Rhizóbiumok

Rhizóbiumok olyan Gram-negatív baktériumok, amelyek a Rhizobiaceae családba tartoznak, és leggyakrabban hüvelyes növények gyökerein kialakuló nitrogénmegkötő gyökércsomókat (nóduszokat) képeznek. Ezek a baktériumok a talajban élnek, és képesek atmoszférikus nitrogént ammóniává alakítani, amelyet a gazdanövény felhasznál. A szimbiózisért a növény szénhidrátokat ad a baktériumoknak, a baktériumok pedig a nitrogénnel látják el a növényt.

Az együttműködés kialakulása a növény gyökérében termelt flavonoidok hatására indul; a baktériumok Nod faktorokat termelnek, amelyek a gyökérszőrök görbületét és infection thread képződését idézik elő. A gyökércsomóban a baktériumok bakteroidákká differenciálódnak, és az oxigénszintézissel szabályozott környezetben nitrogénmegkötés folyik a nitrogenáz enzimmel: N2 → NH3. Az ammónia ezt követően a növény által felhasználható nitrogén formává alakul; a kapcsolat kiegyensúlyozott, mert a növény a baktériumok részére szénhidrátokat biztosít, amiért cserébe a baktériumok megkötik a nitrogént.

A nitrogénmegkötő képesség nem minden Rhizobium törzsre jellemző; a szimbiotikus nitrogénmegkötést végző baktériumok több nemzetségbe tartoznak a Rhizobiaceae családban, például Rhizobium, Sinorhizobium, Bradyrhizobium és Mesorhizobium. A gazdanövény faja és a bakteriális törzs közötti kompatibilitás meghatározza, hogy mely növény képez gyökércsomókat. A nodulációt és a hatékonyságot befolyásolják a talajpH, hőmérséklet, vízellátás és sótartalom.

Az agráriumban gyakran alkalmaznak Rhizobium-alapú inokulánsokat a hüvelyesek vetőmagjának kezelésére vagy talajba történő bejuttatására, hogy növeljék a terméshozamot és javítsák a nitrogénkészletet, ezáltal csökkentve a szintetikus nitrogénműtrágyák szükségletét. A gyakorlat azonban a gazdanövény és a megfelelő baktériumfajok kiválasztását igényli, és eredményességét környezeti tényezők is befolyásolják.