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Francia

Frankia es un género de bacterias fijadoras de nitrógeno que viven en simbiosis con plantas actinorícicas , de forma similar a las bacterias Rhizobium que se encuentran en los nódulos de las raíces de las legumbres de la familia Fabaceae . Frankia también inicia la formación de nódulos de las raíces .

Este género fue nombrado originalmente por Jørgen Brunchorst , en 1886 en honor al biólogo alemán Albert Bernhard Frank . [4] Brunchorst consideró que el organismo que había identificado era un hongo filamentoso. Becking  [de; nl] redefinió el género en 1970 como que contiene actinomicetos procariotas y creó la familia Frankiaceae dentro de Actinomycetales . Conservó el nombre original de Frankia para el género. [5]

Una sección a través de un nódulo de raíz de aliso.

Descripción general

La mayoría de las cepas de Frankia son específicas de diferentes especies de plantas. Las bacterias son filamentosas y convierten el nitrógeno atmosférico en amoníaco a través de la enzima nitrogenasa , un proceso conocido como fijación de nitrógeno . Lo hacen mientras viven en los nódulos de las raíces de las plantas actinorícicas. Las bacterias pueden satisfacer la mayor parte o la totalidad de los requerimientos de nitrógeno de la planta huésped. Como resultado, las plantas actinorícicas colonizan y a menudo prosperan en suelos con bajos niveles de nutrientes para las plantas. [6]

Actualmente se encuentran disponibles varios genomas de Frankia que pueden ayudar a aclarar cómo evolucionó la simbiosis entre procariota y planta, cómo ocurrieron las adaptaciones ambientales y geográficas, la diversidad metabólica y el flujo genético horizontal entre los procariotas simbióticos. [6]

Frankia puede resistir bajas concentraciones de metales pesados ​​como Cu, Co y Zn. [7] Frankia puede ser una ventaja para el suelo degradado. El suelo degradado se conoce como suelo rico en metales pesados ​​o con nutrientes agotados debido a una sequía. Frankia es un organismo que fija el nitrógeno, lo que explica por qué es capaz de resistir los metales pesados. [8] [ aclaración necesaria ]

Frankia es una bacteria grampositiva que se encuentra en las raíces de las plantas. El hecho de que Frankia sea grampositiva significa que la bacteria está formada por paredes celulares gruesas hechas de una proteína llamada peptidologlicano. Esto ayuda a la resistencia de los metales pesados ​​que pueden estar en el suelo degradado. [9]

La Frankia tolera un rango estrecho de temperaturas y niveles de pH del suelo. Crece mejor a alrededor de 30 grados Celsius con un pH ambiental entre 6,5 y 7. [10] Estos hechos muestran que la Frankia es muy sensible a su entorno. Aunque la Frankia no sería adecuada para toda la agricultura, sí demuestra posibilidades en áreas seleccionadas o en entornos con temperatura controlada. [ cita requerida ]

Plantas simbiontes

Formación de nódulos

Sección longitudinal de un nódulo de Frankia teñido con Azul de Toluidina para resaltar el tejido vascular en azul y morado.

Frankia forma nódulos a través de dos métodos de infección de la raíz, intercelular e intracelular. [12] La infección intracelular se caracteriza por una deformación inicial de los pelos de la raíz que luego son infectados por la Frankia filamentosa . La Frankia luego se mueve dentro de las células de la raíz y forma un prenódulo que se caracteriza por una protuberancia en la raíz. Esto luego da lugar a un primordio del nódulo que alimenta a las bacterias a través del tejido vascular de la planta, lo que permite que el nódulo madure. [12]

En cambio, la infección intercelular no produce deformación de los pelos radiculares, sino que la Frankia filamentosa invade las raíces en el espacio entre las células de la raíz. Después de esta invasión se crea un primordio de nódulo de manera similar al modo de formación intracelular y el nódulo madura. [12]

Filogenia

La taxonomía actualmente aceptada se basa en la Lista de nombres procariotas con posición en la nomenclatura (LPSN) [3] y el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) [13].

Especie incertae sedis:

Véase también

Referencias

  1. ^ Brunchorst J. (1886). "Über einige Wurzelanschwellungen, besonders diejenigen von Alnus und den Elaegnaceen " [Sobre las hinchazones de las raíces, particularmente las de Alnus y Elaeagnaceae]. Untersuchungen aus dem botanischen Institut in Tübingen [Investigaciones del Instituto Botánico de Tübingen] . 2 (151-177).
  2. ^ Becking JH. (1970). "Frankiaceae fam. nov. (Actinomycetales) con una nueva combinación y seis nuevas especies del género Frankia Brunchorst 1886, 174". Revista Internacional de Bacteriología Sistemática . 20 : 201–220. doi : 10.1099/00207713-20-2-201 .
  3. ^ ab AC Parte; et al. "Frankia". Lista de nombres procariotas con posición en la nomenclatura (LPSN) . Consultado el 9 de septiembre de 2023 .
  4. ^ Pawlowski, Katharina (17 de junio de 2009). Simbiontes procariotas en plantas. Springer Science & Business Media. pág. 107. ISBN 9783540754602.
  5. ^ "Taxonomía de Frankia". Archivado desde el original el 27 de julio de 2011. Consultado el 14 de enero de 2011 .
  6. ^ ab Frankia y plantas actinorícicas
  7. ^ Abdel‐lateif, Khalid Salah El dein; Mansour, Samira R.; El‐Badawy, Mohamed F.; Shohayeb, Mohamed M. (2018). "Aislamiento y caracterización molecular de cepas de Frankia resistentes a algunos metales pesados". Revista de microbiología básica . 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. (septiembre de 2018). "Aislamiento y caracterización molecular de cepas de Frankia resistentes a algunos metales pesados". 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, María; Rohde, Manfredo; Tisa, Luis S.; Gtari, Maher; Klenk, Hans-Peter (1 de marzo de 2017). " Frankia inefficax sp. Nov., Un endófito actinobacteriano que induce nódulos radiculares ineficaces y que no fijan nitrógeno en sus plantas huésped actinorrícicas". 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. (16 de abril de 2017). "Cambios inducidos por estrés salino en el sistema de defensa antioxidante y perfiles de proteoma de cepas de Frankia sensibles y tolerantes a la sal ". Revista de Ciencias Ambientales y Salud, Parte A. 52 ( 5): 420–428. doi :10.1080/10934529.2016.1270672. ISSN  1093-4529. PMID  28085556. S2CID  38519293.
  11. ^ Schwintzer, CR; Tjepkema, J. (1990). La biología de Frankia y las plantas actinorhizales . San Diego: Prensa académica. ISBN 978-0126332100.
  12. ^ abc Santi, Carole; Bogusz, Didier; Franche, Claudine (10 de marzo de 2013). "Fijación biológica de nitrógeno en plantas no leguminosas". Anales de botánica . 111 (5): 743–767. doi :10.1093/aob/mct048. ISSN  1095-8290. PMC 3631332 . 
  13. ^ Sayers; et al. "Frankia". Base de datos de taxonomía del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) . Consultado el 9 de septiembre de 2023 .
  14. ^ "El LTP" . Consultado el 20 de noviembre de 2023 .
  15. ^ "Árbol LTP_all en formato newick" . Consultado el 20 de noviembre de 2023 .
  16. ^ "Notas de la versión LTP_08_2023" (PDF) . Consultado el 20 de noviembre de 2023 .
  17. ^ "GTDB release 08-RS214". Base de datos de taxonomía del genoma . Consultado el 10 de mayo de 2023 .
  18. ^ "bac120_r214.sp_label". Base de datos de taxonomía del genoma . Consultado el 10 de mayo de 2023 .
  19. ^ "Historia del taxón". Base de datos de taxonomía del genoma . Consultado el 10 de mayo de 2023 .
  20. ^ Normando, P; Nouioui, yo; Pujic, P; Fournier, P; Dubost, A; Schwob, G; Klenk, HP; Nguyen, A; Abrouk, D; Herrera-Belaroussi, A; Pothier, JF; Pfluger, V; Fernández, MP (2018). "Frankia canadensis sp. Nov., Aislada de nódulos de raíces de Alnus incana subespecie rugosa". Int J Syst Evol Microbiol . 68 (9): 3001–3011. doi : 10.1099/ijsem.0.002939 . PMID  30059001.
  21. ^ Normand P; Nguyen, TV; Battenberg, K; Berry, AM; Heuvel, BV; Fernández, MP; Pawlowski, K. (2017). "Propuesta de "Candidatus Frankia californiensis", el simbionte no cultivado en nódulos de raíces fijadoras de nitrógeno de un grupo filogenéticamente amplio de huéspedes endémicos del oeste de América del Norte". Int J Syst Evol Microbiol . 67 (10): 3706–3715. doi : 10.1099/ijsem.0.002147 . PMID  28884663. S2CID  41316476.