الميكروبات المثبتة للنيتروجين تكافليا و الأحياء المضيفة

 Symbiotic nitrogen-fixing microbes and their hosts

مقدمة: 

**الميكروبات التكافلية المُثبّتة للنيتروجين** هي بدائيات نوى مُتخصّصة - أساسها **البكتيريا والفطريات الشعاعية** - تُشكّل **شراكاتٍ تكافلية** مع نباتاتٍ مُحدّدة. تُحوّل هذه الميكروبات النيتروجين الجوي (**N₂**) إلى أمونيا (**NH₃**)، وهو شكلٌ يُمكن للنباتات استخدامه، مُقابل الكربوهيدرات والمأوى. تُعدّ هذه العملية البيولوجية **حجرَ أساسٍ للزراعة المُستدامة** وخصوبة التربة، مما يُقلّل الحاجة إلى الأسمدة النيتروجينية الكيميائية.

تصنيف البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات

 الميكروبات الجذرية المعززة لنمو النبات

10 عوامل متحكمة في ميكروبات الرايزوسفير

هندسة الرايزوسفير:القائد الجديد للزراعة وعلوم النبات

الميكروبات المثبتة للنيتروجين تكافليا: الأنواع، الآليات، والعوائل

1. **المجموعات الرئيسية للميكروبات المُثبّتة للنيتروجين التكافلية**

| المجموعة | الأجناس الميكروبية | النباتات المضيفة التكافلية |

| -------------- | --------------------------- | ------------------------------------- |

| **الريزوبيا** | *الريزوبيوم*، *البراديريهيزوبيوم*، *الإنسيفر*، *الميزوريزوبيوم*، *الأزوريهيزوبيوم* | البقوليات (مثل: البازلاء، فول الصويا، البرسيم الحجازي، والبرسيم الحجازي) |

| **الفرانكيا (الفطريات الشعاعية)** | *الفرانكيا spp.* | النباتات الشعاعية الجذرية (مثل: الألدر، الكازوارينا، الميريكا) |

| **البكتيريا الزرقاء** | *أنابينا*، *نوستك*، *سيلندروسبرموم* | سرخس الماء (*أزولا*)، السيكاديات، الأشنات |

> 🧬 **نظرة حصرية**: بخلاف مُثبِّتات النيتروجين الحرة، تخضع الميكروبات التكافلية لـ **تمايز مُتخصص** داخل عُقيدات الجذور أو أنسجة النباتات، مثل **تكوين البكتيريا** في الريزوبيا أو **تحفيز الكيس غير المُتجانس** في البكتيريا الزرقاء.

البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات(PGPR)

8 خصائص للبكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات المثالية

الآليات والنشاطات المفيدة للبكتيريا المعززة لنمو النبات

 ✅ 2. **الشراكات الرئيسية بين العائل والميكروب**

#### 🌿 **التكافل بين البقوليات والريزوبيوم**

* **تتشكل عُقيدات الجذور** من خلال إشارات مُعقدة (مثل عوامل العقد).

* داخل العُقيدات، تتمايز الريزوبيا إلى **بكتيريا** تُثبِّت النيتروجين.

* يُمتص النيتروجين الثابت على شكل جلوتامين أو يورييدات.

* أمثلة على العوائل: فول الصويا (*جلايسين ماكس*)، الفول السوداني (*أراكيس هيبوغيا*)، العدس (*لينس كوليناريس*)، الحمص (*سيسر أريتينوم*).

#### 🌲 **تكافل الأكتينوريزا مع الفرانكيا**

* يُشكل **عقيدات اكتينوريزا** مع الأشجار والشجيرات.

* العقيدات متعددة الفصوص، بداخلها خيطيات فرانكيا.

* ذو أهمية كبيرة في إعادة التحريج ومكافحة التعرية.

* أمثلة على العوائل: ألدر (*ألنوس spp.*)، كازورينا (*كاسوارينا spp.*)، شيبرديا (*شيفرديا كانادينسيس*).

#### 🌊 **ارتباطات البكتيريا الزرقاء بالنباتات**

* يحدث التكافل في أنظمة **أزولا-أنابينا**، ويحدث في الماء.

* كما هو الحال في **جذور السيكاد**، **الأشنات**، و**الطحالب**.

* يوفر النيتروجين في حقول الأرز المغمورة.

* أمثلة على العوائل: *أزولا فيليكولويدز*، *سيكاس spp.*

> 📌 **تطبيق حصري**: في حقول الأرز العضوية المغمورة، يمكن أن توفر ارتباطات *أزولا-أنابينا* ما يصل إلى **60 كجم نيتروجين/هكتار/موسم**، مما يقلل بشكل كبير من مدخلات اليوريا.

---

 ✅ 3. **آليات تثبيت النيتروجين**

* **مركب إنزيم النيتروجين** (بروتين الحديد-الموليبدينوم) يحول N₂ إلى NH₃ في ظل ظروف لاهوائية.

* **الليغيموغلوبين** في عقيدات البقوليات يُنظّم الأكسجين لحماية النيتروجيناز.

* **الكربون من النباتات المضيفة** يُغذّي تنفس الميكروبات وتثبيتها.

> 🧪 **حقيقة مُتقدّمة**: في عقيدات الأكتينوريزا، يُدعّم نشاط النيتروجيناز **تكوين الحويصلات** في *الفرانكيا*، والتي تعمل كحجرة واقية.

الفطريات الجذرية (Mycorrhiza) المعززة لنمو النبات

 تصنيف الفطريات الجذرية(mycorrhiza)

6مجالات و6 طرق استخدام الفطريا ت الجذرية

 ✅ 4. **الأهمية الزراعية والبيئية**

| الفائدة | التطبيق |

| -------------------------- | ------------------------------------- |

| إمداد مُستدام بالنيتروجين | يُقلّل الاعتماد على الأسمدة الصناعية |

| تجديد خصوبة التربة | يُستخدم في دورات المحاصيل والزراعة الحراجية |

| مُدخلات بيولوجية للزراعة العضوية | مُعتمد للاستخدام في الأنظمة العضوية المُعتمدة |

| استصلاح الأراضي المتدهورة | تُساعد الفرانكيا والبقوليات على استعادة التربة الفقيرة بالنيتروجين |

| حماية البيئة | يحد من تسرب النترات وتلوث المياه الجوفية |

> 🔍 **ملاحظة خاصة**: تتمتع بعض سلالات *ميزوريزوبيوم* بقدرات مزدوجة: **تثبيت النيتروجين وإذابة الفوسفور**، مما يجعلها مرشحة مثالية لمزيج الأسمدة الحيوية.

---

ملخص مقارن حصري

| ميكروب تكافلي | نطاق العائل | كفاءة تثبيت النيتروجين | السمات الرئيسية |

| ---------- | --------------- | ------------------ | ----------------------------------- |

| *ريزوبيوم* | ضيق (البقوليات) | مرتفع (حتى 300 كجم نيتروجين/هكتار) | جينات العقد، خصوصية العائل |

| *فرانكيا* | متوسط ​​(أشجار/شجيرات) | متوسط ​​(60-120 كجم نيتروجين/هكتار) | خيطينتيوس، تكوين حويصلات |

| أنواع *أنابينا* | ضيق (أزولا) | متوسط ​​(40-60 كجم نيتروجين/هكتار) | تكوين أكياس غير متجانسة، بيئة مائية |

ما هي البكتيريا المساعدة  للميكورايزا؟

الأكتينوميسيت فرانكيا: بكتريا مهما بيئيا وزراعيا

11 نوع من الدراسات الخاصة باختبار البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات

 الخلاصة: الميكروبات المثبتة للنيتروجين تكافليا المهندسون الخفيون لصحة التربة

الميكروبات التكافلية المثبتة للنيتروجين هي **مهندسون بيولوجيون للخصوبة**. شراكاتها الاستراتيجية مع النباتات لا تعزز الغلة وصحة التربة فحسب، بل تدعم أيضًا **التوازن البيئي**، وتقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتُعد أدوات حيوية في الزراعة العضوية والذكية مناخيًا. يمثل **التلقيح المخصص** لهذه الميكروبات في محاصيل وبيئات محددة **أحدث ما توصلت إليه تكنولوجيا الأسمدة الحيوية المستدامة.

جدول(1) : الميكروبات المثبتة للنيتروجين تكافليا و الأحياء المضيفة والأعضاء المستضيفة

الأعضاء المستضيفة للتكافل	الأحياء المضيفة	الميكروبات المثبتة للنيتروجين تكافليا		م
		الإسم	القسم
العقد الجذرية	البقوليات	Rhizobium	بكتيريا	1
سطح التالوس او المشرة	Codium طحلب اخضر	Azotobacter		2
العقد الجذرية	عديد النباتات المتخشبة	Frankia	أكتينوبكتيريا	3
Coralloid roots	Cycads	Nostoc	سيانوبكتيريا	4
محاطة بالهايفات	بعض الأشنات	Nostoc, Calothrix		5
سطح التالوس او المشرة	بعض الحزازيات Sphagnum spp.	Nostoc		6
تجاويف الأورق	أزولا (سرخس)	Anabaena azollae		7
غدد ساقية	Gunnera	Nostoc		8
داخل خلوية	الدياتومات وغيرها من العوالق البحرية	Richelia		9

 

7فوائد للفطريات الجذرية(Mycorrhizae)

5 آليات مباشرة و 4 غير ماشرة لتعزيز نمو النبات

ماهي الآلية الرئيسية الغير المباشرة لتعزيز نمو النبات؟

 

 للمزيد من المعلومات الإطلاع على كتاب 

الرايزوسفير: إيكوبيولوجيا ،ميكروبيولوجيا وبيوتكنولوجيا

تأليف

د. بن عمرشبة

The Rhizosphere: Ecobiology, Microbiology and Biotechnology