Skip to main content

Bakteri Rhizobium, Klasifikasi dan Perannya


Pengertian Bakteri Rhizobium

Rhizobium adalah sekelompok bakteri tanah Gram-negatif yang terkenal karena hubungan simbiosisnya dengan berbagai polongan (kedelai, alfalfa dll).

Ada berbagai jenis Rhizobium yang dikategorikan berdasarkan tingkat pertumbuhan dan jenis tanaman yang terkait dengannya.

Beberapa spesies Rhizobium sebagai berikut :
  • Rhizobium leguminosarum
  • Rhizobium alamii
  • Lentis rhizobium
  • Rhizobium japonicum
  • Rhidobium metalliduran
  • Rhizobium smilacinae
  • Phaseiz rhizobium
  • Rhizobium trifolii

Klasifikasi

Bersama dengan Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium, Azorhizobium, dan Allorhizobium, Rhizobium adalah Rhizobia tanah, yang berarti terdiri dari bakteri dengan kemampuan memperbaiki nitrogen. Karena itu, ia memberikan keuntungan yang signifikan bagi tanaman yang terinfeksi dengan berkontribusi pada pertumbuhan dan perkembangannya.


Rhizobium diklasifikasikan sebagai berikut:
  • Kingdom: Bakteri - Seperti bakteri lain, sel Rhizobium tidak memiliki organel yang terikat membran. Mereka juga memiliki ribosom, sitoplasma, dan flagela.
  • Filum: Proteobakteri - Proteobakteri filum termasuk bakteri Gram-negatif termasuk yang bertanggung jawab untuk memperbaiki nitrogen.
  • Kelas: Alphaproteobacteria - Kelas Alphaproteobacteria terdiri dari berbagai Gram-negatif dengan berbagai karakteristik kehidupan.
  • Urutan: Rhizobiales - Ini adalah urutan Alphaproteobacteria Gram-negatif yang membentuk hubungan simbiosis dengan akar tanaman (di mana mereka memperbaiki nitrogen).
  • Keluarga: Rhizobiaceae - Seiring dengan genera seperti Agrobacterium, genus Rhizobium membentuk keluarga Rhizobiaceae. Sementara beberapa di keluarga ini telah terbukti berdampak negatif terhadap perkembangan tanaman, Rhizobium (anggota Rhizobia) berkontribusi terhadap nutrisi tanaman melalui fiksasi nitrogen.
  • Spesies: Termasuk spesies seperti Rhizobium leguminosarum dan Rhizobium lentil.

Selain klasifikasi ini, bakteri Rhizobium juga dikategorikan berdasarkan spesies legum yang mereka angguk. Jenis pengelompokan ini dikenal sebagai inokulasi silang.

Berdasarkan penelitian pada berbagai jenis legum, terbukti bahwa tidak semua Rhizobia mampu mengangguk semua jenis legum. Hal ini mengakibatkan perlunya mengelompokkan Rhizobium ke dalam kelompok yang sesuai (kelompok inokulasi silang) yang merupakan kelompok kacang-kacangan yang diberi spesies Rhizobium mengangguk.

Kelompok inokulasi silang meliputi:
  • Kelompok semanggi - Rhizobium trifolii menginfeksi dan mengangguk tanaman genus Trifolium (cengkeh / trefoil)
  • Grup Alfalfa - Rhizobium meliloti menginfeksi dan mengangguk pada akar medicago, melilotus dan medicago
  • Grup kacang - Rhizobium phaseoli menginfeksi dan mengangguk tanaman genus Phaseolus (mis. Kacang)
  • Kelompok Lupin - Rhizobium lupin mengangguk lupin dan serradella (Ornithopus)
  • Kelompok kacang polong - Rhizobium leguminosarum menginfeksi dan mengangguk kacang, kacang manis, lentil, dan vetch
  • Kelompok kedelai - Rhizobium japonicum mengangguk Glycine seperti kedelai
  • Kelompok kacang tunggak - Rhizobium sp. mengangguk kacang tunggak, pegionpea, lespedza, kacang tanah dan kudz.

Asal Kata Rhizobium



Kata Rhizobium berasal dari kata-kata Yunani: "rhiza" yang mengacu pada akar, dan "bios" yang merujuk pada kehidupan.

Karakteristik (Rhizobium Leguminosarum)

Ditemukan dan dideskripsikan pada tahun 1889, Rhizobium leguminosarum adalah jenis spesies Rhizobium dengan cara yang sama Rhizobium telah menjadi jenis genus dari keluarga Rhizobiaceae. Dengan demikian, dapat dilihat sebagai perwakilan dari genus (Rhizobium).

Beberapa karakteristik bakteri meliputi:
  • Mereka muncul sebagai batang memanjang bila dilihat di bawah mikroskop
  • Seperti sejumlah bakteri lain, Rhizobium leguminosarum tidak membentuk spora dalam siklus hidupnya
  • Mereka memiliki beberapa flagela di kutub mereka. Ini memungkinkan mereka untuk berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain
  • Mereka aerobik. Karena itu, mereka membutuhkan oksigen untuk keperluan pernapasan
  • Ada berbagai jenis bakteri yang beberapa di antaranya memiliki butiran
  • Mereka adalah bakteri Gram-negatif
  • Meskipun mereka dapat mentolerir suhu yang lebih tinggi sekitar 38 derajat Celcius, Rhizobium leguminosarum idealnya tumbuh dalam suhu antara 20 dan 28 derajat Celcius.
  • Terlepas dari berbagai jenis karbohidrat, bakteri juga menggunakan nitrat dan nitrit, garam amonium dan berbagai asam amino antara lain untuk pengembangan

Ada beberapa jenis yang meliputi:
  • Rhizobium leguminosarum biovar viciae 3841
  • Rhizobium leguminosarum USDA2370T
  • Rhizobium pisi DSM30132T
  • Rhizobium fabae CCBAU33202T
   

Infeksi (Penetrasi)



Spesies Rhizobium seperti Rhizobium leguminosarum dapat ditemukan di tanah. Namun, akar tanaman polongan (lentil, sweetpea dll) adalah habitat utamanya. Di tanah, berbagai tanaman polongan melepaskan berbagai eksudat (asam dicarboxylic dll) yang menarik spesies Rhizobium.

Flavanoid juga telah terbukti memainkan peran penting dalam menarik bakteri mengingat mereka mudah diserap melalui membran organisme (secara pasif). Setelah bakteri mendeteksi bahan kimia ini, mereka secara aktif berenang ke arah dan menempel pada akar legum.

Selain menarik bakteri, bahan kimia ini (khususnya flavanoid) juga memainkan peran penting untuk mengaktifkan gen yang terlibat dalam memproduksi faktor Nod. Di sini, kemudian, tarik ke akar legum diikuti oleh transkripsi gen Nod dalam persiapan hubungan simbiosis.

Untuk tanaman, faktor Nod merangsang percabangan rambut akar, hidrolisis dinding sel serta deformasi dinding sel. Setelah menarik bakteri melalui eksudat, perubahan pada akar tanaman memudahkan organisme untuk memasuki sel-sel rambut akar untuk simbiosis.

Ketika bakteri bersentuhan dengan rambut akar, mereka menyebabkan membran plasma sel invaginasi. Ketika bakteri menembus sel, tanaman menghasilkan bahan dinding sel baru di situs untuk tidak hanya menutupi bakteri, tetapi juga memungkinkan mereka untuk masuk lebih dalam ke rambut akar.

Setelah bakteri menginfeksi sel-sel rambut akar, proses simbiosis dapat menghasilkan jenis nodul berikut:
  • Nodul determinasi
  • Determinasi ditemukan pada tanaman seperti kedelai, berbentuk bulat dengan lentisel besar. Dibandingkan dengan nodul tak tentu, nodul pasti terbentuk begitu ujung rambut akar mulai tumbuh. Namun, mereka tidak memiliki meristem persisten yang ditemukan pada nodul tak tentu.
  • Nodul tak tentu
  • Dibandingkan dengan nodul penentu, nodul tak tentu berbentuk silinder dan sering bercabang. Mereka sering ditemukan pada tanaman seperti kacang polong dan alfalfa dan mulai berkembang bahkan sebelum pertumbuhan ujung akar.

Sedangkan nodul tak tentu ditemukan di daerah beriklim sedang, nodul determinan umumnya terbentuk di daerah tropis dan sub-tropis. Nodul determinasi menghasilkan produk ureida sedangkan produk nodul amida tak tentu.

Fiksasi nitrogen



Bakteri Rhizobium berperan dalam fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen dalam nodul dimulai ketika nodul sepenuhnya matang. Di sini, perlu dicatat bahwa fiksasi nitrogen melibatkan konversi nitrogen atmosfer menjadi senyawa organik (khususnya amonia) yang dapat digunakan untuk pengembangan tanaman.

Proses ini membutuhkan dua gen penting (nif dan fix). Gen-gen ini memainkan peran penting dalam menghasilkan beberapa enzim penting yang terlibat dalam fiksasi nitrogen.

Proses ini membutuhkan yang berikut:
  • Enzim (dinitrogenase dan dinitrogenase reductase)
  • Energi ATP
  • Atmospheric Nitrogen (Molekul Nitrogen)

Selama fiksasi nitrogen, enzim nitrogenase terlibat dalam pemecahan ikatan yang mengikat atom Nitrogen bersama-sama (ikatan kovalen). Dalam keadaan atmosfernya, molekul nitrogen bersifat non-reaktif mengingat mereka terikat oleh ikatan kovalen. Dengan memutus ikatan ini, atom Nitrogen bebas membentuk ikatan dengan atom lain.

Proses ini (memecah ikatan kovalen) membutuhkan banyak energi. Mengingat bahwa bakteri Rhizobium tidak mampu membuat makanan mereka sendiri untuk energi, mereka bergantung pada tanaman (dalam rhizospere) untuk menyediakan sumber energi. Dengan menggunakan sumber energi dari tanaman, bakteri memperoleh energi yang cukup yang memungkinkan enzim untuk memecah molekul Nitrogen menjadi atom Nitrogen.

Enzim Nitrogenase sensitif terhadap oksigen. Namun, aktivitas metabolisme bakteri yang tinggi serta penghalang difusi yang dikembangkan di pinggiran nodul membantu melindungi enzim dari tingkat oksigen yang tinggi.

Fiksasi nitrogen dalam nodul berlangsung sementara molekul Nitrogen melekat pada enzim. Sementara nitrogen terikat pada enzim, elektron yang disediakan oleh ferredoxin memungkinkan protein Besi dari enzim tersebut dikurangi. Protein ini kemudian mengikat ATP, yang pada gilirannya menyebabkan protein besi-molibdenum (juga merupakan komponen enzim) menjadi berkurang.

Reduksi ini menyediakan elektron yang diperlukan untuk memecah molekul Nitrogen dan menghasilkan senyawa yang dikenal sebagai Diimide ((NH) 2). Proses ini diulangi dua kali lagi yang selanjutnya mengurangi Diimide menjadi dua molekul amonia.

Prosesnya direpresentasikan sebagai berikut:

N2 + 8H + 8e- + 16Mg-ATP 2NH3 + H2 + 16MgADP + 16Pi

Hubungan antara tanaman polongan dan bakteri Rhizobium disebut sebagai hubungan simbiosis karena bakteri dan tanaman menguntungkan masing-masing orang lain. Sementara rhizosfer tanaman menyediakan tempat berteduh dan sumber energi untuk bakteri, bakteri mengubah nitrogen atmosfer menjadi amonia yang diperlukan. untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang tepat.

Pupuk hayati

Nitrogen adalah salah satu elemen paling penting di alam mengingat bahwa ia digunakan untuk membuat berbagai produk yang dibutuhkan tanaman untuk pengembangannya. Misalnya, dengan menggunakan produk seperti amonia dan nitrat yang terbuat dari nitrogen, tanaman dapat membentuk protein yang mereka butuhkan untuk pengembangannya.

Sementara berbagai pupuk kimia berhasil digunakan untuk meningkatkan hasil, mereka juga mahal dan cenderung mencemari lingkungan. Mengingat bahwa bakteri Rhizobium memiliki hubungan yang baik dan bermanfaat dengan berbagai tanaman polongan, ada minat yang meningkat untuk menggunakannya sebagai pupuk hayati.

Dalam skenario skala kecil, inokulasi Rhizobium dalam berbagai biji-bijian sereal telah terbukti membantu meningkatkan hasil. Ini juga terbukti menghasilkan peningkatan penyerapan nitrogen sehingga menguntungkan tanaman.

Dalam skala besar, produksi inokulan dimulai dengan mengidentifikasi strain bakteri yang paling efektif melalui host-spesifisitas. Di sini, penelitian membantu mengidentifikasi jenis Rhizobium yang paling efektif yang kemudian dibudidayakan untuk produksi skala besar.

Selama produksi kultur massa, bakteri dikultur dalam labu besar yang terdiri dari karbohidrat seperti manitol, arabinosa dan sukrosa. Ini membantu menghasilkan produk pupuk yang telah terbukti membantu meningkatkan fotosintesis dan dengan demikian menghasilkan tanaman seperti pisang dan beras secara signifikan.

Pupuk hayati memberikan keuntungan signifikan karena tidak hanya meningkatkan hasil panen bagi petani, tetapi juga aman dan tidak berdampak negatif pada tanah dan lingkungan tempat pupuk digunakan. Penelitian di berbagai belahan dunia seperti Sudan telah menemukan metode ini sebagai sangat bermanfaat untuk berbagai tanaman.

Pewarnaan Gram

Menggunakan sampel dari kultur, pewarnaan Gram melibatkan langkah-langkah berikut:
  • Perbaiki bakteri menggunakan metanol. Setelah menempatkan sampel di bagian tengah slide bersih, tambahkan beberapa tetes metanol untuk memperbaikinya. Ini membantu melestarikan morfologi bakteri
  • Biarkan slide mengering dan tuangkan noda utama pada sampel (kristal violet) - Diamkan selama beberapa menit
  • Tambahkan beberapa tetes mordan (larutan yodium)
  • Dekolorisasi sampel menggunakan etanol / aseton dengan lembut
  • Tuang safranin pada sampel (counter-stain) selama beberapa menit
  • Cucilah dengan lembut dengan air untuk menghilangkan noda-noda yang berlebih
  • Pasang dan lihat di bawah mikroskop

Pengamatan

Bakteri akan muncul sebagai batang merah / merah muda di bawah mikroskop dengan beberapa flagela di satu ujung kutub.

Ketika diukur, mereka memiliki lebar sekitar 0,5 hingga 0,9um dan panjang 1,2 hingga 3,0 um

Sumber : https://www.microscopemaster.com/rhizobium.html
Salam dari Terketik : Terima kasih sudah berkunjung di website ini. Terketik berkomitmen untuk memberikan artikel terbaik dan selalu update dengan informasi terbaru. Kami akan sangat senang apabila Anda turut membantu mengembangkan website ini dengan cara like FANSPAGE FACEBOOK, subscribe kami di YOUTUBE atau share artikel ini untuk bisa menjangkau lebih banyak pembaca. Terima kasih
Himbauan Berkomentar: Silahkan berkomentar dengan sopan, apabila ada yang kurang jelas silahkan ditanyakan, apabila ingin berkomunikasi lebih jauh, promosi atau kerja sama silahkan email ke lionitalestari@gmail.com dan kami siap membantu.
Buka Komentar
Tutup Komentar