Брадиризобиум

Брадиризобиум
Поперечный разрез корневого клубенька сои ( Glycine max 'Essex'). Bradyrhizobium japonicum заражает корни и устанавливает азотфиксирующий симбиоз. Это изображение с большим увеличением показывает часть клетки с одиночными бактероидами в симбиосомах.
Научная классификация
Царство:	Бактерии
Тип:	Протеобактерии
Класс:	Alphaproteobacteria
Приказ:	Ризобиальные
Семья:	Bradyrhizobiaceae
Род:	Брадиризобиум Иордания 1982
Типовой вид
Bradyrhizobium japonicum
Виды [5]
B. agreste Serenato Klepa et al . 2021 [1] B. arachidis Wang et al . 2013 B. betae Rivas et al . 2004 г. B. canariense Vinuesa et al . 2005 г. B. cytisi Chahbourne et al . 2011 г. B. daqingense Wang JY et al . 2012 г. B. denitrificans (Hirsch and Müller 1986) van Berkum et al . 2011 г. B. diazoefficiens Delamuta et al., 2013 г. B. diversitatis Serenato Klepa et al . 2021 [1] B. elkanii Kuykendall et al . 1993 г. B. embrapense Delamuta et al. 2015 [2] B. erythrophlei Yao et al . 2015 г. B. ferriligni Yao et al . 2015 г. B. ganzhouense Lu et al . 2014 г. B. glycinis Serenato Klepa et al . 2021 [1] B. guangdongense Li et al. 2015 [2] B. huanghuaihaiense Zhang et al . 2012 г. B. icense Durán et al . 2014 г. B. ingae da Silva et al . 2014 г. B. iriomotense Islam et al . 2010 г. B. japonicum (Kirchner 1896) Иордания 1982 г. симбиовар genistearum [3] symbiovar glycinearum [3] B. jicamae Ramírez-Bahena et al . 2009 г. B. kavangense Lasse gronemeyer et al. 2015 [2] B. lablabi Chang et al . 2011 г. B. liaoningense Xu et al . 1995 г. B. lupini Peix et al . 2015 г. B. manausense Silva et al . 2014 г. B. neotropicale Zilli et al . 2014 г. B. oligotrophicum (Ohta and Hattori 1985) Ramírez-Bahena et al . 2013 B. ottawaense Yu et al . 2014 г. B. pachyrhizi Ramírez-Bahena et al . 2009 г. B. paxllaeri Durán et al . 2014 г. B. retamae Guerrouj et al . 2013 B. rifense Chahboune et al . 2012 г. B. stylosanthis Marçon Delamuta et al . 2016 г. B. subterraneum Gronemeyer et al. 2015 [2] " Photorhizobium thompsonianum " Eaglesham et al . 1990 [4] B. tropiciagri Delamuta et al. 2015 [2] B. valentinum Durán et al . 2014 г. B. viridifuturi Helene et al. 2015 [2] B. yuanmingense Yao et al . 2002 г.
Синонимы
Агромонас Охта и Хаттори 1985 [6] « Photorhizobium » Иглший и др . 1990 [4]

Bradyrhizobium - это род грамотрицательных почвенных бактерий , многие из которых связывают азот. Фиксация азота - важная часть азотного цикла . Растения не могут использовать атмосферный азот (N ₂ ); они должны использовать азотные соединения, такие как нитраты .

Характеристики [ править ]

Виды Bradyrhizobium - это грамотрицательные палочки (палочковидные) с одним субполярным или полярным жгутиком . Это обычные почвенные микроорганизмы, которые могут образовывать симбиотические отношения с бобовыми видами растений, где они фиксируют азот в обмен на углеводы из растения. Как и другие ризобии , многие представители этого рода обладают способностью фиксировать атмосферный азот в формах, легко доступных для использования другими организмами. Брадиризобии также являются основными компонентами микробных сообществ лесных почв, штаммы которых, выделенные из этих почв, обычно не способны к фиксации азота или клубенькованию. ^[7] Они медленно растут в отличие от Rhizobium.виды, которые считаются быстрорастущими ризобиями. В жидкой среде видам Bradyrhizobium требуется 3–5 дней для создания умеренного помутнения и 6–8 часов для увеличения популяции в два раза. Как правило, они лучше всего растут при использовании пентоз в качестве источников углерода. ^[8] Некоторые штаммы (например, USDA 6 и CPP) способны аэробно окислять окись углерода. ^[9]

Нодуляция [ править ]

Формирование узелков [ править ]

Клубеньки - это наросты на корнях бобовых растений, где обитают бактерии. Корни растений выделяют в ризосферу аминокислоты и сахара . Ризобии продвигаются к корням и прикрепляются к корневым волоскам . Затем растение выделяет флаваноиды , которые вызывают экспрессию генов nod в бактериях. Экспрессия этих генов приводит к выработке ферментов, называемых узловыми факторами, которые инициируют завивание корневых волос.. Во время этого процесса ризобии скручиваются вместе с корневыми волосками. Ризобии проникают в клетки корневых волосков с помощью инфекционной нити, которая проникает через корневые волоски в основной корень. Это заставляет инфицированные клетки делиться и образовывать узелок. Теперь ризобии могут начать азотфиксацию.

Nod гены [ править ]

Известно, что с нодуляцией связано более 55 генов. ^[10] NodD имеет важное значение для экспрессии других NOD генов. ^[11] Двумя разными генами nodD являются: nodD ₁ и nodD ₂ . Для успешной нодуляции нужен только nodD ₁ . ^[10]

Фиксация азота [ править ]

Bradyrhizobium и другие ризобии берут атмосферный азот и превращают его в аммиак (NH ₃ ) или аммоний (NH ₄ ⁺ ). Растения не могут использовать атмосферный азот; они должны использовать комбинированную или фиксированную форму элемента. После того, как фотосинтез , фиксация азота (или поглощение) является наиболее важным процессом для роста и развития растений. ^[12] Уровни уреидного азота в растении коррелируют с количеством фиксированного азота, потребляемого растением. ^[13]

Гены [ править ]

Nif и fix - важные гены, участвующие в азотфиксации у видов Bradyrhizobium . Гены Nif очень похожи на гены, обнаруженные у Klebsiella pneumoniae , свободноживущего диазотрофа . Гены, обнаруженные у брадиризобий, имеют сходные функции и структуру с генами, обнаруженными у K. pneumoniae . Гены Fix важны для симбиотической азотфиксации и были впервые обнаружены у видов ризобий. В NIF и починки гены находятся в по меньшей мере двух различных кластеров на хромосоме . Кластер I содержит большинство генов азотфиксации. Кластер II состоит из трехисправить гены, расположенные рядом с генами nod . ^[14]

Разнообразие [ править ]

Этот род бактерий может образовывать как специфические, так и общие симбиозы; ^[8] один вид Bradyrhizobium может быть способен клубеньковать только один вид бобовых, тогда как другие виды Bradyrhizobium могут быть способны клубеньковать несколько видов бобовых. Рибосомная РНК является высококонсервативной в этой группе микробов, что делает использование Bradyrhizobium чрезвычайно трудным в качестве индикатора видового разнообразия. Вместо этого использовалась гибридизация ДНК-ДНК , которая демонстрирует большее разнообразие. Однако фенотипических различий мало , поэтому названий названо не так много видов. ^[15]

Значение [ править ]

Зерновые бобовые культуры возделываются примерно на 1,5 млн км ² земли в год. ^[12] Ежегодно фиксируется около 44–66 миллионов тонн азота во всем мире, что составляет почти половину всего азота, используемого в сельском хозяйстве. ^[16]

Bradyrhizobium также был идентифицирован как загрязнитель реагентов набора для экстракции ДНК и систем сверхчистой воды , что может привести к его ошибочному отображению в микробиоте или наборах метагеномных данных. ^[17] Присутствие азотфиксирующих бактерий в качестве загрязнителей может быть связано с использованием газообразного азота в производстве сверхчистой воды для подавления роста микробов в резервуарах для хранения. ^[18]

Заявление [ править ]

Брадиризобии фиксируют больше азота, чем растение может использовать. Избыточный азот остается в почве и доступен для других растений или более поздних культур. Урожайность бобовых культур может снизить потребность во внесении удобрений. Доступны коммерческие инокулянты Bradyrhizobium . Их можно наносить в виде торфа или жидкости непосредственно на семена перед посадкой.

Известные виды [ править ]

• Bradyrhizobium betae был выделен из опухолевидных деформаций корней сахарной свеклы; у них неизвестный симбиотический статус. ^[15]
• Bradyrhizobium elkanii , Bradyrhizobium diazoefficiens и Bradyrhizobium liaoningense вступают в симбиоз с соей. ^[15]
• Bradyrhizobium japonicum nodulates соевые бобы , вигна , маш бобы , и siratro . ^[15]
• Bradyrhizobium yuanmingense nodulates Lespedeza . ^[15]
• Bradyrhizobium canariense образует клубеньковые генистоидные бобовые, эндемичные для Канарских островов . Он также был обнаружен вклубеньках люпина и серраделлы в западной Австралии и на юге Африки. ^[15]

Ссылки [ править ]