Rhizobium É um gênero de bactéria que tem a capacidade de fixar o nitrogênio da atmosfera. Em geral, as bactérias com a capacidade de fixar nitrogênio são conhecidas como rizóbios. Essas relações entre plantas e microrganismos foram estudadas extensivamente.
Esses procariontes vivem em relações simbióticas com diferentes plantas: leguminosas, como feijão, alfafa, lentilha, soja, entre outras..
Eles estão especificamente associados às suas raízes e fornecem à planta o nitrogênio de que ela precisa. A planta, por sua vez, oferece às bactérias um lugar de refúgio. Essa estreita relação simbiótica causa a secreção de uma molécula chamada leghemoglobina. Esta simbiose produz uma proporção significativa de Ndois na biosfera.
Nessa relação, a bactéria provoca a formação de nódulos nas raízes, que são diferenciados pelos chamados "bacteroides"..
A maioria dos estudos realizados neste gênero bacteriano leva em consideração apenas seu estado simbiótico e sua relação com a planta. Por esse motivo, existem poucas informações relacionadas ao estilo de vida individual da bactéria e sua função como componente do microbioma do solo..
Índice do artigo
Bactérias do gênero Rhizobium Eles são conhecidos principalmente por sua capacidade de fixar nitrogênio e estabelecer relações simbióticas com as plantas. Na verdade, é considerada uma das relações mais dramáticas que existem na natureza..
Eles são heterotróficos, o que indica que devem obter sua fonte de energia da matéria orgânica.. Rhizobium cresce normalmente em condições aeróbicas e os nódulos se formam a uma temperatura de 25 a 30 ° C e um pH ótimo de 6 ou 7.
No entanto, o processo de fixação de nitrogênio requer baixas concentrações de oxigênio para proteger a nitrogenase (a enzima que catalisa o processo)..
Para lidar com as altas quantidades de oxigênio, existe uma proteína semelhante à hemoglobina que é responsável por sequestrar o oxigênio que poderia intervir no processo..
As relações simbióticas que esses procariontes estabelecem com as leguminosas têm um alto impacto ecológico e econômico, razão pela qual há extensa literatura sobre essa relação muito específica..
O processo de infecção não é simples, envolve uma série de etapas em que a bactéria e a planta influenciam mutuamente as atividades de divisão celular, expressão gênica, funções metabólicas e morfogênese..
Essas bactérias são excelentes modelos biológicos para entender as interações que ocorrem entre microrganismos e plantas..
Os rizóbios são encontrados no solo, onde colonizam as raízes e entram na planta. Geralmente, a colonização começa nos pelos da raiz, embora a infecção por meio de pequenas lisões na epiderme também seja possível..
Quando a bactéria consegue penetrar no interior da planta, geralmente permanece por algum tempo nos espaços intracelulares da planta. Conforme os nódulos se desenvolvem, o rizóbio entra no citoplasma dessas estruturas.
O desenvolvimento dos nódulos envolve uma série de eventos sincrônicos em ambos os organismos. Os nódulos são classificados em determinados e indeterminados.
Os primeiros se originam de divisões celulares no córtex interno e têm um meristema apical persistente. São caracterizados por apresentarem formato cilíndrico e duas áreas diferenciadas.
Por outro lado, os nódulos determinados resultam de divisões celulares na porção média ou externa do córtex radicular. Nestes casos não há meristema persistente e sua forma é mais esférica. O nódulo maduro pode se desenvolver pelo crescimento celular.
A diferenciação em bacteroides ocorre no nódulo: a forma fixadora de Ndois. Bacteroides, juntamente com as membranas vegetais, formam o simbiossoma.
Nestes complexos micróbio - planta, a planta é responsável por fornecer carbono e energia, enquanto a bactéria produz amônia.
Comparada com a bactéria de vida livre, a bactéria sofre uma série de mudanças em seu transcriptoma, em toda a sua estrutura celular e nas atividades metabólicas. Todas essas mudanças ocorrem para se adaptar a um ambiente intracelular, onde seu único objetivo é a fixação de nitrogênio..
A planta pode pegar esse composto de nitrogênio secretado pela bactéria e usá-lo para a síntese de moléculas essenciais, como os aminoácidos..
A maioria das espécies de Rhizobium eles são bastante seletivos em termos do número de hospedeiros que podem infectar. Algumas espécies possuem apenas um hospedeiro. Em contraste, um pequeno número de bactérias é caracterizado por ser promíscuo e ter um amplo espectro de hospedeiros potenciais..
A atração entre as bactérias e as raízes das leguminosas é mediada por agentes químicos exsudados pelas raízes. Quando a bactéria e a raiz estão próximas, uma série de eventos ocorre em nível molecular.
Os flavonóides da raiz induzem genes em bactérias aceno com a cabeça. Isso leva à produção de oligossacarídeos conhecidos como LCO ou fatores nodais. Os LCOs ligam-se a receptores, formados por motivos de lisina, nos fios de cabelo da raiz, iniciando eventos de sinalização..
Existem outros genes - além de aceno com a cabeça - envolvidos no processo de simbiose, como exo, nif Y fixar.
A leghemoglobina é uma molécula de proteína típica da relação simbiótica entre rizóbios e leguminosas. Como o próprio nome indica, é bastante semelhante a uma proteína mais conhecida: a hemoglobina..
Como seu análogo do sangue, a leghemoglobina tem a distinção de ter uma alta afinidade pelo oxigênio. Como o processo de fixação que ocorre nos nódulos é adversamente afetado por altas concentrações de oxigênio, a proteína é responsável por retê-lo para manter o sistema funcionando adequadamente.
Aproximadamente 30 espécies de Rhizobium, sendo o mais conhecido Rhizobium cellulosilyticum Y Rhizobium leguminosarum. Pertencem à família Rhizobiaceae, que também abriga outros gêneros: Agrobacterium, Allorhizobium, Pararhizobium, Neorhizobium, Shinella, Y Sinorhizobium.
A ordem é Rhizobiales, a classe é Alphaproteobacteria, o Filo Proteobacteria e o reino Bacteria.
Os rizóbios são bactérias que infectam seletivamente as raízes das leguminosas. Eles se caracterizam por serem gram negativos, têm a capacidade de se mover e sua forma lembra a de uma bengala. Suas dimensões variam entre 0,5 e 0,9 micrômetros de largura e 1,2 e 3,0 micrômetros de comprimento..
Ela difere do resto das bactérias que habitam o solo por apresentar duas formas: a morfologia livre encontrada nos solos e a forma simbiótica dentro de sua planta hospedeira..
Além da morfologia da colônia e da coloração de Gram, existem outros métodos pelos quais as bactérias do gênero podem ser identificadas. Rhizobium, Isso inclui testes de utilização de nutrientes, como catalase, oxidase e uso de carbono e nitrogênio..
Da mesma forma, testes moleculares têm sido utilizados para identificação, como a aplicação de marcadores moleculares..
Em geral, os rizóbios pertencentes à família Rhizobiaceae apresentam a peculiaridade de estarem associados principalmente a plantas da família Fabaceae..
A família Fabaceae compreende leguminosas - grãos, lentilhas, alfafa, apenas para citar algumas espécies conhecidas por seu valor gastronômico. A família pertence às Angiospermas, sendo a terceira família mais numerosa. Eles são amplamente distribuídos em todo o mundo, variando dos trópicos às áreas árticas.
Apenas uma única espécie de planta não leguminosa é conhecida por estabelecer relações simbióticas com Rhizobium: Parasponea, um gênero de plantas da família Cannabaceae.
Além disso, o número de associações que podem ser estabelecidas entre o microrganismo e a planta depende de muitos fatores. Às vezes, a associação é restrita pela natureza e espécie da bactéria, enquanto em outros casos depende da planta..
Por outro lado, em sua forma livre, as bactérias fazem parte da flora natural do solo - até que ocorra o processo de nodulação. Observe que embora existam leguminosas e rizóbios no solo, a formação de nódulos não é garantida, pois as linhagens e espécies dos membros da simbiose devem ser compatíveis..
A fixação de nitrogênio é um processo biológico crucial. Envolve a captação de nitrogênio da atmosfera, na forma de Ndois e se reduz a NH4+. Assim, o nitrogênio pode entrar e ser usado no ecossistema. O processo é de grande importância em diferentes tipos de ambientes, sejam terrestres, de água doce, marinhos ou árticos..
O nitrogênio parece ser um elemento que limita, na maioria das vezes, o crescimento das lavouras e atua como um componente limitante..
Do ponto de vista comercial, os rizóbios podem ser usados como intensificadores na agricultura, graças à sua capacidade de fixar nitrogênio. Portanto, existe um comércio relacionado ao processo de inoculação dessas bactérias..
A inoculação do rizóbio tem efeitos muito positivos no crescimento da planta, no peso e no número de sementes que produz. Esses benefícios foram comprovados experimentalmente por dezenas de estudos com leguminosas.
Ainda sem comentários