Bagaimanakah Aktivitas Bakteri Rhizobium sp Pada Tanaman Leguminosae?

Aktivitas Rhizobium sp

Bakteri-bakteri yang menimbulkan bendolan pada tanaman leguminosae yaitu bakteri bendolan, dikelompokkan dalam genus Rhizobium. Batang-batng gram negatif ini yang hidup bebas dalam tanah, tumbuh secara anaerob ketat dengan senyawa organik sebagai nutrien. Sesuai kespesifikan hospes dan ciri-ciri khas lain dapat dibedakan beberapa spesises diantaranya R.leguminosarum, R.meliloti, R. Trifolii, R.phaseoli, R.lupini, R.japonicum. infeksi tumbuh-tumbuhan terjadi hanya pada rambut akar muda. Bakteri mnerobos masuk pada atau dekat dengan ujung rambt akar dan tumbuh sebagai pipa infeksi sampai ke dasarnya. Pipa infeksi ini yang diliputi oleh membran selulosa kemudian menerobos dinding sel muda dari epidermis dan kulit akar.

Tumbuhan menyerap Nitrogen dalam bentuk amonium (NH₄⁺) atau nitrat (NO₃^-). Bakteri pemfiksasi Nitrogen akan mengubah N₂ menjadi NH₃ (amonia) dengan bantuan suatu kompleks enzim yang disebut nitrogenase, yang mengkatalis keseluruhan reaksi penguraian senyawa tersebut. Selanjutnya amonia mengambil ion Hidrogen dari tanah untuk membentuk Amonium (NH₄⁺). Spesies dari bakteri tersebut hidup pada akar tumbuhan dalam hubungan simbiotik mutualistik karena bakteri menyediakan Nitrogen terfiksasi untuk tumbuhan dan tumbuhan menyediakan karbohidrat serta senyawa organik lain bagi bakteri.

Fiksasi Nitrogen simbiotik terutama pada anggota famili legum (polong-polongan). Akar legum memiliki struktur membengkak yang disebut bintil (nodul) yang terdiri dari sel-sel tumbuhan yang mengandung bakteri pemfiksasi Nitrogen dari genus Rhizobium. Di dalam bintil, Rhizobium berbentuk bakteroid yang terkandung di dalam kantung (vesikula) pada sel akar. Dari kerjasama keduanya, terbentuk suatu molekul yang disebut leghemoglobin, yakni suatu protein yang mengandung besi (seperti Hb) yang reversibel mengikat Oksigen untuk respirasi (penghsail ATP) bakteri dalam proses fiksasi Nitrogen. Warna kemerahan pada nodul disebabkan oleh leghemoglobin. Famili tumbuhan selain legum yang diuntungkan oleh fiksasi Nitrogen simbiotik antara lain adalah pakis air Azolla yang bersimbiosis dengan sianobakteri.

Menurut Campbell et al (2003:347), pembentukan nodul (bintil) akar diawali dengan sekresi molekul flavenoid oleh akar tumbuhan yang memasuki akar Rhizobium yang hidup di sekitar akar tersebut. Secara spesifik, molekul sekret itu akan mengaktifkan suatu protein yang mengatur gen, kemudian menghidupkan dan mengaktifkan suatu kelompok gen bakteri yang disebut nod (kependekan dari nodulasi). Produk gen ini adalah enzim yang mengkatalis suatu molekul spesifik spesies yang disebut Faktor Nod yang selanjutnya disekresikan oleh bakteri dan memberikan sinyal kepada akar untuk membentuk benang infeksi yang akan dimasuki oleh Rhizobium dan mulai membentuk organ baru yaitu bintil akar.

Faktor Nod ini menstimulasi tumbuhan itu sendiri untuk menghasilkan bahan yang mirip dengan kitin yang kemungkinan berfungsi sebagai pengatur pertumbuhan, dalam artian pengatur pertumbuhan tumbuhan tertentu dalam perangsangan akar untuk menumbuhkan organ baru, yaitu bintil akar. Gen tumbuhan yang harus diekspresikan supaya bintil itu terbentuk adalah gen yang berfungsi dalam banyak proses perkembangan lainnya pada tumbuhan. Bendolan meriupakan proliferasi pertumbuhan.