أزوتوباكتر كروكوكوم

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

بكتيريا أزوتوباكتر كروكوكوم هي بكتيريا قادرة على تثبيت النيتروجين الجوي. اكتشفها مارتينوس بييرينك عام 1901، وكانت أول بكتيريا هوائية حرة المعيشة تثبت النيتروجين. [ 2 ] يمكن أن تكون أزوتوباكتر كروكوكوم مفيدة في تثبيت النيتروجين في المحاصيل كسماد حيوي ، ومبيد للفطريات، ومؤشر للمغذيات، وفي المعالجة الحيوية .

صفات

بكتيريا أزوتوباكتر كروكوكوم هي بكتيريا جذرية مُحفزة لنمو النباتات، تعيش في بيئات هوائية دقيقة، [ 3 ] [ 4 ] وهي عصوية الشكل وسالبة الغرام. [ 4 ] وباعتبارها بكتيريا محبة للحرارة المعتدلة، فإنها تنمو بشكل أفضل في التربة ذات درجات الحرارة المتوسطة وتتطلب بيئة متعادلة الحموضة. وهي قادرة على تثبيت النيتروجين في ظل ظروف هوائية. [ 3 ] يجب ألا تكون التربة فقيرة بالفوسفور وإلا سيُعيق ذلك عملية تثبيت النيتروجين. بالإضافة إلى الفوسفور، تحتاج هذه البكتيريا إلى البوتاسيوم والكبريت والمغنيسيوم والكالسيوم للنمو. ولتثبيت النيتروجين ، تُنتج بكتيريا أزوتوباكتر كروكوكوم ثلاثة إنزيمات ( الكاتالاز ، والبيروكسيداز ، وديسموتاز الفائق ) لمعادلة أنواع الأكسجين التفاعلية. كما تُنتج صبغة الميلانين البنية الداكنة القابلة للذوبان في الماء عند مستويات عالية من التمثيل الغذائي أثناء تثبيت النيتروجين، والتي يُعتقد أنها تحمي نظام النيتروجيناز من الأكسجين. [ 3 ] في وجود بعض السكريات (مثل السكروز والرافينوز) على أطباق الآجار، يمكن أن تتشكل حلقة ليفان حول مستعمرة A. chroococcum . [ 5 ]

الاستخدامات

أُجريت أبحاثٌ حول التطبيقات المحتملة لبكتيريا A. chroococcum في تحسين إنتاج المحاصيل. وقد أظهرت دراسةٌ واحدةٌ على الأقل حتى الآن زيادةً ملحوظةً في إنتاج المحاصيل مرتبطةً بإنتاج "الأوكسينات، والسيتوكينينات، ومواد شبيهة بحمض الجبريليك" بواسطة هذه البكتيريا . [ 6 ] إضافةً إلى هذه الجزيئات الحيوية، وُجد أن هذه البكتيريا قادرةٌ على إنتاج "السايدروفورات، والأمونيا، وإنزيم ACC دياميناز"، فضلاً عن حمض الإندول أسيتيك، وكلها معروفةٌ بمساعدتها في نمو المحاصيل. [ 4 ]

إضافةً إلى دورها في تعزيز نمو المحاصيل عمومًا، أثبتت بكتيريا A. chroococcum قدرتها على دعم نمو المحاصيل في التربة الملوثة. إذ تستطيع هذه البكتيريا البقاء على قيد الحياة وتحسين نمو المحاصيل في التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة عند تلقيح البذور بها قبل الزراعة. [ 4 ] لم تقتصر فوائد A. chroococcum على إنتاج جزيئات حيوية محفزة للنمو وزيادة عدد ونوعية حبوب الذرة، بل ساهمت أيضًا في خفض إنتاج البرولين، والإنزيمات المضادة للأكسدة، ومركب MDA في النباتات، وكلها مؤشرات على وجود المعادن الثقيلة في التربة. [ 4 ]

بالإضافة إلى معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة، يمكن أن تعمل بكتيريا A. chroococcum كمبيد للفطريات يمكن استخدامه لعلاج التربة والنباتات المصابة بالعدوى الفطرية، وتحديداً الفطريات التي تكون عرضة لـ "المواد المبيدة للفطريات من مجموعة الأنيزوميسين".

يمكن استخدام هذه البكتيريا أيضًا لتحديد التركيب الغذائي للتربة. وبما أن النباتات وبكتيريا A.chroccoccum تحتاجان إلى الفوسفور والبوتاسيوم للنمو، فيمكن استخدام هذه البكتيريا لتحديد مدى ملاءمة التربة لزراعة المحاصيل، إذ تزدهر في التربة الغنية بهذه العناصر الغذائية.

تُعدّ بكتيريا أزوتوباكتر كروكوكوم من الموارد القيّمة في مجال المعالجة الحيوية. إذ يرتبط الميلانين الذي تُنتجه هذه البكتيريا بالمعادن الثقيلة، مما يوفر لها الحماية ، وهو ما قد يُسهم في إزالة المعادن الثقيلة من التربة الملوثة. [ 4 ] وبما أن هذه البكتيريا قادرة على تعزيز نمو النباتات من خلال تثبيت النيتروجين، فإنها تُقلل من كمية النيتروجين المُضافة إلى الحقول، وبالتالي تُقلل من جريان النيتروجين السطحي. وقد لوحظ هذا التأثير، أي انخفاض كمية النيتروجين المُضافة إلى التربة، في دراسة أُجريت على نباتات القطن. [ 7 ]

مراجع

  1. ↑ Parte, AC "Azotobacter" . LPSN .
  2. ^ بيجرينك ميجاوات (1901). "أويبر أوليغونيتروفيل ميكروبين". Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene, Abteilung II (بالألمانية) (7): 561-582 .
  3. 1 2 3 شيفبراساد س.، بيج دبليو جيه (1989). "تكوين الكاتيكول والتصبغ بواسطة بكتيريا أزوتوباكتر كروكوكوم المعتمدة على الصوديوم: آلية وقائية للتكيف الهوائي؟" . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي . 55 (7): 1811-1817 . Bibcode : 1989ApEnM..55.1811S . doi : 10.1128/AEM.55.7.1811-1817.1989 . PMC 202955. PMID 16347974 .  
  4. 1 2 3 4 5 6 ريزفي، أسفا؛ خان، محمد صغير (15 أغسطس 2018). "التلف التأكسدي الناجم عن المعادن الثقيلة وتغيرات مورفولوجيا جذور نباتات الذرة (Zea mays L.) وتخفيف الإجهاد بواسطة بكتيريا Azotobacter chroococcum المثبتة للنيتروجين والمتحملة للمعادن". علم السموم البيئية والسلامة البيئية . 157 : 9-20 . Bibcode : 2018EcoES.157....9R . doi : 10.1016/j.ecoenv.2018.03.063 . PMID 29605647. S2CID 4552954 .  
  5. ↑ روبسون، روبرت ل.؛ جونز، روبرت؛ روبسون، ر. مويرا؛ شوارتز، أرييل؛ ريتشاردسون، توبي هـ. (10 يونيو 2015). " جينومات الأزوتوباكتر: جينوم أزوتوباكتر كروكوكوم NCIMB 8003 (ATCC 4412)" . PLOS ONE . 10 (6): 5-6 . Bibcode : 2015PLoSO..1027997R . doi : 10.1371/journal.pone.0127997 . PMC 4465626. PMID 26061173 .  
  6. ↑ واني، سرتاج؛ تشاند، سوبهاش؛ علي، طاهر (29 أغسطس 2013). "الاستخدام المحتمل لبكتيريا أزوتوباكتر كروكوكوم في إنتاج المحاصيل: نظرة عامة" . مجلة البحوث الزراعية الحالية . 1 (1): 35-38 . doi : 10.12944/CARJ.1.1.04 .
  7. ↑ وانغ، جوانجوان؛ لي، روتشن؛ تشانغ، هوي؛ وي، جيهونغ؛ لي، تشيفي (21 فبراير 2020). " البكتيريا النافعة تُنشّط العناصر الغذائية وتُعزز نمو القمح في ظل ظروف انخفاض استخدام الأسمدة" . مجلة BMC لعلم الأحياء الدقيقة . 20 (1): 38. doi : 10.1186/s12866-020-1708-z . ISSN 1471-2180 . PMC 7035779. PMID 32085752 .