Gerlar í lúpínum og fléttum

Lupinus angustifolius

Í gær var enn einn deildarfundurinn og að venju er mér ekki svefnsamt að honum loknum. Eftir að hafa bylt mér í eitthvað á annan tíma gafst ég upp kl. 04:54 og staulaðist framúr til að blogga. Ekki um fundinn þó. Ég nenni ekki að velta mér upp úr neikvæðni og leiðindum. Ekki á prenti, að minnsta kosti.

Í nýjasta hefti hins ágæta örveruvistfræðirits The ISME Journal er skemmtileg grein um sambýlisbakteríur lúpínu (Lupinus angustifolius) frá einhverju ágætu fólki sem ég þekki ekki í Háskólanum í Salamanca á Spáni. Lúpínan, eins og önnur ertublóm, laðar til sín ákveðna jarðvegsgerla og býður þeim húsaskjól í rótum sínum. Leiguna greiða bakteríurnar á formi köfnunarefnis sem þær binda úr andrúmsloftinu. Báðir aðilar hagnast af samvistinni sem er því raunverulegt sambýli fremur en sníkjulífi bakteríunnar eins og ætla mætti í fyrstu. Hinn sígildi og vel þekkti samlífisgerill lúpínunnar er baktería af Bradyrhizobium ættkvísl, en þær tilheyra flokki alfapróteusargerla líkt og margar fleiri bakteríur sem þrífast á og í plöntum,svo sem meðlimir ættkvíslanna Methylobacterium, Agrobacterium og Rhizobium. Um nokkurt skeið höfum við vitað að Bradyrhizobium situr þó ekki einn að lúpínurótinni. Frankia, sem einnig er niturbindandi en tilheyrir fylkingu geislagerla líkt og ýmsir aggressívari meðlimir jarðvegsörverulífríkisins, svo sem Streptomyces og Actinomyces, á það einnig til að mynda köfnunarefnisbindandi rótarhnýði á lúpínu.

Til skamms tíma var álitið að bíóta rótarhnýðisins væri einföld. Niturbindandi sambýlingurinn einfaldega sýkti rótina og kæmi sér fyrir í hnýðinu sem myndast, líkt og Propionibacterium í unglingabólu. En nýlegar rannsóknir hafa sýnt að í rótarhnýðunum getur þrifist flóknara samfélag. Þau Martha Trujillo og félagar hennar í Salamanca birta nú greiningu sína á Micromonospora bakteríum, sem eru geislagerlar líkt og Frankia, í rótarhnýðum lúpínu. Þau hafa einangrað um 500 Micromonospora stofna úr rótarhnýðum og hafa sýnt fram á (með FISH tækni) að Micromonospora er sannarlega til staðar inni í hnýðinu, svo einangruðu stofnarnir eru ekki einfaldlega yfirborðssmit, og hefst þar við í góðu atlæti og sambýli við Bradyrhizobium.Micromonospora

Hvað er svo Micromonospora að fást við í rótarhnýðunum? Við þeirri spurningu er ekki komið skýrt svar, en þó virðist hugsanlegt að hún hjálpi eitthvað til við niturbindingu, því gen sem mjög líkist nifH úr Frankia er að finna í erfðamengjum a.m.k. sumra stofnanna. Á myndinni hér til hliðar, sem er eftir Ann Hirsch við Kaliforníuháskóla í Los Angeles, má sjá sérstæð kóloníuform Micromonospora.

Það má svo geta þess að við höfum sterkar vísbendingar um að Micromonospora sé einnig að finna í Peltigera og ef til vill fleiri fléttum. Þannig sjáum við merki um hana í raðgreiningargögnum Ólafs Andréssonar og mér sýnist út frá kóloníusvipgerðum að einhverjir geislagerlanna sem við höfum einangrað úr íslenskum fléttum gætu tilheyrt þessari ættkvísl. Stefni á að skera úr um það í náinni framtíð. Hvert hlutverk Micromonospora í fléttuþalinu er liggur enn sem komið er á huldu, en það er spurning sem gaman verður að glíma við.

 


« Síðasta færsla | Næsta færsla »

Athugasemdir

1 identicon

Er engin leið til að fá niturbindandi bakteríur til að mynda rótarnýði á rótum fleiri blómplantna en ertublóma, td. Melasól?

Kristinn Ingi Pétursson (IP-tala skráð) 30.9.2013 kl. 22:13

2 Smámynd: Oddur Vilhelmsson

Ja hérna ... ekki datt mér í hug að enn væru einhverjir að slysast inn á þetta gamla blogg mitt. Eins gott að ég var ekki búinn að eyða því :-)

En, til að svara spurningunni þinni (ert þetta þú, Diddi?), þá er ferlið sem bæði bakteríurnar og ertublómin nota til að mynda rótarhnýðin það flókin að afar erfitt myndi vera að fá aðrar plöntur til að gera þetta. Þau myndu þurfa all mörg gen úr ertublómunum. Það var líka meðal fyrstu hugmynda erfðatæknifrömuða að hægt yrði í framtíðinni að færa viðeigandi gen úr bakteríunum í nytjajurtir þannig að þær geti sjálfar og milliliðalaust fixað köfnunarefni. Það hefur reynst ofviða erfðatækninni hingað til, enda er aftur um all mörg gen að ræða (og raunar fleiri tæknileg atriði).

Hins vegar er ekki þar með sagt að aðrar jurtir geti ekki notið góðs af jarðvegsgerlum. Það geta þær sannarlega. Til dæmis geta komið upp aðstæður þar sem jarðvegsgerlar fixa köfnunarefni í moldinni og koma þannig nítrötum og slíkum efnum til plantnanna. Ég tel að þetta (þ.e. jarðvegsbæting með bakteríum) sé nokkuð sem gæti verið þess virði að skoða nánar með tilliti til landgræðslu.

Bestu kveðjur,

Oddur

Oddur Vilhelmsson, 1.10.2013 kl. 12:37

3 identicon

Takk fyrir gott svar. Kv, Diddi

Kristinn Ingi Pétursson (IP-tala skráð) 13.10.2015 kl. 15:49

Bæta við athugasemd

Hver er summan af fjórum og sjö?
Nota HTML-ham

Innskráning

Ath. Vinsamlegast kveikið á Javascript til að hefja innskráningu.

Hafðu samband