Rhizobium ist eine Gattung gramnegativer Bodenbakterien, die Stickstoff (Distickstoff N2) fixieren. Rhizobium-Arten bilden eine endosymbiotische stickstofffixierende Assoziation mit Wurzeln von (hauptsächlich) Leguminosen (Hülsenfrüchtler), aber auch einigen anderen Blütenpflanzen.
Die Bakterien besiedeln Pflanzenzellen in Wurzelknöllchen (), wo sie mit Hilfe des Enzyms Nitrogenase Luftstickstoff in Ammoniak (NH3) umwandeln und anschließend organische Stickstoffverbindungen wie Glutamin oder Ureide an die Pflanze abgeben. Die Pflanze wiederum versorgt die Bakterien mit organischen Verbindungen, die sie durch Photosynthese erzeugt. Diese für beide Seiten vorteilhafte Beziehung gilt für alle Rhizobien, von denen die Gattung Rhizobium ein typisches Beispiel (Typusgattung) ist. Rhizobium ist auch in der Lage, Phosphor (d. h. Phosphat) zu solubilisieren.
Beschreibung Rhizobium geht mit bestimmten Pflanzen wie Leguminosen (Hülsenfrüchtlern) eine symbiotische Beziehung ein und bindet Stickstoff aus der Luft (Distickstoff N2) in Ammoniak (NH3), der als natürlicher Dünger für die Pflanzen dient. Von Mikrobiologen des Agricultural Research Service (ARS) der USA werden Studien durchgeführt, um Wege zu finden, diese biologische Stickstofffixierung von Rhizobium zu nutzen. Diese Forschung umfasst die genetische Kartierung verschiedener Rhizobienarten mit ihren jeweiligen symbiotischen Pflanzenarten, wie Luzerne oder Soja. Ziel dieser Forschung ist es, ohne den Einsatz von Düngemitteln die Produktivität der Pflanzen zu steigern.
Je nach Pflanzen- und Rhizobium-Art kann sich die Symbiose zwischen mutualistisch (zum gegenseitigen Nutzen) und parasitär (zum Schaden des einen) bewegen. So gilt etwa ein Befall mit Rhizobium rhizogenes als Pflanzenkrankheit.
In der Molekularbiologie wurde Rhizobium (wie auch Bradyrhizobium) als Verunreinigung (Kontamination) von Reagenzien für DNA-Extraktionskits und Reinstwassersystemen identifiziert, was dazu führen kann, dass es fälschlicherweise in Mikrobiota- oder Metagenom-Datensätzen erscheint.Susannah J. Salter, Michael J. Cox, Elena M. Turek, Szymon T. Calus, William O. Cookson, Miriam F. Moffatt, Paul Turner, Julian Parkhill, Nicholas J. Loman, Alan W. Walker: Reagent and laboratory contamination can critically impact sequence-based microbiome analyses, in: BMC Biology, Band 12, Nr. 87, 12. November 2014, doi:10.1186/s12915-014-0087-z. PrePrint doi:10.1101/007187. Das Vorhandensein von stickstofffixierenden Bakterien als Verunreinigung kann auf die Verwendung von Stickstoffgas bei der Reinstwasserproduktion zurückzuführen sein, um das mikrobielle Wachstum in Lagertanks zu hemmen.
Rhizobien sind möglicherweise in der Lage, der Geruchsbildung in Waschmaschinen entgegenzuwirken. Befragungen, Messungen und weitere in-vitro-Untersuchungen der Hochschule Rhein-Waal deuten hierauf hin.
Historie und Etymologie Martinus Beijerinck war der erste, der 1888 einen Mikroorganismus aus den Knöllchen von Leguminosen isolierte und kultivierte. Er gab ihm den Namen Bacillus radicicola, der heute im Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology unter der Gattung Rhizobium geführt wird.
Rhizobium ist neulateinisch, abgeleitet aus einer Zusammensetzung von und .
Systematik Die folgende Systematik der Gattung Rhizobium folgt der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) mit Stand 28. Mai 2021.
Bestätigte Arten Die Gattung umfasst die folgenden Arten nach LPSN die unten angeführten Arten:
Dattung Rhizobium 1889 (Approved Lists 1980) emend. et al. 2001, nom. approb.NCBI: Rhizobium Frank 1889 (Approved Lists 1980) emend. Young et al. 2001, nom. approb. 1) (genus, syn. “Phytomyxa” Schroeter 1886, “Rhizobacterium” Kirchner 1896, includes: Allorhizobium de Lajudie et al. 1998), graphisch: Rhizobium, auf: Lifemap, NCBI Version. Rhizobium acidisoli et al. 2016 Rhizobium aegyptiacum et al. 2016 Rhizobium aethiopicum et al. 2017 Rhizobium aggregatum et al. 2011 Rhizobium alamii et al. 2009
Rhizobium altiplani et al. 2016 Rhizobium alvei et al. 2015 Rhizobium anhuiense et al. 2015 Rhizobium aquaticum et al. 2019 Rhizobium arenae et al. 2017 Rhizobium arsenicireducens et al. 2020
Rhizobium azibense et al. 2014Rhizobium azibium wurde umbenannt in Rhizobium azibense. Rhizobium azooxidifex et al. 2016 Rhizobium bangladeshense et al. 2015 Rhizobium binae et al. 2015
Rhizobium calliandrae et al. 2013
Rhizobium capsici et al. 2015Rhizobium campana wurde umbenannt in Rhizobium capsici. Rhizobium cauense et al. 2015 Rhizobium cellulosilyticum et al. 2007 Rhizobium changzhiense et al. 2021 Rhizobium chutanense et al. 2019
Rhizobium daejeonense et al. 2005 Rhizobium dioscoreae et al. 2020 Rhizobium ecuadorense et al. 2015 Rhizobium endolithicum et al. 2014 Rhizobium endophyticum et al. 2010 Rhizobium esperanzae et al. 2017 Rhizobium etli et al. 1993 Rhizobium fabae et al. 2008 Rhizobium favelukesii et al. 2016 Rhizobium flavum et al. 2014
Rhizobium freirei et al. 2013
Rhizobium gallicum et al. 1997 Rhizobium gei et al. 2016
Rhizobium grahamii et al. 2011 Rhizobium hainanense et al. 1997 Rhizobium halophytocola et al. 2012 Rhizobium helianthi et al. 2015
Rhizobium hidalgonense et al. 2020
Rhizobium indigoferae et al. 2002 Rhizobium ipomoeae et al. 2016 Rhizobium jaguaris et al. 2013
Rhizobium laguerreae et al. 2014
Rhizobium leguminosarum — TypusRhizobium trifolii wurde reklassifiziert als Rhizobium leguminosarum. Rhizobium lemnae 2014 Rhizobium lentis et al. 2015 Rhizobium leucaenae et al. 2011 Rhizobium loessense et al. 2003
Rhizobium lusitanum et al. 2006 Rhizobium marinum et al. 2015 Rhizobium mayense et al. 2013
Rhizobium mesoamericanum et al. 2011 Rhizobium mesosinicum et al. 2009 Rhizobium metallidurans et al. 2015 Rhizobium miluonense et al. 2008 Rhizobium mongolense et al. 1998 Rhizobium multihospitium et al. 2008 Rhizobium naphthalenivorans et al. 2012
Rhizobium oryzicola et al. 2015
Rhizobium pakistanense corrig. et al. 2015Rhizobium pakistanensis ist eine Fehlschreibung von Rhizobium pakistanense.
Rhizobium paranaense et al. 2014 Rhizobium petrolearium et al. 2012 Rhizobium phaseoli (Approved Lists 1980) Rhizobium pisi et al. 2008 Rhizobium populi et al. 2014
Rhizobium puerariae et al. 2016
Rhizobium rhizogenes et al. 1930) et al. 2001 Rhizobium rhizophilum et al. 2020 Rhizobium rhizoryzae et al. 2014 Rhizobium rosettiformans et al. 2011
Rhizobium ruizarguesonis et al. 2020
Rhizobium selenitireducens et al. 2008Rhizobium selenireducens ist eine Fehlschreibung von Rhizobium selenitireducens.
Rhizobium smilacinae et al. 2014 Rhizobium soli et al. 2010 Rhizobium sophorae et al. 2014 Rhizobium sophoriradicis et al. 2014
Rhizobium straminoryzae et al. 2014
Rhizobium sullae et al. 2002
Rhizobium tarimense et al. 2012
Rhizobium tibeticum et al. 2009
Rhizobium tropici et al. 1991 Rhizobium tubonense et al. 2011 Rhizobium tumorigenes et al. 2019
Rhizobium vallis et al. 2011
Rhizobium viscosum et al. 1965) et al. 2017
Rhizobium wenxiniae et al. 2017 Rhizobium wuzhouense et al. 2018 Rhizobium yanglingense et al. 2001 Rhizobium yantingense et al. 2015 Rhizobium zeae et al. 2017
Vorläufig zugewiesene Arten Die folgenden Arten wurden zwar beschrieben, aber nicht nach dem (ICNB) validiert: „Rhizobium album“ et al. 2019 „Rhizobium albus“ et al. 2017 „Rhizobium deserti“ et al. 2020 „Rhizobium flavescens“ et al. 2021 „Rhizobium glycinendophyticum“ et al. 2020 „Rhizobium halotolerans“ 2013 „Rhizobium hedysari“ et al. 2017 „Rhizobium helanshanense“ et al. 2012 „Rhizobium indicum“ et al. 2020 „Rhizobium kunmingense“ et al. 2010
„Candidatus Rhizobium massiliense“ et al. 2004.„Candidatus Rhizobium massiliae“ ist Fehlschreibung von „Candidatus Rhizobium massiliense“. „Rhizobium oryzihabitans“ et al. 2020 „Rhizobium panacihumi“ et al. 2019 „Rhizobium phenanthrenilyticum“ et al. 2011 „Rhizobium pongamiae“ et al. 2013 „Rhizobium qilianshanense“ et al. 2013 „Rhizobium rhizolycopersici“ et al. 2021 „Rhizobium rhizosphaerae“ et al. 2017 „Rhizobium terrae“ et al. 2020
Verschiebungen Folgende Arten wurden anderen Gattungen zugeordnet: zu Agrobacterium: Rhizobium larrymoorei ⇒ Agrobacterium larrymoorei Rhizobium nepotum ⇒ Agrobacterium nepotum Rhizobium pusense ⇒ Agrobacterium pusense Rhizobium radiobacter ⇒ Agrobacterium radiobacter Rhizobium rubi ⇒ Agrobacterium rubi Rhizobium skierniewicense ⇒ Agrobacterium skierniewicense zu Allorhizobium: Rhizobium borbori ⇒ Allorhizobium borbori Rhizobium oryzae ⇒ Allorhizobium oryzae Rhizobium oryziradicis ⇒ Allorhizobium oryziradicis Rhizobium paknamense ⇒ Allorhizobium paknamense Rhizobium pseudoryzae ⇒ Allorhizobium pseudoryzae Rhizobium taibaishanense ⇒ Allorhizobium taibaishanense Rhizobium undicola ⇒ Allorhizobium undicola Rhizobium vitis ⇒ Allorhizobium vitis zu Bradyrhizobium: Rhizobium japonicum ⇒ Bradyrhizobium japonicum Rhizobium lupini ⇒ Bradyrhizobium lupini zu Ensifer: Rhizobium fredii ⇒ Ensifer fredii Rhizobium meliloti ⇒ Ensifer meliloti zu Mesorhizobium: Rhizobium ciceri ⇒ Mesorhizobium ciceri Rhizobium huakuii ⇒ Mesorhizobium huakuii Rhizobium loti ⇒ Mesorhizobium loti Rhizobium mediterraneum ⇒ Mesorhizobium mediterraneum Rhizobium tianshanense ⇒ Mesorhizobium tianshanense zu Mycoplana: Rhizobium subbaraonis ⇒ Mycoplana subbaraonis zu Neorhizobium: Rhizobium alkalisoli ⇒ Neorhizobium alkalisoli Rhizobium galegae ⇒ Neorhizobium galegae Rhizobium huautlense ⇒ Neorhizobium huautlense Rhizobium vignae ⇒ Neorhizobium vignae zu Pararhizobium: Rhizobium giardinii ⇒ Pararhizobium giardinii Rhizobium helanshanense ⇒ Pararhizobium helanshanense Rhizobium herbae ⇒ Pararhizobium herbae Rhizobium sphaerophysae ⇒ Pararhizobium sphaerophysae
Phylogenie Die gegenwärtig akzeptierte Taxonomie der Gattung Rhizobium basiert auf der , die Phylogenie basiert auf der Analyse des gesamten Genoms:
Weblinks Rhizobium leguminosarum (Memento im Webarchiv vom 13. März 2016), Forschung an Rhizobium leguminosarum im Norwich Research Park, Microbes in Norwich (Micron), dazu: Introducing Micron Roger Griffith: Nature Insights - Plants with Blood! Root Nodules on Clover, Video und Kommentar zu Wurzelknöllchen und Rhizobium in Weißklee
Anmerkungen
Einzelnachweise
Kategorie:Hyphomicrobiales Kategorie:Hyphomicrobiales (Ordnung) Kategorie:Pflanzenernährung