Rhizobium
Rhizobia (nemzetség Rhizobium), a Rhizobiaceae családba tartozó aerob talajbaktériumok. Ezek a baktériumok képesek szimbiózisba lépni a növényekkel a Fabaceaegócok kialakításával, amelyek különösen a hüvelyesekben, például a borsóban, a babban, a szójában, a földimogyoróban, a lóherében, a lucernábanstb. találhatók meg.
Ez a szimbiózis adja a Fabaceae-nek azt a szántóföldi növények között egyedülálló képességet, hogy a levegőbőlnitrogént kötnek meg és táplálkoznak belőle. Csak egy nem hüvelyes növényről tudták megállapítani, hogy képes a rhizobiumokkalnitrogénmegkötő gócok kialakítására társulni: Parasponia.
Kombinált nitrogén-korlátozó körülmények között a rhizobiumok a hüvelyes növények gyökerében vagy szárában gócok kialakulását idézik elő. Ezek a gócok anyagcsere-szervként működnek a baktériumok és a növények között.
Ez a kölcsönösen előnyös szimbiózis lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy kivételesen kedvező mikroháztartásban éljenek, mivel a Fabaceae növények a fotoszintézis során előállított szénsavas szubsztrátokat biztosítják számukra. Cserébe a baktériumok megkötik és ammóniumra redukálják a légköri nitrogént, amelyet a gazdanövények közvetlenül asszimilálhatnak.
Különböző törzsek léteznek a Rhizobium a hüvelyesek egyes típusaihoz. Ha ezek a törzsek természetes állapotukban hiányoznak, vagy nem túl hatékonyak, lehetőség van hatékonyabb inokulumok mesterséges bejuttatására, de ezek néha nehezen győzik le a már meglévő törzseket.
Bizonyos Rhizobium-fajták képesek csomókat létrehozni, miközben közepes vagy akár nulla mennyiségű nitrogént kötnek meg, míg mások akár 600 kg nitrogént is képesek megkötni hektáronként.
A Fabaceae gyökereinek piliferos sejtjei (Fabaceae) felismerő vegyi anyagokat (flavonoidokat/izoflavonoidokat) bocsátanak ki. Ezek a váladékok vonzzák a baktériumokat, amelyek viszont nodulációs faktorokat (nod-faktorokat) szintetizálnak és választanak ki. Ezek a "nodulációs faktorok" a rhizobiumfajok szerint különböznek, és a növény által felismert specifikus antigénszerkezettel rendelkeznek.
A baktériumot az angiospermium kifejezetten felismeri, és a plazmamembrán invaginációjával fertőző zsinórt képez. Ez mindig először egy nedvszívó szőrszál csúcsán alakul ki, majd kiterjed, és eléri a gyökérkéreg sejtjeit. Amikor a baktériumok elérik ezt a területet, megfertőzik a sejteket. Intracelluláris jelenlétük a nodulin gének, a kéregsejtek dedifferenciálódását kiváltó fehérjék kifejeződését indukálja. A kéregsejtek elszaporodnak, és egy csomónak nevezett kinövést alkotnak, amely a növény energiaellátást biztosító vezető ereihez kapcsolódik.
A baktériumokat a gazdaszervezet plazmamembránja elszigeteli a citoplazmától. Fokozatosan csoportosulnak a szimbiózmáknak nevezett vezikulákba. Ezzel egyidejűleg a nodulin hatására a gócsejtek leghemoglobint szintetizálnak, amely oxigéncsapdába zárásával megfosztja a gócot az oxigéntől. Az oxigén denaturálja az enzimet (nitrogenáz), ezért a környezetnek anaerobnak kell lennie. Végül a növény peptideket választ ki, amelyek a mitózis végén bejutnak a baktériumsejtbe és blokkolják annak osztódását, így a rhizobium tovább növekszik fokozatosan.()
Függelék
"01/02/2021" contains a sequence that could not be interpreted against an available match matrix for date components.
