من المؤكد أنك تعرف بالفعل أن هناك العديد من البكتيريا المفيدة للأنظمة البيئية المختلفة. كذلك، الجذور هي واحدة من تلك "البكتيريا الجيدة". بفضلهم ، يمكن للعديد من النباتات ، مثل البقوليات ، أن تنمو وتتطور في تربة تفتقر إلى المغذيات الأساسية: النيتروجين.
بسبب مساعدة بكتيريا ريزوبيوم في تثبيت النيتروجين ، يستفيد المزارعون بشكل كبير من استخدامه ، وبالتالي البيئة أيضًا. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن هذه البكتيريا الغريبة ، وكيف علاقتها بالنباتات البقولية والفوائد التي تقدمها ، فلا تفوت هذه المقالة.
ما هي الجذور وكيف تستفيد النباتات؟
عندما نتحدث عن Rhizobium ، فإننا نشير إلى جنس البكتيريا سالبة الجرام التي تعيش في التربة وتثبت النيتروجين في الغلاف الجوي. ينتمي هذا الجنس إلى مجموعة أكبر من البكتيريا المثبتة للنيتروجين ، والتي تسمى ريزوبيا. تعيش الجذور في تعايش مع بعض النباتات المحددة ، من بينها البقوليات التي سنتحدث عنها لاحقًا.
يسكن هذا النوع من البكتيريا جذر الخضروات ، بعد حدوث عدوى يسببها النبات نفسه من خلال إفراز منتج يسمى الليكتين. هذه هي البروتينات التي تشكل روابط مع السكريات. من هناك، توفر الجذور النيتروجين للخضروات ، هذا ضروري حتى يتمكنوا من العيش. في المقابل ، توفر النباتات المأوى لهذه البكتيريا.
خصائص الريزوبيوم
ككائنات حية حرة ، تعيش Rhizobium في ما يسمى الجذور. هناك تتغذى على بقايا الكائنات الميتة ، لأنها تحتوي على بلازميد وظيفته ترميز المعلومات الضرورية لعدوى النبات المضيف. من الواضح أن هذه الأنواع من البكتيريا لها خصائصها الخاصة ، والتي سنرى أدناه:
- الجرام سالب
- طبقة جدار الخلية المزدوجة: بينما تتكون الأولى من البروتينات والكربوهيدرات ، وتتكون الثانية من الكربوهيدرات والدهون.
- بدائيات النوى
- عصيات الهاتف المحمول: عند إجراء اختبار الحركة ، يكون اللون الذي يكتسبونه أصفر وليس لونهم الأصلي الذي سيكون أرجوانيًا.
- الأيروبيات الهوائية: الأكسجين ضروري لنموها.
- بيتا: هضم الهيموجلوبين.
- التطور الأمثل عند 25 درجة مئوية ، ولكن يمكن أن ينمو في أي درجة حرارة تقريبًا.
- الأبعاد: 0.5-0.9 × 1.2-3.0 ميكرومتر
- لديها سوط
ما نوع العلاقة التي تم تأسيسها بين بكتيريا Rhizobium والنباتات البقولية؟
قبل شرح العلاقة بين جذور نبات البقول والنباتات البقولية ، دعنا نعلق أولاً على ماهية هذه الخضروات. تُعرف البقوليات أيضًا باسم Fabaceae ، وهي عائلة تنتمي إلى رتبة Fabales. وتشمل هذه الشجيرات والأعشاب المعمرة أو السنوية والأشجار. من السهل التعرف عليها ، لأن الثمار التي يدرونها هي من نوع البقول وعادة ما تكون أوراقها محددة ومركبة.
فيما يتعلق بالعلاقة بين ريزوبيوم والبقوليات ، إنه تكافل حقيقي. بينما تنمو النباتات في تربة ذات مستويات نيتروجين منخفضة جدًا أو معدومة ، توفر البكتيريا هذا العنصر لها من خلال التثبيت في الغلاف الجوي. في المقابل ، توفر البقوليات بيئة واقية ومغذية للريزوبيوم.
مراحل التكوين
لتحقيق تثبيت النيتروجين ، يجب أن تشكل نباتات البقول العقيدات أولاً. للقيام بذلك ، يجب أن تتبع كل من البكتيريا والنباتات سلسلة من المراحل التي سنناقشها أدناه:
- الاعتراف: نظرًا لأن جذور البقوليات تفرز بعض المواد العضوية التي تحفز نمو الميكروبات وتطورها داخل منطقة الجذور ، يمكن للبكتيريا التعرف على النبات كشريك مناسب. من خلال البروتين المسمى ricadesine ، تستطيع Rhizobiums الالتصاق بشعر جذر النبات ، والبدء في تكوين عقيدات.
- الإفراز البكتيري لعوامل الإيماء: بمجرد أن تخترق البكتيريا شعر جذر النبات ، فإنها تفرز عوامل الإيماء. إنها مادة تسبب تجعيد الشعر. بالإضافة إلى ذلك ، فإنهم ينقلون الجينات التي ستقود العقيدات لاحقًا من خلال الانقسام الخلوي.
- غزو: بعد غزو شعر الجذر ، تشكل النباتات أنبوب عدوى مصنوع من السليلوز. في ذلك ، تتكاثر الجذور.
- الإزاحة: من أنبوب العدوى ، تنتقل البكتيريا إلى الجذر. وبهذه الطريقة تصل العدوى إلى الخلايا القريبة من جذور الشعر. هناك عوامل العقدة تحفز الانقسام الخلوي ، والذي ينتهي بتشكيل عقيدة.
- مظهر الجراثيم: تتكاثر الجذور داخل الخلايا النباتية ، وتتحول في النهاية إلى تكوينات منتفخة ومتفرعة. في تلك اللحظة تظهر البكتيريا. هذه خلايا بكتيرية مشوهة ضرورية لإصلاح النيتروجين.
- الانقسام الخلوي المستمر: بعد تكوين العقيدات الجذرية الناضجة ، يجب أن تستمر الخلايا البكتيرية والنباتية في الانقسام.
فوائد
من الواضح أن البشر تمكنوا من الاستفادة من هذا التعايش المذهل على المستوى الزراعي. ومع ذلك ، فهي أيضًا ذات أهمية كبيرة للبيئة.
فيما يتعلق بالزراعة ، يسبب Rhizobium زيادة كبيرة في النيتروجين في التربة التي تفتقر إلى هذا العنصر. بالإضافة إلى ذلك ، يفضل تناول البقوليات الضرورية على المستوى الزراعي لأنها قادرة على النمو في المناطق التي لا تستطيع فيها الخضروات الأخرى. ومن المزايا الأخرى التي يجب تسليط الضوء عليها أن هذا التعايش يزيد الإنتاج الزراعي ، حيث يرتفع مستوى تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي. في هذه المرحلة يجب القول أن النيتروجين هو أحد العناصر الغذائية الأساسية لنمو النبات. يوفر المزارعون أيضًا الكثير من المال على الأسمدة النيتروجينية ، على الأقل للبقوليات ، لأنها ليست ضرورية عند وجود Rhizobium.
فيما يتعلق بالبيئة ، من المهم ملاحظة ذلك الأسمدة هي أحد الأسباب الرئيسية للتدهور البيئي. هذا يرجع إلى حقيقة أنها تسبب التخثث في المسطحات المائية ، وتوليد الأمطار الحمضية وتآكل التربة. نظرًا لأن Rhizobiums تمنع المزارعين من استخدام الأسمدة ، فهي تساعد كثيرًا في حماية البيئة.
