فرانکیا

فرانکیا
گره ریشه توسکا
رده‌بندی علمی e
شاخه: Actinobacteria
رده: Actinobacteria
راسته: Frankiales
تیره: Frankiaceae
Becking 1970 (Approved Lists 1980)[۱]
سرده: Frankia
Brunchorst 1886[۲]
گونه نماد
Frankia alni
(Woronin 1866) Von Tubeuf 1895 non Steud. 1840
گونه (زیست‌شناسی)[۳]

See text

مترادف
  • Frankiella Maire and Tison 1909 non von Speschnew 1900 non Racheboeuf 1983
  • Parafrankia Gtari 2023
  • Protofrankia Gtari 2023
  • Pseudofrankia Gtari 2023

فرانکیا (به انگلیسی: Frankia)، سرده ای از باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن است که در همزیستی با گیاهان اکتینوریزال (Actinorhizal plant) زندگی می‌کنند، شبیه باکتری ریزوبیوم که در گره‌های ریشه حبوبات از خانواده باقلاییان یافت می‌شود. فرانکیا همچنین شروع به تشکیل گره‌های ریشه می‌کند.

این جنس در ابتدا توسط ژورگن برانچاست (Jørgen Brunchorst) در سال ۱۸۸۶ به افتخار زیست‌شناس آلمانی آلبرت برنهارد فرانک (Albert Bernhard Frank) نامگذاری شد.[۴] برونکورست جانداری را که شناسایی کرده بود، قارچ رشته‌ای می‌دانست. بکینگ (Becking) در سال ۱۹۷۰ این جنس را به‌عنوان حاوی اکتینومیست‌های (Actinomycetota) پروکاریوتی تعریف کرد و خانواده فرانکیان (Frankiaceae) را در اکتینومیسانان (Actinomycetales) ایجاد کرد. او نام اصلی فرانکیا را برای این جنس حفظ کرد.[۵]

نمای کلی

بیشتر سویه‌های فرانکیا مخصوص گونه‌های مختلف گیاهی هستند. این باکتری‌ها رشته‌ای هستند و نیتروژن اتمسفر را از طریق آنزیم نیتروژناز به آمونیاک تبدیل می‌کنند، فرآیندی که به‌عنوان تثبیت نیتروژن شناخته می‌شود. آنها این کار را در حالی انجام می‌دهند که در گره‌های ریشه روی گیاهان اکتینوریزال زندگی می‌کنند. باکتری‌ها می‌توانند اکثر یا تمام نیتروژن مورد نیاز گیاه میزبان را تأمین کنند. در نتیجه، گیاهان اکتینوریزال مستعمره می‌شوند و اغلب در خاک‌هایی که از نظر مواد مغذی گیاهی کم هستند، رشد می‌کنند.[۶]

بخشی از طریق گره ریشه توسکا

چندین ژنوم فرانکیا در حال حاضر در دسترس است که ممکن است به روشن شدن چگونگی فرگشت همزیستی بین پروکاریوت و گیاه، چگونگی سازگاری محیطی و جغرافیایی، تنوع سوخت‌وساز و انتقال افقی ژن در میان پروکاریوت‌های همزیست کمک کند.[۶]

فرانکیا می‌تواند در برابر غلظت کم فلزات سنگین مانند مس، کبالت و روی مقاومت کند.[۷] فرانکیا ممکن است یک مزیت برای خاک تخریب شده باشد. خاک تخریب شده به خاکی گفته می‌شود که غنی از فلزات سنگین است یا به دلیل خشکسالی مواد مغذی آن کم شده است. فرانکیا یک ارگانیسم ثابت در نیتروژن است و توضیح می‌دهد که چرا می‌تواند در برابر فلزات سنگین مقاومت کند.[۸]

فرانکیا یک باکتری گرم مثبت است که در ریشه گیاهان یافت می‌شود. این واقعیت که فرانکیا گرم مثبت است به این معنی است که این باکتری از دیواره‌های سلولی ضخیم ساخته شده از پروتئینی به نام پپتیدوگلیکان تشکیل شده است. این به مقاومت در برابر فلزات سنگینی که ممکن است در خاک تخریب شده باشند کمک می‌کند.[۹]

فرانکیا محدوده باریکی از دما و سطوح پی‌اچ خاک را تحمل می‌کند. بهترین رشد را در حدود ۳۰ درجه سانتی‌گراد با پی‌اچ محیط بین ۶٫۵ تا ۷ دارد.[۱۰] این حقایق نشان می‌دهد که فرانکیا نسبت به محیط خود بسیار حساس است. اگرچه فرانکیا برای همه کشاورزی مناسب نیست، اما در مناطق منتخب یا در محیط‌های کنترل‌شده دما، امکانات را نشان می‌دهد.

تشکیل گره

بخش طولی گره فرانکیا با رنگ تولویدین آبی رنگ شده تا بافت عروقی را به رنگ آبی و بنفش برجسته کند.

فرانکیا از طریق دو روش عفونت ریشه، بین‌سلولی و درون‌سلولی، گره‌ها را تشکیل می‌دهد.[۱۱] عفونت درون‌سلولی با تغییر شکل اولیه ریشه‌مو مشخص می‌شود که سپس توسط فرانکیای رشته‌ای آلوده می‌شود. فرانکیا سپس در داخل سلول‌های ریشه حرکت می‌کند و یک پیش‌گره تشکیل می‌دهد که مشخصه آن برآمدگی روی ریشه است. سپس یک گره پریموردیوم ایجاد می‌شود که باکتری را از طریق بافت آوندی گیاه تغذیه می‌کند و به گره اجازه می‌دهد تا بالغ شود.[۱۱]

در مقابل عفونت بین‌سلولی تغییر شکل ریشه‌موی ندارد. در عوض، فرانکیای رشته‌ای به ریشه‌ها در فضای بین سلول‌های روی ریشه حمله می‌کند. پس از این تهاجم یک گره پریموردیوم مشابه حالت درون‌سلولی تشکیل می‌شود و گره بالغ می‌شود.[۱۱]

گیاهان همزیست

تبارزایی

آرایه‌بندی پذیرفته شده در حال حاضر بر اساس فهرست نام‌های پروکاریوتی با وضعیت نام‌گذاری (LPSN)[۳] و مرکز ملی اطلاعات زیست‌فناوری (NCBI)[۱۳] است.

16S آر آران‌ای مبتنی بر LTP_08_2023[۱۴][۱۵][۱۶] ۱۲۰ پروتئین نشانگر مبتنی بر GTDB 08-RS214[۱۷][۱۸][۱۹]
Frankia
 
(Protofrankia)

F. coriariae Nouioui et al. 2017

 
 
 
 
(Frankia)
 
 

F. casuarinae Nouioui et al. 2016

 
 
 

F. canadensis Normand et al. 2018[۲۰]

 
 

F. umida Normand et al. 2023

 
 
 
 
 

F. torreyi Nouioui et al. 2019

 
 
 

F. alni (Woronin 1866) Von Tubeuf 1895

 
 
 

"F. gtarii" Nouioui et al. 2023

 
 

"F. tisai" Nouioui et al. 2023

 
 
 
 
 
 
 
(Pseudofrankia)
 

F. inefficax Nouioui et al. 2017

 
 
 

F. asymbiotica Nouioui et al. 2017

 
 

F. saprophytica Nouioui et al. 2018

 
 
 
(Parafrankia)
 

F. discariae Nouioui et al. 2017

 
 
 

F. soli Gtari et al. 2020

 
 
 

F. irregularis Nouioui et al. 2018

 
 
 

F. colletiae Nouioui et al. 2023

 
 

F. elaeagni (Schroeter 1886) Becking 1970 ex Nouioui et al. 2016

 
 
 
 
 
 
 
 
[۳]
Frankia
 
(Protofrankia)
 

"Ca. F. meridionalis" Nguyen et al. 2019

 
 
 

"Ca. F. californiensis" Normand et al. 2017[۲۱]

 
 

F. coriariae [incl. "Ca. F. datiscae" Persson et al. 2011]

 
 
 
 
 
 
(Pseudofrankia)
 

F. inefficax

 
 
 

F. asymbiotica

 
 

F. saprophytica

 
 
 
 
 
(Parafrankia)
 
 

F. discariae

 
 

F. soli

 
 
 
 

F. elaeagni

 
 

F. irregularis

 
 
 
(Frankia)
 

F. casuarinae

 
 
 
 

F. canadensis

 
 

"Ca. F. nodulisporulans" Herrera-Belaroussi et al. 2020

 
 
 
 

"Ca. F. alpina" Pozzi et al. 2020 [incl. "F. subtilis" Brunchorst 1886]

 
 
 

F. alni

 
 

F. torreyi

 
 
 
 
 
 
 
 

گونه طبقه‌بندی نامشخص:

  • فرانکیا نپالی نویوئی و همکاران. ۲۰۲۳

جستارهای وابسته

منابع

  1. ↑ Becking JH. (1970). "Frankiaceae fam. nov. (Actinomycetales) with one new combination and six new species of the genus Frankia Brunchorst 1886, 174". International Journal of Systematic Bacteriology. 20: 201–220. doi:10.1099/00207713-20-2-201.
  2. ↑ Brunchorst J. (1886). "Über einige Wurzelanschwellungen, besonders diejenigen von Alnus und den Elaegnaceen" [On root swellings, particularly those of Alnus and the Elaeagnaceae]. Untersuchungen aus dem botanischen Institut in Tübingen [Investigations of the Botanical Institute in Tübingen]. 2 (151–177).
  3. 1 2 3 A.C. Parte; et al. "Frankia". فهرست نام‌های پروکاریوتی با وضعیت نام‌گذاری (LPSN). Retrieved 2023-09-09.
  4. ↑ Pawlowski, Katharina (2009-06-17). Prokaryotic Symbionts in Plants. Springer Science & Business Media. p. 107. ISBN 978-3-540-75460-2.
  5. ↑ "Frankia taxonomy". Archived from the original on 2011-07-27. Retrieved 2011-01-14.
  6. 1 2 Frankia and Actinorhizal Plants
  7. ↑ Abdel‐lateif, Khalid Salah El dein; Mansour, Samira R.; El‐Badawy, Mohamed F.; Shohayeb, Mohamed M. (2018). "Isolation and molecular characterization of Frankia strains resistant to some heavy metals". Journal of Basic Microbiology. 58 (9): 720–729. doi:10.1002/jobm.201800122. ISSN 1521-4028. PMID 29962068. S2CID 49639716.
  8. ↑ El dein Abdel-lateif, Khalid Salah; Mansour, Samira R.; El-Badawy, Mohamed F.; Shohayeb, Mohamed M. (September 2018). "Isolation and molecular characterization of Frankia strains resistant to some heavy metals". Journal of Basic Microbiology. 58 (9): 720–729. doi:10.1002/jobm.201800122. PMID 29962068. S2CID 49639716.
  9. ↑ Nouioui, Imen; Ghodhbane-Gtari, Faten; del Carmen Montero-Calasanz, Maria; Rohde, Manfred; Tisa, Louis S.; Gtari, Maher; Klenk, Hans-Peter (2017-03-01). "Frankia inefficax sp. nov. , an actinobacterial endophyte inducing ineffective, non nitrogen-fixing, root nodules on its actinorhizal host plants". Antonie van Leeuwenhoek. 110 (3): 313–320. doi:10.1007/s10482-016-0801-7. ISSN 1572-9699. PMID 27830471. S2CID 39458226.
  10. ↑ Srivastava, Amrita; Singh, Anumeha; Singh, Satya S.; Mishra, Arun K. (2017-04-16). "Salt stress–induced changes in antioxidative defense system and proteome profiles of salt-tolerant and sensitive Frankia strains". Journal of Environmental Science and Health, Part A. 52 (5): 420–428. doi:10.1080/10934529.2016.1270672. ISSN 1093-4529. PMID 28085556. S2CID 38519293.
  11. 1 2 3 Santi, Carole; Bogusz, Didier; Franche, Claudine (2013-03-10). "Biological nitrogen fixation in non-legume plants". Annals of Botany. 111 (5): 743–767. doi:10.1093/aob/mct048. ISSN 1095-8290. PMC 3631332.
  12. ↑ Schwintzer, C. R.; Tjepkema, J. (1990). The Biology of Frankia and Actinorhizal Plants. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-633210-0.
  13. ↑ Sayers; et al. "Frankia". مرکز ملی اطلاعات زیست‌فناوری (NCBI) taxonomy database. Retrieved 2023-09-09.
  14. ↑ "The LTP". Retrieved 20 November 2023.
  15. ↑ "LTP_all tree in newick format". Retrieved 20 November 2023.
  16. ↑ "LTP_08_2023 Release Notes" (PDF). Retrieved 20 November 2023.
  17. ↑ "GTDB release 08-RS214". Genome Taxonomy Database. Retrieved 10 May 2023.
  18. ↑ "bac120_r214.sp_label". Genome Taxonomy Database. Retrieved 10 May 2023.
  19. ↑ "Taxon History". Genome Taxonomy Database. Retrieved 10 May 2023.
  20. ↑ Normand, P; Nouioui, I; Pujic, P; Fournier, P; Dubost, A; Schwob, G; Klenk, HP; Nguyen, A; Abrouk, D; Herrera-Belaroussi, A; Pothier, J.F.; Pflüger, V; Fernandez, M.P. (2018). "Frankia canadensis sp. nov. , isolated from root nodules of Alnus incana subspecies rugosa". Int J Syst Evol Microbiol. 68 (9): 3001–3011. doi:10.1099/ijsem.0.002939. PMID 30059001.
  21. ↑ Normand P; Nguyen, T.V.; Battenberg, K; Berry, A.M.; Heuvel, B.V.; Fernandez, M.P.; Pawlowski, K. (2017). "Proposal of "Candidatus Frankia californiensis", the uncultured symbiont in nitrogen-fixing root nodules of a phylogenetically broad group of hosts endemic to western North America". Int J Syst Evol Microbiol. 67 (10): 3706–3715. doi:10.1099/ijsem.0.002147. PMID 28884663. S2CID 41316476.
This article is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.