dalam banyak kasus, pertumbuhan tanaman dan bertindak sebagai komponen yang membatasi.

Dari sudut pandang komersial, rhizobia dapat digunakan sebagai potensi di pertanian berkat kemampuan mereka untuk memperbaiki nitrogen. Oleh karena itu, ada perdagangan yang terkait dengan proses inokulasi bakteri ini.

Inokulasi rizobio memiliki efek yang sangat positif pada pertumbuhan tanaman, berat dan jumlah biji yang dihasilkannya. Manfaat ini telah dibuktikan secara eksperimental oleh lusinan studi dengan legum.

Referensi

1. Allen, e. K., & Allen, atau. N. Sifat biokimia dan simbiotik dari rhizobia. Ulasan Bakteriologis.
2. Poole, hlm., Ramachandran, v., & Terpolilli, J. Rhizobia: dari saprofit ke endosimbion. Ulasan Alam Mikrobiologi.
3. Somasegaran, hlm., & Hoben, h. J. Buku Pegangan untuk Rhizobia: Metode dalam Teknologi Legume-Rhizobium. Sains Springer & Media Bisnis.