MEKANISME PENAMBATAN NITROGEN OLEH BINTIL AKAR

Posted: April 4, 2011 in Artikel

“ MEKANISME PENAMBATAN NITROGEN OLEH BINTIL AKAR “

binti akar kedelai

Adanya bakteri menyebabkan rambut akar menggulung. Sejalan dengan masuknya bakteri akar membentuk benang infeksi yang di dalamnya ada bakteri bintil. Benang infeksi terus berkembang sampai di korteks dan mengadakan percabangan. Percabangan ini menyebabkan jaringan korteks membesar yang dapat dilihat sebagai bintil. Di tempat ini terjadi fiksasi N.

Mekanisme penambatan nitrogen secara biologis dapat digambarkan melalui persamaan berikut ini. Dua molekul amonia dihasilkan dari satu molekul gas nitrogen dengan menggunakan 16 molekul ATP dan pasokan elektron dan proton (ion hidrogen).

 

N2+8H+8e+16ATP=2NH3+H2+16ADP+16Pi

 

Reaksi ini hanya dilakukan oleh bakteri prokariot, menggunakan suatu kompleks enzim nitrogenase. Enzim ini mengandung 2 molekul nutrien yaitu molekul protein besi dan 1 molekul protein molibden besi. Reaksi ini berlangsung ketika molekul N2 terikat pada kompleks enzim nitrogenase. Protein Fe mula-mula direduksi oleh elektron yang diberikan oleh ferredoksin. Kemudian Fe reduksi mengikat ATP dan mereduksi protein molibden besi yang memberikan elektron pada N2 sehingga menghasilkan NH=NH. Pada dua daur berikutnya prosesi ini ( masing-masing membutuhkan elektron yang disumbangkan oleh ferredoksin) NH=NH direduksi menjadi H2N-NH2 dan selanjutnya direduksi menjadi NH3 tergantung pada jenis mikrobanya, ferredoksin reduksi yang memasok elektron untuk proses ini diperoleh melalui fotosintesis, respirasi atau fermentasi.

( Simanungkalit, dkk, 2009 )

 

Rumus pemanfaatan nitrogen bagi tanaman sendiri dapat dilihat sbb :

 

N2+H2→NH4→NO3

 

Simbiosis mutualisme yang terjadi. Bakteri mendapatkan zat hara yang kaya energi dari tanaman inang sedangkan tanaman inang mendapatkan senyawa nitrogen dari bakteri untuk melangsungkan kehidupannya. Untuk menambat nitrogen, bakteri ini menggunkan enzim nitrogenase, dimana enzim ini akan menghambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak. Gen yang mengatur proses penambatan ini adalah gen nif, (singkatan nitrogen-fixation). Gen-gen nif ini berbentuk suatu rantai, tidak terpencar ke dalam sejumlah DNA yang sangat besar yang menyusun kromosom bakteri, tetapi semuanya terkelompok dalam suatu daerah. Hal ini memudahkan untuk memotong bagian untaian DNA yang sesuai dari kromosom ribozobium yang menyisipkannya ke dalam mikroorganisme lain.

( Prentis, 1984 )

 

Untuk menambat nitrogen, bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase, dimana enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak.  Gen yang mengatur proses penambatan ini adalah gen nif (Singkatan nitrogen – fixation).  Gen – gen nif ini berbentuk suatu rantai , tidak terpencar kedalam  sejumlah DNA yang sangat besar yang menyusun kromosom bakteri, tetapi semuanya terkelompok dalam suatu daerah.  Hal ini memudahkan untuk memotong bagian untaian DNA yang sesuai dari kromoson Rhizobium dan menyisipkanya ke dalam mikroorganisme lain (Prentis, 1984). Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan bakteri bintil akar:

  1. Lenoglobin

Aktifitas nitrogenase dan fikasasi N2 oleh legume berhubungan erat dengan Lenoglobin. Fungsi Lenoglobin diduga untuk mengirim O2 bagi respirasi dalma bintil dan produksi ATP. Sumber makanan (BO dan perakaran). Sumber makanan diperlukan untuk bertahan sambil menginfeksi akar

 

  1. Mikroorganisme lain (sbg kompetitor di rizosfir)

Mikroorganisme lain,terutama yang antagonis, dapat menghalangi bakteri bintil akar untuk menginfeksi akar.

 

  1. pH

Pertumbuhan bakteri menghendaki pH optimal sedikit dibawah netral, sedikit alkali. Namun beberapa dapat hidup dibawah pH 5. pH sangat rendah menghambat proses infeksi bakteri.

 

  1. Suhu

Suhu optimal bagi kehidupan bakteri Rhizobium bervariasi tergantung pada spesies tanaman dan iklim. Misal pada kacang kapri, suhu optimal yang dikehendaki adalah 26 C. Pada suhu 20 C bintil akar tidak dapat tumbuh dengan baik. Namun, simbiosis masih tetap efektif pada suhu 7 C sampai 40 C. Pemanasan selama 5’ pada suhu 60 C  sampai 62 C dapat mematikan Rhizobium.

 

  1. Kelembaban

Kelembaban yang berlebihan akan  menurunkan jumlah fiksasi N2 menurun. Kelembaban tanah 25-75% dari kapasitas lapang optimal untuk simbiosis kedelai dan alfalfa.

 

  1. Senyawa racun

Atom N dalam ion NH4+ dan dan NO3- mengurangi bintil akar dan fiksasi N2 oleh bintil akar dengan cara mengganggu pembentukan benang – benang infeksi oleh Rhizobium.

Mn pada kadar tinggi mengganggu pertumbuhan bintil akar.

 

  1. Ketersediaan nutrisi

Atom P diperlukan untuk pembentukan dan aktifitas bintil yang maksimal.

Ca dibutuhkan oleh Rhizobium untuk meginfeksi akar.

Kekurangan S akan mengganggu  sitesis nitrogenase sehingga kekurangan S menurunkan fiksasi N2.

Mo adalah unsure penting bagi pertumbuhan bakteri karena Mo berperan pada nitrogenase.

By : Candra Quida N

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s