Fiksasi nitrogen oleh Rhizobium

Fiksasi Nitrogen oleh Rhizobium

Nitrogen adalah konstituen penting dalam banyak senyawa dalam sel hidup. Hal ini ditemukan di amino asam yang membentuk protein dan dalam nukleosida fosfat yang terdapat dalam asam nukleat. Nitrogen dapat ditemukan dalam berbagai bentuk dalam biosfer Namun, cadangan ini nitrogen tidak secara langsung tersedia bagi tanaman. N2 memiliki yang  ikatan kovalen rangkap tiga yang kuat, dan tumbuhan tingkat tinggi tidak memiliki kemampuan untuk memutuskan ikatan ini secara langsung

Dari segi fungsi metabolisme dan manfaat bagi manusia, terutama bidang pertanian, di tanah terdapat mikroorganisme yang bermanfaat yaitu sejumlah jamur dan bakteri yang karena kemapuannya melaksanakan fungsi metabolisme yang menguntungkan bagi pertumbuhan  tanaman. Mikroorganisme yang menguntungkan tersebut dikategorikan sebagai biofertilizer ( pupuk hayati) yang berfungsi penyedia hara, peningkat ketersediaan hara, pengontrol organisme pengganggu tanaman, pengurai bahan organic dan pembentuk humus.

II. BAKTERI BINTIL AKAR (RHIZOBIUM)

Rhizobia adalah kelompok mikroba yang mampu menambat N₂ dari udara dan mengubahnya menjadi bentuk yang tersedia bagi tanaman ketika bersimbiosis dengan tanaman legum Rhizobium berasal dari dua kata yaitu Rhizo yang artinya akar dan bios yang berarti hidup. Bakteri Rhizobium adalah salah satu contoh bakteri yang berkemampuan sebagai penyedia hara bagi tanaman. Bila bersimbiosis dengan tanaman legum, bakteri ini akan menginfeksi akar tanaman dan membentuk bintil akar di dalamnya. Rhizobium hanya dapat menfiksasi nitrogen atmosfer bila berada di dalam bintil akar dari mitra legumnya.
Peranan rhizobium terhadap pertumbuhan tanaman khusunya berkaitan dengan masalah ketersediaan nitrogen tanaman inangnya.

Bakteri Rhizobuim merupakan bakteri gram negative yang tidak memiliki spora. Bakteri ini  berbentuk bacill atau seperti batang yang mempunyai lebar 0,5 µm dan panjang 1.2 – 3.0 µm. Proses respirasinya tidak melibatkan oksigen (anaerob) dalam mendapatkan energi dan membutuhkan bahan makan berupa bahan organic (heterotrof) untuk perkembangannya. Bakteri ini dapat menfiksasi N di udara jika sudah berubah menjadi bakterioid.

Rhizobium adalah spesies yang paling terkenal dari kelompok bakteri yang bertindak sebagai pemecah masalah simbiosis utama nitrogen. Bakteri ini dapat menginfeksi akar tanaman polongan, mengarah pada pembentukan benjolan atau nodul di mana fiksasi nitrogen terjadi.

Ada 2 jenis bakteri rhizobium yaitu bakteri rhizobium yang menghasilkan senyawa asam dan ada juga bakteri rhizobium yang menghasilkan senyawa basa. Jenis ini dapat dibedakan dengan melakukan isolasi bakteri rhizobium pada media YMA + BB. Bakteri yang menghasilkan senya asam, warnanya akan berubah menjadi kuning sedangkan bakteri yang menghasilkan senyawa basa, warnanya akan semakin biru.

        Rhizobium merupakan bakteri aerobik yang dapat bertahan sampai tiba saatnya menginfeksi bulu akar tumbuhan inang. Gen rhizobium mengendalikan produksi molekul yang akan dilepaskan ke sekitar bulu akar, sehingga menyebabkan pengeritingan pada akar

III. MEKANISME FIKSASI NITROGEN

Pengurangan gas nitrogen untuk amonia merupakan sebuah energi yang intensif. Hal ini membutuhkan 16 molekul ATP dan kompleks set enzim untuk memecah ikatan nitrogen sehingga dapat menggabungkan dengan hydrogen untuk membentuk amonia.

Mekanisme reaksi dari pengurangna nitrogen tersebut seperti di bawah:

N₂ + 3H₂         energi              2NH₃

Atau secara kompleksnya :

N₂ + 8 elektron + 16 Mg ATP + 16 H₂O     menjadi           2NH₃ + H₂ + 16MgATP + 16 Pi +8H+