Simbioza intre plantele leguminoase si microorganismele fixatoare de azot

Simbioza intre plantele leguminoase si microorganismele fixatoare de azot

Rezulta in urma infestarii radacinilor plantelor leguminoase cu bacterii din genul Rhizobium care, in urma multiplicarii lor in interiorul celulelor radacinii, declanseaza formarea nodozitatilor pe radacinile plantei gazda

In afara de speciile simbionte ale genului Rhizobium, fixarea N₂ se mai realizeaza si de catre alte microorganisme (ciuperci, bacterii); pentru cultura plantelor agricole insa, cele mai importante sunt speciile din genul Rhizobium.

Cele mai multe specii de Rhizobium infecteaza in mod specific gazdele leguminoase. Nodularea (formarea de nodozitatii) implica recunoasterea mutuala, cel mai adesea foarte precisa, intre bacterii si plante-gazda.

Atasarea bacteriilor pe radacinile plantei-gazda are loc la nivelul perilor absorbanti radiculari sau a unor leziuni ce apar, de regula, la nivelul emergentei radacinilor laterale.

In perii radiculari bacteriile sunt inchise ca intr-un tub - filamentul sau cordonul infectios - incojurat de un material pectic si celulozic dezvoltat in continuarea peretelui celular, cordon ce inainteaza, se ramifica, strabate numeroase celule, determina stimularea diviziunii celulare in regiunea cortexului radicular si formarea de nodozitati, ca un proces controlat si ca o structura diferentiala ( fig. 5.9).

Nodulul apare ca un organ vegetal superior dezvoltat, organ ce functioneaza ca un sistem aerob fixator de N₂, in care bacteriile normale evolueaza spre stadiul de bacteroizi - forme fixatoare de N₂.

Bacteroizii sunt localizati in 'pachete' individuale de 3-4 celule inconjurate de un perete de origine vegetala si de un citosol bogat in proteine si in leghemoglobina (pigment rosu, similar mioglobinei, capabil sa lege reversibil, dar cu mare afinitate, O₂) (fig. 5.10).

In celulele (adesea tetraploide) ale parenchimului cortical deci, bacteriile gasesc un mediu bogat in glucide, ce le favorizeaza nutritia. Ele fixeaza azotul molecular pe care il incorporeaza in celulele lor. Plantele leguminoase se apara contra invaziei bacteriene lizand o parte din aceste bacteii si folosesc azotul organic sintetizat de ele in urma asimilarii azotului molecular. Prin urmare, plantele leguminoase aprovizioneaza bacteriile cu substante organice, substante minerale si apa de care au nevoie, iar bacteriile pun la dispozitia leguminoaselor azotul ce le este necesar

In aceasta simbioza bacteria se comporta ca un parazit. Aceasta rezulta din reactia leguminoaselor care, in perioada cuprinsa intre momentul infectarii lor si cel al formarii nodozitatilor, isi opresc cresterea. De aceea simbioza este considerata drept un caz particular de parazitism.

Datorita azotului acumulat in radacinile si in celulele bacteriilor dupa recoltarea leguminoaselor, solul ramane bogat in azot si, de aceea, culturile ce urmeaza dupa leguminoa­se, pe parcela respectiva, necesita cantitati mai mici de ingrasaminte cu azot.

S-a calculat ca la un hectar cultivat cu leguminoase se acumuleaza 100-400 kg azot, din care 30 % raman in resturile vegetale din sol, iar 70 % este folosit de simbionti (planta si bacterie).

In natura exista si plante neleguminoase capabile sa fixeze simbiotic azotul molecular. Numarul acestora (conform parerii lui G.BOND, emisa in 1958) este de aproximativ 190 specii.