แน่นอนคุณรู้อยู่แล้วว่ามีแบคทีเรียที่มีประโยชน์มากมายสำหรับระบบนิเวศต่างๆ เช่นกัน ไรโซเบียมเป็นหนึ่งใน "แบคทีเรียที่ดี" ต้องขอบคุณพวกเขาพืชหลายชนิดเช่นพืชตระกูลถั่วสามารถเติบโตและพัฒนาได้ในดินที่ขาดธาตุอาหารที่จำเป็น: ไนโตรเจน
เนื่องจากความช่วยเหลือของแบคทีเรียไรโซเบียมในการตรึงไนโตรเจน เกษตรกรได้รับประโยชน์อย่างมากจากการใช้งาน และสิ่งแวดล้อมด้วย หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบคทีเรียที่อยากรู้อยากเห็นเหล่านี้ความสัมพันธ์ของพวกมันกับพืชตระกูลถั่วและประโยชน์ที่ได้รับเหล่านี้เป็นอย่างไรอย่าพลาดบทความนี้
ไรโซเบียมคืออะไรและมีประโยชน์ต่อพืชอย่างไร?
เมื่อเราพูดถึงไรโซเบียมเราหมายถึงแบคทีเรียแกรมลบชนิดหนึ่งที่อาศัยอยู่ในดินและตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ สกุลนี้อยู่ในกลุ่มแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่ใหญ่กว่าซึ่งเรียกว่าไรโซเบีย ไรโซเบียมอาศัยอยู่ใน symbiosis กับพืชเฉพาะบางชนิด ในบรรดาพืชตระกูลถั่วซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง
แบคทีเรียชนิดนี้อาศัยอยู่ที่รากของผักหลังจากการติดเชื้อที่เกิดจากพืชนั้นเกิดขึ้นจากการหลั่งของผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่าเลคติน เป็นโปรตีนที่สร้างพันธะกับน้ำตาล จากที่นั่น, ไรโซเบียมให้ไนโตรเจนแก่ผัก ที่จำเป็นเพื่อให้พวกเขาสามารถมีชีวิตอยู่ได้ ในทางกลับกันพืชเหล่านี้ให้ที่พักพิงแก่แบคทีเรียเหล่านี้
ลักษณะไรโซเบียม
ในฐานะสิ่งมีชีวิตอิสระไรโซเบียมอาศัยอยู่ในสิ่งที่เรียกว่าไรโซสเฟียร์ ที่นั่น พวกมันกินซากของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว เนื่องจากมีพลาสมิดซึ่งมีหน้าที่ในการเข้ารหัสข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการติดเชื้อของพืชโฮสต์ เห็นได้ชัดว่าแบคทีเรียประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งเราจะเห็นด้านล่าง:
- แกรมลบ
- ชั้นผนังเซลล์สองชั้น: ในขณะที่ชั้นแรกทำจากโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตชั้นที่สองประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตและไขมัน
- prokaryotes
- บาซิลลีมือถือ: เมื่อทำการทดสอบการเคลื่อนที่สีที่ได้มาจะเป็นสีเหลืองไม่ใช่สีดั้งเดิมซึ่งจะเป็นสีม่วง
- แอโรบิค: ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโต
- เบต้า: การย่อยของฮีโมโกลบิน
- การพัฒนาที่เหมาะสมที่สุดที่อุณหภูมิ25ºC แต่สามารถเติบโตได้เกือบทุกอุณหภูมิ
- ขนาด: 0.5-0.9 x 1.2-3.0 ไมโครมิเตอร์
- มีแฟลกเจลลา
ความสัมพันธ์ประเภทใดที่สร้างขึ้นระหว่างแบคทีเรียไรโซเบียมกับพืชตระกูลถั่ว?
ก่อนที่จะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างไรโซเบียมและพืชตระกูลถั่วเราจะแสดงความคิดเห็นก่อนว่าผักเหล่านี้คืออะไร หรือที่เรียกว่า Fabaceae พืชตระกูลถั่วเป็นตระกูลที่อยู่ในลำดับ Fabales ซึ่งรวมถึงไม้พุ่มไม้ยืนต้นหรือสมุนไพรประจำปีและต้นไม้ เพราะง่ายต่อการจดจำ ผลไม้ที่พวกเขาแบกเป็นพืชตระกูลถั่ว และใบของมันมักจะกำหนดและประกอบ
เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างไรโซเบียมกับพืชตระกูลถั่ว มันเป็น symbiosis ที่แท้จริง ในขณะที่พืชเติบโตในดินที่มีระดับไนโตรเจนต่ำมากหรือเป็นศูนย์แบคทีเรียจะให้องค์ประกอบนี้ผ่านการตรึงในชั้นบรรยากาศ ในทางกลับกันพืชตระกูลถั่วให้สภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและมีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับไรโซเบียม
ขั้นตอนของการก่อตัว
เพื่อให้เกิดการตรึงไนโตรเจน พืชตระกูลถั่วจะต้องก่อตัวเป็นก้อนก่อน ในการทำเช่นนี้ทั้งแบคทีเรียและพืชต้องทำตามขั้นตอนต่างๆที่เราจะพูดถึงด้านล่าง:
- ได้รับการยอมรับ: เนื่องจากรากพืชตระกูลถั่วหลั่งสารอินทรีย์บางชนิดที่กระตุ้นการเจริญเติบโตและการพัฒนาของจุลินทรีย์ภายในไรโซสเฟียร์แบคทีเรียสามารถรับรู้ว่าพืชเป็นพันธมิตรที่เหมาะสม โดยผ่านโปรตีนที่เรียกว่า ricadesine ไรโซเบียมสามารถเกาะติดกับขนรากของพืชทำให้เกิดปม
- การขับแบคทีเรียออกจากปัจจัยปม: เมื่อแบคทีเรียได้เจาะรากผมของพืชแล้วพวกมันก็จะขับถ่ายปัจจัยที่เป็นปมออกมา มันเป็นสารที่ทำให้ผมหยิก นอกจากนี้ยังส่งต่อยีนที่จะผลักดันให้เกิดก้อนเนื้อในภายหลังผ่านการแบ่งเซลล์
- การบุกรุก: หลังจากบุกรุกรากผมพืชจะสร้างท่อติดเชื้อที่ทำจากเซลลูโลส ในนั้น rhizobia ทวีคูณ
- การกำจัด: จากท่อติดเชื้อแบคทีเรียจะเดินทางไปที่ราก ด้วยวิธีนี้การติดเชื้อจะเข้าสู่เซลล์ใกล้กับรากขน ปัจจัยที่เป็นปมกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์ซึ่งจะกลายเป็นปม
- ลักษณะของ Bacteroides: ไรโซเบียมจะเพิ่มจำนวนขึ้นภายในเซลล์พืชจนกลายเป็นบวมและแตกแขนงไปในที่สุด ในขณะนั้น bacteroides จะปรากฏขึ้น เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์แบคทีเรียที่ผิดรูปซึ่งจำเป็นต่อการตรึงไนโตรเจน
- การแบ่งเซลล์อย่างต่อเนื่อง: หลังจากที่รากที่เจริญเติบโตเต็มที่แล้วทั้งเซลล์แบคทีเรียและเซลล์พืชจะต้องแบ่งตัวต่อไปอย่างต่อเนื่อง
ผลประโยชน์
เห็นได้ชัดว่ามนุษย์สามารถใช้ประโยชน์จาก symbiosis ที่น่าทึ่งนี้ได้ในระดับเกษตรกรรม อย่างไรก็ตามมันก็มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสิ่งแวดล้อม
เกี่ยวกับการเกษตรไรโซเบียมทำให้ไนโตรเจนเพิ่มขึ้นอย่างมากในดินที่ขาดธาตุนี้ นอกจากนี้พืชตระกูลถั่วซึ่งจำเป็นในระดับเกษตรกรรมเป็นที่ชื่นชอบ เนื่องจากสามารถเติบโตในพื้นที่ที่ผักชนิดอื่นไม่สามารถปลูกได้ ข้อดีอีกประการหนึ่งที่ต้องเน้นก็คือ symbiosis นี้ช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรเนื่องจากระดับการตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น ถึงตรงนี้ต้องบอกว่าไนโตรเจนเป็นธาตุอาหารที่จำเป็นอย่างหนึ่งสำหรับการเจริญเติบโตของพืช เกษตรกรยังประหยัดเงินเป็นจำนวนมากสำหรับปุ๋ยไนโตรเจนอย่างน้อยก็สำหรับพืชตระกูลถั่วเนื่องจากไม่จำเป็นเมื่อมีไรโซเบียม
เกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องสังเกตว่า ปุ๋ยเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม นี่คือสาเหตุที่ทำให้เกิดยูโทรฟิเคชั่นของแหล่งน้ำการสร้างฝนกรดและการพังทลายของดิน เนื่องจากไรโซเบียมป้องกันไม่ให้เกษตรกรใช้ปุ๋ยจึงมีส่วนช่วยอย่างมากในการปกป้องสิ่งแวดล้อม
เป็นที่ชัดเจนว่ามีแบคทีเรียที่เป็นอันตรายหลายพันชนิด แต่ส่วนใหญ่เป็นสิ่งที่ดีและไรโซเบียมเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของสิ่งนี้