ما هي بكتيريا الرايزوبيوم
ما هو Rhizobium
رايزوبيوم – Rhizobium عبارة عن بكتيريا خاصة بالتربة ، تعيش في ارتباط متكافل مع العقيدات الجذرية الخاصة بالبقوليات مثل ، الفول ، والبازلاء وغيرها ، حيث تطلب بكتيريا الرايزوبيوم مضيفا نباتية ، وذلك بسبب أن
دورة النيتروجين في الطبيعة
تجعل من المستحيل تثبيته بطريقة مستقلة ، فيكتوريا الرايزوبيوم تعتبر المصدر الحيوي ، و
البكتيريا المثبتة للنيتروجين
في التربة الزراعية.
كما تعتبر بكتيريا الرايزوبيوم سماد حيوي ، حيث أن السماد الحيوي عبارة عن مواد محتوية على كائنات دقيقة تعمل على زيادة العناصر الغذائية في التربة الزراعية ، كما تعمل على تعزيز نمو النباتات ، وهذا ما تفعله بكتيريا الرايزوبيوم حيث تمد التربة الزراعية بالنيتروجين.
ويتم تصنيف بكتيريا الرايزوبيوم على أساس انواع النباتات التي ترتبط بها ، او على أساس معدل النمو ، وهناك أنواع مختلفة من بكتيريا الرايزوبيوم ، وهي كما يلي :
- رايزوبيوم ليجومينوسارم
- رايزوبيوم لانتيس
- رايزوبيوم تريفولي
- رايزوبيوم ألمي
- رايزوبيوم جابونونيكوم
- رايزوبيوم فاشولي
- رايزوبيوم سمايلاسينا
خصائص بكتيريا الرايزوبيوم
لكل شيء خصائص محددة تميزه عن غيره ، وكذلك البكتيريا ، ومن خصائص بكتيريا الرايزوبيوم ما يلي : [٢]
- تتخذ الرايزوبيوم شكل قضبان ممدودة ، مع العديد من الاسواط على النهايات القطبية الخاصة بهم ، والذي يسمح لها بالانتقال.
- لا تعمل على تشكيل جراثيم خلال دورة حياتها ، كما أنها من أنواع البكتيريا سالبة الجرام.
- تعتبر بكتيريا الرايزوبيوم من الكائنات الهواية فتحتاج إلى الأكسجين من أجل التنفس.
- تحتوي بعض السلالات من الرايزوبيوم على حبيبات.
- هناك سلالات مختلفة من البكتيريا التي يحتوي بعضها على حبيبات
- تتحمل درجات حرارة عالية قد تصل إلى ٣٨ درجة مئوية ، ولكنها تنمو بشكل جيد في درجات حرارة تتراوح ما بين ٢٠ درجة إلى ٢٨ درجة مئوية.
- تستخدم بكتيريا الرايزوبيوم الكربوهيدرات من أجل تنمية نفسها ، بالإضافة إلى النيتريت ، والنترات ، والأحماض الامينية ، وأملاك الأمونيوم ، وغيرها من المكونات.
كيفية العدوى بالرايزوبيوم
تعتبر جذور البقوليات هي الموطن الأصلي لبكتيريا الرايزوبيوم ، ومع ذلك فعادة ما نجد انواع من بكتيريا الرايزوبيوم في التربة ، ويرجع ذلك إلى أن النباتات البقولية تفرز العديد من الإفرازات ، مثل الفلافانويد ، وأحماض ثنائي الكربوكسيل ، والتي تعمل على جذب انواع الرايزوبيوم.
ويعتبر الفلافانويد من أكثر ما يعمل على جذب البكتيريا بسبب سهولة امتصاصها عن طريق أغشية الكائنات الحية ، ما يجعلها تتجه بنشاط إلى جذور البقوليات وتلتصق بها ، كما تعمل على تنشيط الجينات التي تشارك في عملية إنتاج عوامل Nod استعدادًا للعلاقة التكافلية بين البكتيريا والبقوليات.
ثم تقوم عوامل الإيماءات في النباتات البقولية يتفرع شعر الجذر ، وتحلل الماء لجدار الخلية ، وتشوهه ، وبعد ذلك يصبح من السهل على البكتيريا الدخول الى خلايا شعر جذر النبات من أجل التكافل ، فعند اختراق البكتيريا للخلية يتم إنتاج مادة حافظة للجدار وأيضا البكتيريا ، ما يجعل من السهل على البكتيريا التعمق في شعر الجذر.
وعند إصابة البكتيريا خلايا شعر جذر النباتات ، من الممكن أن قوم العملية التكافلية بينهم بإنتاج العقيدات التالية :
عقيدات محددة ؛ وهي عقيدات كروية الشكل مع عدسات كبيرة ، وتتكون هذه العقيدات عند بدء نمو طرف شعيرات الجذر ولكنها تفتقر إلى النسيج الانشائي المستمر ، وتتواجد في البقوليات مثل فول الصويا.
عقيدات غير محددة ؛ وهي عقيدات اسطوانية الشكل وتكون متفرعة في الغالب وتنمو قبل نمو طرف شعيرات الجذر ، كما تتواجد في نباتات البقوليات ، مثل البازلاء والبرسيم.
أهمية بكتيريا الرايزوبيوم
لم يخلق الله تعالى شيئا عبثا ، وانما كل شيء بفائدة للإنسان ، وإن كان هناك بكتيريا ضارة ، فهناك أيضا بكتيريا نافعة ، وكما ذكرنا أن الرايزوبيوم تعتبر مثبت للنيتروجين في التربة الزراعية ، وهو الذي يعود لأهمية بكتيريا الرايزوبيوم.
حيث يعمل تثبيت النيتروجين على زيادة إنتاج ، وخصوبة التربة الزراعية من خلال
العمليه التي تحول فيها البكتيريا والبرق النيتروجين الى مركبات مفيدة للنباتات
، مع الأخذ في الاعتبار العوامل التي تؤثر على أنظمة تثبيت النيتروجين مثل ؛ الأسمدة والاملاح ، ونقص المغذيات ، وجفاف التربة ، والافلام التي تؤثر عليها.
دور الرايزوبيوم في عملية تثبيت النيتروجين
عملية تثبيت النيتروجين هي عملية بيولوجية ، والعملية الأساسية في دورة النيتروجين ، حيث يتم فيها تحويل النيتروجين المتواجد في الغلاف الجوي إلى امونيا بواسطة الظواهر الطبيعية مثل البرق ، من خلال بعض الأنواع من بكتيريا الرايزوبيوم ، وبكتيريا الازوتوباكتر وغيرهم.
وبكتيريا الرايزوبيوم هي بكتيريا بداية النوى ، ويتمثل دورها الرئيسي في عملية النيتروجين في العمل على تحويل النيتروجين المتواجد في الغلاف الجوي إلى شكل أكثر إفادة.
تتواجد بكتيريا الرايزوبيوم في العادة في التربة الزراعية ، وتصيب جذور البقوليات منتجة عقيدات ، مما يسبب العمل على تثبيت النيتروجين من الغلاف الجوي ، حيث يساعد هذا النيتروجين النباتات على النمو والتطور ، وعند موت النباتات البقولية تنهار العقيدات التي تكونت من الرايزوبيوم ، مما يؤدي إلى تحررها إلى الخلية حيث يمكنها إصابة مضيف جديد.
وهناك بعض السلالات المعينة من بكتيريا الرايزوبيوم ، والتي تتطلبها العقيدات من أجل تنفيذ عملية تلقيح النباتات البقولية ، الأمر الذي يؤدي إلى زيادة الإنتاج من المحاصيل.
وخلال عملية تثبيت النيتروجين ، تتعطل انزيمات النيتروجين نهائيا عن طريق غاز الأكسجين ، ومن أجل قياس نشاط النيتروجين ، تستخدم مقايسة اختزال الاسيتيلين ، وفي وقت حصاد النباتات يتم إزالة كمية عالية من النيتروجين وتبقى كمية بسيطة.
بكتيريا الرايزوبيوم الممرضة
من الممكن أن تكون بكتيريا الرايزوبيوم ضارة ومسلية للأمراض ، ومن الممكن أن لا تكون كذلك ، ومن أنواع الرايزوبيوم الممرضة والضارة ما يلي :
بكتيريا الرايزوبيوم الرايزوجينس – Rhizobium rhizogenes
او ما تعرف باسم Agrobacterium rhizogenes ، وهذه البكتيريا من انواع بكتيريا الرايزوبيوم الممرضة ، والتي تتسبب في الجذور المشهورة التي تكون معدية في النباتات ذات الفلقتين.
بكتيريا الرايزوبيوم راديوباكتر – Rhizobium radiobacter
والمعروفة كذلك باسم Agrobacterium tumefaciens ، وتعتبر من انواع الرايزوبيوم الممرضة ، والمتسببة في مرض المرارة التاجية الذي يصيب النباتات.