Bakterie brodawkowe
Z Wikipedii, wolnej encyclopedia
Bakterie brodawkowe, bakterie korzeniowe – glebowe bakterie azotowe z rodzaju Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium, Sinorhizobium i Mesorhizobium żyjące w symbiozie z roślinami motylkowatymi, które tworzą na swych korzeniach narośla, tzw. brodawki korzeniowe[1][2]. Poza wymiennymi grupami należącymi do α-proteobakterii w symbiozę z roślinami wchodzą także Gram-dodatnie bakterie Frankia indukujące brodawki u roślin należących do Betulaceae, Casuarinaceae, Myricaceae, Elaeagnaceae, Rhamnaceae, Rosaceae, Coriariaceae i Datisticaceae[2]. Na początku XXI wieku odkryto, że brodawki korzeniowe u roślin bobowatych mogą być również indukowane przez bakterie nie należące do Rhizobiaceae. Są to bakterie z grupy Methylobacterium i Burkholderia[3][4].
Rośliny bobowate tworzą jedną z największych rodzin na Ziemi liczącą około 18000 gatunków, a ich sukces jest prawdopodobnie związany z symbiozą z bakteriami wiążącymi azot atmosferyczny[4].
Bakterie te mają zdolność wiązania wolnego azotu (N2), dzięki czemu zaopatrują rośliny w azot (40-550 kg N/ha/rok). W wyniku tej symbiozy rośliny dają plony o dużej zawartości azotu.
Każda roślina może współżyć tylko z określonym gatunkiem bakterii brodawkowych, np.:
- łubin współżyje z Bradyrhizobium sp.,
- soja – Bradyrhizobium japonicum,
- groch, bób i soczewica – Rhizobium leguminosarum bv. viceae,
- fasola – R. leguminosarum bv. phaseoli,
- koniczyna – R. leguminosarum bv. trifolii.
Rośliny tworzące brodawki korzeniowe są w stanie rozpoznać sygnał chemiczny od poszczególnych gatunków bakterii i ewolucyjnie dobierają optymalnego partnera[5]. Relacje bakterii z rodzaju Burkholderia są mniej specyficzne. Mogą one wchodzić w symbiozę z wieloma gatunkami roślin[6].
Dodatek małej ilości nawozu azotowego (nawożenie startowe) dostarcza roślinie we wczesnym okresie rozwoju pokarmu azotowego i zabezpiecza ją przed głodem azotowym w okresie między wyczerpaniem tego składnika z nasienia a początkiem symbiotycznego wiązania azotu z powietrza. Efektywność symbiozy między rośliną motylkowatą a bakteriami brodawkowymi zależy od: stosowanych pestycydów, zanieczyszczeń gleby metalami ciężkimi, jak również obecności bakteriofagów i niektórych szkodników glebowych (np. oprzędzika), które niszczą brodawki korzeniowe. Nadmierna chemizacja rolnictwa powoduje zubożenie gleb w bakterie brodawkowe, np. zaprawy nasienne opóźniają tempo wzrostu szczepów Rhizobium i Bradyrhizobium oraz zmniejszają liczebność i wielkość ich kolonii.