موضوع مقاله: دیازوتروف | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # دیازوتروف | مقدمه: این سیستم‌ها به دلیل قابلیت انتقال ژنتیکی و رشد سریع آنها مورد مطالعه قرار می‌گیرند. | ## بخش 1: دیازوتروف | کلمه ازت (azote) در زبان فرانسوی به معنای نیتروژن است و توسط شیمی‌دان و زیست‌شناس فرانسوی آنتوان لاووازیه نام‌گذاری شد که آن را بخشی از هوا می‌دانست که نمی‌تواند حیات را حفظ کند. انواع دیازوتروف‌ها دیازوتروف‌ها در گروه‌های طبقه‌بندی باکتری‌ها (و همچنین تعدادی از باستانیان) پراکنده هستند. حتی در گونه‌هایی که می‌توانند نیتروژن را تثبیت کنند، ممکن است سویه‌هایی وجود داشته باشند که این کار را انجام ندهند. باکتری‌ها روش‌های مختلفی برای مقابله با اثرات تضعیف کننده اکسیژن بر نیتروژنازها دارند که در زیر ذکر شده است. دیازوتروف‌های آزاد بی‌هوازی - اینها بی‌هوازی‌های اجباری هستند که نمی‌توانند اکسیژن را تحمل کنند حتی اگر نیتروژن را تثبیت نکنند. بی‌هوازی اختیاری - این گونه‌ها می‌توانند با اکسیژن و یا بدون آن رشد کنند، اما آنها فقط نیتروژن را به‌صورت بی‌هوازی تثبیت می‌کنند. اغلب آنها اکسیژن را به‌همان سرعتی که تامین می‌شود تنفس می‌کنند و میزان اکسیژن آزاد را پایین نگه می‌دارند. هوازی - این گونه‌ها برای رشد به اکسیژن نیاز دارند، با این حال نیتروژناز آنها در صورت قرار گرفتن در معرض اکسیژن همچنان ضعیف می‌شود. از سرعت تنفس بسیار بالا و ترکیبات محافظ برای جلوگیری از آسیب اکسیژن استفاده می‌کند. بسیاری از گونه‌های دیگر نیز سطح اکسیژن را به این طریق کاهش می‌دهند، اما با نرخ تنفس کمتر و تحمل اکسیژن کمتر. باکتری‌های فتوسنتز کننده اکسیژن (سیانوباکتری‌ها) به‌عنوان یک محصول جانبی فتوسنتز، اکسیژن تولید می‌کنند، اما برخی قادر به تثبیت نیتروژن نیز هستند. اینها باکتری‌های استعماری هستند که دارای سلول‌های تخصصی هتروسیست (Heterocyst) هستند که فاقد مراحل تولید اکسیژن در فتوسنتز هستند. سایر سیانوباکترها فاقد هتروسیست هستند و می‌توانند نیتروژن را فقط در نور کم و سطوح اکسیژن تثبیت کنند (مانند پلکتونما (Plectonema . به‌طور معمول، بیان از طریق بازخورد منفی از یون آمونیوم تولید شده تنظیم می‌شود، اما در غیاب نیتروژن، محصول تشکیل نمی‌شود و محصول جانبی هیدروژن بدون کاهش ادامه می‌یابد [Biohydrogen]. | ## بخش 2: دیازوتروف | دیازوتروف‌های همزیست ریزوبیا - اینها گونه‌هایی هستند که با حبوبات، گیاهان خانواده باقلاییان ارتباط دارند. اکسیژن به لگ‌هموگلوبین در گره‌های ریشه که همزیست‌های باکتریایی را در خود جای می‌دهند، متصل می‌شود و با سرعتی تامین می‌شود که به نیتروژناز آسیبی نمی‌رساند. گره‌های اکتینوریزال از چندین لوب تشکیل شده‌اند که هر لوب ساختاری مشابه ریشه جانبی دارد. فرانکیا می‌تواند در بافت قشر گره‌ها مستعمره شود، جایی که نیتروژن را ثابت می‌کند. گیاهان اکتینوریزال و فرانکیاها نیز هموگلوبین تولید می‌کنند اما نقش آنها کمتر از ریزوبیاها مشخص است. به عبارت دیگر، یک ژن باستانی (از قبل از جدا شدن نهان‌دانگان و بازدانگان) که در بیشتر گونه‌ها استفاده نمی‌شود، دوباره بیدار شده و در این گونه‌ها مورد استفاده مجدد قرار گرفت. برخی با قارچ‌ها به‌عنوان گلسنگ، با جگرواشان، سرخس و نخلی‌سرخس‌سانان ارتباط دارند. تجمع سرخس از نظر کشاورزی مهم است: سرخس آبی آزیریان پناهگاه خزه بالارو یک کود سبز مهم برای کشت برنج است. ارتباط با حیوانات - اگرچه دیازوتروف‌ها در روده‌های بسیاری از حیوانات یافت شده است، معمولا آمونیاک کافی برای سرکوب تثبیت نیتروژن وجود دارد. موریانه‌ها در رژیم غذایی کم نیتروژن اجازه تثبیت را می‌دهند، اما سهم آن در تامین نیتروژن موریانه ناچیز است. کرم‌های کشتی (Shipworm) ممکن است تنها گونه‌ای باشند که از همزیستی‌های روده‌ای خود سود قابل توجهی می‌برند. دیازوتروف‌های آزاد می‌توانند مستقیماً از نیتروژن (N2) موجود در هوا به‌عنوان تغذیه نیتروژن استفاده کنند. با این حال، همزمان با کشت چندین دیازوتروف همزیست مانند ریزوبیا، افزودن تغذیه نیتروژن ضروری است، زیرا ریزوبیا و سایر باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن همزیست نمی‌توانند از نیتروژن مولکولی (N2) به شکل آزاد استفاده کنند. کاربرد زیست‌کود کود دیازوتروف نوعی زیست‌کود است که می‌تواند از ریزجانداران تثبیت‌کننده نیتروژن برای تبدیل نیتروژن مولکولی (N2) به آمونیاک (که تشکیل نیتروژن در دسترس برای گیاهان زراعی است) استفاده کند. | ## بخش 3: دیازوتروف | این مواد مغذی نیتروژن می‌توانند در فرآیند سنتز پروتئین برای گیاهان استفاده شوند. و دلیل این امر این است: ریشه گیاهان حبوبات با ریزوبیا (نوعی دیازوتروف) همزیست هستند. این ریزوبیاها را می‌توان به‌عنوان یک زیست‌کود طبیعی برای تامین نیتروژن موجود در خاک در نظر گرفت. پس از برداشت محصول حبوبات و سپس رشد سایر محصولات (ممکن است حبوبات نباشند) می‌توانند از این نیتروژن باقی مانده در خاک نیز استفاده کنند و رشد بهتری داشته باشند. زیست‌کودهای دیازوتروف که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از ریزوبیوم، ازتوباکتر، آزوسپیریلیوم و جلبک سبز آبی (جنسی از سیانوباکتری‌ها). این کودها به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند و در تولید صنعتی آغاز شده‌اند. تاکنون در بازار، زیست‌کود تثبیت‌کننده نیتروژن را می‌توان به کود مایع و کود جامد تقسیم کرد. پس از تخمیر، باکتری‌های مایع را می‌توان بسته‌بندی نمود که کود مایع است و مایع تخمیر شده را نیز می‌توان با پوده استریل شده و سایر جاذب‌های حامل جذب کرد تا یک کود میکروبی جامد تشکیل دهد. این کودهای تثبیت‌کننده نیتروژن تأثیر خاصی در افزایش تولید پنبه، برنج، گندم، بادام‌زمینی، کلزا، ذرت، سورگوم، سیب‌زمینی، تنباکو، نیشکر و سبزیجات مختلف دارد. اهمیت از نظر تولید نیتروژن در دسترس برای همه جانداران، تجمع‌های همزیست به استثنای سیانوباکتری‌ها از گونه‌های آزاد بسیار فراتر می‌روند. در بوم‌سازگان زمینی، دیازوتروف نیتروژن را از جو گرفته و تثبیت نموده و آن را برای تولید کننده اولیه فراهم می‌کند. همچنین نیتروژن تثبیت‌شده توسط دیازوتروف از نظر زیست‌محیطی پایدار است و می‌تواند مصرف کود را کاهش دهد، در نتیجه می‌تواند موضوع مهمی در تحقیقات کشاورزی باشد. در بوم‌سازگان دریایی، فیتوپلانکتون‌های پروکاریوتی (مانند سیانوباکتری‌ها) تثبیت‌کننده اصلی نیتروژن هستند، سپس نیتروژن توسط سطوح هرم تغذیه بالاتر مصرف می‌شود. | ## جمع‌بندی | موجودی اقیانوسی بیشتر از نیتروژن ثابت ممکن است تولید اولیه و صادرات کربن آلی را به اعماق اقیانوس افزایش دهد.