Diazotroph

Le Diazotrophs sont les bactéries que gaz atmosphérique de l'azote de la difficulté dans une forme plus utilisable telle que l'ammoniaque (Postgate, 1998) de .

Un diazotroph est une organization qui peut se développer sans sources extérieures de l'azote fixe. Les exemples des organizations qui font ceci sont Rhizobia et Frankia de (dans la symbiose) et Azospirillum de . Tous les diazotrophs contiennent des systèmes de Nitrogenase de fer-molybdène. Deux des systèmes les plus étudiés sont ceux des pneumoniae de la klebsiella et du vinlandii de l'azotobactérie . Ces systèmes sont employés en raison de leur tractabilité génétique et de leur croissance rapide (Dixon et Kahn 2004).

Types de diazotrophs

Diazotrophs sont dispersés à travers les groupes taxonomiques bactériens (la plupart du temps dans l'Eubacteria mais également deux ou trois Archaea ). Même dans les espèces qui peuvent fixer l'azote là peuvent être des contraintes qui ne fixent pas l'azote (Postgate, 1998). La fixation est coupée quand d'autres sources de l'azote sont disponibles, et, pour beaucoup d'espèces, quand l'oxygène est à la pression partielle élevée. Les bactéries ont différentes manières de traiter les effets débilitants de l'oxygène sur des nitrogenases, énumérés ci-dessous.

diazotrophs Libre-vivants

Anaérobie-ces être obligent les anaérobies qui ne peuvent pas tolérer l'oxygène même si elles ne fixent pas l'azote. Ils vivent dans les habitats bas en oxygène, tel que les sols et la matière végétale de décomposition. le clostridium de est un exemple. Sulfate-réduisant les bactéries sont importantes en sédiments d'océan (par exemple Desulfovibrio de ), et quelques methanogens archéens fixent l'azote dans les boues et des intestins animaux (Postgate 1998).
Facultatif anaérobie-ces espèces peuvent se développer l'des ou l'autre avec ou sans l'oxygène, mais elles fixent seulement l'azote dans des conditions anaérobies. Souvent, ils respirent l'oxygène aussi rapidement qu'il est fourni, maintenant la quantité de l'oxygène libre basse. Les exemples incluent les pneumoniae de klebsiella de , le bacille le polymyxa de , le bacille les macerans de , et l'intermedia (Postgate, 1998) d'escherichia de .
Aérobie-ces espèces exigent de l'oxygène de se développer, pourtant leur nitrogenase est encore débilité si exposé à l'oxygène. le vinelandii d'azotobactérie de est plus étudié de ces organizations. Il emploie des taux respiratoires très élevés, et des composés protecteurs, pour empêcher des dommages de l'oxygène. Beaucoup d'autres espèces réduisent également les niveaux de l'oxygène de cette façon, mais avec des taux respiratoires inférieurs et abaissent la tolérance de l'oxygène (Postgate 1998).
les bactéries Phototrophs-photosynthétiques produisent de l'oxygène comme sous-produit de la photosynthèse , pourtant certains peuvent fixer l'azote aussi bien. Ce sont des bactéries coloniales qui ont spécialisé des cellules ( Heterocysts qui manquent de l'oxygène produisant des étapes de la photosynthèse. Les exemples sont le cylindrica d'Anabaena de et la commune de Nostoc de . D'autres heterocysts de manque du Cyanobacteria et peuvent fixer l'azote seulement dans des niveaux de basse lumière et d'oxygène (par exemple Plectonema ) (Postgate 1998) de .

Diazotrophs symbiotiques

Rhizobia -- ce sont les espèces qui s'associent aux légumineuses, usines de la famille du Fabaceae . L'oxygène est lié au leghemoglobin dans les nodules de racine qui logent les symbionts bactériens, et fourni à un taux qui ne nuira pas au nitrogenase (Postgate 1998).
Frankias -- beaucoup moins est connu au sujet de ces fixateurs « actinorhizal » d'azote. Les bactéries également infectent les racines et forment nodule-comme des structures. Frankia forme heterocyst-comme des structures dans ces nodules où la N-fixation se produit (Vessey et autres, 2005). Frankias produisent également des hemoglobins (Beckwith et autres, 2002), mais leur rôle est moins bien établi que pour le rhizobia (vessey et autres, 2005). Bien que d'abord il se soit avéré qu'ils infectent des ensembles d'usines indépendantes (lilas de la Californie de de pins australiens d'aulnes , myrte de marais , bitterbrush , Dryas de ), des révisions à la phylogénie de l'exposition des angiospermes une parenté étroite de ces espèces et les légumineuses (Soltis et autres, 1995 ; Vessey et autres 2005).
Cyanobacteria -- il y a également de cyanobacteria symbiotique. Certains s'associent aux mycètes comme lichens avec les liverworts avec une fougère , et avec un Cycad (Postgate, 1998) de . Ceux-ci ne forment pas des nodules (en effet la plupart des usines ne pas avoir les racines). Heterocysts excluent l'oxygène, comme discuté ci-dessus. L'association de fougère est importante sur le plan agricole : l'Azolla de de fougère d'eau hébergeant l'Anabaena de est un engrais vert important pour la culture du riz (Postgate, 1998).
Association avec des animaux -- bien que des diazotrophs aient été trouvés dans beaucoup d'entrailles animales, il y a habituellement de suffisamment d'ammoniaque actuelle pour supprimer le fixation de l'azote (Postgate 1998). Les termites à un bas régime d'azote tiennent compte d'une certaine fixation, mais la contribution à l'offre de l'azote du termite est négligeable. Les tarets peuvent être les seules espèces qui dérivent l'avantage significatif de leurs symbionts d'intestin (Postgate 1998).

Importance

En termes de produire de l'azote disponible à toutes les organizations, les associations symbiotiques dépassent considérablement les espèces libre-vivantes excepté le cyanobacteria (Postgate, 1998).

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