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34.19: O Papel das Bactérias e Fungos na Nutrição das Plantas
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The Roles of Bacteria and Fungi in Plant Nutrition
 
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34.19: The Roles of Bacteria and Fungi in Plant Nutrition

34.19: O Papel das Bactérias e Fungos na Nutrição das Plantas

Plants have the impressive ability to create their own food through photosynthesis. However, plants often require assistance from organisms in the soil to acquire the nutrients they need to function correctly. Both bacteria and fungi have evolved symbiotic relationships with plants that help the species to thrive in a wide variety of environments.

The collective bacteria residing in and around plant roots are termed the rhizosphere. These soil-dwelling bacterial species are incredibly diverse. Though some may be pathogenic, most have roles in promoting plant health. In exchange, the bacteria receive nutrition from plants in the form of carbohydrates, amino acids, and nucleic acids.

The bacteria called rhizobacteria can protect plants by producing antibiotics or absorbing toxic metals in the soil. Additionally, bacteria help plants by accessing otherwise unusable stores of nutrients in the soil. For example, plants lack the molecular machinery to utilize nitrogen from the atmosphere directly. Instead, they take up nitrogen in the form of ammonium (NH4+) and nitrate (NO3- ), which is generated by soil-residing bacteria.

During a process called nitrogen fixation, soil-dwelling bacteria convert atmospheric nitrogen to ammonia. Nitrogen-fixation requires large amounts of ATP that bacteria derive from plant-provided carbohydrates. Other groups of bacteria convert ammonia to nitrate during a two-step process called nitrification. These processes provide plants with forms of nitrogen that they can use to synthesize proteins and nucleic acids.

Fungi also participate in symbiotic relationships with plants. Scientists think that the mutualistic relationship between plants and mycorrhizae fungi was a key adaptation in the successful colonization of land, helping early plants acquire essential elements from the soil. Modern mycorrhizae function in water acquisition, growth factor signaling, and plant protection. Ectomycorrhizae cover roots and help absorb water and minerals. At the same time, arbuscular mycorrhizae are embedded within the root tissue, increasing contact between the plant cells and the branching filaments of the fungus, called hyphae.

As plantas têm a impressionante capacidade de criar o seu próprio alimento através da fotossíntese. No entanto, as plantas precisam muitas vezes de assistência de organismos do solo para adquirir os nutrientes necessários para funcionar corretamente. Tanto bactérias como fungos desenvolveram relações simbióticas com plantas que ajudam as espécies a prosperarem em uma grande variedade de ambientes.

As bactérias coletivas que residem dentro e ao redor das raízes das plantas são denominadas de rizosfera. Essas espécies bacterianas que habitam o solo são incrivelmente diversas. Embora algumas possam ser patogénicas, a maioria tem um papel na promoção da saúde vegetal. Em troca, as bactérias recebem nutrição de plantas sob a forma de carboidratos, aminoácidos e ácidos nucleicos.

As bactérias, chamadas rizobactérias, podem proteger as plantas produzindo antibióticos ou absorvendo metais tóxicos do solo. Além disso, as bactérias ajudam as plantas a terem acesso a stocks de nutrientes no solo que seriam de outra forma inutilizáveis. Por exemplo, as plantas não têm a maquinaria molecular para utilizar nitrogénio diretamente da atmosfera. Em vez disso, elas incorporam nitrogénio na forma de amoníaco (NH4+) e nitrato (NO3- ), que são produzidos por bactérias residentes no solo.

Durante um processo chamado fixação de nitrogénio, bactérias que habitam o solo convertem nitrogénio atmosférico em amoníaco. A fixação de nitrogénio requer grandes quantidades de ATP que as bactérias obtêm de carboidratos fornecidos pelas plantas. Outros grupos de bactérias convertem amoníaco em nitrato durante um processo de duas etapas chamado nitrificação. Esses processos fornecem às plantas formas de nitrogénio que elas podem usar para sintetizar proteínas e ácidos nucleicos.

Os fungos também participam de relações simbióticas com as plantas. Os cientistas pensam que a relação mutualista entre plantas e fungos micorrizas foi uma adaptação fundamental na colonização bem sucedida da terra, ajudando as plantas primitivas a adquirirem elementos essenciais do solo. As micorrizas atuais trabalham na aquisição de água, sinalização de fatores de crescimento e proteção vegetal. Ectomicorrizas abrangem raízes e ajudam a absorver água e minerais. Ao mesmo tempo, as micorrizas arbusculares são incorporadas dentro do tecido radicular, aumentando o contacto entre as células vegetais e os filamentos ramificados do fungo, chamados hifas.


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