فرانكيا

فرانكيا جنس من البكتيريا المثبتة للنيتروجين تعيش في تكافل مع النباتات الأكتينوريزية ، على غرار بكتيريا الريزوبيوم الموجودة في العقد الجذرية للبقوليات من الفصيلة البقولية . كما أن فرانكيا تحفز تكوين العقد الجذرية .

أطلق يورغن برونشورست هذا الاسم على هذا الجنس في عام 1886 تكريمًا لعالم الأحياء الألماني ألبرت برنارد فرانك . ^{[ 4 ]} اعتبر برونشورست الكائن الحي الذي حدده فطرًا خيطيًا. أعاد بيكينغ تعريف الجنس في عام 1970 ليشمل الأكتينوميسيتات بدائية النواة ، وأنشأ عائلة فرانكياسيا ضمن رتبة الأكتينوميسيتاليس . واحتفظ بالاسم الأصلي فرانكيا للجنس. ^{[ 5 ]}

تتخصص معظم سلالات فرانكيا في أنواع نباتية محددة. هذه البكتيريا خيطية الشكل، وتحول النيتروجين الجوي إلى أمونيا عبر إنزيم النيتروجيناز ، وهي عملية تُعرف بتثبيت النيتروجين . وتقوم بذلك أثناء وجودها في عُقيدات جذور النباتات الأكتينوريزية. تستطيع هذه البكتيريا توفير معظم أو كل احتياجات النبات المضيف من النيتروجين. ونتيجة لذلك، تستوطن النباتات الأكتينوريزية التربة الفقيرة بالعناصر الغذائية، وغالبًا ما تزدهر فيها. ^{[ 6 ]}

تتوفر الآن العديد من جينومات فرانكيا التي قد تساعد في توضيح كيفية تطور التكافل بين بدائيات النوى والنباتات، وكيف حدثت التكيفات البيئية والجغرافية، والتنوع الأيضي، والتدفق الجيني الأفقي بين بدائيات النوى المتكافلة. ^{[ 6 ]}

تستطيع بكتيريا فرانكيا مقاومة التركيزات المنخفضة من المعادن الثقيلة مثل النحاس والكوبالت والزنك. ^{[ 7 ]} وقد تُشكل فرانكيا ميزةً للتربة المتدهورة، وهي التربة الغنية بالمعادن الثقيلة أو الفقيرة بالعناصر الغذائية نتيجة الجفاف. تُعد فرانكيا كائنًا حيًا يُثبّت النيتروجين، مما يُفسر قدرتها على مقاومة المعادن الثقيلة. ^{[ 8 ]}

فرانكيا هي بكتيريا موجبة الغرام توجد على جذور النباتات. كونها موجبة الغرام يعني أن البكتيريا تتكون من جدران خلوية سميكة مصنوعة من بروتين يُسمى الببتيدوغليكان. وهذا يُساعدها على مقاومة المعادن الثقيلة التي قد توجد في التربة المتدهورة. ^{[ 9 ]}

تتحمل فرانكيا نطاقًا ضيقًا من درجات الحرارة ومستويات حموضة التربة. وتنمو بشكل أفضل عند حوالي 30 درجة مئوية مع درجة حموضة بيئية تتراوح بين 6.5 و7. ^{[ 10 ]} تُظهر هذه الحقائق أن فرانكيا حساسة للغاية لبيئتها. ورغم أن فرانكيا لا تُناسب جميع أنواع الزراعة، إلا أنها تُظهر إمكانيات في مناطق مُحددة، أو في بيئات مُتحكم بدرجة حرارتها.

• جميع الأنواع في جنس Alnus من عائلة Betulaceae
• بعض الأنواع في جميع الأجناس الأربعة في عائلة الكازواريناسيا
• أنواع معينة من جنس Coriaria في عائلة Coriariaceae
• Datisca cannabina و Datisca glomerata من عائلة Datiscaceae
• جميع الأنواع في الأجناس الثلاثة في عائلة Elaeagnaceae ، وهي Elaeagnus و Shepherdia و Hippophae
• جميع الأنواع في أجناس Myrica و Morella و Comptonia في عائلة Myricaceae .
• جميع الأنواع في ستة أجناس من عائلة Rhamnaceae ، وهي: Ceanothus و Colletia و Discaria و Trevoa ، وربما Adolphia.
• بعض الأنواع في عائلة الوردية بما في ذلك جميع الأنواع في أجناس Cercocarpus و Cowania و Purshia و Chamaebatia وبعض أنواع Dryas ^{[ 11 ]}

تُكوّن بكتيريا فرانكيا عُقيداتٍ جذرية عبر طريقتين لإصابة الجذور، إحداهما بين الخلايا والأخرى داخلها. ^{[ 12 ]} تتميز الإصابة داخل الخلايا بتشوهٍ أولي في شعيرات الجذر، والتي تُصاب بدورها ببكتيريا فرانكيا الخيطية . ثم تنتقل فرانكيا داخل خلايا الجذر وتُشكّل عُقيدةً أولية تتميز بوجود نتوء على الجذر. بعد ذلك، ينشأ برعم عُقيدة يُغذي البكتيريا عبر الأنسجة الوعائية للنبات، مما يسمح للعُقيدة بالنضوج. ^{[ 12 ]}

على النقيض من ذلك، لا تُسبب العدوى بين الخلايا تشوهًا في شعيرات الجذر. بدلًا من ذلك، تغزو بكتيريا فرانكيا الخيطية الجذور في الفراغ بين خلايا الجذر. بعد هذا الغزو، تتكون برعم عقدة جذرية على غرار طريقة التكوين داخل الخلايا، ثم تنضج العقدة. ^{[ 12 ]}

يعتمد التصنيف المقبول حاليًا على قائمة أسماء بدائيات النوى ذات المكانة في التسمية (LPSN) ^{[ 3 ]} والمركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI). ^{[ 13 ]}

• قائمة رتب البكتيريا
• قائمة أجناس البكتيريا