Eterocisti
I batteri possono anche entrare in una relazione simbiotica con alcune piante. In tale relazione, i batteri non rispondono alla disponibilità di azoto, ma ai segnali prodotti dalla pianta per la differenziazione degli eterocisti. Fino al 60% delle cellule possono diventare eterocisti, fornendo azoto fisso alla pianta in cambio di carbonio fisso. Il segnale prodotto dalla pianta e lo stadio di differenziazione dell’eterocita che influisce è sconosciuto. Presumibilmente, il segnale simbiotico generato dalla pianta agisce prima dell’attivazione di NctA, poiché hetR è richiesto per la differenziazione simbiotica degli eterocisti. Per l’associazione simbiotica con la pianta, è necessario NctA poiché i batteri con NctA mutato non possono infettare le piante.
Anabaena-AzollaEdit
Un notevole rapporto simbiotico è quello dei cianobatteri Anabaena con le piante Azolla. Gli Anabaena risiedono sugli steli e all’interno delle foglie delle piante di Azolla. La pianta Azolla subisce la fotosintesi e fornisce carbonio fisso per l’Anabaena da usare come fonte di energia per le dinitrogenasi nelle cellule eterocistiche. In cambio, le eterocisti sono in grado di fornire alle cellule vegetative e alla pianta di Azolla l’azoto fisso sotto forma di ammoniaca che sostiene la crescita di entrambi gli organismi.
Questa relazione simbiotica è sfruttata dall’uomo in agricoltura. In Asia, le piante di Azolla che contengono specie di Anabaena sono usate come biofertilizzante dove l’azoto è limitante così come nell’alimentazione animale. Diversi ceppi di Azolla-Anabaena sono adatti a diversi ambienti e possono portare a differenze nella produzione delle colture. È stato dimostrato che le colture di riso coltivate con Azolla-Anabaena come biofertilizzante danno come risultato una quantità e una qualità di prodotto molto maggiore rispetto alle colture senza i cianobatteri. Le piante di Azolla-Anabaena vengono coltivate prima e dopo aver piantato le colture di riso. Man mano che le piante Azolla-Anabaena crescono, accumulano azoto fisso grazie all’azione degli enzimi nitrogenasi e del carbonio organico proveniente dalla fotosintesi delle piante di Azolla e delle cellule vegetative di Anabaena. Quando le piante di Azolla-Anabaena muoiono e si decompongono, rilasciano elevate quantità di azoto fisso, fosforo, carbonio organico e molti altri nutrienti nel suolo, fornendo un ambiente ricco ideale per la crescita delle colture di riso.
La relazione Anabaena-Azolla è stata anche esplorata come un possibile metodo per rimuovere gli inquinanti dall’ambiente, un processo noto come fitorimedio. Anabaena sp. insieme ad Azolla caroliniana ha dimostrato di avere successo nella rimozione dell’uranio, un inquinante tossico causato dall’attività mineraria, così come i metalli pesanti mercurio (II), cromo (III) e cromo (VI) dalle acque reflue contaminate.
Il rapporto Anabaena-Azolla è stato esplorato anche come possibile metodo per rimuovere gli inquinanti dall’ambiente.
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