Frankia Alni - Frankia alni
| Frankia Alni | |
|---|---|
 | |
| Узелки, вызванные Frankia Alni на корнях ольхи обыкновенной Alnus glutinosa | |
| Научная классификация | |
| Королевство: | |
| Тип: | |
| Заказ: | |
| Подотряд: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | F. alni |
| Биномиальное имя | |
| Frankia Alni | |
| Синонимы | |
| |
Frankia Alni является грамположительным видом актиномицет нитчатый бактерия что живет в симбиоз с актиноризные растения в роду Альнус. Это азотфиксирующий бактерии и формы узелки на корнях ольхи.
Распределение
Frankia Alni формирует симбиотические отношения исключительно с деревьями этого рода Альнус. Они широко распространены в умеренных регионах северного полушария. Один вид, Alnus glutinosa, также встречается в Африке и еще одна, ольха Андская, Alnus acuminata, простирается вниз по горному хребту Центральной и Южной Америки до Аргентины. Имеются данные, свидетельствующие о том, что эта ольха могла эксплуатироваться Инки и используется для увеличения плодородие почвы и стабилизируют почвы террас в своих системах земледелия на возвышенностях.[2] Актинобактерии, подобные Frankia Alni, нужен жгутик, чтобы быть подвижным, но F. alni у него нет и он неподвижен. Альнус виды произрастают в самых разных средах обитания, включая ледниковый тилль, песчаные холмы, берега водотоков, болота, потоки сухой вулканической лавы и намыв пепла.[3]
Процесс заражения
Первый симптом заражения Frankia Alni представляет собой разветвление и скручивание корневых волосков ольхи по мере продвижения бактерии. Бактерия инкапсулируется материалом, полученным из клеточной стенки растения, и остается за пределами клеточной мембраны хозяина.[4] Инкапсулирующая мембрана содержит пектин, целлюлоза и гемицеллюлоза.[5] Деление клеток стимулируется в гиподерма и кора, что приводит к образованию «пренодуля». Затем бактерия мигрирует в кору корня, а узелок продолжает развиваться так же, как и боковой корень. Зачатки узловых долей развиваются в перицикл, энтодерма или кора головного мозга во время развития пренодуля, и, наконец, бактерия проникает в их клетки, чтобы заразить новый узелок.[6]
Фиксация азота
В безазотной культуре и часто в симбиозе Frankia Alni бактерии окружают себя «пузырьками». Это примерно сферические ячеистые структуры диаметром от двух до шести миллиметров с многослойной структурой. липид конверт. Везикулы служат для ограничения диффузии кислород, тем самым помогая процессу восстановления, который катализируется ферментом нитрогеназа. Этот фермент связывает каждый атом азот до трех водород атомы, образующие аммиак (NH3). Энергия реакции обеспечивается гидролизом Аденозинтрифосфат (АТФ). В процесс также вовлечены два других фермента: глютамин синтетаза и глутамат-синтаза. Конечный продукт реакций глутамат, которая, таким образом, обычно является наиболее распространенной свободной аминокислотой в цитоплазме клетки. Побочным продуктом процесса является газообразный водород, одна молекула которого образуется на каждую молекулу азота, восстановленного до аммиака, но бактерия также содержит фермент. гидрогеназа, который служит для предотвращения потери части этой энергии. В процессе регенерируется АТФ, а молекулы кислорода служат конечным акцептором электронов в реакции, что приводит к снижению уровня кислорода в окружающей среде. Это на пользу нитрогеназ, которые действуют только анаэробно.[7]
В результате их взаимовыгодных отношений с Frankia, ольха улучшают плодородие из почвы в которых они растут и считаются вид-пионер, делая почву более плодородной и тем самым позволяя другим последовательный виды, чтобы утвердиться.
Рассредоточение
В культуре и в некоторых корневых клубеньках многоместный спорангии содержащий много споры производятся.[8] Спорангии неподвижны, но споры могут мигрировать, чтобы заразить новые растения-хозяева.[9] Шведское исследование показало, что корневые клубеньки развиваются на пересаженных сеянцах ольхи серой, Alnus incana, посаженный в луговую почву, на которой актиноризные растения не выращивались почти шестьдесят лет. Аналогичный опыт высадки рассады в глубокие слои торф там, где был удален поверхностный слой, клубеньков не наблюдалось. Похоже, это произошло потому, что не было инфекционных пропагулы из Frankia Alna глубоко в торфе. Отсутствие разлета по воздуху Frankia Alni был обнаружен, и считалось, что движение воды могло объяснить распространение бактерий в торфяных почвах.[10]
Рекомендации
- ^ "Frankia Alni". Таксономия UniProt. Получено 2011-01-16.
- ^ Крайик, К. (1998). «АРХЕОЛОГИЯ: Зеленое земледелие инков?». Наука. 281 (5375): 322. Дои:10.1126 / science.281.5375.322.
- ^ Швенке Дж. И М. Кару. 2001. «Достижения в актиноризном симбиозе: Растение-хозяин-Frankia взаимодействия, биология и применение при мелиорации засушливых земель. Обзор." Arid Land Res. Manag. 15:285-327.
- ^ Лалонд М. и А. Киспель. 1977. "Ультраструктурная и иммунологическая демонстрация клубеньков европейского Alnus glutinosa (L.) Gaertn. растение-хозяин из Северной Америки Alnus crispa var. моллис Папоротник. эндофит корневого клубенька ». Может. J. Microbiol. 23:1529-1547.
- ^ Берг, Р. Х. 1990. "Целлюлоза и ксиланы в интерфейсной капсуле в симбиотических клетках актиноризов". Протоплазма, 159:35-43.
- ^ "Frankia процесс заражения ". Web.uconn.edu. Получено 2011-01-16.
- ^ "Frankia азотфиксация ». Web.uconn.edu. Получено 2011-01-16.
- ^ Швинцер, К. Р. и Дж. Д. Тьепкема (ред.). 1990 г. Биология франкии и актиноризных растений. Academic Press, Inc., Нью-Йорк.
- ^ "Франкиа спорангия". Web.uconn.edu. Получено 2011-01-16.
- ^ Arveby, A .; Хасс-Данелл, К. (1988). «Присутствие и распространение инфекционной франкии на торфяных и луговых почвах Швеции». Биология и плодородие почв. 6. Дои:10.1007 / BF00257918.