- Frankiaceae
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Frankia alni Systematik Abteilung: Actinobacteria Klasse: Actinobacteria Ordnung: Actinomycetales Familie: Frankiaceae Gattung: Frankia Art: Frankia alni Wissenschaftlicher Name der Familie Frankiaceae Becking 1970 Wissenschaftlicher Name der Gattung Frankia Brunchorst 1886 Wissenschaftlicher Name der Art Frankia alni (Woronin 1866) von Tubeuf 1895 Frankia alni ist die einzige Art der Gattung Frankia, grampositiver, aerober, filamentöser (Zellfäden bildender) Bakterien mit hohem GC-Gehalt aus der Ordnung der Actinomycetales. Die Gattung wurde nach dem deutschen Mikrobiologen Albert Bernhard Frank (1839 bis 1900) benannt. Die Bakterien gehören zu den Stickstofffixierern.
Inhaltsverzeichnis
Symbiose mit Pflanzen
Die bodenlebenden Bakterien kommen sowohl frei als auch in enger Symbiose mit verholzenden Pflanzen vor. Symbiotisch lebende Vertreter können zwei verschiedene Arten von Knöllchen an Pflanzenwurzeln induzieren (Actinorrhiza). Der Zusammenhang zwischen Wurzelanschwellungen und dem Befall mit Bakterien wurde 1866 erstmals vom russischen Botaniker Michail Stepanowitsch Woronin zusammen mit den Knöllchenbakterien der Leguminosen beschrieben.
Relativ gut untersucht ist die Symbiose mit Erlen. Im Gegensatz zu Pilzen (die ebenfalls Symbionten von Pflanzen sein können) hat Frankia die Fähigkeit, mit Hilfe des Enzymkomplexes Nitrogenase Stickstoff aus der Luft zu binden und für die Pflanze verfügbar zu machen. Dies ermöglicht der Pflanze, auch auf stickstoffarmen Böden zu gedeihen. Der hohe Energiebedarf für die bakterielle Stickstofffixierung wird durch die Pflanze in Form von Kohlenhydraten aus der Photosynthese gedeckt. Die Anreicherung mit Stickstoff ist so hoch, dass man unter Erlen häufig stickstoffliebende Pflanzen wie zum Beispiel Brennnesseln (Urtica sp.) als Begleitflora antrifft.
Ihre sauerstoffempfindliche Nitrogenase schützen die Bakterien, indem sie sie an den verdickten Enden ihrer Zellen in kugelförmige Vesikel einschließen. Ein besonderes Problem bildet nun aber der Transport des Sauerstoffs, da die Stickstofffixierung sehr viel Energie - d.h. immer auch Sauerstoff - benötigt. Um genug Sauerstoff bei trotzdem niedrigem O2-Partialdruck bereit zu stellen, werden von den Pflanzen Hämoglobine eingesetzt. Im Gegensatz zu anderen symbiotischen Stickstofffixierern (wie zum Beispiel Rhizobien) kann Frankia deshalb auch ohne Symbiont und bei vollem Sauerstoffpartialdruck Stickstoff fixieren.
Im Gegensatz zu Rhizobien ist Frankia weniger auf bestimmte Pflanzenarten als Symbiont spezialisiert. So wurden die Bakterien neben Erlen auch an Wurzeln von 8 verschiedenen Pflanzenfamilien (Actinorrhiza-Pflanzen) wie Ölweidengewächsen (z. B. Sanddorn), Myrica, Ceanothus, Comptonia, Dryas und Casuarina gefunden. Früher unterteilte man diese Isolate in mehrere Arten. Heute geht man jedoch nur noch von einer Art aus.
Synonyme für Frankia alni
Frankia alni ist auch unter folgenden Artnamen bekannt:[1]
- Frankia subtilis
- Nocardia alni
- Streptomyces alni
- Proactinomyces alni
- Actinomyces alni
- Plasmodiophora alni
- Schinzia alni
Quellen
- ↑ National Center for Biotechnology Information (NCBI) Stand: Februar 2007
Literatur
- Christa R. Schwintzer, John D. Tjepkema (Eds.) The Biology of Frankia and actinorhizal plants. San Diego, Academic Press, 1990.
- Woronin, M. S. 1866. Über die bei der Schwarzerle (Alnus glutinosa) und bei der gewöhnlichen Gartenlupine (Lupinus mutabilis) auftretenden Wurzelanschwellungen. Mémoires de l'Academie Impériale des Sciences de St. Pétersbourg, VII Series, vol. X.
- H.G. Schlegel: Allg. Mikrobiologie, 7. Aufl., 339, Thieme, Stuttgart, 1992
Weblinks
FrankiaHome (engl)
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