16.5G: La Simbiosis del Nódulo Legumino-Raíz

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Las legumbres tienen una relación simbiótica con bacterias llamadas rizobias, que crean amoníaco a partir del nitrógeno atmosférico y ayudan a la planta.

Objetivos de aprendizaje

Evaluar la simbiosis de leguminosas y bacterias fijadoras de nitrógeno

Puntos Clave

Los rizobios normalmente viven en el suelo, pero cuando hay nitrógeno limitado en el suelo, las legumbres liberan flavonoides que señalan a los rizobios que la planta está buscando bacterias simbióticas.
Cuando se expone a flavonoides, los Rhizobia liberan factor de nodulación, lo que estimula a la planta para crear pelos de raíz deformados. Luego, los rizobios forman un “hilo de infección” que les permite ingresar a las células de la raíz a través de los pelos de la raíz.
Una vez que los rizobios están dentro de las células radiculares, las células radiculares se dividen rápidamente, formando un nódulo.
Los rizobios crean amoníaco a partir del nitrógeno en el aire, que es utilizado por la planta para crear aminoácidos y nucleótidos. La planta aporta azúcares a las bacterias.

Términos Clave

Factor de Nodulación: Moléculas de señalización producidas por bacterias conocidas como rizobios durante el inicio de nódulos en la raíz de leguminosas. Se forma una simbiosis cuando las legumbres captan la bacteria.

Legumbres y sus bacterias fijadoras de nitrógeno

Muchas leguminosas tienen nódulos radiculares que proporcionan un hogar para las bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno llamadas rizobías. Esta relación es particularmente común en condiciones de nitrógeno limitado. Los rizobios convierten el gas nitrógeno de la atmósfera en amoníaco, que luego se utiliza en la formación de aminoácidos y nucleótidos.

imagen — Figura: **Nódulos radiculares**: Los nódulos radiculares se forman cuando bacterias fijadoras de nitrógeno llamadas rizobias ingresan a las células de una planta hospedadora.

Los rizobios normalmente viven en el suelo y pueden existir sin una planta hospedadora. Sin embargo, cuando las plantas leguminosas encuentran condiciones bajas en nitrógeno y quieren formar una relación simbiótica con los rizobios, liberan flavinoides en el suelo. Los rizobios responden liberando el factor de nodulación (a veces solo llamado factor de cabeceo), que estimula la formación de nódulos en las raíces de las plantas. La exposición al factor de asentimiento desencadena la formación de pelos de raíz deformados, que permiten que los rizobios ingresen a la planta La rizobia luego forma un hilo de infección, que es un tubo intercelular que penetra en las células de la planta huésped, y las bacterias luego ingresan a las células de las plantas hospedadoras a través del pelo de la raíz deformado. La rizobia también puede ingresar a la raíz insertándose entre las grietas entre las células de la raíz; este método de infección se llama entrada de grietas. Las bacterias ingresan a las células de la raíz desde los espacios intercelulares, también usando un hilo de infección para penetrar las paredes celulares. La infección desencadena una rápida división celular en las células de la raíz, formando un nódulo de tejido.

La relación entre una leguminosa hospedadora y la rizobia es simbiótica, aportando beneficios a ambos participantes. Una vez que los rizobios se han establecido en el nódulo radicular, la planta aporta carbohidratos en forma de malato y succinato, y los rizobios aportan amoníaco para la formación de aminoácidos. Muchas leguminosas son cultivos agrícolas populares específicamente porque requieren muy poco fertilizante: su riziobia les fija nitrógeno. Utilizadas adecuadamente algunas leguminosas pueden incluso servir como fertilizante para cultivos posteriores, la unión de nitrógeno en la planta permanece en el suelo.

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