Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов

Лобакова, Елена Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

ЛОБАКОВА Елена Сергеевна

АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ РАСТИТЕЛЬНЫХ СИМБИОЗОВ

03.00.12 - физиология растений 03.00.24 - микология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 2004

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ БЕСПЛАТНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

Работа выполнена на кафедре физиологии микроорганизмов биологического факультета Московского государственного университа им. М.В. Ломоносова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Ю.Т. Дьяков

доктор биологических наук, профессор Г.М. Зенова

доктор биологических наук ГЛ. Шапошников

Ведущая организация: Институт физиологии растений РАН ям. К.А. Тимирязева

Защита состоится "29" октября 2004 года в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного Совета Д 501.001.46 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Воробьевы горы, МГУ, биологический факультет, ауд М-1, тел/факс (095) 939 43 09

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

Автореферат разослан "_

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

М.А. Гу

саковская

Актуальность проблемы. Симбиозы растений с микроорганизмами известны уже несколько столетий и широко использовались людьми в практической деятельности еще задолго до выяснения природы этого явления. В последнюю четверть 20-го века открытие новых групп симбиозов и расширение видовой принадлежности хозяев, формирующих симбиозы с микроорганизмами, указывает на то, что данное явление не исключение в природе, а скорее правило. С середины 80-х годов прошлого столетия изучением симбиозов занимается самостоятельная область биологии - симбиология (Левин, 1983; Маргелис, 1986; Проворов, 2001; Smith, 1992; Douglas, 1994). Основными ее направлениями являлись изучение: 1) роли симбиоза в эволюции клетки и возможности образования новых симбиозов в природе de novo; 2) специфичности взаимоотношений партнеров; 3) особенностей взаимодействий макро-и микросимбионтов на генетическом и биохимических уровнях; 4) сопряженной эволюции взаимодействующих видов как совокупности процессов макро- и микроэволюции симбиотических систем. В 90-е годы в рамках симбиологии, благодаря успехам клеточной биологии и разработки методологической базы исследований - введении клеток многоклеточных организмов в тканевые, клеточные культуры, успешное их длительное культивирование в контролируемых условиях эксперимента, получение протопластов, создании модельных ассоциаций различных типов при введения во все эти объекты клеток прокариотных и эукариотных микроорганизмов, возникает новое направление - экспериментальная симбиология (Корженевская, 1990).

В последнее десятилетие происходит смена парадигмы симбиоза. На смену представлениям о симбиозах как о двухкомпонентных системах приходит понимание их как многокомпонентных систем, в которых, помимо доминантного микросимбионта участвуют несколько ассоциативных симбионтов. Ассоциативные микросимбионты, часто присутствующие на всех стадиях развития макросимбионта, играют значительную роль в формировании, стабильном существовании и продуктивности симбиоза в целом. В связи с этим изменяется взгляд на давно известные и ставшие уже классическими симбиозы растений с бактериями сем. Rhizobiaceae, актиномицета-ми рода Frankia и микоризными грибами. В настоящее время среди ассоциативных микросимбионтов выделена группа эндофитных бактерий и грибов, способных колонизировать внутренние ткани различных органов растений (Каратыгин, 1994;Dobereiner, 1983;Dobereineret.al., 1995; Asmuss et al., 1995). Эти микросимбионты оказывают более выраженное позитивное влияние на рост растения-хозяина за счет компартментации внутри тканей растений.

В силу того, что в последнее десятилетие для других известных растительных симбиозов открыты новые многочисленные сопутствующие микроорганизмы, назрела необходимость в выявлении и понимании роли таких ассоциативных микроорганизмов симбионтов в функционировании симбиоза в целом.

В последние годы большое внимание исследователей привлекают симбиозы высших растений с цианобактериями (синцианозы), о чем свидетельствует выход в свет с интервалом всего в 12 лет двух международных коллективных монографий (Rai, 1990; Rai et al., 2002). Это связано, с пониманием существенно более значительной биосферной роли синцианозов в фиксации молекулярного азота (Carpenter, 2002; Osborne, Carpenter,

гI*.. wmwu.tAHrfS/W

C.IisrKj,-iMJ-оэ

а также с нарастающей актуальностью проблемы «биологического азота» путем расширения круга сельскохозяйственных растений, которые могли бы удовлетворить свою потребность в азоте за счет симбиотической азотфиксации (Hartem, 2001; Rai et al., 2002; Rai, Bergman, 2002). В отличие от других симбиозов растений с азотфиксирующими прокариотами - клубеньковыми бактериями и актиномицетами рода Frankia - цианобактерии формируют различные типы симбиозов (по степени зависимости партнеров - облигатные, факультативные; по характеру локализации микросимбионта- поверхностные, внутритканевые, внутриклеточные; по метаболическим функциям цианобактерии в составе симбиоза - фототрофного или диазотрофного компонента) с представителями не только покрытосеменных растений, а также с печеночными и сфагновыми мхами, папоротниками, голосеменными растениями (Stewart et al., 1983;Schenk, 1994).

В последнее десятилетие активно обсуждается вопрос о трехкомпонентости симбиоза папоротника Azolla с азотфиксирующей цианобактерией АпаЬаепа azollae и бактериями рода Arthrobacter (Gates et al., 1986; Fornii et al., 1990, Carapicco, 1991; Carapicco et al., 1999; Lechno-Yossef, Nierzwicki-Bauer, 2002). Однако к настоящему времени высказаны только предположения о составе ассоциативных бактерий и их функциях в составе данного симбиоза (Bergman et al., 1993; Lechno-Yossef, Nierzwicki-Bauer, 2002). В литературе - сделаны первые шаги в отношении обобщения данных о наличии в составе растительных синцианозов бактерий, и предприняты попытки объяснения их присутствия, а в отношении симбиоза реликтовых саговниковых растений такие данные вовсе отсутствуют.

Несмотря на всплеск новой волны исследований синцианозов многие вопросы регуляции их формирования и стабильности in situ до сих пор остаются невыясненными (Rai, 2002). Неизвестны механизмы, индуцирующие: 1) образование у компетентных видов цианобактерии подвижных гормогониев; 2) направленное их движение к специализированным структурам растений; 3) их проникновение внутрь тканей и заселение предсуществующих полостей, межклетников и/или клетокмакросимбионта; 4) остановку последующего распространения цианобактерии внутри тканей растения; 5) внутритканевое поведение цианобактерий -дифференцировку гетероцист и/ или акинет, регуляцию их численности и жизнеспособности.

Высказываются предположения, что в качестве веществ, регулирующих взаимоотношения между растением и цианобактериями в синцианозах могут выступать фенольные соединения (Bergman et al., 1996; Adams, 2000;Cohen, Yamasaki, 2000; Elhai, Meeks, 2002) -наиболее распространенные в растениях "вторичные соединения", функции которых многообразны (Запрометов, 1993). Фенольные соединения часто играют роль сигнальных молекул при индукции формирования большинства растительных симбиозов с микроорганизмами (Shirley, 1995; Overholt et al., 1996). В качестве сигнальных веществ могут выступать различные представители фенольного метаболизма - производные оксибензойных и оксикоричных кислот, однако, чаще всего они представлены различными флавоноидами: флавонами, флавоионами, флавонолами (Phillips, 1992; Запрометов, 1996). Считается, что они играют большую роль как на этапах дистантного узнавания, так и контактного взаимодействия: адгезии и прикрепления не только доминантных (Xie et al., 1995; Lindstrem et al., 2002), но и ассоциативных микросимбионтов (Каме-

нева,Муронец,1999; Smith, Douglas, 1987;Douglas, 1994). Однако до настоящего времени представления о роли этих веществ в формировании растительных симбиозов с различными группами микроорганизмов фрагментарны.

Цель работы — выяснение закономерностей организации и функционирования ассоциативных комплексов микросимбионтов в природных растительных симбиозах и модельных ассоциациях с культивируемыми тканями in vitro.

Задачи исследования:

1. Изучение таксономического состава и структуры ассоциативных комплексов микросимбионтов (АКМ) ризосферы и ризопланы на примере апогеотропных корней саговниковых растений, папоротников рода Azolla, корней эпифитных орхидей.

2. Исследование свойств ассоциативных микроорганизмов и цианобионтов АКМ саговниковых растений и папоротников рода Azolla при взаимодействии с растениями в симбозе in vivo и модельных ассоциациях с культивируемыми тканями in vitro.

3. Выяснение особенностей накопления и локализации фенольных соединений в апогеотропных корнях саговниковых растений и определение их роли в формировании и стабильном существовании симбиоза саговниковых растений и АКМ.

4. Изучение роли бора в стабилизации структур оболочек гетсроцист у азотфиксирующих цианобактерий в модельных системах in vitro и растительных синцианозах in vivo.

5. Изучение возможности получения искусственных ассоциаций интактных растений с АКМ. Разработка условий получения псевдоклубеньков на корнях несимбионтрофных видов под действием АКМ.

Научная новизна работы. В рамках симбиологии предложено новое направление исследований

- ассоциативная симбиология, определяющая многокомпонентный состав участвующих в формировании симбиоза микроорганизмов с различными функциями: традиционного известного доминантного партнера, от которого зависит успех симбиоза на метаболическом уровне, и сопутствующих минорных компонентов, существующих в составе комплекса с доминантным симбионтом, и выполняющих функции, обеспечивающие успех доминантного симбионта и симбиоза в целом.

Впервые проведено изучение структуры многокомпонентных ассоциативных комплексов микросимбионтов в ризосфере и ризоплане апогеотропных корней 7 видов саговников. Созданы коллекции ассоциативных бактобионтов, микромицетов и цианобионтов включающие, 250,20 (доминантов ризосферы и ризопланы) и 10 культур соответственно.Дока-зано, что только азотфиксирующие цианобактерии являются доминантным внутритканевым симбионтом, а бактерии и грибы заселяющие поверхность и ризоплану кораллоидных корней, являются ассоциативными микросимбионтами. Обосновано представление о том, что в процессе эволюции адаптационная амплитуда реакций саговниковых реликтовых растений, определяющая их сохранение, связана с функционированием в специализированных органах растений, апогеотропных корнях, эффективной симбиотической системы, включающей доминантный микросимбионт

- азотфиксирующие цианобактерии - и широкий спектр ассоциативных бактерий и грибов. Уста-

новлено, что ассоциативные микроорганизмы апогеотропных корней участвуют в деструкции растительных клеточных стенок и, следовательно, способствуют заселению их доминантным микросимбионтом - азотфиксирующими цианобактериями.

Впервые охарактеризован комплекс растворимых фенольных соединений боковых, преко-раллоидных и кораллоидных корней саговников. Изучены накопление и локализация растворимых феиолъных соединений в апогеотропных корнях представителей 7 родов саговниковых растений. Показано, что максимальное количество фенольных соединений накапливается в базальной части корней, где отсутствуют жизнеспособные формы цианобионтов. Установлено, что ассоциативные микросимбионты ризосферы и ризопланы апогеотропных корней (бактерии и грибы) обладают разной устойчивостью к синтезируемым кораллоидными корнями фенольным соединениям. Впервые установлены закономерности в распределении микросимбионтов в апогеотроп-ных корнях саговниковых растений, согласующиеся с накоплением и локализацией в них фенольных соединений. Доказано, что качественный состав фенольных экстрактов апогеотропных корней саговников влияет на процессы клеточной дифференции цианобактерий: в модельных системах стимулирует или ингибирустдифференцировку подвижных гормогониев, акинет, появлениев популяции клеток с редуцированной клеточной стенкой - протопластов и сферопластов.

Для растительных синцианозов предложена гипотеза о регуляторном действии бора и фе-нольных соединений в структурно-морфологическом и физиолого-биохимическом взаимодействии партнеров.

Впервые для получения на корнях несимбиотрофных видов растений (рапса, табака, риса, паслена) использованы АКМ, выделенные из природных синцианозов саговниковых растений и папоротников рода Azolla. Получение данные свидетельствуют о том, что псевдоклубеньки являются благоприятной эконишей для развития и активного функционирования диазотрофных микроорганизмов.

Научно-практическая ценность. Полученные результаты имеют, прежде всего, теоретическое значение, расширяющее наши представления о процессах формирования, стабильном существовании растительных природных и экспериментально полученных азотфиксирующих симбиозах, регуляции метаболизма симбиотических и ассоциативных бактерий под влиянием метаболитов растений. Разработан новый подход получения стабильных ассоциаций экономически ценных несимбиотрофных видов растений с азотфиксирующими микроорганизмами. Полученные экспериментальные данные могут служить основанием для внедрения данного способа улучшения питания экологически чистым «биологическим азотом» ценных видов растений в практику сельского хозяйства.

для студентов кафедры физиологии микроорганизмов Биологического факультета МГУ и студентов Берлинского университета им. Гумбольдтов, в лекционные курсы по симбиологии, клеточной физиологии (кафедра физиологии микроорганизмов, Биологический факультет М ГУ), микробиологии (кафедра биологии почв факультета Почвоведения МГУ), используются в научной работе секции Биологии (кафедра физиологии растений) Берлинского университета им. Гумбольдтов, о чем имеются соответствующие акты.

В диссертации использованы данные, полученные лично автором, а также под его руководством в работах студентов и аспирантов или при непосредственном участии. Соискателю принадлежат: разработка программы исследований, сбор экспериментального материала, обобщение литературных данных, теоретическое обобщение полученных результатов, выводы из работы.

Апробация работы. По материалом диссертации автором сделаны 30 докладов на Всесоюзных, Республиканских и Международных съездах и конференциях, в том числе:

Всесоюзные конференции: «Молекулярные и генетические механизмы взаимодействия микроорганизмов с растениями» (Пущино, 1988; 1989), «Физиолого-биохимические и ультраструктурные исследования лишайников в СССР» (Ленинград, 1989), IV съезде Физиологов растений (1999, Москва), к 110-летию со дня рождения проф. Е. Е. Успенского «Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов» (Москва, 2000), «Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках» (С-Пб, 2001), Физиология растений и экология на рубеже веков (Ярославль, 2003); V съезде Физиологов растений (2003, Пенза); VI симпозиуме по фенольным соединениям (2004, Москва). Международные конференции и симпозиумах: VII Int. Cong. "On Plant and Cell Cultures" (1990, Amsterdam); "Int. Symbiosis Cong." (1991, Jerusalem); «Современные проблемы альгологии и фитопатологии» (1998, Москва), «По анатомии и морфологии растений» (2002, СПб); к 70 и 75-летию со дня рождения академика РАН Кондратьевой Е.Н. «Автотрофные микроорганизмы» (1996, 2000, Москва), VIII Symposium "Microbial Ecology" (1998, Canada); XI Congress ofNitrogen fixation (1997, Paris); IX Congress of Bacteriology And Applied Microbiology (2000, Sydney); "Third Int. Cong. Symbiosis (2000, Marburg); Int Sym. "Plant under Environmental stress" (2001, Moscow); XI Int. Cong." Mol. Plant - Microbe Interaction" (2003, St.-Pb); научный семинар секции Биология Берлинского университета (Берлин, Германия, 1995,1998,2001,2002). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 10 глав экспериментальной части, заключения, выводов. Материалы диссертации изложены на страницах машинописного текста, содержат 76 рисунков и 34 таблицы, список литературы включает_наименований.

Экспериментальная часть

Объектами исследования служили апогеотропные корни оранжерейных саговников, талломы папоротника p. Azolla, воздушные и субстратные корни эпифитных тропических орхидей. Для создания модельных ассоциаций использовали стерильные проростки и черенки растений

табака, риса, паслена, рапса и их культивируемые каллусные ткани. Список использованных в работе растений и культивируемых каллусных тканей представлен в табл. 1. Выделение АКМ из природных сшщианозов проводили методом многократных посевов разведений гомогенатов, полученных из предварительно простерилизованных растений папоротника A. pinnata, Azolla sp. и апогеотропных корней саговников на твердые (содержащие 2% агар) и жидкие питательные среды BG-11 и ее безазотного аналога BG-110 (Stanier et al., 1971).

Получение АКМ из апогеотропых корней саговников также проводили непосредственно из кусочков апогеотропных корней. Для этого предварительно простерилизованные кораллоидные корни разрезали на фрагменты длиной 2-3 мм и помещали в колбы и на чашки Петри со средами BG-11^ BG-11. Через 35-45 дней инкубации материала в люмииостате при 20-26° С и непрерывном освещении 1700 (лк) наблюдали визуально первичный рост АКМ. Полученные суспензии субкультивировали в колбах и на чашках Петри в тех же условиях. При культивировании АКМ на чашках Петри пересевы проводили каждые 3-5 дней, используя в качестве инокулята максимально удаленные от первичной колонии нити цианобактерий. Субкультивирование АКМ проводили 1 раз в месяц (объем инокулята 10% от объема свежей среды) на средах BG-11 и BG-110 с добавлением 5 г/л сахарозы. Стерильные растения риса Oryza sativa сорта Кубань-3, табака Nicotiana tabacum сорта Самсун, паслена Solarium nigrum и рапса Brassica napus var. Napus получали из предварительно простерилизованных 30% перекисью водорода в течение 30 мин семян и выращивали на твердой среде, содержащей соли по прописи среды Мурасиге и Скуга (Murashige, Skoog, 1962) с добавлением 0,7% агара. Семена риса сорта Кубань-3 получены из Российского научно-исследовательского института Риса (Краснодар). Стерильные растения альбиносного пла-стомного мутанта табака N.tabacum PI сорта Самсун получены из отдела «Биологии культивированных клеток» ИФР РАН им К.А.Тимирязева.

Черенкование растений табака двух штаммов (дикого вида и мутантного Р\), паслена и их выращивание проводили по общепринятой методике (Бутенко, 1999). В среду для черенков мутантного штамма N.tabacum P1 добавляли 4% сахарозы.

Первичный каллус риса из семян и зародышей получали, как описано ранее (Кучеренко, 1986), а каллусы табака и паслена - по общепринятой методике из листовых эксплантов стерильных растений (Бутенко, 1999).

Инокуляцию растений риса, рапса, а также черенков паслена и табака двух штаммов проводили путем нанесения 1 мл суспензий АКМ в возрасте 1 месяца на поверхность агари-зованной среды вблизи основания черенков или стеблей растений (плотность суспензии циано-бионта в АКМ составляла 6,25х 105 кл).

Получение смешанных с АКМ каллусов растений риса, табака и паслена проводили нанесением 1 мл суспензии АКМ в возрасте 1 мес той же плотности на поверхность каллуса в момент его пересадки (Корженсвская, 1990).

В качестве абиогенного агента нодуляции (ААН) при индукции образования на корнях растений рапса псевдоклубеньков была выбрана 2,4 - дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4 -

Табл. 1. Объекты исследования и места их выращивания

№ В ид растения Форма М е сто

1. Оранжерейное расте ние ГБ С РАН, М оскв а

2. _Cycas revoluta Trumb. ТСХА, Москва

3. Б ИН РАН СПб

4. Открыты й грунт о. Кипр

S. Оранжерейное ГБ С РАН, Москва

6. растение Б ИН РАН СПб

7. ГБ С РАН, Москва

8. Б ИН РАН. СПб

9. С. гитphli Miq. ГБ С РАН, Москва

10. Г Б С РАН, Москва

11. Б ИН РАН. СПб

12. Г $ С РАН. Москва

1 3. БИН РАН. СПб

14. Е. vlllosus Lehm. ГБ С РАН, Москва

15. ГБ С РАН, Москва

16. ТСХ А, Москва

1 7. E. hlldenbrantil R.B r. et В ouche ГБ С РАН. М осква

1 8. E. altenstainii Lehm. * Г Б С РАН. Москва

19. Zamla media Prenh. ГБ С РАН. Москва

20. M acrozam ia com m unis L. ГБ С РАН, М оскв а

21. Stangeria eriopus (C.Kunze) В а III. Г Б С РАН, М оскв а

22. Lepldozam la peroffskyana Regel Г Б С РАН, М оскв а

23. Dloon e du Ii Lindl. ГБ С РАН, Москва

24. Acampe papulosa (Lldl.) Lindl. ГБ С РАН, М оскв а

25. Dendrobium moschatum (Buch.-Ham.) S w. Г Б С РАН. Москва

26. Phalaenopsls emabilis (Lindl.) В 1. ГБ С РАН, Москва

27. Dendrobium phalaenopsis Fitzg. ГБ С РАН, Москва

28. Aza IIa pinnata R.Brown. И Б X РАН, М оскв а

29. Azolla sp. Ун-т им. Гумбольдтов, Б е рлин

30. Brassica napus L. Проростки, растения

32.

33.

34.

35.

N.tabacum Р1 (Альбиносный мутант)

каллус, укоре не нны е черенки

Oriza sativa L.

каллус, проростки, растения

Solanum nigrum L.

каллус, укоре не нны е черенки

S. duicam ara L.

каллус, укоре не нны е черенки

Д). В качестве биогенных агентов нодуляции (БАН) для получения псевдо клубеньков на корнях растений риса, паслена, табака, рапса использовали: 1) АКМ папоротниковAzollasp, A.pinnata и апогеотропных корней саговников С. revoluta, Е. villosus; 2) ассоциацию бактобионтов Micrococcus sp.n Rhodococcussp., выделенную из ризосферы С. revoluta.

Исследование микробного комплекса апогеотропных корней саговников проводили в образцах: почвы, в которых растут саговники, ризосферы (аэроризосферы); ризопланы и гомогенатов стерильных корней. В качестве основного приема предварительной обработки образцов почвы, ризосферы, ризопланы и гомогената перед микробиологическим анализом использовали ультразвуковое диспергирование материала на низкочастотном диспергаторе УЗДН-1 (22 кГц; 0.44 А; 2 мин). Смыв с кораллоидных корней представлял образец ризосферы. Далее корни помещали в колбу с 20 мл стерильной воды и проводили десорбцию клеток с корней с помощью ультразвуковой обработки - таким образом получали образец ризопланы.

Для определения общей численности прокариот подсчитывали суммарное число колоний, выросших на данной среде, которое выражали в колониеобразующих единицах (КОЕ) на 1 г почвы. Проводилидифференцированный учёт колоний актиномицетов и бактерий разных таксономических групп. Идентификацию выделенных штаммов до рода проводили на основании морфологических, культуральных и хемотаксономических признаков, используя Определитель бактерий Берджи (1997). Дня определения чистых культур стрептомицетов до вида использовали ряд специальных сред (Зенова, 2000). Описание их культурально-морфологических признаков проводили на 7-е, 14-е и 21-е сутки. Идентификацию осуществляли согласно Определителю актиномицетов Гаузе с соавторами (1983). Частоту встречаемости бактерий характеризовали отношением числа образцов, в которых таксономическая группа обнаружена, к общему числу исследованных образцов.

Общую численность почвенных грибов учитывали на среде Чапека с 2 % сахарозы. Идентификацию чистых культур грибов проводили согласно Определителю Domsch (1993). Дифференциальное окрашивание проводили по методу Стоутона (Барыкина и др., 2000). Цитологическое и ультраструктурное изучение симбионтов проводили с использованием методов световой, трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии (Лобакова, Баулина, 1986; Баулина и др., 1995).

Фенольные соединения экстрагировали из материала горячим 96% этанолом и смесью метанол : хлороформ в отношении 1:1 по методу Фолча (Folch et al., 1952). Разработанная процедура позволяет разделить экстракт на хлороформную фракцию - пригодную для определения липо-фильных веществ (пигментов) и водно-метанольную фракцию - для анализа растворимых фе-нольных соединений. Преимуществом использования метода Фолча является получение экстрактов кораллоидных корней, несодержащих фотосинтетические пигменты симбиотических цианобактерий (хлорофиллов и каротиноидов) . Полосы поглощения этих пигментов перекрываются с таковыми фенольных соединений и затрудняют их спектрофотометрический анализ. Содержание суммы растворимых фенольных соединений определяли спектрофотометрическим методом (поглощение при 725 нм) с реактивом Фолина-Дениса, а

содержание флаванов (катехинов и проантоцианидинов) - по реакции с 1 % раствором ванилина в 70%! ^SO^ с последующим спектрофотометрированием при 500 им. Калибровочные кривые в обоих случаях строили по (-)-эпикатехину (Загоскина, 1999).

Качественный состав фенольных соединений определяли хроматографически в тонком слое целлюлозы. В качестве растворителя использовали смесь н-бутанол+уксусная кислота+вода (40:12:28). Предварительную идентификацию фенольных соединений проводили на основании специфической флуоресценции в УФ-свете, по значениям ЯРгравнительно с метчиками стандартами и по качественным реакциям со специфическими реагентами: смесью хлорного железа и красной кровяной соли - на все классы фенольных соединений; ванилиновым реактивом - на флаваны (катехины и проантоцианидины) и хлористым атлюминием - на флавонолы (Запрометов, 1971). Для выделения растворимых фенольных соединений из спиртовых экстрактов апогеот-ропных корней использовали адсорбент "PolyclarAT praef' (Serva).

Для цитохимических исследований различных зон (апикальной, базальной и зоны с активными цианобактериями) апогеотропных корней использовали срезы (толщина 10-30 мкм) свежезамороженных корней, полученных с помощью микротома-криостата (Россия). Для изучения локализации фенольных соединений использовали реакцию с хлорным железом - на фенольные соединения и с ванилиновым реактивом - на флаваны (катехины и проантоциани-дины) (Загоскина и др., 1980).

Качественную оценку действия экстрактов фенольных соединений апогеотропных корней на рост ассоциативных микроорганизмов и цианобактерий проводили в тест системах на засе-енных бактериями, грибами и цианобактериями газонах в чашках Петри.

Качественную оценку экзоферментативной пектолитической активности бактерий проводили «коп-плейтным» методом (Громова и др., 1976). Активности ферментов оценивали по редуцирующей способности продуктов, образующихся при инкубации фермента с пектовой кислотой для полигалактуроназы (ПГ) (К.Ф.3.2.1.15 поли (1,4-а Д-галактоуронид гликоно-гидролаза) или с пектином для пектинметилэстеразы (ПМЭ) (К.Ф. 3.1.1.11 - пектин-пектилгидролаза).

Активность нитрогеназы микросимбионтов в модельных ассоциациях определяли методом ацетиленредукции в модификации кафедры биологии почв МГУ (Методы..., 1991). Анализ содержания этилена в газовой фазе проводили на газовом хроматографе Chrom 4-1 (Чехословакия) с пламенноионизационным детектором (длина колонки 2,2 м, диаметр Змм, наполнитель Spherosil + NajP04, давление газа носителя (Ar) - 2,5 атм, водорода - 0,8 атм, воздуха - 0,4 атм). Концентрацию бора в суспензиях клеток определяли с использованием модифицированного

Список сокращений, используемых на микрофотографиях: КСР • клеточная стенка растений; П - протопласт; Пд -перидерма; АЗ - апикальная зона; ЗЦ • зона цианобактерий; КП - кортикальная паренхима; Э - эндодерма; КВ - клетха-вчестилишс; ТК • транспортные клетки; АБ - ассоциативные бактерии; Б - клетки бактерий; Гф - гифы; ВК -вегетативная клетка; ЦПМ - цигоплазматическая мембрана; НМ • наружная мембрана; Т - тилакоид; Г - гормогоний; Гц - гетсроциста; ОГ - оболочка гетероцисты; Пр - пора гетероцисты; Р - разрывы; ГС - гомогенный слой; ФС -фибриллярный слой; ПС - пластинчатый слой; СМ - слизистый матрикс.

куркуминового метода (Mair, Day, 1972).

Спектральные измерения проводили на спектрофотометре Hitachi 150-20 (Япония). Спектры отражения и пропускания регистрировали с использованием интегрирующей сферы против сульфата бария. Результаты измерений выводили на IBM-совместимый компьютер и обрабатывали в электронных таблицах (Мерзляк, 1995).

Глава 1. Топография микросимбионтов в апогеотропных корнях саговников

Саговники—реликтовые голосеменные растения, являющиеся остатками господствующей в мезазое флоры, в настоящее время представлены 120-160 видами, объединенными в 1011 родов (Norstog, Nicholls, 1997). В составе растительных сообществ они занимают ниши с ослабленной межвидовой конкуренцией - крутые карбонатные склоны, обрывы, скалы, песчаные дюны (Грушвицкий, Чавчавадзе, 1978; Norstog, Nicholls, 1997). Набоковых корнях растений часто формируются специфические структуры - апогеотропные корни (АК) (рис. 1), которые в процессе развития заселяются азотфиксирующими цианобактериями (Ahem,Staff, 1994). Клу-беньковоподобные АК саговников, расположенные на/над поверхностью почвы и неинфициро-ванные доминантным микросимбионтом, представляют собой прекораллоиды (рис. 1А). Зрелые инфицированные доминантным микросимбионтом АК, имеющие вид дихотомически ветвящихся кустиков, называются кораллоидными корнями (рис. 1 Б) и часто располагаются не только на поверхности почвы, но и в верхних ее слоях.

На радиальных и тангентальных срезах кораллоидные корни всех изученных видов саговников имеют сходное строение (рис. 2). Снаружи они покрыты перидермой, состоящей из нескольких слоев сильно уплощенных мертвых клеток. Под ней располагаются: первичная кора, эндодерма и центральный цилиндр. В слое клеток кортикальной паренхимы локализуются симбиотические цианобактерии. На нативных радиальных срезах кораллоидов место их локализации выявляется в виде темно-зеленого блестящего кольца, делящего кортикальную паренхиму на две части - внешнюю и внутреннюю (рис. 2А). По совокупности особенностей морфологического строения кораллоидные корни саговников можно условно разделить на три зоны. Апикальная -1-3 мм от кончика корня (рис. 2Б). В ней визуально и микроскопически отсутствуют цианобактерии. Зона функционально активных цианобактерий, содержащая многочисленные укороченные нити цианобактерий, состоящие из вегетативных клеток и специализированных азотфиксирующих клеток гетероцист, а также кластеры - группы вегетативных клеток, окруженные общим чехлом. Базальнаяую зона - 3-5 мм, прилегающая к основанию АК. При

Рис 1. Внешний вид прекораллоидных корней С. техкапа (А); и кораллоидных корней С. revoluta (Б). Масш. отр. = 15 мм

Рис. 2. Поперечный (А) и продольный (Б) срез апогеотропных корней С. revoluta (А) и Е villosus (Б). Масш. отр. А = 50 мкм

микроскопировании АК корней, в области локализации симбиотических цианобактерий, клеток бактерий и мицелия грибов не обнаружено.

На поверхности прекораллоидных корней, надземных и подземных кораллоидных корнях саговников, в межклетниках перидермы и внешнего слоя кортикальной паренхимы с помощью сканирующего электронного микроскопа обнаружены многочисленные клетки бактерий различных морфологических типов и гифы разного диаметра (рис. 3). На ультратонких срезах АК апикальной зоны, в складках клеточных стенок мертвых клеток перидермы выявлены скопления бактерий, часто расположенных в гомогенном электронно-плотном веществе (рис. 4).

Впервые при изучении дифференциально окрашенных по методу Стоутона срезах преко-раллоидных корней S eriopus и D. edule и при сканировании срезов кораллоидных корней С. circinalis и Е. villosus в наружном слое клеток кортикальной паренхимы были обнаружены межклеточные несептированные гифы, везикулы и ар-бускулы, что характерно для грибов, образующих эндотрофную везикулярно-арбускулярную (ВА) микоризу (рис. 5).

В микроколониях цианобактерий кораллоидных корней пяти видов саговников - Е. villosus, С. mexicana, С. circinalis, С. revoluta, С. micholitzii—наряду с интактными клетками было выявлено массовое образование форм с редуцированной клеточной стенкой - сферопластов и протопластов не только вегетативных клеток (рис. 6), но и гетероцист. Эти формы часто имели специфические ультраструктурные признаки, свидетельствующие о гиперпродукции экстрацел-

Рис. 3. Фрагмент поверхности кораллоидного корня Е

Рис. 4. Клетки ассоциативных бактерий в перидерме АК: а) и в) С. circinalis, б) E.villosus Масш. отр. = 1 мкм

люлярных веществ, подобных полисахаридам слизистого межклеточного матрикса либо белкам (Баулина, Лобакова, 2003). Судя по ультраструктуре, функциональный статус этих групп форм с редуцированной клеточной стенкой вегетативных клеток и гетероцист существенно различался.

Специализация группы клеток цианобактерий, доминирующей в кораллоидных корнях С. mexicana uE. villosus связана, очевидно, с гиперпродукцией слизи, формирующей межклеточный матрикс (рис. 6). Такие формы с редуцированной клеточной стенкой утрачивали рибосомы и нуклеоид по аналогии с ослизняющимися растительными клетками, например, в корневом чехли-ке (Данилова, Бармичева, 1980)

Формы с редуцированной клеточной стенкой вегетативных клеток другой функциональной группы выделялись крупными размерами, обширными зонами нуклеоида и многочисленными рибосомами. Некоторые из них имели признаки внутрицитоплазматического синтеза элект-

ронно-плотного межклеточного вещества, возможно, белковой природы. Среди саговниковых такие формы были обнаружены у представителей трех видов рода Cycas. В микроколониях ци-анобионтов кораллоидных корней С. revoluta, С. micholuzii, С. circinalis, кроме того, присутствовали гигантские протопласты с несколькими зонами нуклеоида.

В кораллоидных корнях С. revoluta и С. circinalis наряду с межклеточной была обнаружена внутриклеточная локализация симбиотичес-кихцианобактерий.

Рис. 5. Арбускула в клетке кортикальной паренхимы кораллоидного корня Е villosus Масш. отр. = 1 мкм

Глава 2. Структура микробных комплексов апогеотропных корней саговников

Из ризосферы и ризопланы надземных и подземных кораллоидных корней саговников выделено более 250 культур микроорганизмов. Численность всех групп микроорганизмов в прикорневой зоне исследуемых саговников убывает в ряду почва - ризосфера - ризоплана. Плотность бактериальных популяций падает от 28-0.3 млн. КОЕ/г в почве до 5-0.14 млн. КОЕ/г в ризоплане. Численность мицелиальных микроорганизмов еще более резко сокращается в ризоплане по сравнению с почвой: от 3 до 0 01 млн. КОЕ/г для акти-номицетов, и от 90 до 4 тыс. КОЕ/г- для микро-мицетов(Табл. 2).

Для большинства видов древесных и травянистых растений характерна противоположная (по сравнению с описанной) закономерность в распределении микроорганизмов в прикорневой зоне растений (Кравченко, 2000; Добровольская, 2002; Vessey, 2003) Как правило, плотность микробных популяций, определяемая по методу посева, выше в ризосфере и ризоплане, чем в почве (ризосферный эффект).

Бактериальные сообщества в прикорневой зоне кораллоидных корней 7 видов саговников и в почве под ними в целом были представлены 12 таксонами (рис. 7). В их число входили как грамположительные бактерии родов Bacillus, Arthrobacter, Rhodococcus, Micrococcus, Cellulomonas, Promicromonospora, Clavibacter, Streptomyces, так и грамотрицательные бактерии родов Aquaspirillum, Azotobacter, Cytophaga, Flavobacterium и порядка Myxococcales. В бактериальных комплексах почв, используемых в теплицах для выращивания саговниковых рас-

Табл. 2. Численность бактерий (I) и актиномицетов (II) прикорневой зоны апогеотропных корней саговниковых растений (метод посева - тыс. КОЕ/г)

ВИД Почва Ризосф ера Р изоплана

1 II 1 II 1 II

С. circinahs 28300 3200 19200 1400 5900 72

С. mexicana 11000 2600 7600 970 560 55

В. villosus (ВО лет) — — 1000 200 1400 140

Е. villosus (50 лет) 320 30 156 19 140 11

Рис. 6. Протопласт вегетативной клетки цианобионта в кораллоидном корне С. техкапа. Масш. отр =0,2 мкм.

Рис 7. Частота встречаемости бактерий в проанализированных образцах почвы, ризосферы и ризопланы апогеотропных корней саговниковых растений (%): 1 -Bacillus, 2 - Streptomycetes, 3 - Arthrobacter, 4 - Myxococcales, 5-Rhodococcus, 6-Cytophaga, 7 — Cellulomonas, 8 - Aquaspirullum, 9 —Azotobacter, 10 - коринеподобные

бактерии пигментированные, 11 - Flavobacterium, 12 - коринеподобные бактерии мелкие

тений, доминировали роды Bacillus (48-64%) и Arthrobacter (28%), в качестве субдоминантов (относительное обилие 20-30%) выделялись представители родов Rhodococcus (20%) и Streptomyces (18%). В структуре бактериального сообщества ризосферы и ризопланы надзем-

Табл. 3. Состав доминантов и субдоминантов ассоциативных бактерий кораллоидных корней саговников рода Cycas (относительное обилие в %)

Почва

Ризосфера

Ризоплана

Роды бактерий

Вид растения / местообитание J «¡5 О ь. тз <3 •о 1 1 о ^ 3 8 •а о 3 Sa § U е -с 3 U U о U ■§ § 3 =3 § к. •о S 3 « S ■8 о 3 8 8 I

"С 05 ОН «<

С. circinalis (Москва) 53 18 57 25 77 20

С. circinalis (СПб) 48 20 22 69 35 59

С. revoluta (Москва) 64 17 62 17 43 21

С. revoluta (СПб) 50 28 67 20 69

С. micholitzii (Москва) — — — — 86 32 25

«-» - образец не исследовали

Табл. 4. Структура комплексов микромицстов надземных апогеотропных корней саговников С тех^апа и Е. vШosus (относительное обилие); жирным шрифтом отмечены доминанты

Вид микромицета С mexicana Е vilosus

ризосфера ризоплана ризосфера ризоплана

Acremoni um camptosporum 11,0 5,5

A furcatum 1.1

A bactrocephafum 5,5

Acremonium spi 0,8 4,2

Clado^xxtum sphaerospermum 12,0 1.1

Cylindrocarpon ohdum 1,1 2,8 1.4

GHodatfum catena! atum 19,0 6,3 22,4 17,2

G roseum 2,0 10,0

G peniciltoides 2,8

Excphiala Jeanselmel 32,0 13,0 49,4 56,4

МопоаШит ф 1.4

Myceiia sterilia Dem-3 4,2

Mycelia sterilia Mon-2 3,0 3,3

Myceiia äenlla Dem-1 18,0 30,0

Nectria inventa 1.4

Peniallium atreonigrum 1.4

P hlaanum 1.4

P corylophilum 3,0

P janza/i/skii 3,0

P puberulum 7,2 7,2

P brevicompactum 7.0

P implicatum 6,0

P waksmami 5,5

Trichoderma artoviride 3,6

Fusarium oxysporum 11,0

Всего 8 13 9 11

ных АК, как и в почве, доминировали представители родов Bacillus и Arthrobacter. В качестве субдоминантов были выявлены бактерии родов Rhodococcus и Micrococcus Бактерии остальных таксонов были представлены минорными компонентами (Табл. 3).

Таксономический состав бактериальных комплексов надземных АК оранжерейных экземпляров саговниковых растений практически не отличались друг от друга, независимо от вида растения и места их произрастания (оранжерейные комплексы Москвы, СПб, открытый грунт о. Кипр). Это свидетельствовало в пользу того, что на протяжении всего периода жизни растений на их корнях сохранялись определенные бактериальные формы. Таким образом, специфической особенностью бактериального комплекса надземных кораллоидных корней саговников является доминирование бацилл и актинобактерий, т.е. форм бактерий резистентных к высушиванию. При этом актинобактерии представлены разнообразными пигментными культурами коринсподобных бактерий, значительную долю которых составляют представители родов Micrococcus и Rhodococcus.

Интересно отметить, что и в синцианозе папоротников рода Azolla с цианобактерией Апаbаепа azollae в качестве ассоциативных бактерий описаны актинобактерий родов Arthrobacter, Micrococcus и Rhodococcus, несмотря на то, что этот синцианоз приурочен к обитанию в водной среде (Carapicco et al., 1999; Lechno-Yossef, Nierzwicki-Bauer, 2002).

Показателями структуры сообществ микроскопических грибов может служить богатство выделяемых видов, различные оценки их разнообразия, сходства, представленности (встречаемости, обилия) отдельных видов. Состав микроскопических грибов ризосферы и ризопланы АК саговниковых растений, также как и ассоциативных бактерий в основном сходен. Доминирующими во всех местообитаниях у растений, выращенных в условиях различных оранжерей и открытого грунта, являлись виды: Exophialajeanselmei, Gliocladium spp., Penicillium spp., Trichodermaspp., Cladosporium spp. ,Acremonium spp., Phialophorasp. (табл. 4). Помимо этого в почваху С. mexicana неизменно доминировал вид A. wentii, у С. revoluta -E.jeanselmei. Из аэроризосферы кораллоидных корней С. circinalis в качестве доминантного вида был выделен P. daleae, а у Е. villosus (30 и 50 лет)-E.jeanselmei. Во всех изученных биотопах преобладали грибы с выраженными целлюлозо- и пектинразрушающими свойствами.

Глава 3. Комплексы ассоциативных микроорганизмов воздушных корней эпифитных орхидей

Известно, что интенсивность микотрофности орхидных в значительной степени зависит от их экологической приуроченности и условий произрастания растений (Burgeff, 1959; Татаренко, 1995). Для сравнительного исследования комплекса ассоциативных микроорганизмов орхидных растений нами были выбраны орхидеи, произрастающие в условиях влажного тропического климата (влажность 90-100%) - P. amabilis и D. phaelaenopsis - и субтропического (влажность около 60%) - A. papillosa и D. moschatum.

Поверхность воздушных корней орхидей влажного тропического климата P. amabilis и D. phaelaenopsis была практически целиком покрыта темно-зеленой массой фототрофных микроорганизмов, формирующих на поверхности своеобразный чехол-оболочку толщиной до 3 мм. Для A. papillosa и D. moschatum, выращиваемых в условиях 60% влажности и имеющих помимо

воздушных корней и субстратные корни, формирование на поверхности воздушных корней такого мощного слоя ассоциативных фототрофных микроорганизмов не было отмечено. Даже визуальный осмотр воздушных корней данных видов орхидей показал, что комплекс их ассоциативных микросимбионтов существенно различался, и доминантным компонентом чехла-оболочки корней орхидей влажного тропического климата являлись фототрофные микроорганизмы, а орхидей субтропического климата- гетеротрофные микроорганизмы.

Изучение поверхности воздушных корней P. amabilis и D. phaelaenopsis в световом микроскопе в составе плотного чехла-оболочки выявило различные нитчатые формы цианобактерий и многочисленные одноклеточные фототрофные микроорганизмы. Сканирование поверхности этих корней подтвердило данные об активном заселите аэроризосферы воздушных корней различными формами нитчатыхцианобактерий. Помимо длинных нитей цианобактерий на поверхности также встречались укороченные цепочки, некоторые клетки которых имели поры и, по-видимому, являлись гетероцистами. Как правило, нити, укороченные цепочки цианобактерий располагались между гифами грибов. Таким образом, переплетающиеся между собой грибные гифы и нитчатые формы цианобактерий формировали своеобразный каркас поверхностного ассоциативного чехла-оболочки воздушных корней эпифитных орхидей.

Таксономический состав ассоциативных цианобактерий, формирующих чехол-оболочку на поверхности воздушных корней P. amabilis и D. phalaenopsis, был наиболее разнообразен. Доминирующими родами накопительных культур воздушных корней являлись азотфиксирующие гетероцистообразующие цианобактерииродов Nostoc, Scytonema, Calothrix, а также одноклеточные цианобактерий, нитчатые безгетероцистные формы родов Spirulina, OscШatoria и ЬРР группы (цианобактерий родов Lyngbia, Plectonema, Phormidium) (табл. 5). Спектр ассоциативных цианобактерий чехла-оболочки воздушных корней P. amabilis и D. phalaenopsis был максимально разнообразен и включал различные физиолого-биохимические группы цианобактерий.

Табл. 5. Роды цианобактерии аэроризосферы воздушных корней эпифитных орхидей

влажного тропического леса Р. amabilis и Б. phalaenopsis

Вид орхидеи Субстратные корни Воздушные корни

A papulosa Nostoc, Oscillatoria, LPP Nostoc, Anabaena, Сalothrlx ■

D. moschatum Nostoc, LPP, Flscherella Nostoc

D. phalaenopsis' Nostoc, Scytonema, LPP

P. amabilis* Nostoc, Scytonema, Calothrlx, LPP, tyirutina, Oscillatoria, одколеточные цианобактерии

* - орхидеи «влажного тропического леса», на воздушных корнях которых формируется чехол-оболочка; полужирным шрифтом выделены азотфиксирующие гетероцистобразующие роды цианобактерий

Известно, что в природных экосистемах цианобактерии осуществляют многоканальные физио-лого-биохимические реакции, переходя с одного пути метаболизма на другой, способны перемещаться из фотических слоев в ризосферу и переходить на гетеротрофный образ жизни (Панкратова, 2001; Fay, Parshec, 1989). В природных сообществах «автотрофные и диазотрофные циано-бактерии - бактерии - грибы» существует сбалансированное равновесие, которое способствует расширению экологической амплитуды всех компонентов ассоциаций (Панкратова, 1987), а циа-нобакгерии в них часто играют роль организмов-эдификаторов (Заварзин, Калатилова, 2001).

Успешное прорастание семян орхидных растений in vivo возможно только в присутствии микоризообразуещего гриба. Микоризация же корней генеративно зрелых фотосинтезирую-щих растений - явление не обязательное, однако, большинство орхидей сохраняют связь с микобионтом и продолжают переваривать в клетках кортикальной паренхимы грибные гифы (Withner, 1959; Залукаева, 1990). Для корней эпифитных орхидей отмечено присутствие гриба-микоризообразователя только в субстратных корнях или той части воздушных корней, которая имеет контакт с субстратом (Залукаева, 1990; Katiyar et al., 1986).

Изучение дифференциированно окрашенных по методу Стоутона срезов воздушных корней орхидей P. amabilis и D. phalaenopsis, формирующих на поверхности толстый чехол-оболочку из ассоциативных микроорганизмов, показало, что в клетках коровой паренхимы, под слоем ве-ламена присутствуют клубки гиф микобионта или их полупереваренные остатки - пелотоны. Присутствие гриба - микоризообразователя в воздушных корнях эпифитных орхидей установлено впервые. Таким образом, чехол-оболочка на поверхности воздушных корней орхидей, образованный сложным по структуре сообществом ассоциативных микроорганизмов, является питательным субстратом для гриба - микоризообразователя и способствует колонизации им клеток коровой паренхимы эпифитных корней.

Лимитирующим фактором развития эпифитных орхидей может быть недостаточное количество связанного азота. Участие диазотрофных цианобакгерий в формировании чехла-оболочки позволило предположить, что одна из их функций в структуре описываемого сообщества ассоциативных микроорганизмов - фиксация молекулярного азота воздуха. В составе ассоциативных микроорганизмов чехла-оболочки воздушных корней P. amabilis помимо автотрофных и диазотрофных цианобактерий (Цавкелова, Лобакова, 2002), были выявлены многочисленные таксоны бактерий (Цавкелова и др., 2001; 2003). В таких сообществах цианобакгерии могут выступать, с одной стороны, в качестве диазотрофных компонентов, с другой стороны, - могут обеспечивать азотфиксирующим гетеротрофным бактериям энергитические затраты для самостоятельной азотфиксации (Панкратова, 2001).

Для изучения потенциальной азотфиксирующей активности (АФА) микроорганизмов чехла-оболочки использовали фрагменты корней P. amabilis. Установлено, что потециальная АФА фрагментов воздушных корней в среднем составляла 798.95 нмоль этилена/(ч г свежей биомассы). Эта цифра (в пересчете на нативную биомассу) наиболее корректна, поскольку остальные методы расчета (на хлорофилл, занимаемую площадь поверхности, общий белок или вес сухой биомассы) не учитывают АФА бактериальной составляющей сообщества, содержание

хлорофилла в самих корнях и неазотфиксирующих фототрофных микроорганизмов, многослой-ности чехла-оболочки и нахождение микроорганизмов в различных частях многослойного вела-мена.

Глава 4. О способности ассоциативных бактерий ризосферы и ризопланы АК саговников к синтезу пектолитических ферментов

За последнее десятилетие в микробиологической литературе накоплено множество фактов, свидетельствующих о том, что бактериальные сообщества полифункциональны и основной принцип их существования - кооперация. В ризосфере корней наиболее распространены, по-видимому, синтрофные взаимоотношения, основанные на подготовке одним организмом субстрата для другого и/или передаче факторов роста, либо удалении токсического продукта (Добровольская, 2002; Fay, Pashec, 1989). Имеются примеры синтрофного взаимодействия ассоциативных микросимбионтов корней бобовых, злаковых растений и пектин-разрушающих бактерий рода Bacillus и азотфиксирующих рода Az,ospiriUит. Показано, что пектолитические ферменты ассоциативных микроорганизмов, разрушая пектин срединных пластинок растительных клеточных стенок, вызывают его мацерацию и локальный распад тканей, обеспечивают продвижение и компартментацию микросимбионтов внутри тканей растения (Khammas, Kaiser, 1992).

Качественная оценка экзоферментативной пектолитической активности культуралыюй жидкости ассоциативных бактерий АК саговников показала, что приблизительно 50% проверенных культур обладали ПГ активностью и 50% - ГГМЭ. Только в культуральных жидкостях 7% культур не было обнаружено активности пектолитических ферментов. Большинство выделенных штаммов ассоциативных бактерий проявляли способность к синтезу обоих ферментов. Наличие ПГ было зарегистрировано у большинства представителей порядка Myxococcales, а ПМЭ - у коринеформных бактерий родов Arthrobacter, RRhodococcus, Cellulomonas и спирилл рода Aquaspirillum.

Из коллекции ассоциативных бактерий АК было отобрано 26 штаммов бактерий ризос-ферны и ризопланы, представляющих 8 таксонов, у которых в культуральных жидкостях были определены количественные показатели активности ПГ и ПМЭ.

Среди культур бактерий, выделенных с поверхности (ризосферы), перидермы и наружных слоев кортикальной паренхимы (ризопланы) АК, доминантными являлись представители родов Bacillus, Myxobacter, Arthrobacter, коринеформные бактерии (Лобакова и др., 2003). Именно у данных культур бактерий были выявлены наибольшие значения активности обоих ферментов . Для бактерий рода Arthrobacter наличие в культуралыюй жидкости активности этих ферментов описано впервые.

Большинство из выделенных культур ассоциативных бактерий кораллоидов саговниковых растений способны к синтезу обоих тестируемых ферментов ПГ и ПЭМ. Пектиназы микроорганизмов имеют различные механизмы воздействия на пектин и разную субстратную специфичность. Это создает гибкую систему воздействия на клеточную стенку растений, при

которой в зависимости от свойств и состава клеточных стенок используются те или иные формы пекгиназ. Продукты деградации пектина могут использоваться ассоциативными бактериями ризосферы и ризопланы АК в качестве источников углеводного питания (Добровольская, 2002) и энергии для ассоциативной азотфиксации (Умаров, 1986).

Учитывая, что плотность популяций ассоциативных бактерий достигает нескольких миллионов КОЕ на грамм АК (табл. 2), и что в сообществах микромицетов ризосферы и ризопланы АК преобладают грибы с выраженными целлюлозо- и пектинразрушающими свойствами, можно утверждать, что в кораллоидных корнях саговников существует потенциальный пул бактерий и грибов, способных кдеструкции клеточных стенок перидермы и паренхимной ткани корня и, следовательно, способствующих проникновению доминантного микросимбионта азотфиксирующих цианобактерий внутрь корня.

Глава 5. Комплексы растворимых фспольных соединений АК саговников

Фенольные соединения являются одними из наиболее распространенных представителей вторичного метаболизма растений, вносящих значительный вклад в формирование растительных симбиозов (Зарометов, 1993; 1996; Shirley, 1995; Overholt et al., 1996). Биохимические способности АК саговников к образованию фенольных соединений до настоящего времени не исследовались. В литературе имеется лишь одна публикация (Obukowicz et al, 1981), в которой гистохимическими методами (реакцией с хлорным железом) показано их присутствие в кораллоидных корнях в зоне локализации симбиотических цианобактерий.

Определение суммарного содержания растворимых фенольных соединений в кораллоид-

Рис. 8. Содержание фенольных соединений в кораллоидных корнях

пых корнях 7 видов саговников показало, что наибольшее накопление фенольных соединений характерно для АК С. mexicana и оно превышало таковое других видов в 3,5-8 раз. Представители родов Cycas и Encephalartos обладали более низкой и почти одинаковой способностью к образованию фенольных соединений (рис. 8).

Анализ содержания растворимых фенольных соединений в надземных и подземных корал-лоидных корнях саговников С. micholitzii (2 разных 15-летних растений) и Е. villosus (одного растения) показал, что подземные кораллоидные корни накапливают их в 1,3 -1,5 раза меньше, чем надземные (табл. 6). Однако для подземных кораллоидных корней характерно возрастание доли флаванов в комплексе растворимых фенолъпых соединений по сравнению с надземными.

Сравнительный анализ накопления фенольных соединений боковыми корнями и расположенными на нихАК показал, что у С. mexicana, С. rwnphiiи L. peroffskyanaпрекоралло-идные корни содержали лишь 15-50% от суммарного количества фенольных соединений определяемых в боковых корнях, тогда как в прекораллоидных корнях D. edule и S. eriopus их накапливалось 2-3 раза больше, чем в боковых. Цитологические исследования прекораллоидных корней выше перечисленных видов саговников показали, что в межклетниках кортикальной паренхимы прекораллоидов D. edule и S. eriopus располагаются многочисленные внутритканевые не-септированные гифы грибов, структуры типа везикул и единичные нити цианобактерий. То есть фрагменты прекораллоиных корней этих растений в момент изучения находились в процессе инфицирования ассоциативными и доминантным микросимбионтами (табл. 7).

Известно, что именно в ответ на проникновения микроорганизмов в ткани растения последние могут отвечать активацией синтеза фенольных соединений (Запрометов, 1996; Дьяков и др., 2001). Выявленный эффект возрастания количества растворимых фенольных соединений в прекораллоидных корнях D. edule и S. eriopus, содержащих гифы грибов ВА микоризы и нити цианобактерий также, по-видимому, связан с проникновением ассоциативных идоминантного микросимбионтов в ткани прекораллоидных корней. Полученные результаты согласуются с литературными данными о быстром накоплении связанных с клеточной стенкой ванилиновой и феруло-

Табл. 6. Содержание различных форм фенольных соединений в надземных и подземных кораллоидных корнях саговников С. micholitzii и Е. villosus (мг/ г свежей биомассы)

ФС - сумма растворимых фенольных соединений; ФЛ - флаваны; ФК - фенолкарбоновые кислоты

Вид растения ФС ФЛ ФК ДрпяФ ,%

C.michol¡tzi¡ (подземные) Q95dai5 Q7&A03 0,16 16

С.micholitzii (надземные) 0>62dQ,07 0,57+0,05 0,05 8

£ vilosus (подземные) Q84±a05 Q3&AG2 Q46 54

Е. vilosus (надземные) Q61áQ05 0ДМ),03 0,01 Q1

Табл. 7. Содержание растворимых фенольных соединений в боковых и прекораллоидных корнях саговников (мг / г свежей биомассы)

В ид растения ФС ФЛ Доля ФК, %

Прекораллоидные корни

С. mexicana 2,97 2,48 16

С. rumphii 1,04 0,4 6

L. peroffskyana 1,79 1,62 9

Прекораллоидные корни , инфицированные грибами ВА микоризы

О. edule 46,55 20,72 55,48

S. eriopus 1,12 0,25 77,7

Боковые корни

С. mexicana 20,23 8,79 50

С. rumphii 1,6 1,5 6

L. peroff skyana 12,37 11,02 11

D. edule 15,56 5,02 67,73

S. eriopus 0,81 0.15 81

см. обозначения в табл. 6.

вой кислот; и не связанных с ней флаванов, флавонолов и проантоцианидинов в корняхлиственни-цы на ранних стадиях формирования эктомикоризы (Weiss etal., 1997). Таким образом, неинфи-цированные прекораллоидные корни саговников содержали наименьшее количество растворимых фенольных соединений из всех проанализированных типов корней. Процесс внутритканевого инфицирования тканей прекораллоидных корней грибами ВА микоризы и цианобактериями был сопряжен с 2-3 кратным увеличением накопления в тканях фенольных соединений. При этом в ряду боковые корни - неинфицированные прекораллоидные корни - инфицированные ассоциативными микроорганизмами прекораллоидные корни - зрелые кораллоидные корни в экстрактах растворимых фенольных соединений наблюдалось возрастание доли фтаванов.

Исследование фенольного комплекса боковых корней и АК(прекораллоидпых и коралло-идных) методом одномерной тонкослойной хроматографии показало наличие в нем от 7 до 11 соединений. Во всех случаях были обнаружены флаваны - (+)-катехин, (-)-эпикатехин и проанто-цианидины, а также соединения фенилпропаноидной природы - кофейная, феруловая, n-оксибен-зойная и ванилиновая кислоты. Кроме того, в экстрактах прекораллоидных и кораллоидных корней представителей рода Cycas - С. micholitzii и С. rumphii, впервые у саговников обнаружены флавонолы.

Определение содержания растворимых фенольных соединений в АК саговников с использованием для этого экстракции материала смесью хлороформа и метанола (1:1),

предложенной Фолчем с соавт. (Folch et al., 1957) выявило присутствие двух основных групп веществ - флаванов, представленных, главным образом, (-)-эпикатехином (^.^=265 нм), ифе-нольных кислот (Я.^85 320-330 им). В отдельных случаях были обнаружены флавонолы и проан-тоцианидины, что согласуется с данными тонкослойной хроматографии.

Особенности локализации фенольных соединений в АК саговников

Важным аспектом в изучении рати фенольных соединений в жизнедеятельности растений является выяснение особенностей их локализации в тканях растений. Как свидетельствуют полученные нами данные, в ЛК саговников основными местами локализации фенольных соединений в кораллоидных корнях служили клеточные стенки клеток кортикальной паренхимы, межклетники и специализированные клетки-вместилища, которые по форме и размерам не отличались от окружающих их клеток паренхимного типа (рис. 9,10). На срезах кораллоидов клетки-вместилища обычно были расположены в кортикальной паренхиме и центральном цилиндре, а их численность зависела от функциональной зоны АК и видовой принадлежности растения. В кораллоидных корнях представителей рода Cycas одиночные клетки-вместилища были распределены хаотично между клетками паренхимы (рис. 9). В апикальной и центральной зонах корней их число было невелико и практически одинаково. В базальной же части клетки-вместилища с фенольными соединениями были расположены в паренхиме и перицикле упорядоченно в виде колец параллельно эндодерме.

В кораллоидных корнях Е. villosus, E. horridus, E.feroxи С. mexicana группы клеткок-вместилищ с фенольными соединениями выявлялись во внешнем и внутреннем слоях кортикальной паренхимы. Наибольшее их число было отмечено в клетках паренхимы, прилегающих к месту локализации симбиотических цианобактерий. Кроме того, наблюдалось формирование пограничных слоев из клеток-вместилищ, ограничивающих в кортикальной паренхиме вдоль внешней и внутренней сторон зону симбиотических цианобактерий (рис. 11). Цитохимическую реакцию на флаваны (с 1 % ванилиновой кислотой) давали также специализированные транспортные клетки растений, пронизывающие слизистое кольцо цианобактерий.

Наиболее выраженное накопление фенольных соединений характерно для базальной зоны кораллоидных корней. В этом случае реакцию на фенольные соединения и флаваны наблюдали не только в клетках-вместилищах, но также и в клеточных стенках клеток паренхимы и в межклетниках (рис. 10).

В кораллоидных корнях всех видов саговниковых растений присутствовали клетки, содержащие друзы кристаллов призматической формы. Они выявлялись в тканях АК в виде одиночных структур или небольших компактных групп. У кораллоидов Е. villosus такие клетки часто дополнительно ограничивали с двух сторон зону локализации цианобактерий, образуя сплошной моно- или бислой (рис. 12). При проведении реакции с ванилином кристаллы в клетках давали розовое окрашивание. Это позволяло отнести данные вещества к классу флаванов.

Сопоставление данных о топографии распределения в кораллоиднх корнях микросимбионтов (бактерий, грибов и цианобактерий) и клеток-вместилищ с фенольными соединениями по-

Рис. 10 Локализация фенольных Рис 9. Клетка-вместилище (реакция соединений в клеточных стенках

на флаваны с ванилиновым реактивом) кораллоидных корней С mexicana.

в кортикальной паренхиме Масш отр =5мкм

кораллоидного корня С revoluta Масш отр =2,5мкм

казало, что в растительных клетках, граничащих с зоной симбиотических цианобактерий, наблюдается повышенный синтез и накопление растворимых фенольных соединений Максимальное количество клеток-вместилищ было обнаружено в базальной зоне кораллоидных корней, где отсутствовали не только ассоциативные бактерии, но и жюнеспособные цианобактерии. В этой части АК фенольные соединения были выявлены не только практически во всех клетках кортикальной паренхимы и перицикла, а также в клеточных стенках и межклетниках Полученные данные свидетельствуют о том, что синтез и накопление фенольных соединений в АК саговников уча-

ствуют в процессе зонального распределения ассоциативных и симбиотических микроорганизмов. Проведенные нами исследования и сравнение их с литературными данными позволили предположить наличие универсального механизма регуляции со стороны растений, распространения и локализации доминантного и ассоциативных микросимбионтов во внутритканевом пространстве симбиотических структур путем синтеза и специфического накопления в инфицированных тканях фенольных соединений группы флаванов.

Глава 6. Влияние растворимых фенольных соединений

экстрактов АК саговников на рост микросимбионтов

Описанная картина топографии микросимбионтов в АК, их жизнеспособность и метаболическая активность, по-видимому, определяются различной чувствительностью симбио-тических цианобактерий, ассоциативных бактерий и грибов к синтезируемым растительными клетками и накапливающимися в их тканях фенольным соединениям.

Для выяснения этого аспекта было изучено действие фенольных соединений экстрактов АК на рост представителей следующих таксонов бактерий: родов Arthrobacter, Bacillus, Rhodococcus, Cellulomonas, Flavobacterium - Cytophaga, Clavibacter, Micrococcus, Aquaspirillum и порядка Myxococcalles. Установили, что более выраженный ингибирующий эффект на рост тест-бактерий оказывали фенольные соединения кораллоидных корней, чем преко-раллоидных. Наибольшее бактерицидное действие на рост тест-культур бактерий оказывал экстракт кораллоидных корней Е. villosus, в котором доминировали фдаваны (проантоцианидины и (-)-эпикатехин). Наиболее чувствительными к действию флаванов оказались представители гра-мотрицательных бактерий группы Flavobacterium-Cytophaga, а наиболее устойчивыми- грам-положительные бактерии родов Arthrobacter, Bacillus, Rhodococcus. Экстракты фенольных соединений прекораллоидных корней стимулировали рост некоторых доминантных штаммов бактерий, особенно рода Bacillus (табл. 8).

Проверено действие фенольных соединений экстрактов АК выделенных из 7 видов саговников, на рост 20 доминантных и субдоминантных видов грибов, изолированных из прикорневой зоны 8 видов саговников. Обнаружен плеотропный характер действия экстрактов на рост микромицетов, проявлявшийся в ингибировании, стимуляции, изменении характера роста мицелия или отсутствии влияния. Фунгистатическое действие фенольных соединений экстрактов проявлялось в отсутствии роста грибов или образовании зон роста стерильного мицелия вокруг дисков. В некоторых случаях в зоне действия фенольных соединений из С. mexicana и L peroffskyana наблюдали формирование зон интенсивного спороношения грибов. При тестировании стерильных форм микромицетов АК в присутствии фенольных соединений экстрактов АК наблюдали

Рис. 12. Клетки с кристаллами, ограничивающие зону цианобактерий в кораллоидном корне villosus

Табл. 8. Стимуляция (+) или ингибирование (-) роста бактерий доминант ризосферы и ризопланы апогеотроппых корней саговника С micholitzil фенольными соединениями**, выделенными из экстрактов кораллоидных корней С. micholitzu и Е. villosus и прекораллоидных корней С mexicana и L.peroffskyana

Бактерии ФС прекораллоидных корней ФС кораллоидных корней

L. peroffskyana C. mexicana С. micholitzii E. villosus

Ризосфера

Bacillus sp. +2 -4,5

Bacillus sp. +4 +3 -4,5

Arthrobacter sp. -2

Myxobacterium sp. -3

Myxobacterium sp. -6 -3

Ризоплана

Arthrobacter sp. +2 +3 -3 -6

Myxobacterium sp. -5 -3

Myxobacterium sp. -2 -3

Myxobacterium sp. -7 -8

Cellumonas sp.* -12 +7 -10

* штамм изолирован из кораллоидных корней C.micholitzii

• • смесь растворимых фенольных соединений, выделенных из этанолных экстрактов АК саговников

различных видов спор (конидий, хламидоспор). Полученные данные дают основание полагать, что комплексы фенольных соединений экстрактов АК саговников оказывают существенное влияние на цикл развития ряда ассоциативных грибов - то есть выступают в роли стимуляторов или ингибиторов их роста (табл. 9).

Экстракты фенольных соединений АК не оказывали воздействия на рост ассоциативных грибов-доминантов кораллоидных корней: E.jeanselmei, G. roseum, G. catenulatum, P. islandicum, Esolanl Получены данные, свидетельствующие о том, что эти грибы имеют развитые ферментативные системы, принимающие участие в метаболизме и катаболизме фенольных соединений экстрактов АК.

Известно, что в природе процесс инфицирования вновь образуемых прекоралллоидных корней происходит постоянно из популяции почвенных цианобактерий, а отдельные веточки одной грозди кораллоидных корней могут содержать разные виды цианобактерий (Costa, Lindblad, 2002). То есть внутри АК саговников отсутствует единая внутритканевая популяция симбиотических цианобактерий, обеспечивающая инфицирование вновь образуемых прскораллоидных корней. Для выяснения особенностей действия фенольных соединений АК саговников на симбиотические и свободноживущис цианобактерии были выбраны экстракты прекораллоидных корней S. eriopus

и L. peroffskyana, которые существенно различались соотношением фракций фенольных кислот и флаванов. В экстрактах АК 5". eiopus на долю фенольных кислот приходилось 81%, а у Ь. perqffskyana - 11%.

Фенольные соединения экстракта 5. епорш оказывали стимулирующее влияние на рост как свободноживущей, так и культивируемые изоляты симбиотических цианобактерий. В культурах симбиотических цианобактерийNostoc 8р. 1. С. агетаШиNostoc8р. 1. Е. аИет1еШ1 была обнаружена массовая дифференциация гормогониев (рис. 13) и их направленное движение от первичной колонии цианобактерий кдискам с фенольными соединениями экстрактов АК, и появ-

Табл. 9. Стимуляция (+) или ингибирование (-) роста микромицетов субдоминант и доминант ризосферы и ризопланы АК С. тккоШ1и растворимыми фенольными соединениями, выделенными из кораллоидных корней С т^ко^и и Е. \illosus и прекораллоидных корней С. техкапа и L. peгoffskyana

Тест-микромицет Зона подавления (-) или стимуляции (+) роста микромицетов растворимыми ФС (диаметр в мм)

L. peroffskyana D. edule С. micholitzil С. mexicana

Acremonium camptosporum -1 -1.5

Acremonium sp.

Aspergillus ochraceus +4 +4 +2 +2

Cladospo'ium sphaerospermum + 5 +3

Gliocladium roseum

G. caten

Exophiala jeanselmei

Mortierella sp. 1 -2 -4 -2 -2

Mortierella sp. 2 •3 -3

Penicilllum sp. +3 + 5

P. funiculosum -6 -2 -3

P. purpurogenum -5 -1 -2

P. islandicum

P. brevicum-compostum ♦2 -1 + 1

Phialophora cyclaminis

Phoma Cava

Fusarium sp. 1

Fusarium sp. 2

Trichoderma artoviride +2

(-) - отсутствие роста грибов или формирование зон роста стерильного мицелия вокруг дисков с экстрактами

Рис.13. Массовое формирование гормогониев в культуре Nostoc 8р. £ С. ciranalis при действии экстракта фенольных соединений S eriopus Масш. отр. = 10 мкм

Рис. 14. Внешний вид культуры Nostoc8р. £ С. акти^при действии экстракта фенольных соединений Ь peroffskyana. Масш. отр.=5 мкм

ление вокруг них зон повышенной плотности цианобактерий шириной до 5 мм. Описываемый эффект положительного влияния фенольных соединений экстракта прекораллоидных корней & епорт был более выражен у симбиотических цианобактерий.

Действие фенольных соединений экстракта АК из Ь. peroffskyana оказалось противоположным. В зоне диффузии экстракта в агар наблюдали подавление роста и изгнание цианобактерий (отрицательный таксис гормогониев) из зон, прилегающих кдиску. В случае, если цианобак-терии оказывались в непосредственном контакте с диском, происходило погружение их в толщу агара, сопровождавшееся формированием микроколоний, в основном состоящих из отдельных клеток цианобактерий, погруженных в слизистый матрикс, или кластеров (рис. 14). В кластерах клетки делились неравномерно в нескольких плоскостях, что свидетельствовало о нарушении процессов деления клеток. В культуре изолята Nostoc 8р. £ С. circinalis при воздействии комплекса фенольных соединений экстрактов АК Ьperoffskyana образовывались формы с редуцированной клеточной стенкой вегетативных клеток, которые по ультраструктурным особенностям были сходны с протопластами и сферопластами, обнаруженными нами в составе микроколоний цианобактерий в кораллоидных корнях саговников. В данных условиях не было обнаружено изменений в структуре специализированных оболочек гетероцист, однако, у большинства из них в клеточных стенках были выявлены нарушения целостности пептидогликанового слоя.

В присутствии растворимых фенольных соединений экстрактов 5 eriopus и Ь. peroffskyana как у свободноживущей, так и сим биотической цианобактерий наблюдалась гиперпродукция сли-зеподобного вещества. Можно полагать, что продукция слизи цианобионтами саговников является, в частности, механизмом защиты популяции от бактерицидного действия некоторых фенольных соединений, разнообразный спектр которых был обнаружен в кортикальной паренхиме и транспортных клетках, пронизывающих зону локализации цианобактерий, кораллоидных корней.

При культивировании свободноживущей А. variabilis и изолятов симбиотических Nostoc sp. f. С. circinalis и Nostoc sp. f. E. altensteiniiцианобактерий на жидких средах в присутствии (-)-эпикатехина(8егуа) наблюдали массовое формирование спор- акинет

- Полученные данные свидетельствуют о том, что состав ассоциативных сообществ бактерий, микромицетов и цианобактерий прекораллоидных и кораллоидных корней саговников определяется специфическим для каждого вида растений комплексом растворимых фенольных соединений.

Глава 7. Является ли бор фактором, регулирующим стабильность растительных синцианозов?

Известно, что накопление фенолов в тканях растений является одним из первых признаков дефицита бора (Школьник и др., 1974-1984; Cakmak, Roemheld, 1997). В последние годы появились отдельные публикации, так или иначе объясняющие роль бора в формировании симбиозов растений с диазотрофными бактериями - бобово-ризобиального (Bolanos et al., 1994; 1996; 2002; Bonilla et al, 1997; Redondo-Nieto et al., 2001) и актиноризного (Torrey, Callaham, 1982; Bonilla et al., 2002). Известно, что гетероцистобразующие цианобактерий, я&тяющиеся доминантным микросимбионтом растительных синцианозов, обнаруживают потребность в боре, функция которого в диазотрофных условиях состоит в стабилизации клеточных оболочек гетероцист (Bonilla et al., 1986-1996; Лобакова и др., 2000).

Так как в АК саговников цианобактерии, с одной стороны, находятся в зоне растительных клеток, накапливающих специфические фенольные соединения, существенно влияющие на процессы их клеточной дифференцировки, и, с другой стороны, могут удовлетворять свои потребности в боре, необходимого для обеспечения стабилизации структуры оболочек гетероцист, получая его только через растение, то исследовали участие бора в процессе формирования и регуляции стабильности синцианозов в целом и гетероцист у цианобионта в составе синцианозов.

Присутствие бора в среде культивирования свободноживущей цианобактерий A. variabilis и культивируемого изолята цианобионта С. circinalis при действии фенольных соединений экстрактов АК саговников S. eriopus и L. peroffskyana существенно: 1) изменяло морфологическую картину роста культур; 2) стимулировало продукцию клетками цианобактерий слизепобод-ного вещества. В присутствии бора у культивируемого изолята цианобионта С. circinalis при действии фенольных соединений экстракта AK L. peroffskyana на ультратонких срезах не были обнаружены формы с редуцированной клеточной стенкой вегетативных клеток - протопласты и сферопласты. Культура, в основном, состояла из длинных трихомов, окруженных мощными многослойными чехлами.

В модельном эксперименте со свободноживущей цианобактерией А. variabilis ATCC 29413 было установлено, что отсутствие бора в среде культивирования не влияло на процесс образования новых гетероцист в популяции клетокА. variabilis, а воздействовало только на структурную организацию их оболочек и, следовательно, метаболическую активность. Это указывало на то, что бор не вовлечен в процесс дифференциации гетероцист. В отсутствии бора в диазотрофных

Рис 15. Гетероцисты культуры A. variabilis, выращенной на безазотной среде BG-11 в присутствии бора (А, Б) и на бордефицитной среде (В, Г). А, Г—сканирующая; Б, Д—трансмиссионная электронная микроскопия. Масш. отр. = (А,В) -1 мкм; (Б, Г) -0,5 мкм

условиях роста цианобактерии А. variabilis гетероцисты изменяли форму с эллипсовидной на шаровидную и значительно, более чем в 2,5 раза, увеличивались в размерах (рис. 15). Их поверхность приобретала вид "апельсиновой корки" (рис. 15В). В структуре оболочек гетероцист наблюдали значительные деструктивные изменения всех слоев. Наиболее значимые изменения оболочек гетероцист происходили в фибриллярном и гомогенном полисахаридных слоях. Фибриллярный слой утрачивался полностью, а в гомогенном - наблюдали изменение плотности упаковки фибрилл, что приводило к его разрыхлению и увеличению толщины приблизительно в 3 раза и появлянию регулярных, расположенных на расстоянии 0,5 мкм, разрывов, достигающих 2/3 его ширины, (рис. 15В, 15Г). Нарушение структуры оболочек гетероцист сопровождалось деструкцией клеточной стенки и цитоплазмы основной их массы (рис. 15Г). Это приводило к появлению

в нитях культуры A. variabilis диплетов и триплетов последовательных гетероцист, то есть в моделыюй системе у цианобакгерий в условиях дефицита или отсутствия бора в диазотрофных условиях проявлялись изменения физиолого-морфологических, сходные с таковыми для цианобакгерий в составе симбиоза с растениями (Lindblad et al., 1985; Lindblad, Bergman, 1990; Rai zt al., 1996:2000). Полученные данные и сопоставление их с литературными позволяет предположить, что в базальной части АК саговников симбиотические цианобактерии испытывают воздействие, по крайней мере, двух факторов - фенольных соединений флаванового ряда и дефицита бора. Об этом свидетельствует: 1) изменение морфологической структуры популяции циано-бионтов - преобладание укороченных нитей, кластеров и/или одиночных клеток; 2) образование форм с редуцированной клеточной стенкой вегетативных клеток - сферопл астов и протопластов; 3) возрастание в популяции цианобактерии доли гетероцист, появление мультиплетных гетероцист и деградация их основной массы; 4) образование межклеточного слизистого матрикса.

Глава 8. Новые подходы в создании ассоциаций растений с даизотрофными бактериями

Значительное позитивное воздействие ассоциативных симбионтов в составе растительных симбиозов связывают с интенсификацией процессов инфицирования растения доминантным микросимбионтом (Кравченко, 2000; Steenhoudt, Vanderleyden, 2000;Vessey, 2003), в том числе и при формировании азотфиксируюших симбиозов. На наш взгляд, чрезвычайно перспективно использовать эту способность ассоциативных микросимбионтов при создании новых искусственных азотфиксирующих ассоциаций растений.

Наиболее эффективным способом обеспечения растений азотом является симбиотическая азотфиксация, при которой азот, фиксированный микроорганизмами без потерь, включается в состав растений. Это обусловнено специфической для каждого вида симбиоза компартментацией микросимбионтов внутри тканей растения-хозяина в специализированных метаморфизированных структурах - клубеньках. В литературе обсуждается несколько подходов, направленных на распространение симбиотической азотфиксации на несимбиотрофные виды растений. Одно из них -паранодуляция - искусственное индуцирование образования псевдоклубеньков на корнях небобовых растений под действием различных химических веществ (фитогормонов и/или литичес-ких ферментов) абиогенных агентов нодуляции (ААН) с одновременной инокуляцией этих структур азотфиксирующими микроорганизмами (Reddy et al., 1997; James et al., 1998). Действие ААН на растения возможно только в узких концентрационных пределах, что затрудняет применение их в полевых условиях. Формирование на корнях растений псевдоклубеньков при действии ААН приводит к нарушению морфологической организации корня как в зоне эпидермиса и кортикальной паренхимы, так и центрального цилиндра. Это способствует проникновению диазотрофных бактерий в межклетники не только кортикальной паренхимы корней, но и проводящих тканей, что может приводить к закупорке сосудов ксилемы и гибели растений в целом.

Нами предложено в качестве нодулирующих агентов использовать ассоциации микроорганизмов (биологические агенты нодуляции - БАН), обладающих следующими характеристика-

ми: 1) синтезировать гормоноподобные вещества и/или ферменты разрушающие клеточную стенку растений (целлюлазу, пектиназы); 2) способность специфически адсорбироваться на поверхности корней экспериментальных растений. В связи с этим в опытах могут быть использованы как природные ассоциации микроорганизмов, отвечающие этим требованиям, так и модельные лабораторные системы.

Изучены особенности инфицирования растений табака (двух штаммов сорта Самсун), паслена (двух видов), риса и их культивируемых тканей АКМ, выделенными из природных синциа-нозов (папоротниковAzollapinnata, Azollasp. и саговников Е. fexos, С. revoluta). Установлено, что при инокуляции интактных растений и черенков АКМ цианобакгерии и ассоциативные бактерии способны заселять вегетативные органы растений: корень, стебель, лист. На корнях инокули-рованных растений в местах локализации компонентов АКМ наблюдали процессы неорганизованного (каллусного) роста клеток кортикальной паренхимы и образование псевдоклубеньков (рис. 16). Установлено, что в межклеточных пространствах псевдоклубеньков в течение всего периода жизни лабораторных растений избирательно накапливались клетки активно метабол изи-рующих ассоциативных бактерий (рис. 17).

Способность АКМ, состоящих из цианобактерий и ассоциативных бактерий, к активному инфицированию различных органов растений и образованию на корнях псевдоклубеньков связана с деятельностью ассоциативных бактерий. Свободноживущая цианобактерия А. variabilis ATCC 29413, не способная к инфицированию растений пестролистного мутанта табака (Пивоварова и др., 1986), паслена черного, табака сорта Самсун и его альбиносного мутанта Р1, в модельной системе с ассоциативными бактериями из папоротника Azolla sp. и A.pinnata заселяла различные органы и ткани растений. При этом на корнях инокулированных растений наблюдали массовое формирование псевдоклубеньков (рис. 18).

Поскольку псевдоклубеньки представляют собой участки каллусного роста тканей корня, были изучены особенности взаимодействия компонентов АКМ с каллусными культурами риса,

Рис. 16. Внешний вид Рис. 17. Ассоциативная бактерия в

псевдоклубенька на корне S межклетнике псевдоклубенька растения

nigrum (масш. отр. = 100 мкм) табакаР^ (масш. отр.= 0,5 мкм)

паслена и табака в связи с возможностью разделения АКМ папоротников на составляющие компоненты - ассоциативные бактерии и симбиоти-ческие цианобактерии.

Установлен различный характер заселения цианобактериями АКМ каллусов табака двух штаммов, паслена и риса, что, возможно, обусловлено особенностями морфологического строения растительных тканей, размерами их клеток и межклеточных пространств Плотная, твердая кал-лусная культура риса практически лишена меж-М - " клетников - зон внутритканевой компартментации

' 1 * ' 1 " ' цианобактерий, в которых в смешанных модель-

ных культурах происходят максимальные ко-адап-тационные перестройки партнеров К ^ ^ ^ „ ^¿"эйй (КмгЪепеуккауа а а1., 1993; Ошеу & а1., 2002).

С другой стороны, нами обнаружен и различный характер взаимодействия АКМ с каллусными культурами табака сорта Самсун двух штаммов: дикого типа и альбиносного мутанта Р1. По внешнему виду и морфологическому строению эти каллусные культуры сходны. Однако характер взаимодействия АКМ с ними противоположен. Известно, что не только сорта и линии в пределах одного вида растений, но и штаммы культур растительных тканей и клеток, полученных из одного растения, могут существенно отличаться друг от друга (Бутенко, 1999). Таким образом, процесс инфицирования АКМ культур тканей растений зависит от морфологических и метаболических особенностей каллусных культур, то есть является не только видо-, но и штаммоспецифичес-

Рис. 18. Псевдоклубеньки на корнях растений риса

Доминантный рост ассоциативных бактерий наблюдали на поверхности всех смешанных каллусов и формируемых на корнях ююкулированных растений псевдоклубеньков только при старении. Сходный характер заселения АКМ растений риса и укорененных черенков паслена (двух видов) и табака (двух штаммов) существенно отличался от многовариантного типа взаимодействия АКМ с каллусными культурами, полученными из этих же растений. При взаимодействии АКМ из папоротника ЛгоНа sp. и А pinnata с каллусными культурами была обнаружена специфичность влияния растительной ткани на рост АКМ в целом и его компоненты в отдельности. АКМ в отсутствие растительной ткани характеризовались сбалансированным ростом. При смешанном культивировании с каллусами наблюдали разделение АКМ и селекцию его компонентов. Так, в зависимости от вида или штамма растительного каллуса, в смешанной культуре был обнаружен преимущественный рост одного из компонента АКМ или их периоди-

ким.

Схема. Различный характер роста компонентов АКМ с каллусными культурами растений

ческое развитие (схема). Различный характер роста цианобактерий и ассоциативных бактерий ЛКМ в смешанных культурах с растительными каллусными тканями (сбалансированный, периодический или доминирующий) может быть использован при разделении стабильных, многокомпонентных природных симбиотических комплексов и селекции их компонентов.

С другой стороны, возможность получения длительно пассируемых смешанных каллусов (табака и паслена с АКМ) может рассматриваться как перспективная экспериментальная модель для поддержания симбиотических свойств микросимбионтов при лабораторном культивировании.

Выявленная возможность разделения АКМ и селекция его компонентов растительными тканями может быть в дальнейшем использована при создании искусственных ассоциаций свободноживущих цианобакгерий с ассоциативными микроорганизмами, выделенными из природных симбиозов.

Создание искусственного симбиоза между растениями рапса и диазотнофными бактериями

Показана возможность создания искусственного симбиоза между растениями рапса и ассоциациями диазотрофных микроорганизмов в модельных опытах - в жидкой среде и в стерильной почве, а также в вегетационном опыте. Отработаны условия получения псевдоклу-

Табл. 10. Динамика азотфиксирующей активности ассоциации диазотрофных бактерий на корнях рапса в условиях вегетационного опыта

АФА, нмоль CjH./tr^-M)

Вариант опыта сутки роста растений

19 25 28 33

контроль 2,12±0,06 1,5310,06 1,2510,41 2,4410,07

ААН (2,4-Д) 2,5110,06 3,2910,08 3,3610,06 3,3410,08

БАН (А М из С. revoluta) 1,62±0,02 2,2410,05 3,1510,03 2,8710,06

Диазотрофная ассоциация Azotobacter sp. + Bacillus sp. 5,2310,72 5,1810,14 5,1610,08 5,3610,1

БАН + [Azotobacter sp. + Bacillus sp.] 8,9710,9 8,9511,2 10,3410,6 10,2411,46

AAH ♦ [Azotobacter sp. + Bacillus sp.] 8,3410,06 9,8111,03 9,6710,6 11,5111,0

беньков на корнях растений при действии какААН - 2,4-Д, так и БАН - ассоциации микроорганизмов АК саговников С. revoluta и E.ferox. Так как ассоциации микроорганизмов АКМ С revoluta и E.ferox, используемые в качестве БАН, прояатяли низкую АФА, экспериментальные растения дополнительно инокулировали высоко эффективной ассоциацией диазотрофных бактерий (Ковальская и др., 1997; 2001; Лобакова и др., 2000).

Показано, что в модельных и вегетационном опытах образование псевдоклубеньков на корнях экспериментах растений происходило при действии ААН только в течение первых трех недель роста растений, а придействии БАН - в течение всего периода проведения экспериментов.

Изучены особенности локализации бактерий в боковых корнях растений рапса и псевдоклубеньках, сформированных при действии ААН и БАН. В последнем случае была обнаружена компартментация бактерий не только во внутритканевых пространствах псевдоклубеньков и боковых корней, но и внутри клеток.

В вегетационном опыте максимальный уровень АФА был отмечен у рапса в фазы бутонизации и цветения растений.

Установлено, что АФА бактерий при компартментации во внутритканевом пространстве псевдоклубеньков и боковых корней в модельных опытах была примерно в 5-6 раз, а в вегетационных опытах - в 2 раза выше (табл. 10), чем при поверхностной локализации используемой ассоциации диазотрофных бактерий Azotobacter sp. + Bacillus sp. на корнях рапса. Для экспериментальных растений с псевдоклубеньками инокулированными диазотрофными микроорганизмами установлено повышение продуктивности по биомассе в среднем на 40 %.

Заключение

В современной литературе предложено рассматривать растения как центры формирования специализированных сообществ микроорганизмов (Звягинцев и др., 1993; Добровольская, 2002; Vessey, 2003). В процессе роста они непрерывно выделяют в окружающую среду различные

комбинации органических соединений (Bolton et al., 1993), которые создают специфический статус филло- и ризосфреры каждого конкретного растения и создают селективные условия для взаимодействия с окружающими микроорганизмами, занимающими ту же экологическую нишу, определяют их таксономический состав и пространственно-функциональную организацию. Популяции почвенных микроорганизмов в ризосфере растений, вступая друг с другом в сложные взаимоотношения - конкурентные или кооперативные, и заселяя различные части органов растений, формируют специфический "микросимбиоценоз" каждого растения (Проворов, 2001). При этом в пределах одного растения можно проследить ступени последовательного усложнения морфологического и функционального соподчинения ассоциативных и доминантного микросимбионтов с макросимбионтом. В составе таких симбиоценозов микросимбионтов, как правило, наблюдается пространственное разделение ассоциативных и доминантного симбионтов в специализированных экологических нишах растения-хозяина (полостях, межклетниках, клетках), в которых отсутствуют конкурентные отношения между ними.

Проведенное нами комплексное изучение таксономического состава микросимбионтов уникальных синцианозов реликтовых саговниковых растений, особенностей их пространственного распределения в симбиотических структурах АК позволяет констатировать существание специфического для данной группы растений симбиоценоза микросимбионтов, обеспечивающего эволюционное и экологическое сохранив симбиоза в целом. Известно, что в симбиозах наблюдается значительное возрастание экологической пластичности составляющих организмов. При этом стабильность монотипных растительных сообществ достигается снижением внутри-видобовой борьбы за счет взаимодействия с почвенными микроорганизмами (Douglas, 1994).

Стабильное существание симбиоза невозможно без контроля макросимбионтом численности, интенсивности метаболизма и репродуктивной активности микросимбионтов. Полученные нами результаты указывают на то, что качественный и количественный состав растворимых фенольных соединений, накапливаемых в АК саговников, а также дефицит бора в растительных тканях в местах локализации микросимбионтов регулирует взаимоотношения растений с ассоциативными и доминантным микросимбионтами и, по-видимому, оказывает влияние на их метаболизм, процессы клеточной дифференциации и жизнеспособности в направлении, благоприятном для развития растения-хозяина.

Полученные нами результаты, в совокупности c имеющимися литературными данными позволяют утверждать, что значительное позитивное воздействие ассоциативных симбионтов на развитие растения-хозяина и симбиоз в целом происходит за счет: 1) улучшения минерального питания растений, в частности, обеспечения солями фосфора, калия (Белимов и др., 1999; Kim et al., 1998; Mashalha et al., 2000), связанным азотом в результате ассоциативной азотфиксации (Умаров, 1986; Vessey, 2003); 2) интенсификации процессов инфицирования хозяинадоминантным симбионтом, в том числе за счет локальной продукции фитогормонов (цитокининов, ауксинов, гиббереллинов) в местах локализации ассоциативных микросимбионтов (Кравченко, 2000; Steenhoudt, Vanderleyden, 2000; Vessey, 2003) и/или синтеза ферментов, локально разрушающих клеточные стенки растений, обеспечивающих продвижение доминантного микросимбионта в глубь

тканей растения - хозяина; 3) защиты растения и симбиоза в целом от патогенных микроорганизмов (Воронин, 1998; Ь^епЬс^ Ы а1., 1994;Ва8Иап,Но^шт, 1997; Ь^епЬе^, 2003).

Основные выводы

1. Впервые для синцианоза саговниковых растений выявлено наличие многокомпонентных ассоциативных комплексов микросимбионтов в ризосфере и ризоплане АК. Таксономический состав бактериальных и грибных комплексов АК саговников разных видов практически не отличались друг от друга, независимо от места их роста (оранжереи ГБС, Москва, БИН им. Комарова, СПб, о. Кипр). Это свидетельствует в пользу того, что на протяжении всего периода жизни растений на их корнях сохраняются определенные формы ассоциативных микроорганизмов. Обосновано представление о том, что в процессе эволюции адаптационная амплитуда реакций саговниковых реликтовых растений, определяющая их сохранение, связана с функционированием в специализированных органах растений, эффективной симбиотической системы, включающей доминантный микросимбонт - азотфиксирующие цианобактерии и широкий спектр ассоциативных микросимбионтов - бактерий и грибов.

2. Впервые в клетках кортикальной паренхимы прекораллоидных и кораллоиных корней саговников обнаружен несептированный мицелий, везикулы и арбускулы грибов ВА микоризы. Доказано, что только азофиксирующие цианобактерии выступают в качестве доминантного внутритканевого симбионта, а бактерии и грибы, заселяющие поверхность и ризоплану АК, являются ассоциативными микросимбионтами.

3. В составе внутритканевых микроколоний цианобактерий АК саговников обнаружены формы с редуцированной клеточной стенкой вегетативных клеток и гетероцист, имеющие признаки гиперпродукции слизеподобного вещества. Это дает основание предполагать участие симбиотичес-ких цианобактерий в синтезе слизистого межклеточного матрикса специализированной зоны кораллоидных корней саговников.

4. Впервые изучено накопление и локализация растворимых фенольных соединений в АК саговников 7 родов. Этот фенольный комплекс представлен фенилпропаноидами, флаванами, флавонолами и проантоцианидинами. Количество фенольных соединений в АК не зависит от возраста изученных растений, а определяется наличием в тканях микросимбионтов. Максимальное содержание фенольных соединений характерно для базальной части кораллоидных корней, где отсутствуют жизнеспособные формы симбиотических цианобактерий.

5. Установлено наличие универсального механизма регуляции растением-хозяином распространения и локализации доминантного диазотрофного микросимбионта во внутритканевом пространстве симбиотических структур растений путем сшггеза и специфического накопления фенольных соединений группы флаванов.

6. Выделенные из ризосферы и ризопланы АК ассоциативные бактерии, симбиотические и сво-бодноживущие цианобактерии отличались по устойчивости к синтезируемым АК фенольным соединениям. Фенольные соединения саговников влияют на появлсние в популяциях цианобак-

терий форм с редуцированной клеточной стенкой (протопластов и сферопластов) и процессы клеточной дифференциации: в зависимости от качественного состава фенольных соединений экстрактов АК может происходить либо стимуляция, либо ингибирование формирование гормогони-ев и акинет

7. Показано, что фенольные вещества АК саговников выступают в роли стимуляторов или ингибиторов роста ассоциативных грибов. Доказано, что доминантные виды грибов ризосферы и ризопланы АК саговников обладают развитыми ферментативными системами, участвующими в метаболизме и катаболизме фенольных соединений.

8. Впервые для получения псевдоклубеньков на корнях несимбиотрофных видов растений использованы ассоциативные комплексы микросимбионтов, выделенные из природных синциано-зов. Основным преимуществом этого способа является получение устойчивых ассоциаций микроорганизмов с корнями испытываемых растений. Это обеспечивает: 1) независимость процесса образования псевдоклубеньков на корнях растений от концентрации веществ-индукторов; 2) устойчивость азотфиксирующих ассоциаций по отношению к аборигенной микрофлоре; 3) формирование на корнях инокулированных АКМ растений псевдоклубенъков в течение всего периода онтогенеза растения.

9. На основании анализа собственных и литературных данных выдвинута гипотеза о регулятор-ном действии бора и фенольных соединений в структурно-морфологических и физиолого-био-химичсских взаимоотношениях партнеров при внутритканевой или внутриклеточной локализации цианобионтов в синцианозах голосеменных и покрытосеменных растений. Фенольные соединения и дефицит бора являются факторами, регулирующими морфогенез симбиотических органов и структуру популяции цианобионта.

Работа поддержана фантами Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 94-04-125836,97-04483636,00-04-48708,00-15-97911; 03-04-48456, Международным научным фондом грант № 161100)

По теме диссертацим опубликовано 73 печатных работы. Основное содержание отражено в следующих публикациях:

1. Лобакова Е.С., Горелова О.А., Корженевская Т.Г. Азотфиксирующие цианобактерии как ингибиторы и стимуляторы роста растений // "Микроорганизмы - стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных": Тезисы Всесоюзной конференции. Ташкент. 1989. С.122.

2. Корженевская Т.Г., Горелова О.А., Скрипников А.Ю., Лобакова Е.С., Баулипа О.И. Взаимодействие азотфиксирующих цианобактерий с растительными клетками и тканями в искусственных синцианозах//В сб. «Молекулярные и генетические механизмы взаимодействия микроорганизмов с растениями». Пущино. 1989. С. 189-193.

3. Баулина О.И., Лобакова Е.С., Пивоварова Л.В. и др. Морфофизиологическая характеристика искусственных синцианозоав // В сб. «Молекулярные и генетические механизмы вза-

имодействия микроорганизмов с растениями». Пущино. 1989. С. 193-198.

4. Корженевская Т.Г, Лобакова Е.С., Горелова ОА., Гусев М.В. Реконструирование симбиозов на примере лишайников и синцианозов //Актуальные проблемы экспериментальной лихенологии в СССР. Тр. БИН им. B.JI. Комарова. Наука :Л. 1991. С21-ЗО.

5. KorzhenevskayaT.G., Baulina O.I., Gorelova ОА, Lobakova E.S. Butenko R.G., Gusev M.V. Artificial syncyanoses: the potential for modeling and analysis of natural symbioses // Symbiosis. 1993. V.15 P. 77 - 103.

6. Баулина О.И., Лобакова E.C., Корженевская Т.Г., Бутенко Р.Г., Гусев M.B. Ультраструктура клеток женьшеня и цианобактерии Chlorogloeopsisfritschii в ассоциации при культивировании в темноте//Вест. МГУ. Сер. Биол. 1995. №2 С. 1-16.

7. Лобакова Е.С., Дольникова Г.А., Корженевская Т.Г., Гусев М.В. Цианобактсрино-бакте-риальный комплекс микросимбионтов из папоротника Azolla в искусственных ассоциациях с каллусом и растениями табака // Тез. докл. конф. памяти акад. РАН .Кондратьевой Е.Н «Автотрофные микроорганизмы». Москва. 1996. С. 44.

8. Глаголева О.Б., Ковальская Н.Ю., Киреев И.И., Лобакова Е.С.,Умарова М.М. Паранаду-ляция рапса при инокуляции азотфиксирующими ризосферными бактериями // Микробиология. 1997. Т. 66. С. 545-552.

9. Glagoleva O.B., Kovalskaya N.U., Lobakova E.S., Umarov M.M. The potential ofextending of symbiotic nitrogen fixation to naturally non-nodulated plants // Proc. 11b Inter. Cong. Nitrogen Fixation. Paris. 1997. P. 412- 414.

10. Лобакова Е.С., Дольникова ГА., Корженевская Т.Г. Цианобионты апогеотропных корней Cycas revoluta и Encephalartos horridus//Сб. Трудов междун. Конф. «Современные проблемы альгологии и фитопатологии". М. 1998. С. 342-343.

11. Глаголева О.Б., Лобакова Е.С., Ковальская Н.Ю., Умаров М.М, Корженевская Т.Г. Морфологические особенности строения псевдоклубеньков рапса // ДАН РАН. 1998. Т. 362. №2. С. 283-285.

12. Glagoleva O.B., Kovalskaya N.U., Lobakova E.S., Umarov M.M. Endosymbiosis formation between rape roots and nitrogen-fixing bacteria // 8th Inter. Symp. On Microbial Ecology. Halifax. 1998. P. 162.

13. Дольникова ГА, Лобакова Е.С., Дубравина Г.А. Загоскина Н.Д. Корженевская Т.Г. О локализации фенольных соединений в апогеотропных корнях саговниковых растений // Тезисы 4 съезда Физиологов раст. М. 1999. С. 213-214.

14. Корженевская Т.Г., Лобакова Е.С., Дольникова ГА., Гусев М.В. Особенности топографии микросимбионтов в апогеотропных корнях саговников Cycas revoluta и Encephalartos horridus// Микробиология. 1999. Т. 68. С. 528-533.

15. Лобакова Е.С., Ковальская Н.Ю., Умаров М.М. Формирование эндофитного симбиоза между корнями рапса Brassica napus var. Napus и азотфиксирующими микроорганизмами // Тезисы 4 съезда Физиологов раст. М. 1999. Т. 2. С. 228.

16. Kovalskaya N.U., Glagoleva O.B., Lobakova E.S., Umarov M.M. Formation ofnodule-like

structures on roots of oil-sees rape under influence of biotic and abiotic agents //Abst. 9 th Inter. Con. OfBacteriology and Applied Microbiology. Sydney. 1999. P. 254.

17. Лобанова Е.С., Дольникова Г.А., Трошина Ю.В., Корженевская Т.Г Ассоциативный комплекс микросимбионтов апогеотропных корней саговника Cycas revoluta IIСб.тр. науч. конф. к 110-летию со дня рожд. проф. Е.Е.Успенского «Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов» / Москва: Диалог-МГУ. 2000. С. 55.

18. Lobakova E.S., Baulina O.I., Troshina U.V., Zagoskina N.V., Korzhenevskaya T.G. Structure of coralloid roots and the synthesis ofphenol compounds therein: a study with different cycad species // Progr. abstr. and papers ofthe Third International Congress on Symbiosis. Philipps Univer. ofMarburg. Germany, 2000. P. 122.

19. Лобанова E.C., Дольникова ГА, Варшавский А., Корженевская Т.Г Морфологическая характеристика гетероцистообразующей цианобактсрии АпаЬаепа variabilis ATCC 29413 в условиях дефицита бора // Материалы межд. науч. конф. к 75-летию со дня рожд. акад. РАН Кондратьевой Е.Н. «Автотрофные микроорганизмы». Москва: МАКС Пресс. 2000. С. 117.

20. Glagoleva O.B., Kovalskaya N.U., Lobakova E.S., Umarov M.M. Extending of symbiotic nitrogen fixation to nonlegumes: an efficient source of nitrogen for sustainable agriculture // 3 th Inter. Sym. Ofthe working Group MO "Interaction of soil minerals with components and microorganisms. Itali. 2000. P. 23.

21. Цавкелова Е.А., Чердынцева ТА., Лобанова Е.С., Коломейцева ГЛ., Нетрусов А.И. Мик-робионта поверхности корней орхидных//Микробиология. 2001. Т. 70. С. 567-573.

22. Лобанова Е.С., Баулина О.И. Морфология и ультраструктура симбиотических цианобак-терий в апогеотропных корнях саговниковых растений в период покоя // Тезисы Всероссийской конф. «Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках». СПб. 2001. С. 60-61.

23. Лобанова Е.С., Дольникова ГА., Корженевская Т.Г Особенности цианобактериально-бак-териальных комплексов микросимбионтов растительных синцианозов // Микробиология. 2001. Т. 70. С. 111 -116.

24. Лобанова Е.С., Щелманова А.Г., Корженевская Т.Г., Гусев М Б. Особенности инфицирования растений и их культивируемых тканей ассоциативными цианобактерино-бакгериаль-ными комплексами микросимбионтов //Микробиология. 2001 Т. 70. С.352-359.

25. Лобанова Е.С., Ковальская НЛО., Умаров М.М. Новые подходы в создании ассоциаций растений с диазотрофными микроорганизмами // Тезисы Всероссийской конференции «Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках». СПб. 2001. С. 60-61.

26. Lobakova E.S., Dubravina GA., Zagoskina N.V., Korzhenevskaya T.G. Soluble phenol compounds of cycads' apogeotrophic roots // Abst. of the Inter. Symp. «Plant under Environmental stress». Moscow. 2001. P. 168-169.

27. Ковальская Н.Ю., Лобанова E.C., Умаров M.M. Формирование искусственного азотфик-сирующего симбиоза у растений рапса (Brassica napus var. Napus) в нестерильной почве

//Микробиология. 2GG1. T. 7G. С. 7G1-7G8.

2 8. Korzhcnevskaya T.G., Dol' nikova GA, Sinitsyn S.V., Lobakova E.S. Model ofstuding boron-

and nitrogen-dependent stress and recovery in heterocystous cyanobacterium //Abst. ofthe Inter. Symp. «Plant under Environmental stress». Moscow. 2GG1. P. 137-138. 29. Цавкелова E.A., Лобакова Е.С. Aссоциативные сине-зеленые водоросли (цианобакгерии) эпифитных орхидей //Груды II Межд. Kонф по анатомии и морфологии растений. СПб. 2GG2. С. 4GG-4G1.

3G. Gusev M.V., Baulina O.I., Gorelova O.A., Lobakova E.S., Korzhenevskaya T.G. Artificial Cyanobacterium-Plant Symbioses // In: Cyanobacteria symbiosis / A.N. Rai, B.Bergman, U. Rasmussen (eds.). KluwerAcademic Publishers, Dortmoot. 2GG2. P. 253 - 313.

31. Лобакова Е.С., Оразова М.Х., Добровольская T.r. Структура микробных комплексов апо-геотропных корней и прикорневой зоны саговниковых растений //Микробиология. 2GG3. T. 72. С. 7G7-713.

32. Цавкелова ЕА, Лобакова Е.С, Чердынцева TA, &эломейцева Г.Л., Нетрусов A.^ Особенности локализации ассоциативных циано бактерий на корнях эпифитных орхидей // Микробиология. 2GG3. T. 72. С. 99-1G4.

33. Лобакова Е.С. Новые представления о природе симбиоза. В сб: Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков».Ярославль. 2GG3. С. 162.

34. Цавкелова ЕЛ., Лобакова Е.С, Чердынцева TA., &эломейцева ГЛ., Нетрусов A.^ Aссо-циативные циапобактерии, выделенные с корней эпифитных орхидей // Микробиология. 2GG3. T. 72. С. 1G5-11G.

35. Lobakova E.S., Korzhenevskaya T.G. Is boron a factor regulating the stability ofsyncyanoses? / Abs. 11 Int. Cong. Mol. Plant - Microbe Interac. St-P. Russia. 2GG3. P. 344.

3 6. Лобакова Е.С, Оразова М.Х., Добровольская T.r. Структура циано-бактериальных сооб-

ществ, формирующихся при деградации апогеотропных корней саговниковых растений / / Микробиология. 2GG3. T. 72. С. 714-717.

37. Оразова МХ, Семенова TA, Лобакова Е.С. Микобиота корней саговниковых растений / / в сб: Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2GG3. С. 168.

38. Лобакова Е.С. Сгруктурно-функщгональные особенности синцианоза саговниковых растений // в сб: Материалы Всерос. конф. «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль. 2GG3. С. 163.

3 9. Баулина О.И., Лобакова Е. С Гетероцисты с редуцированной клеточной стенкой в популяциях цианобионтов саговников // Микробиология. T. 72. С. 8G6-815. 4G. Баулина О.И., Лобакова Е.С. Необычные клеточные формы с гиперпродукцией экстра-целлюлярных веществ в популяциях цианобионтов саговников // Микробиология. 2GG3. T. 72. С. 792-8G5.

41. Лобакова Е.С, Оразова М.Х., Добровольская T.r. Влияние фенольных соединений саговников на рост бактерий-спутников // Tез. Докл. «VI Симпозиум по фенольным соеди-

нениям». Москва. 2004. С. 51.

42. Соловченко А.Е., Лобанова Е.С., Загоскина Н.В. Возможности спектрофотометрическо-го определения фенольных соединений в апогеотропных корнях саговниковых растений / /Тез. Докл. «VI Симпозиум по фенольным соединениям». Москва. 2004. С. 108.

43. Лобакова Е.С., Загоскина Н.В. Об образовании фенольных соединений в боковых и апогеотропных корнях саговников // Тез. Докл. «VI Симпозиум по фенольным соединениям». Москва. 2004. С. 50.

44. Горелова О. А., Лобакова Е.С., Корженевская Т.Г. Инфекционная активность изолирован-

ных из природных симбиозов цианобактсрий в отношении несимбиотрофныхрастений // Вест. МГУ. Сер. Биол. 2004. № 4.

45. Лобакова Е.С., Артамонова Е.Н. Влияние фенольных экстрактов апогеотропных корней саговников на цианобактерии // Тез. Докл. «VI Симпозиум по фенольным соединениям», 28-30 апреля. Москва. 2004. С. 49.

46. Лобакова Е.С., Дольникова ГА, Оразова М.Х. О способности бактерий ризосферы и ри-зопланы апогеотроных корней саговниковых растений к синтезу пектолитических ферментов // Вест. МГУ. Сер. Биол. 2004. № 2. С. 19-23.

47. ЛобаковаЕ.С, ДубравинаГА, ЗагоскинаНБ. Особенности образования и накопления фенольных соединений в апогеотропных корнях саговниковых растений // Физиология растений. 2004. Т.51.№4.С.541-549.

Автор выражает глубокую признательность своим учителям - профессору З.Э.Беккер, чл.-корр. РАН Р.Г. Бутенко, профессору М.В. Гусеву, профессору Т.Г. Корженевской и вед. науч. сотр. О.И. Баулиной.

Автор благодарит коллег, в соавторстве с которыми были выполнены отдельные части работы: О. А. Горелову, Т.Г. Добровольскую, М.Х. Оразову, ГА. Дольникову, Н.Ю. Ковальскую, ЕА. Цавкелову, А.Е. Соловченко, Е.Н. Артамонову, А.Г. Щелманову, О.Б. Глаголеву, ТА. Федорен-ко, R. Ehwald и Ch.Titel (Берлинский университет им. Гумбольдтов), а также весь коллектив кафедры физиологии микроорганизмов биологического факультета МГУ им. М.В Ломоносова.

Выражаю глубокую признательность сотрудникам ГБС РАН им. Цицина (г. Москва) -Колобову Е.С., Золкину С.Ю., Костюченко ЛЛ., Щелейковскому В. Л., Чикуровой Г.В., сотрудникам оранжерейного комплекса БИН им. Комарова (СПб) Н .Н. Арнаутову и Е .М. Арнаутовой - за предоставленные образцы апогеотропных корней саговников и образцы эпифитных корней тропических орхидей.

Автор выражает признательность за консультации, помощь в работе и поддержку профессору М.М. Умарову, докт. биол. наук Н.В. Загоскиной, профессору A.M. Носову, доценту А.В.Киташову, с.н.с. Е.Н.Биланенко, сн.с. О.В .Камзолкиной, доценту Г.А.Беляковой.

Издательство ООО "МАКС Пресс". Лицензия ИД № 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 14.09.2004 г. Формат 60x90 1/16.Печлист 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 980. Тел. 939-3890, 939-3891, 928-1042. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В Ломоносова.

р 16825

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Лобакова, Елена Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. РАСТЕНИЯ - ЦЕНТРЫ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СООБЩЕСТВ МИКРООРГАНИЗМОВ.

1.1. 1. ТОПОГРАФИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ НА ПОВЕРХНОСТИ И В ТКАНЯХ РАСТЕНИЙ.

1. 1.2. РОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ КОРНЕЙ В ПРОЦЕССАХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С МИКРООРГАНИЗМАМИ.

1. 2. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ.

1.2. 1 .ТИПЫ АССОЦИАТИВНЫХ ОТНОШЕНИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ С РАСТЕНИЯМИ.

1. 2. 2. АССОЦИАТИВНЫЕ PGPR - БАКТЕРИИ.

1. 2. 2. 1. МЕХАНИЗМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ АССОЦИАТИВНЫХ PGPR - БАКТЕРИЙ НА РАСТЕНИЯ.

1.2. 2 .2. РИЗОСФЕРНЫЕ СООБЩЕСТВА ДИАЗОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ.

1. 2. 2. 3. PGPR-БАКТЕРИЙ ПРОДУЦЕНТЫ РОСТОВЫХ ВЕЩЕСТВ РАСТЕНИЙ.

1. 2. 2. 4. БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ PGPR-БАКТЕРИЙ ЗА РАЗВИТИЕМ ФИТОПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ НА КОРНЯХ РАСТЕНИЙ.

1. 2. 3. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ PGPR-БАКТЕРИЙ В РИЗОСФЕРЕ РАСТЕНИЙ.

1. 3. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРОСИМБИОНТЫ - СПУТНИКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СИМБИОЗОВ.

1.3. 1. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРОСИМБИОНТЫ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА.

1. 3. 1. 1. УЧАСТИЕ АССОЦИАТИВНЫХ БАКТЕРИЙ В БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОМ СИМБИОЗЕ.

1. 3. 1. 2. АССОЦИАЦИИ ГРИБОВ ВА МИКОРИЗЫ С БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНЫМ СИМБИОЗОМ.

1. 3. 2. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ АКТИНОРИЗНЫХ СИМБИОЗОВ.

1. 3. 3. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ В ЭКТО- И ЭНДОТРОФНЫХ МИКОРИЗАХ РАСТЕНИЙ.

1. 3. 4. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ РАСТИТЕЛЬНЫХ СИНЦИАНОЗОВ

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2. 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

ГЛАВА 3. ТОПОГРАФИЯ МИКРОСИМБИОНТОВ В АПОГЕОТРОПНЫХ КОРНЯХ САГОВНИКОВ.

3. 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

3. 2. ТОПОГРАФИЯ МИКРОСИМБИОНТОВ В АК САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

3. 2. 1. СТРУКТУРЫ В А МИКОРИЗЫ В ПК И КОРАЛЛОИДНЫХ КОРНЯХ САГОВНИКОВ.

3. 2. 2. ОСОБЕННОСТИ ВНУТРИТКАНЕВОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ СИМБИОТИЧЕСКИХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В АК САГОВНИКОВ.

3. 2. 3. ФОРМЫ С РЕДУЦИРОВАННОЙ КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКОЙ СИМБИОТИЧЕСКИХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В СОСТАВЕ МИКРОПОПУЛЯЦИЙ КОРАЛЛОИДНЫХ КОРНЕЙ САГОВНИКОВ.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА АССОЦИАТИВНЫХ КОМПЛЕКСОВ МИКРООРГАНИЗМОВ АК И ПРИКОРНЕВОЙ ЗОНЫ САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

4. 1. КОМПЛЕКСЫ АССОЦИАТИВНЫХ БАКТЕРИЙ АПОГЕОТРОПНЫХ КОРНЕЙ САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

4. 2. ОСОБЕННОСТИ ТАКСОНОМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ЧИСЛЕННОСТИ БАКТЕРИАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА МИКРОСИМБИОНТОВ РИЗОСФЕРЫ И РИЗОПЛАНЫ НАДЗЕМНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ АК САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

4. 4. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ МИКРОБНЫХ КОМПЛЕКСОВ КОРАЛЛОИДНЫХ КОРНЕЙ САГОВНИКОВ РОДА CYCAS.

4. 5. МИКОБИОТА АК САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

4. 5. 1. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСА МИКРОМИЦЕТОВ САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ РОДА CYCAS.

4. 6. ОСОБЕННОСТИ АССОЦИАТИВНЫХ ЦИАНО-БАКТЕРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ МИКРОСИМБИОНТОВ РАСТИТЕЛЬНЫХ СИНЦИАНОЗОВ.

4. 6. 1. МОРФОЛОГИЯ И УЛЬТРАСТРУКТУРА КУЛЬТИВИРУЕМЫХ ЦИАНОБИОНТОВ КОРАЛЛОИДНЫХ КОРНЕЙ САГОВНИКОВ.

4. 6. 2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СИМБИОТИЧЕСКИХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ.

4. 7. АССОЦИАТИВНЫЕ БАКТЕРИИ АКМ СИНЦИАНОЗОВ ПАПОРОТНИКОВ РОДА AZOLLA.

ГЛАВА 5. КОМПЛЕКСЫ АССОЦИАТИВНЫХ МИКРОСИМБИОНТОВ ВОЗДУШНЫХ КОРНЕЙ ЭПИФИТНЫХ ОРХИДЕЙ.

5. 2. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРОСИМБИОНТЫ АЭРОРИЗОСФЕРЫ ВОЗДУШНЫХ КОРНЕЙ ЭПИФИТНЫХ ОРХИДЕЙ.

5. 3. АССОЦИАТИВНЫЕ МИКРОСИМБИОНТЫ ВЕЛАМЕНА ВОЗДУШНЫХ КОРНЕЙ

5. 4. ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ КОРНЕЙ ТРОПИЧЕСКИХ ОРХИДЕЙ.

5. 5. ОСОБЕННОСТИ КОЛОНИЗАЦИИ ГРИБОМ-МИКОРИЗООБРАЗОВАТЕЛЕМ ВОЗДУШНЫХ КОРНЕЙ ЭПИФИТНЫХ ОРХИДЕЙ.

5. 6. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ АЗОТФИКСИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕХЛА - ОБОЛОЧКИ ВОЗДУШНЫХ КОРНЕЙ P. AMAB1LIS.

ГЛАВА 6. СПОСОБНОСТЬ АССОЦИАТИВНЫХ БАКТЕРИЙ РИЗОСФЕРЫ И РИЗОПЛАНЫ АК САГОВНИКОВ К СИНТЕЗУ ПЕКТОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ.

ГЛАВА 7. КОМПЛЕКСЫ РАСТВОРИМЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АК САГОВНИКОВ.

7. 1. ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В АК САГОВНИКОВ.

7. 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПЛЕКСА ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АК САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

7. 3. ВОЗМОЖНОСТИ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В АПОГЕОТРОПНЫХ КОРНЯХ САГОВНИКОВ.

7. 4. ЦИТОХИМИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В АК САГОВНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ.

7. 5. ОСОБЕННОСТИ УЛЬТРАСТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПЛАСТИДОМА КЛЕТОК КОРТИКАЛЬНОЙ ПАРЕНХИМЫ АК САГОВНИКОВ.

ГЛАВА 8. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИМЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭКСТРАКТОВ АПОГЕОТРОПНЫХ КОРНЕЙ НА РОСТ МИКРОСИМБИОНТОВ АПОГЕОТРОПНЫХ КОРНЕЙ САГОВНИКОВ.

8. 1. ОСОБЕННОСТИ РОСТА КУЛЬТУР АССОЦИАТИВНЫХ БАКТЕРИЙ В ПРИСУТСТВИИ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОРАЛЛОИДНЫХ КОРНЕЙ САГОВНИКОВ.

8. 2. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИМЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭКСТРАКТОВ АК НА РОСТ АССОЦИАТИВНЫХ МИКРОМИЦЕТОВ.

8. 3. ЭФФЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ ЭКСТРАКТОВ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АПОГЕОТРОПНЫХ КОРНЕЙ САГОВНИКОВ НА РОСТ ЦИАНОБАКТЕРИЙ.

ГЛАВА 9. ЯВЛЯЕТСЯ ЛИ БОР РЕГУЛЯТОРНЫМ ФАКТОРОМ СТАБИЛЬНОСТИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СИНЦИАНОЗОВ? (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

9. 1. ВЛИЯНИЕ ДЕФИЦИТА БОРА НА СТРУКТУРУ И ФИЗИОЛОГИЮ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ.

9. 1. 1. РОЛЬ БОРА В СТРУКТУРЕ КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКИ РАСТЕНИЙ.

9. 1. 2. ВЛИЯНИЕ НЕДОСТАТКА БОРА НА ФИЗИОЛОГИЮ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

9. 1. 3. МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПУТИ, ВЕДУЩИЕ К НАКОПЛЕНИЮ ФЕНОЛОВ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЯХ.

9. 2. РОЛЬ БОРА В ФОРМИРОВАНИИ СИМБИОЗОВ РАСТЕНИЙ С АЗОТФИКСИРУЮЩИМИ БАКТЕРИЯМИ.

9. 2. 1. УЧАСТИЕ БОРА В ФОРМИРОВАНИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИИ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА.

9. 2. 2. УЧАСТИЕ БОРА В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ АКТИНОРИЗНОГО СИМБИОЗ А.

9. 3. ОСОБЕННОСТИ ТОПОГРАФИИ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В РАСТИТЕЛЬНЫХ СИНЦИ АНОЗ АХ.

9. 3. 1. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИАНОБИОНТОМ ПИТАТЕЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В СИНЦИАНОЗАХ.

9. 3. 2. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЦИАНОБИОНТОВ В СОСТАВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ СИНЦИАНОЗОВ.

9. 3. 2. 1. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕТЕРОЦИСТ В СИНЦИАНОЗАХ.

9. 3. 2. 2. ОСОБЕННОСТИ АЗОТФИКСИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ ЦИАНОБИОНТОВ В РАСТИТЕЛЬНЫХ СИНЦИАНОЗАХ.

9. 4. РЕГУЛЯЦИЯ БОРОМ СТРУКТУРЫ ОБОЛОЧКИ ГЕТЕРОЦИСТ У ЦИАНОБАКТЕРИИ A. VARIABILIS АТСС 29413 (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ)

9. 5. ОСОБЕННОСТИ РОСТА И УЛЬТРАСТРУКТУРЫ СВОБОДНОЖИВУЩЕЙ И СИМБИОТИЧЕСКОЙ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В ПРИСУТСТВИИ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АК САГОВНИКОВ В УСЛОВИЯХ ДЕФИЦИТА БОРА.

ГЛАВА 10. НОВЫЕ ПОДХОДЫ В СОЗДАНИИ АССОЦИАЦИЙ РАСТЕНИЙ С ДИАЗОТРОФНЫМИ БАКТЕРИЯМИ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

10. 1. КОНСТРУИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ АССОЦИАЦИЙ МЕЖДУ АЗОТФИКСИРУЮЩИМИ ЦИАНОБАКТЕРИЯМИ И НЕСИМБИОТРОФНЫМИ ВИДАМИ РАСТЕНИЙ.

10. 1. 1. ИСКУССТВЕННЫЕ АССОЦИАЦИИ СВОБОДНОЖИВУЩИХ АЗОТФИКСИРУЮЩИХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ СО ЗЛАКОВЫМИ РАСТЕНИЯМИ.

10. 1. 2. ВВЕДЕНИЕ В РИЗОСФЕРУ НЕСИМБИОТРОФНЫХ РАСТЕНИЙ ШТАММОВ СИМБИОТИЧЕСКИХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ.

10. 2. ИНДУКЦИЯ ОБРАЗОВАНИЕ НА КОРНЯХ НЕБОБОВЫХ РАСТЕНИЙ ПСЕВДОКЛУБЕНЬКОВ И КОЛОНИЗАЦИЯ ЭТИХ СТРУКТУР ДИАЗОТРОФНЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ.

10. 5. ОСОБЕННОСТИ ИНФИЦИРОВАНИЯ РАСТЕНИЙ АССОЦИАТИВНЫМИ ЦИАНО-БАКТЕРИАЛЬНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ МИКРОСИМБИОНТОВ, ИЗОЛИРОВАННЫМИ ИЗ ПРИРОДНЫХ СИНЦИАНОЗОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ).

10. 6. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ АССОЦИАТИВНЫХ БАКТЕРИЙ (БАН) ИЗ АКМ ПАПОРОТНИКОВ AZOLLA SP. И A. PINNATA.

10. 7. ОБРАЗОВАНИЕ ПСЕВДОКЛУБЕНЬКОВ НА КОРНЯХ РАПСА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ААНИБАН.

10. 7. 1. ФОРМИРОВАНИЕ ПСЕВДОКЛУБЕНЬКОВ НА КОРНЯХ ПРОРОСТКОВ РАПСА ПРИ ДЕЙСТВИИ ААН.

10. 7. 2. ОБРАЗОВАНИЕ Р-КЛУБЕНЬКОВ НА КОРНЯХ РАПСА ПОД ДЕЙСТВИЕМ БАН

10. 7. 3. ОБРАЗОВАНИЕ ПСЕВДОКЛУБЕНЬКОВ НА КОРНЯХ РАПСА ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ АГЕНТОВ НОДУЛЯЦИИ И АЗОТФИКСИРУЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ.

10. 7.4. ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПСЕВДОКЛУБЕНЬКАХ КОРНЕЙ РАПСА.

10. 7. 5. АЗОТФИКСИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ НА КОРНЯХ РАСТЕНИЙ РАПСА В МОДЕЛЬНЫХ ОПЫТАХ.

10. 7. 6. ПОЛУЧЕНИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПСЕВДОКЛУБЕНЬКОВ КОРНЕЙ РАПСА В ВЕГЕТАЦИОННЫХ ОПЫТАХ.

10. 7. 7. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПСЕВДОКЛУБЕНЬКАХ КОРНЕЙ РАПСА В ВЕГЕТАЦИОННОМ ОПЫТЕ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов"

Эволюция создала существующий мир макроорганизмов не как индивидуальные организмы, а как симбиозы с окружающим микромиром (Шаблин, 2001, Квиспел, 2002). Открытие новых групп растительных симбиозов и расширение числа видов среди таксонов растений, участвующих в образовании ранее известных, позволяет предположить, что явление симбиоза - не исключение, а скорее правило, закономерность в природе и симбиотпческие ассоциации представляют собой одну из основных форм существования жизни (Маргелис, 1983; Проворов, 2001; Douglas, 1994).

В современной литературе, понятие «симбиоз» употребляется чаще всего как синоним термина «мутуализм», что подразумевает длительный пространственный контакт между симбионтами и формирование специализированных симбиотических морфологических структур - резервуаров - клубеньков, полостей, в которых происходит размножение, накопление микросимбионтов и где они выполняют свою основную метаболическую функцию (Парийская, Клевенкская, 1979; Проворов, 1991; Douglas, 1994).

В последнее десятилетие происходит смена парадигмы симбиоза. На смену представлениям о них как о двухкомпонентных системах в результате уточнения наших знаний об этом феномене приходит понимание симбиозов как многокомпонентных систем, в которых помимо доминантного микросимбионта, существует несколько ассоциативных микросимбионтов. Высказаны предположения, что такие сопутствующие доминантному микросимбионту микроорганизмы играют значительную роль в формировании, стабильном существовании и эффективном функционировании симбиозов в целом. В силу того, что в последнее десятилетие для многих растительных симбиозов открыты новые многочисленные сопутствующие микроорганизмы, назрела необходимость в выявлении и понимании роли таких ассоциативных микроорганизмов симбионтов в функционировании симбиоза в целом.

На основании уточнений наших знаний о симбиозах уже сейчас бобово-ризобиальный симбиоз и синцианоз папоротника Azolla с цианобактерией Anabaena azollae предложено относить к трех компонентным системам: в первом случае бобовое растение - клубеньковые бактерии - грибы ВА микоризы, во-втором -папоротник рода Azolla - гетероцистообразующая цианобактерия A. azollae - бактерии рода Arthrobacter (Forni et al. 1990; Lechno-Yossef, Nierzwicki-Bauer, 2002). Изменяются взгляды на ставшие уже классическими симбиозы растений с микоризными грибами (Gazzanelli et al., 1999; Bonfante et a., 2000), актиномицетами рода Frankia (Иванушкина и др., 1994; Добровольская, 2002).

В последнее десятилетие интерес в общей микробиологии переместился от изучения чистых культур микроорганизмов к новому объекту - микробному сообществу (Заварзин, 1990; Заварзин, Колотилова, 2001). При этом дарвиновская теория эволюции путем конкуренции видов сменилась новой «анти-рыночной» парадигмой - эволюцией видов в составе сообществ (Заварзин, 1995).

Симбиозы высших растений с цианобактериями (синцианозы) в последнюю четверть века привлекают повышенный интерес исследователей, о чем свидетельствует выход в свет с интервалом всего в 12 лет двух международных коллективных монографий, посвященных симбиозам цианобактерий (Rai, 1990; Rai et al., 2000). Это связано с осознанием, с одной стороны, существенно более значительной биосферной роли синцианозов в фиксации молекулярного азота, чем считалось ранее (Carpenter, 2002; Carpenter, Forster; 2002; Osborne, Bergman, 2002). С другой стороны, с нарастающей актуальностью решения проблемы "биологического азота" путем расширения круга сельскохозяйственных растений, которые могли бы удовлетворить свою потребность в азоте за счет симбиотической азот фиксации, в том числе и цианобактерий (Hartem, 2001; Rai et al., 2000b; Rai, Bergman, 2002).

Эта группа симбиозов названа на основании известного участия в их составе в качестве доминантного азотфиксирующего симбионта цианобактерий, однако, о многочисленных сопутствующих этому симбиозу ассоциативных микроорганизмах практически ничего не известно. Среди растительных симбиозов роль ассоциативных симбионтов в синцианозах наименее изучена. Несмотря на всплеск новой волны исследований синцианозов, многие вопросы регуляции их стабильности in situ до сих пор остаются невыясненными, а их решение было бы чрезвычайно полезно и в создании искусственных азотфиксирующих симбиозов с растениями несимбиотрофных видов (Gusev et al., 2002; Rai, Bergman, 2002).

В качестве веществ, регулирующих взаимоотношения между растением и цианобактериями в синцианозах могут выступать фенольные соединения (Bergman et al., 1996; Cohen, Yamasaki, 2000; Meeks, Elhai, 2002) - наиболее распространенные в растениях «вторичные соединения», функции которых многообразны (Запрометов, 1993). Фенольные соединения часто играют роль сигнальных молекул при индукции формирования большинства растительных симбиозов с микроорганизмами (Shirley, 1996). В качестве сигнальных веществ могут выступать различные представители фенольного метаболизма - производные оксибензойных и оксикоричпых кислот, однако, чаще всего они представлены различными флавоноидами: флавонами, флавононами, флавонолами (Phillips, 1992; Запрометов, 1996). Однако до настоящего времени представления о роли этих веществ в формировании растительных симбиозов с различными группами микроорганизмов фрагментарны.

Целыо настоящей работы явилось выяснение закономерностей организации и функционирования ассоциативных комплексов микросимбионтов в природных растительных симбиозах и модельных ассоциациях с культивируемыми тканями in vitro.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. Изучение таксономического состава и структуры ассоциативных комплексов микросимбионтов (АКМ) ризосферы и ризопланы апогеотропных корней саговниковых растений, папоротников рода Azolla, корней эпифитных орхидей.

2. Исследованиее свойств ассоциативных микроорганизмов и цианобионтов АКМ саговниковых растений и папоротников рода Azolla при взаимодействии с растениями в симбиозе in vivo и модельных ассоциациях с культивируемыми тканями in vitro.

4. Изучение роли бора в стабилизации структур оболочек гетероцист у азотфиксирующих циаиобактерий в модельных ассоциациях in vitro и растительных синцианозов in vivo.

5. Изучение возможности получения искусственных ассоциаций интактных растений несимбиотрофных видов и АКМ. Разработка условий получения псевдоклубеньков (/?-клубеньков) на корнях растений табака, рапса, риса, паслена под действием АКМ, полученных из природных синцианозов.

Научная новизна. В рамках симбиологии предложено новое направление исследований ассоциативная симбиология, определяющая комплексный многокомпонентный состав участвующих в формировании симбиоза микроорганизмов с различными функциями: традиционного известного доминантного партнера, от которого зависит успех симбиоза на метаболическом уровне, и сопутствующих минорных компонентов, существующих в составе комплекса с доминантным симбионтом, ассоциированных с ним и выполняющих функции, обеспечивающие успех доминантного симбионта и симбиоза в целом.

Впервые проведено изучение структуры многокомпонентных АКМ в ризосфере и ризоплане апогеотропных корней 7 видов саговниковых растений. Доказано, что только азотфиксирующие цианобактерии являются доминантным внутритканевым микросимбионтом, а бактерии и грибы, заселяющие поверхность и ризоплану апогеотропных корней, являются ассоциативными микросимбиоитами. Обосновано представление о том, что в процессе эволюции адаптационная амплитуда реакций саговников, определяющая сохранение реликтовых растений, связана с функционированием в специализированных органах растений, апогеотропных корнях, эффективной симбиотической системы, включающей доминантный микросимбионт — азотфиксирующие цианобактерии, и широкий спектр ассоциативных бактерий и грибов.

Впервые охарактеризован комплекс растворимых фенольных соединений в боковых, прекораллоидных и кораллоидных корнях саговников. Изучены накопление и локализация растворимых фенольных соединений в апогеотропных корнях представителей 7 родов. Фенольный комплекс представлен практически одинаковым набором из 7-11 соединений, включающим фенилпропаноиды, флаваны, флавонолы и проантоцианидины. Показано, что максимальное количество фенольиых соединений накапливается в базальной части корней, где отсутствуют жизнеспособные формы цианобионтов. Установлено, что, выделенные из ризосферы и ризопланы апогеотроппых корней, ассоциативные бактерии и грибы обладают разной устойчивостью к синтезируемым кораллоидными корнями фенольным соединениям. Впервые установлены закономерности в распределении микросимбионтов в апогеотроппых корнях саговниковых растений, согласующиеся с накоплением и локализацией в них фенольных соединений. Доказано, что качественный состав фенольных соединений экстрактов апогеотроппых корней саговников влияет на процессы клеточной дифференциации цианобактерий: в модельных системах стимулирует или иигибирует дифференцировку подвижных гормогониев, акинет, появление в популяции клеток с редуцированной клеточной стенкой - сферопластов и протопластов.

Впервые для получения на корнях несимбиотрофных видов растений: рапса, табака, риса, паслена, использованы АКМ, выделенные из природных сипцианозов саговниковых растений и папоротников рода Azolla. Получены данные, свидетельствующие о том, что псевдоклубеньки являются благоприятной экопишей для развития и активного функционирования диазотрофных микроорганизмов.

Для растительных сипцианозов предложена гипотеза о регуляторном действии бора и фенольных соединений в структурно-морфологическом и физиолого-биохнмическом взаимодействии партнеров в растительных синцианозах.

Научно-практическая ценность. Полученные результаты имеют, прежде всего, теоретическое значение, расширяющее наши представления о процессах формирования, стабильном существовании растительных природных и экспериментально полученных азотфиксирующих симбиозах, регуляции метаболизма симбиотических и ассоциативных бактерий, грибов под влиянием метаболитов растений. Разработан новый подход получения стабильных ассоциаций экономически ценных несимбиотрофных видов растений с азотфиксирующими микроорганизмами. Полученные экспериментальные данные могут быть основанием для внедрения данного способа улучшения питания экологически чистым «биологическим азотом» ценных видов растений в практику сельского хозяйства.

Результаты исследований по изучению ассоциативных комплексов микросимбионтов в природных и экспериментальных растительных симбиозах (синцианозах) включены в руководства "Handbook of symbiotic cyanobacteria" (CRC Press, 1990) и "Symbiotic cyanobacteria" (Kluwer Academic Press, 2002), внедрены в задачи малого и большого практикума по физиологии микроорганизмов, летней практики по природным симбиозам биологического факультета для студентов кафедры физиологии микроорганизмов Биологического факультета МГУ и студентов Берлинского университета им. Гумбольдтов, в лекционные курсы по симбиологии, клеточной физиологии (кафедра физиологии микроорганизмов, Биологический факультет МГУ), цитологии микроорганизмов (кафедр физиологии микроорганизмов и микробиологии Биологического факультета МГУ), микробиологии (кафедра биологии почв факультета Почвоведения МГУ), используются в научной работе секции Биологии Берлинского университета им. Гумбольдтов.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Лобакова, Елена Сергеевна

выводы

1. Впервые для сннцнаноза саговниковых растений выявлено наличие многокомпонентных ассоциативных комплексов микросимбиоитов в ризосфере и ризоплане АК. Таксономический состав бактериальных и грибных комплексов практически не отличались друг от друга, независимо от места их роста (оранжереи ГБС РАН, Москва, БИН РАН им. Комарова, СПб). Это свидетельствует в пользу того, что на протяжении всего периода жизни растений на их корнях сохраняются определенные формы ассоциативных микроорганизмов. Обосновано представление о том, что в процессе эволюции адаптационная амплитуда реакций саговниковых реликтовых растений, определяющая их сохранение, связана с функционированием в специализированных органах растений, эффективной симбиотической системы, включающей доминантный микросимбионт - азотфиксирующие цианобактерии и широкий спектр ассоциативных микросимбиоитов - бактерий и грибов.

2. Впервые в клетках кортикальной паренхимы прекораллоидных и кораллоидных корней саговников обнаружен несептированный мицелий, везикулы и арбускулы грибов ВА микоризы. Доказано, что только азотфиксирующие цианобактерии выступают в качестве доминантного внутритканевого симбионта, а бактерии и грибы, заселяющие поверхность и ризоплану АК, являются ассоциативными микросимбионтами.

3. В составе внутритканевых микроколоний цианобактерий АК саговников обнаружены формы с редуцированной клеточной стенкой вегетативных клеток и гетероцист, имеющие признаки гиперпродукции слизеподобного вещества. Это дает основание предполагать участие симбиотических цианобактерий в синтезе слизистого межклеточного матрикса специализированной зоны кораллоидных корней саговников.

4. Впервые изучено накопление и локализация растворимых фенольных соединений в АК саговников 7 родов. Этот фенольный комплекс представлен фенплпропаноидами, флаванами, флавонолами и проаптоцианидинами. Количество фенольных соединений в АК не зависит от возраста изученных растений, а определяется наличием в тканях микросимбионтов. Максимальное количество фенольных соединений накапливается в базалыюй части корней, где отсутствуют жизнеспособные формы симбиотических цианобактерий.

5. Установлено наличие универсального механизма регуляции растением-хозяином распространения и локализации доминантного диазотрофного микросимбионта во внутритканевом пространстве симбиотических структур растений путем синтеза и специфического накопления фенольных соединений группы флаванов.

6. Выделенные из ризосферы и ризопланы АК ассоциативные бактерии, грибы, симбиотические и свободноживущие азотфиксирующие цианобактерии отличались по устойчивости к синтезируемым АК фенольным соединениям. Фепольные соединения саговников влияют на появление в популяциях цианобактерий форм с редуцированной клеточной стенкой (протопластов и сферопластов) и процессы клеточной дифференциации: в зависимости от качественного состава фенольных соединений экстрактов АК может происходить либо стимуляция, либо ингибирование формирование гормогониев и акинет.

7. Показано, что фенолыгые вещества АК саговников выступают в роли стимуляторов или ингибиторов роста ассоциативных грибов. Доказано, что доминантные виды грибов ризосферы и ризопланы АК саговников обладают развитыми ферментативными системами, участвующими в метаболизме и катаболизме фенольных соединений.

8. Впервые для получения на корнях несимбиотрофных видов растений использованы ассоциативные комплекса микросимбионтов, выделенные из природных сипцианозов. Основным преимуществом этого способа является получение устойчивых ассоциаций с корнями испытуемых растений. Это обеспечивает: 1) независимость процесса образования псевдоклубеньков на корнях растений от концентрации веществ-индукторов; 2) устойчивость азотфиксирующих ассоциаций по отношению к аборигенной микрофлоре; 3) формирование на корнях инокулироваиных АКМ растений псевдоклубепьков в течение всего онтогенеза растения.

9. На основании анализа собственных и литературных данных выдвинута гипотеза о регуляторном действии бора и фенольных соединений в структурно-морфологических и физиолого-биохимических взаимоотношениях партнеров при внутритканевой или внутриклеточной локализации цианобионтов в синцнанозах голосеменных и покрытосеменных растений. Фенольные соединения и дефицит бора являются факторами, регулирующими морфогенез симбиотических органов и структуру популяции цианобионта.

Заключение

Изучение межорганизменных отношений в настоящее время приобрело всеобъемлющий характер и оказывает все более заметное воздействие на развитие практически всех областей биологии. Доказано, что индуцируя крупные изменения, симбиоз определяет становление новых форм жизни, которые не могли бы возникнуть при эволюции свободноживущих организмов (Маргелис, 1983; Ahmadjian, Paracer, 1986; Douglas, 1994). В современной литературе предложено рассматривать симбиозы как надорганизменные системы, свойства которых не являются простой суммой свойств отдельных организмов, а каждый партнер в системе приобретает новые функции, которые не может осуществлять самостоятельно (Проворов, 2001; Douglas, 1994).

Как же соотносятся понятия «симбиоз» и «ассоциация», могут ли существовать «ассоциативные симбиозы»? Термин симбиоз был введен 1872 году Антоном де Бари (цит. по Ahmadjan, Paracer, 1986; Smith, Douglas, 1987). Однако до настоящего времени нет единого мнения его трактовки. А. Де Бари определил симбиоз как «совместное существование организмов, принадлежащих к разным видам» (Маргелис, 1983). Это предполагает, что к симбиозу можно отнести все виды ассоциаций, в которых партнеры или хотя бы один из них получает выгоду от взаимодействия, даже за счет нанесения вреда другому. Однако в последствии термин симбиоз стал употребляться как синоним термина «мутуализм», предполагающего взаимовыгодное существование партнеров. В некоторых источниках предложено термин симбиоз относить только к мутуалистическим облигатным ассоциациям, без формирования которых организмы не могут существовать. Однако приобретение облигатной зависимости одного организма от другого вряд ли может во всех случаях рассматриваться как получение выгоды (Smith, Douglas, 1987). С другой стороны, характер взаимодействия партнеров в ассоциациях часто меняется на протяжении жизненного цикла или с изменением условий существования (как, например, у лишайников) (Rai, 1990; Douglas, 1994).

На наш взгляд причина сложности в применении термина «симбиоз» состоит в том, что часто бывает трудно определить меру пользы или вреда, получаемой партнерами симбиоза от взаимодействия. Кроме того, практически во всех системах оценки ассоциаций включены временные параметры, характеристики специфичности и типы воздействия партнеров друг на друга (Lewis, 1983). Таким образом, в настоящее время нет единого мнения не только в отношении самого термина «симбиоз», но и четких критериев, по которым ассоциации можно было бы отнести к симбиотическим.

В современных монографиях, посвященных симбиозу и в международных журналах "Symbiosis", "Endocytobioses", в основном, приводятся примеры и исследования ассоциаций, относящихся к мутуалистическим, что подразумевает длительный пространственный контакт между симбионтами, формирование макросимбионтом специализированных морфологических структур, специфических резервуаров - клубеньков, полостей, в которых происходит размножение, накопление микросимбионтов и где они выполняют свою основную метаболическую функцию (Парийская, Клевепко, 1879; Проворов, 2001; Ahmadjain, Paracer, 1986; Douglas, 1994).

В ассоциативных симбиозах образование специализированных метаморфизированных структур отсутствует, и для определения эффективности взаимодействия ассоциативного микросимбионта с растением-хозяином, доминантным микросимбионтом и симбиозом, как специфической формой жизни в целом, должны быть определены критерии (признаки), по набору которых было бы возможно отличить ассоциативные формы микроорганизмов от нсассоциативных.

В последнее десятилетие происходит смена парадигмы симбиоза. На смену представлениям о симбиозах как о двухкомпонентных системах, приходит понимание их как многокомпонентных ассоциаций, в которых, помимо доминантного микросимбионта, существует несколько минорных симбионтов. Минорные микросибионты, часто присутствующие на всех стадиях развития растения-хозяина, играют значительную роль в формировании, стабильном существовании и продуктивности симбиоза в целом. Они, с одной стороны, не накапливаются в значимых количествах в определенных морфологических структурах макросимбионта, с другой, часто присутствуют только на определенных стадиях развития симбиоза. При этом, как правило, доминантный и минорные микросимбионты пространственно разделены и занимают разные экологические ниши макросимбионта. Присутствие минорных микросимбионтов в составе симбиоза должно быть установлено специальными исследованиями и часто это требует разработки новых экспериментальных подходов.

В современной трактовке ассоциативные системы или ассоциации предложено определять как взаимодействие между организмами, не предполагающее высоко специализированных, облигатных связей между партнерами, принадлежащими, в том числе, и к разным царствам (растения, животные, грибы, бактерии) и оказывающие положительное действие друг на друга (Лукин и др., 1987; Емцев, Чумаков, 1988). При этом временной параметр взаимодействия партнеров ассоциаций не имеет определяющего значения.

Однако ассоциативные системы складываются и в рамках отдельных мутуалистических симбиозов. В качестве макросимбионта в конкретном симбиозе и ассоциативной системе выступает один и тот же организм, а в качестве мутуалистического и ассоциативных микросимбионтов - разные организмы. В связи с этим для обозначения сложной системы организмов, участвующих в формировании конкретного многокомпонентного симбиоза, можно использовать термин «ассоциативный симбиоз».

Мы предлагаем в рамках симбиологии новое направление исследований -ассоциативную симбиологию. Это направление предполагает изучение симбиоза как многокомпонентной системы: макросимбионта и традиционного известного доминантного микросимбионта, от которых зависит успех симбиоза иа метаболическом уровне, и сопутствующих ассоциативных микросимбионтов, существующих в комплексе с доминантным микросимбионтов и выполняющих функции, обеспечивающие успех доминантного симбионта и симбиоза в целом.

В современной литературе предложено рассматривать растения как центры формирования специализированных сообществ микроорганизмов (Звягинцев и др.1993; Добровольская, 2002; Vessey, 2003). В процессе роста растения выделяют в окружающую среду различные комбинации органических соединений (Bolton, 1993), которые создают специфический статус филло- и ризосферы каждого растения и селективные условия для взаимодействия с окружающими микроорганизмами, занимающими ту же экологическую пишу, определяют их таксономический состав и пространственно-функциональную организацию. Популяции почвенных микроорганизмов в ризосфере, вступая друг с другом в сложные взаимоотношения - конкурентные или кооперативные, и заселяя различные части органов растений, формируют специфический «микросимбиоценоз» каждого растения (Проворов, 2001). При этом в пределах одного растения прослеживаются ступени последовательного усложнения морфологического и функционального соподчинения компонентов микросимбиоценоза с макросимбионтом. В составе таких симбиоценозов микросимбионтов, как правило, наблюдается пространственное разделение ассоциативных и доминантного симбионтов в специализированных экологических нишах растения-хозяина (полостях, межклетниках, клетках), в которых отсутствуют конкурентные отношения между ними.

Проведенное нами комплексное изучение таксономического состава микросимбиоптов уникальных синцианозов саговниковых реликтовых растений, особенностей их пространственного распределения в симбиотических структурах АК позволяет констатировать существование специфического для данной группы растений симбиоцепоза микроорганизмов, обеспечивающего эволюционное и экологическое сохранение симбиоза в целом. Известно, что в симбиозах наблюдается значительное возрастание экологической пластичности составляющих организмов. При этом стабильность монотипных растительных сообществ достигается снижением внутривидовой борьбы за счет взаимодействия с почвенной микрофлорой (Douglas, 1994) и формированием многокомпонентных симбиозов растений с различными группами микроорганизмов (Лобакова, 2003). Таким образом, можно сказать, что возрастание экологических возможностей организмов в симбиозе является движущей силой их формирования, а образование метаболического единства служит ключевым механизмом их взаимодействия.

Механизмы привлечения микроорганизмов к растениям, как правило, основаны на явлении хемотаксиса и аэротаксиса (Mandimba et al., 1986). В корневых выделениях растений встречаются вещества различной природы (табл. 1), многие из которых могут выступать как аттрактаиты или репелленты для бактерий, грибов и цианобактерий (Окоп, Kapulnik, 1985). Микроорганизмы движутся в сторону повышения градиента концентрации аттрактанта. Такие условия создаются в непосредственной близости от органов растений, в том числе, и слое муцнгеля корня. Для ассоциативных бактерий способность проявлять положительный хемотаксис к корневым выделениям корней установлена для бактерий родов Azotobacter, Azospirillum, Enterobacter, Pseudomonas и цианобактерий рода Nostoc.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, чтоБ„качестве^ацрактантов г ——---могут выступать фенольные соединения, синтезируемые АК саговников. Интересно отметить, что только фенольные экстракты ПК саговника S. eriopus, находящихся во время исследования в процессе инфицирования грибами ВА микоризы, вызывали формирование у цианобактерий гормогониев - специализированных структур, осуществляющих сближение с макросимбионтом. Кроме того, фенольные соединения экстрактов большинства ПК стимулировали рост бактерий-доминант ризопланы ПК и влияли на характер роста ассоциативных грибов. На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что фенольные соединения АК саговников являются веществами-апрактантами как для симбиотических цианобактерий, так и ассоциативных микроорганизмов.---------------------

Стабильное существование симбиоза——невозможно без контроля макросимбионтом численности, интенсивности метаболизма и репродуктивной активности микросимбионтов, потенциальная скорость размножения которых обычно значительно выше, чем у макросимбионта. Полученные нами результаты указывают на то, что качественный и количественный состав растворимых фенольных соединений, накапливаемых в АК саговников, а также дефицит бора в растительных тканях в местах локализации микросимбионтов регулируют взаимоотношения растений с ассоциативными и доминантным микросимбионтами. Процессы регуляции проявляются в изменении метаболизма, программы клеточной дифференцировки и жизнеспособности микросимбионтов в направлении, благоприятном для развития растения-хозяина.

Синтез фенольных соединений является одной из первых неспецифических ответных реакций растительных клеток па стрессовое состояние (Запрометов, 1993; 1996). Стресс может быть вызван действием как абиотических (УФ излучение, действие низких температур, повышенные дозы тяжелых металлов, недостаток минерального питания, в том числе дефицит азота и бора), так и биотических (установление симбиотических отношений, патогенез) факторов (Дьяков и др., 2001). Однако на следующем этапе в растении начинается синтез специфических фенольных соединений. Недостаток связанного азота в питании растений индуцирует синтез специфических фенольных соединений - флаваноидов, являющихся сигнальными молекулами дистантного взаимодействия со специфическими группами прокариотных организмов (Запрометов, 1993; 1996). В наших экспериментах фенольные соединения экстрактов АК S. eriopus, которые в момент выделения экстрактов находились в процессе инфицирования грибами ВА микоризы и цианобактериями, стимулировали: 1) образование гормогониев у культивируемого изолята симбиотической цианобактерии; 2) рост свободноживущей цианобактерии 3) рост некоторых таксонов бактерий-доминант АК; 4) изменение характера роста ассоциативных грибов (схема).

Установлено, что в симбиозах: бобово-ризобиалыюм, актиноризном, эндо- и экзомикоризах качественный состав фенольных соединений боковых корней и симбиотических структурах, образованных на них (клубеньках, АК, видоизмененных микоризованных корнях) существенно различался. Во всех случаях в инфицированных доминантными микросимбионтами структурах растений наблюдалось накопление растворимых фенольных соединений группы флаванов (катехииов и проаптоциаиидинов) (Полякова и др., 1995; Лобакова и др., 2004; Douds et al., 1996; Weiss et al., 1997; Laplaze et al., 1999).

Флаваны, представляющие собой наиболее восстановленную форму флаваноидов, способны быстро окисляться на воздухе и переходить в хинонные формы, высоко токсичные для клетки. Такие вещества по структуре и свойствам сходны с антибиотиками, обладающими бактерицидными свойствами (Зарпометов, 1993). Нами показано, что фенольные соединения экстрактов кораллоидных корней, преимущественно состоящие из флаванов, вызывали подавление роста доминантного и ассоциативных микросимбионтов саговников.

В популяциях клеток изолята доминантного микросимбионта АК -цианобактерий, в присутствии фенольных соединений наблюдали образование акинет и форм с редуцированной клеточной стенкой - протопластов и сферопластов. В микропопуляциях цианобионтов в кораллоидных корнях 5 видов саговников были обнаружены акипеты (Grilli-Caiola, 1980; Joubert et al., 1989). Предполагают, что акипеты обеспечивают сохранение жизнеспособности доминантного микросимбионта как в составе симбиоза, так и вне растения-хозяина, так как основная доля клеток в популяции микросимбионта в базальной части АК представлена деградирующими клетками цианобионта (Grilli-Caiola, 1975а; 1975b; 1980а).

Симбиоз саговниковых растений с азотфнксирующими цианобактериями является факультативным. Симбиотические цианобактерии часть жизненного цикла проводят in planta внутри тканей растения-хозяина, а часть - ex planta в почве. Процесс инфицирования АК в онтогенезе растений происходит постоянно, так как внутри корней не существует единого внутритканевого пула цианобионтов, обеспечивающего инфицирование вновь образуемых ПК в процессе роста растений.

Инфицирование ПК происходит по мере их формирования гормогониями цианобактерий из популяций потенциальных симбионтов, сохраняющихся в почве. Известно, что цианобактерии являются обязательным компонентом сообщества почвенных микроорганизмов и активно участвуют в почвообразовательном процессе (Андреюк и др., 1990; Громов, 1998). В силу того, что цианобактерии являются фототрофными микроорганизмами, то максимальная их численность ех planta наблюдается на поверхности почвы, с потенциальной способностью давать вспышки размножения па ее поверхности (Громов, 1998). Интересно отметить, что массовое развитие цианобактерий происходит в тех местах, где ослаблена межвидовая конкуренция - примитивных почвах, аллювиальных песках, скальных породах. (Андреюк и др., 1990). Таким образом, экологические пиши массового развития цианобактерий совпадают с ареалами распространения современных саговниковых растений (Грушвицкий, Чавчавадзе, 1978; Козубов, Муратова, 1986; Тарбаева, 1995).

До настоящего времени неизвестно, как симбиотические цианобактерии проникают в глубь тканей АК саговников. В наших исследованиях показано, что как ПК, так и кораллоидные корни некоторых видов саговников содержали структуры ВА микоризы. Кроме того, было обнаружено, что гормогонии цианобактерий продвигаются в тканях корпя одновременно с гифами гриба ВА микоризы. Таким образом, можно предположить, что для проникновения в глубь корня, цианобактерии используют каналы в тканях корня проделанные грибами ВА микоризы. С другой стороны, нельзя исключить участие в процессе инфицирования ассоциативных бактерий и грибов, которые заселяют поверхность и перидерму АК и также могут осуществлять деструкцию части растительных клеток тем самым, обеспечивая продвижение цианобактерий в ткани АК.

АК саговников погружаются в почву, то есть приобретают положительный геотропизм, только после инфицирования доминантным симбионтом. Одна из функций ассоциативных микроорганизмов - бактерий и грибов в актипоризном симбиозе - деструкция многолетних симбиотических структур клубеньков и высвобождение пропагул актиномицета Frankia, для поддержания инфекционного пула микросимбионта в почве (Иванушкина и др., 1994).

В ризосфере и ризоплане АК саговников содержатся многочисленные популяции ассоциативных микроорганизмов, принадлежащих к разным таксономическим группам, обладающие мощными гидролитическими системами и обеспечивающие деструкцию клеточных стенок растений. Таким образом, ассоциативный комплекс микросимбионтов подземных АК саговниковых растений, по-видимому, участвует в высвобождении доминантного микросимбионта из тканей АК при их деструкции и обеспечивает выживание популяции доминантного микросимбионта в природе вне растения-хозяина (Лобакова и др., 2003).

В последние годы появились публикации, объясняющие участие бора в формировании симбиозов растений с диазотрофными бактериями сем. Rhizobiaceae (Bolanos et al., 1994; 1996; 2002; Bonilla et al., 1997; Redondo-Neito et al., 2001) и рода Frankia (Torrey, Callaham, 1982; Bonilla et al., 2002). Среди цианобактерий симбиозы с растениями формируют только гетероцистообразующие виды, преимущественно рода Nostoc (Rai et al., 2002). Установлено, что гетероцистобразующие цианобактерии также обнаруживают потребность в боре, функция которого в диазотрофиых условиях состоит в стабилизации клеточных оболочек гетероцист, обеспечивая, таким образом, защиту нитрогеназы от кислорода (Bonilla et al., 19861996; Лобакова и др., 2000).

Культивирование изолятов симбиотических цианобактерий на среде, содержащей фенольные соединения АК в присутствии бора, изменяло морфологическую картину популяций клеток и существенно влияло на количество продуцируемой цианобактериями слизи и характер ее распределения. В присутствии бора у цианобактерий не наблюдали массового образования форм с редуцированной клеточной стенкой и слизистого матрикса.

Децифит азота N растение

Синтез фенолов -■Накопление фенольных соединений х J

Биотический сигнал цианобактерии

Индукция дифференцировки гормогониев

Заселение цианобактериями меристематических структур растения

Признаки дефицита бора в синцианозах у макро- и микросимбионта

Симйиоз

Растение Быстрое угасание меристем ати ческой активности растительных клеток

Повреждение клеточных стенок клеток в зоне мернстрм

Деструкция части клеток и формирование межклетни

Нарушение синтеза лигнина

Усиление синтеза и накопление фенольных соединений

Цианобионт

Укорочение цепочек

Отсутствие гормогониев Нарушение клеточных w делений

-— Истощение внутренних ресурсов азота (фикобилиновых пигментов цианофициновых гранул) -—Появление ди-и мультиплетных гетероцист —Деградация гетероцист и вегетативных клеток — Дифференцировка акинет

У макро- и микросимбионта в составе сиициаиоза присутствуют признаки дефицита бора

Рис. 76. Влияние дефицита азота и бора на формирование и жизнеспособность синцианозов

Однако вокруг клеток происходило образование сложно структурированных мощных слизистых чехлов.

В присутствии фенольных соединений экстрактов АК саговников у цианобактерий на среде с бором не было отмечено изменений в структуре оболочки гетероцист.

Таким образом, использование фенольных соединений экстрактов АК, существенно различающихся качественным составом фенольных фракций, в условиях дефицита бора оказывало специфическое воздействие на характер роста культур симбиотических и свободноживущей цианобактерий. В отсутствие бора в среде культивировании в течение одного пассажа лабораторных условиях удалось получить морфологические изменения культуры симбиотической цианобактерии аналогичные изменениям цианобионтов в составе симбиоза с саговниками в АК.

Полученные данные и сопоставление их с литературными позволяют предположить, что в базальпой части АК саговников цианобионты испытывают воздействие, по крайней мере, двух факторов - фенольных соединений группы флаванов и дефицита бора. Об этом свидетельствует: 1) изменение морфологической структуры популяции цианобионтов - образование кластеров и/или одиночных клеток погруженных в слизь; 2) формирование клеток с редуцированной клеточной стенкой - сферопластов и протопластов; 3) появление мультиплетиых гетероцист и деградация их основной доли; 4) образование межклеточного слизистого матрикса; 5) формирование мощных слизистых чехлов.

Полученные нами результаты в совокупности с имеющимися литературными данными позволяют утверждать, что значительное позитивное воздействие ассоциативных симбионтов на развитие растения-хозяина и симбиоз в целом, в том числе и на симбиоз реликтовых саговниковых растений происходит за счет: 1) улучшения минерального питания растений, в частности, обеспечения солями фосфора, калия (Белимов и др., 1999; Kim et al., 1998; Mashalha et al., 2000), связанным азотом в результате ассоциативной азотфиксации (Умаров, 1986; Vessey, 2003); 2) интенсификации процессов инфицирования хозяина доминантным симбионтом за счет локальной продукции фитогормопов (цитокининов, ауксинов, гиббереллипов) в местах локализации ассоциативных микросимбионтов (Кравченко, 2000; Steenhoudt, Vanderleyde, 2000) и/или синтеза ферментов, локально разрушающих клеточные стенки растений, обеспечивающих продвижение доминантного микросимбионта в глубь тканей растения-хозяина; 3) высвобождения спор доминантного симбионта из многолетних симбиотических структур растения-хозяина, что обеспечивает поддержание в почве пула потенциальных микросимбиоитов в факультативных симбиозах; 4) защиты растения и симбиоза в целом от патогенных микроорганизмов (Воронин, 1998; Lugtenberg et al., 1991; Bashan, Holgium, 1998).

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Лобакова, Елена Сергеевна, Москва

1. Абышева Л.Н., Волынец А.П., Школьник МЛ., Пальченко Л.А. Фенолкарбоиовые кислоты в цветках люцерны в зависимости от обеспеченности растений бором // IV Всесоюз. Симп. по фенольпым соединениям / Ташкент. 1982. С. 5-6.

2. Абышева Л.Н., Школьник М.Я. Флавополы у люцерны в зависимости от обеспеченности растений бором // IV Всесоюз. Симп. по фенольным соединениям / Ташкент. 1982. С. 6-7.

3. Андреева И.Н., Мандхан К., Редькина Т.В. Влияние Azospirillum brasilense на формирование и активность симбиотической азотфиксации в клубеньках сои // VIII конференция по споровым растениям средней Азии и Казахстана. ФашТашкент. 1989. С. 37.

4. Андреюк Е.И., Коптева Ж.П., Занина В.В. Цианобактерии. Киев: Наукова Думка. 1990. 199 с.

5. Антонюк Л.П. Регуляция метаболизма бактерии Azospirillum brasilense SP245: Особенности азотного обмена и влияние лектииа пшеницы (агглютинина зародышей пшеницы). Ав-т дисс. на.д. б. н. М. 2002.47 с.

6. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: МГУ. 2-еизд.1989. 336 с.

7. Байтулин. Строение и работа корневой системы растений. Алма-Ата: Наука. 1987.309 С.

8. Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г., Джалилова Х.Х., Ильина Г.М., Чубатова Н.В. Основы микротехнических исследований в ботанике. Справочное руководство. М.: Изд. каф. высш. раст. биол. ф-та МГУ. 2000. 127 с.

9. Баулина О.И., Агафадорова М.Н., Корженевская Т.Г., Гусев М.В., Бутенко Р.Г. Цианобактерии в искусственно созданной ассоциации с каллусной тканью табака // Микробиологии. 1984. Т. 53. С. 997-1001.

10. Баулина О.И., Горелова О.А., Корженевская Т.Г. Организация поверхностных структур клеток в зонах локализации цианобактерий в тканях люцерны // III Всесоюзн. Конф. «Биосинтез целлюлозы и других компонентов клеточной стенки» /Казань. 1990. С. 5.

11. Баулина О.И., Лобакова Е.С. Необычные клеточные формы с гиперпродукцией экстрацеллюлярных веществ в популяциях цианобионтов саговников // Микробиология. 2003а. Т. 72. С. 792-805.

12. Баулина О.И., Лобакова Е.С. Гетероцисты с редуцированной клеточной стенкой в популяциях цианобионтов саговников//Микробиология. 20036. Т. 72. С. 806-815.

13. Белимов А.А., Кожемяков А.П. Смешанные культуры азотфиксирующих бактерий и перспективы их использования в земледелии // Сельскохоз. Биол. 1992. №.5. С. 77-87.

14. Белимов А.А., Поставская С.М., Хамова О.Ф. и др. Приживаемость и эффективность корневых диазотрофов при инокуляции ячменя в зависимости от температуры и влажности почвы //Микробиология. 1994. Т. 63. С. 900-908.

15. Белимов А.А., Кунакова А.М, Груздева Е.В. Влияние рН почвы на взаимодействие ассоциативных бактерий с ячменем // Микробиология. 1998. Т. 67. С. 561-568.

16. Белимов А.А., Иванчиков А.Ю., Юдкин Л.В. и др. Характеристика и интродукция новых штаммов ассоциативных ростостимулирующих бактерий, доминирующих в ризоплане проростков ячменя // Микробиология. 1999а. Т. 68. С. 392-397.

17. Белимов А.А., Серебренников Н.В., Степанок В.В. Взаимодействие ассоциативных бактерий и эндомикоризного гриба с ячменем при совместной инокуляции //Микробиология. 19996. Т. 68. С. 122-126.

18. Бигон М., Харпер Дж.,Таунсенд К. Экология особи, популяции, сообщества. 1989. М.: Мир. 667 с.

19. Благовещенская E.IO. Выделение эндофитных грибов из семян овсяницы луговой // Материалы VIII Молод. Копф. Ботаников в СПб. 2004. С. 58.

20. Благовещенский А.В., Александрова Е.Г. Биохимические основы филогении высших растений. 1974. М.: Наука. 98 с.

21. Борисов А.Ю., Бармичева Е.М., Зубкова J1.A. и др. Гетеническая система гороха (Pisum sativum) контролирующая развитие азотфиксирующих клубеньков и арбускулярной микориза // Соверменная микология в России / I съезд микологов России. М. 2002. С. 175.

22. Воронин A.M. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений // Соросов. Обр. Ж. Биология.1998. № С. 25-31.

23. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. М.: ФБК-Пресс. 1999. 159 С.

24. Васюк Л.Ф. Азотфиксирующие микроорганизмы на корнях пебобовых растений и их практическое использование // Биологический азот в сельском хозяйстве / Ред. Е.Н.Мишустин. 1989. М.: Наука. С. 88-98.

25. Васюкова Н.И., Герасимова Н.Г., Озерецковская O.J1. Роль салициловой кислоты в болезнеустойчивости растений // Приклад. Биох. Микробиол. 1999. Т.35. С. 557-563.

26. Волкогон В.В., Хальчинский А.Е., Миняйло В.Г. и др. Азотфиксирующие микроорганизмы корневой зоны райграса и костреца // Микробиол. Ж. 1991. Т. 53. № 6. С. 3-10.

27. Волкогон В.В., Мамчур А.Е., Лемешко С.В., Миняйло В.Г. Азоспириллы -эндофиты семян злаковых растений // Микробиол. Ж. 1995а. Т. 57. №. 1. С 14-19.

28. Волкогон В.В., Миняйло В.Г., Лемешко С.В, Онищенко Л.И. Специфичность взаимодействия бактерий рода Azospirillum со злаковыми травами // Микробиол. Ж. 19956. Т. 57. №.3. С 9-15.

29. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А. и др. Определитель актиномицетов. М: Изд-во «Наука».1983. 248 с.

30. Глаголева О.Б., Умаров М.М., Злотников А.К. Нитрогеназная активность ризосферных диазотрофных бактерий в чистых и смешанных культурах // Микробиология. 1994. Т. 63. С. 221-226.

31. Гладкова В.Н. Порядок орхидные (Orchidales). Жизнь растений. М.: Просвещение. 1982. Т.6. С. 248-275.

32. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир. 2002. С. 306-330.

33. Гоготов И.Н. Перспективы использования азотфиксирующих фототрофных бактерий в биотехнологии // Фототрофные микроорганизмы. Пущино. 1988. С.95-107.

34. Горбунова Н.П. О взаимоотношениях гриба и высшего растения // Усп. Совр. Биол. 1956. Т. 42. №. 2. С 160-174.

35. Горбунова Н.П. О взаимоотношении гриба и высшего растения в эндотрофных микоризах везикулярного типа // Бюл. ГБС АН СССР. 1957. Т. 29. С. 38-48.

36. Горелова О.А., Лобакова Е.С., Лук К. и др. Цианобактерии рода Nostoc в искусственных ассоциациях с каллусом и растениями риса // YIII конференция по споровым растениям средней Азии и Казахстана. Ташкент: Фап. 1989. С.51.

37. Горелова О.А., Баулина О.И., Корженевская Т.Г. Ультраструктура цианобактерий, развивающихся в листьях люцерны // Тез. IV Респ. Конф. По электронной микроскопии. Кишинев. С. 50-51.

38. Горелова О.А., Баулина О.И., Щелманова А.Г. и др. Гетероморфизм цианобактерии Nostoc sp. микросимбионта мха Blasia pusilla II Микробиолоия. 1996. Т. 65. С. 824-832.

39. Громов Б.В. Цианобактерии в биосфере // Сорос. Общ. Ж. 1996. №9. 33-39.

40. Громова Б.Ю., Гусева Н.Н., Лантос Б.С., Пемчук К.С. 1976. Биохимические методы изучения иммунитета сельскохозяйственных растений с грибными болезнями // Мат-лы исследования патологических изменений растений. М. С. 3 32.

41. Грушвицкий И.В., Чавчавадзе Е.С. Класс саговниковые или цикадопсиды (Cycadopsida). Жизнь растений. М. Просвещение. Т. 4. 1978. С. 268-295.

42. Гусев М.В., Никитина К.А. Цианобактерии. М.: Наука. 1979. 288 с.

43. Дарт П., Дейл Д. Несимбиотическая азотфиксация в почве // Почвенная Микробиол. М.: Колос. 1979. 316 с.

44. Дашкевич НЛО., Дашкевич B.C., Ашмарин Л.Ф., Шушаро А.И. Биопрепараты бизар плюс (аналог ризоплана, план-риза) // Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках / Всерос. Конф. 2001. СПб. С. 87.

45. Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н., Лысак Л.В. Методы выделения и идентификации почвенных бактерий. М. 1989. 71с.

46. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: Наука. 2002. 282 с.

47. Дурмишидзе Н.В., Мачавариани М.З. Влияние пирокатехина на рост и развитие азотобактера // III Всесоюз. Симп. по фенольным соединениям / Тбилиси. 1976. С. 1819.

48. Дьяков Ю.Т. Грибы и их значение в жизни природы и человека // Сорос. Обр. Ж. 1997. №3. С. 38-45.

49. Дьяков Ю.Т., Озерецковская О.Л., Джавахия В.Г., Багирова С.Ф. Общая и молекулярная фитопатология. М.: Об-во Фитоплатологов. 2001. 301 с.

50. Егоров Н.С., Баранова Н.А. Биологически активные вещества грамотрицательных бактерий // Микроорганизмы стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных / Всесозн. Конф. Ташкепт:Фан. 1989. С. 72.

51. Егоров Н. С., Ландау Н. С. Биосинтез биологически активных соединений смешанными культурами микроорганизмов // Прикл. биохим. и микробиол. 1982. Т. 18. С. 835-849.

52. Емцев В.Т. Ассоциативный симбиоз почвенных диазотрофиых бактерий и овощных культур // Почвоведение. 1994. № 4. С. 74-84.

53. Емцев В.Т., Чумаков М.И. Критерий ассоциативности для бактерий, находящихся в диазотрофном биоценозе с небобовыми растениями // Микробиол. Ж. 1988. Т. 50. №.3. С. 93-101.

54. Емцев В.Т., Чумаков М.И, Брук М.Х. Об ассоциативном симбиозе Clostridium с высшими растениями // Биологический азот в сельском хозяйстве / Ред. Е.Н. Мишустин. М.: Наука. 1989. С. 124-131.

55. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология // 4-е изд., перераб. и доп. М.: Колос. 1993. 372 с.

56. Завалина А.А. Роль ассоциативных бактерий в оптимизации минерального питания и повышении продуктивности сельскохозяйственных культур // Сельскохоз. Микробиол. в XIX-XXI веках / Всерос. Конф. СПб. 2001. С. 53-54.

57. Заварзин Г.А. Протеобактерии: экологический принцип в систематике прокариот //. Природа. 1990. № 5. С. 8-17.

58. Заварзин Г.А. Апти-рынок в природе // Природа. 1995. № 3. С. 46-60.

59. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию М.: Университет, книжный дом. 2001. 255 с.

60. Загоскина Н.В., Дубравина Г.А., Запрометов М.Н. Особенности формирования хлоропластов и накопления фенольных соединений в фотомиксотрофных каллусных культурах чайного растения // Физиол. Раст. 2000. Т.47. С. 537-543.

61. Загоскина Н.В., Дубравина Г.А., Алявина А.К., Гончарук Е.А. Влияние ультрафиолетовой (УФ-Б) радиации на образование и локализацию фенольных соединений в каллусных культурах чайного растения // Физиол. Раст. 2003. Т. 50. С. 302-308.

62. Залукаева Г.Л. О микоризах тропических и субтропических орхидей в оранжерейной культуре // Бюл. МОИП. Отд. Биол. 1990. Т. 95. №. 3. 111-117.

63. Запрометов М.Н. Фенольные соединения и методы их исследования // Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука. 1971. С. 185-197.

64. Запрометов М.Н. Фенольные соединения. М.: Наука. 1993. 270 с.

65. Запрометов М.Н. 1996. Фенольные соединения и их роль в жизни растений. LVI Тимирязевское чтение. М.:Наука. 1996. 44 с.

66. Запрометов М.Н., Загоскина Н.В., Стрекова В.10., Морозова Г.А. Образование фенольных соединений и процесс дифференциации в каллусной культуре чайного растения // Физиол. Раст. 1979. Т.26. С.485-491.

67. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: МГУ. 1987. С. 4-34.

68. Звягинцев Д.Н., Добровольская Т.Г., Лысак Л.В. Растения как центры формирования бактериальных сообществ // Ж. Общ. Биол. 1993. Т. 54. С. 183-199.

69. Звягинцев Д.Г. , Добровольская Т.Г., Бабьева И.П. и др. Структурно-функциональная организация микробных сообществ. Экология в России на рубеже XXI (наземные экосистемы). М.: Научный мир. 1999. С. 147-180.

70. Золкин СЛО. Изучение свойств белков семян представителей порядка Cycadales Engl, и оценка их взаимоотношений с другими голосеменными и покрытосеменными на основе биохимических признаков //Ав-т дисс. на . к.б.н. М. 2002. 20 с.

71. Иванова Н.С., Васюк Л.Ф., Кислин Е.Н. Эффективность инокуляции люпина желтого ассоциативными азотфиксаторами // Сельскохоз. Биол. 1992. № 5. С. 97-103.

72. Иваница В.А. Скользящие бактерии порядков Myxobacterales и Cytophagales // Усп. Микробиол. 1990. Т. 24. С. 65-88.

73. Иванушкина Н.Е., Кочкнна Г.А., Ступарь О.С. Специфика микробных комплексов зоны и клубеньков актиноризных растений // Микробиология. 1994. Т. 63. С. 909-916.

74. Игнатов В.В. Биологическая фиксация азота и азотфиксаторы // Сорос. Обр. Ж. 1998. №9. С. 28-34.

75. Казарова Т.М., Годова Г.В., Шильникова В.К. Эффективность бактериальных ассоциаций при их интродукции в ризоценозы // Сельскохоз. Микробиология в XIX-XXI веках/ Всерос. Конф. СПб. 2001. С. 57.

76. Калакуцкий Л.В., Парийская А.Н. Симбиотическая азотфиксация небобовых растений и ее практическое применение // Сельхоз. Биол. 1984. Т. 19. С. 94-101.

77. Калакуцкий Л.В., Шарая Л.С. Актиномицеты и высшие растения // Усп. Микробиол. 1990. Т. 24. С. 26-65.

78. Калинин А.А. Цианобактерии как возможные компоненты диазотрофных микробных ассоциаций и их влияние на растения // Ав-т на соискание . к. б. н. М. 1995. 23 с.

79. Калининская Т.А., Миллер Ю.М. использование изотопа N 15 при изучении несимбиотической азотфиксации // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР / Ред. Е.Н. Мишустин. М.:Наука. 1989. С. 156-165.

80. Каменева С.В., Муронец Е.М. Генетический контроль процессов взаимодействия бактерий с растениями в ассоциациях // Генетика. 1999. Т.35. С. 1480-1494.

81. Каратыгин И.В. Коэволюция грибов и растений. Тр. Бот. Ин-та Ран. 1993. № 9. С. 1-116.

82. Каратыгин И.В. Грибные организмы и их роль в эволюции экосистем // Ботан. Ж. 1994. Т. 79. С. 13-20.

83. Ключников А.А., Кожевин П.А. Динамика популяций Pseudomonas fluorescence и Azospirillum brasiliense при формировании везикулярно-арбускулярной микоризы // Микробиология. 1990. Т. 59. С. 651-654.

84. Ковальская НЛО., Лобакова Е.С., Умаров М.М. Формирование искусственного азотфиксирующего симбиоза у растений рапса (Brassica napus var. Napus) в нестерильной почве//Микробиология . 2001. Т. 70. С. 701-708.

85. Ковина А.Л. Микробные агроконсорциумы на основе цианобактерии // Ав-т на соискание . к. б. н. М. 2001. 23 с.

86. Козубов Г.М., Муратова Е.Н. Современные голосеменные. Л.: Наука. 1986. С. 7-24.

87. Кожевин П.А. Динамика микробных популяций в почве // Вест. Москв. Ун-та. 1992. Сер. 17. Почвоведение. № 2. С. 39-66.

88. Кониова С.А. Полисахарид содержащие полимеры бактерий рода Azospirillum: разнообразие химического строения и функций. // Ав-т на соискание. д.б.н. М. 2003. 42 с.

89. Корженевская Т.Г. Экспериментальная симбиология // Ав-т на соискание.д. б н. М. 1990.49 с.

90. Корженевская Т.Г., Лобакова Е.С., Долышкова Г.А., Гусев М.В. Особенности топографии микросимбионтов в апогеотропных корнях саговников Cycas revoluta и Encephalartos horridus II Микробиология. 1999. Т. 68. С. 33-38.

91. Кочкина Г.А., Иванушкина Н.Е., Павлова О.С., Полянская Л.М. Видовой состав микромицетов актиноризных клубеньков ольхи // Микробиология. 1994. Т. 63. С. 699705.

92. Кравченко Л.В. Энергетические затраты на ассоциативную азотфиксацию и их обеспечение в ризосфере иебобовых растений // Биологический азот в сельском хозяйстве / Ред. Е.Н. Мишустин. М.:Наука. 1989.С. 199-108.

93. Кравченко Л.В. Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями. 2000. Ав-т диссертации на . докт. биол. наук. М. 51 с.

94. Кравченко Л.В. Ризосфера область взаимодействия микроорганизмов и растений // Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках / Тез. Всерос. Конф. СПб. 2001. С. 59.

95. Кравченко Л.В., Азарова Т.С., Леонова-Ерко Е.И. и др. Корневые выделения томатов и их влияние на рост и антифунгальную активность штаммов Pseudomonas II Микробиология. 2003. Т. 72. С. 48-53.

96. Красилышков Н.А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. 1958. М.: Наука. 462 с.

97. Кретович В.Л. Биохимия усвоения азота воздуха растениями. М.: Наука. 1994. С. 37-46.

98. Крюгер Л.В. О симбиозе бобовых с грибами и бактериями // «Микориза и другие формы консортивных связей в природе / Ред. И.А. Селиванов. Пермь. 1983. с. 53-56.

99. Кураков А.В. Некоторые аспекты экологии везикулярно-арбускулярной микоризы // Сельскохоз. Биол. 1985. №. 10. С. 101-111.

100. Лобакова Е.С., Баулина О.И. Ультраструктура клеток суспензионной культуры женьшеня, как исходного компонента для получения ассоциации с цианобактериями // Культура клеток растений и биотехнология / под ред. Р.Г. Бутенко. М. 1986. С. 242246.

101. Лобакова Е.С., Горелова О.А., Корженевская Т.Г. Азотфиксирующие цианобактерии как стимуляторы и ингибиторы роста растений // «Микроорганизмы -стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных» / Всесоюз. Конф. Ташкент.:Фан. 1989. С.122.

102. Лобакова Е.С., Дольникова Г.А., Варшавский А., Корженевская Т.Г Морфологическая характеристика гетероцистообразующей цианобактерии Anabaena variabilis АТСС 29413 в условиях дефицита бора // «Автотрофные микроорганизмы» /

103. Межд. Конф. к 75-летию со дня рожд. акад. РАН Кондратьевой Е.Н. М.: МАКС Пресс. 2000. С. 117.

104. Лобакова Е.С., Долышкова Г.А., Корженевская Т.Г. Особенности цианобаткерилыю-бактериальных комплексов микросимбионтов растительных синцианозов // Микробиология. 2001а. Т. 70. С. 128-134.

105. Лобакова Е.С., Щелмапова А.Г., Корженевская Т.Г., Гусев М.В. Особенности инфицирования растений и их культивируемых тканей ассоциативными цианобактерильно-бактериальиыми комплексами микросимбионтов // Микробиология. 20016. Т. 70. С. 352-359.

106. Лобакова Е.С., Ковальская НЛО., Умаров М.М. 2001 в. Новые подходы в создании ассоциаций растений с диазотрофпыми микроорганизмами // «Сельскохозяйственная микробиология в XIX XXI веках» / Всерос. Конф. СПб. С.61-62.

107. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. М.: Эдиториал УРСС. 2000. 526 с.

108. Лукин С.А., Кожевии П.А., Звягинцев Д.Г. Азоспириллы и ассоциативная азотфиксация у небобовых культур в практике сельского хозяйства // Сельскохоз. Биол. 1987. №. 1.С. 51-58.

109. Лукин С.А., Прозоров А.А. Конъюгация между азоспириллами в ризосфере ячменя в почве // Микробиология. 1994. Т. 63. С. 247-254.

110. Мальцев Н.Н., Волкогон В.В. Активность азотфиксации в корневой зоне небобовых растений // Микробиол. Ж. 1985. Т. 47. №.3. С. 18-22.

111. Мальцев Н.Н., Волкогон В.В., Надкерничиая Е.В. Азотфиксирующие ассоциации азоспирилл и некоторые виды злаковых культур // Микробиол. Ж. 1995. Т. 57. №. 1. С 24-31.

112. Маргелис Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. М.: Мир. 1983. 354 с.

113. Маркарова Е.Н. Физиология корневого питания растений. М.: Изд-во МГУ. 1989. С.104.

114. Мийдла X., Халдре Ы., Сависаар С. Изучение биосинтеза фенолкарбоновых кислот // Уч. зап. Тартус. унив. Тарту. 1975. № 362. С. 14-21.

115. Минаева В.Г. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование. 1978. Новосибирск. Наука. 255 с.

116. Мишке И.В. Микробные фитогормоны в растениеводстве. Рига :3инатне. 1988. 151с.

117. Новикова Н.И. Современные представления о систематике и филогенезе Rhizobiaceae // 9-й Баховский коллоквиум по азотфиксации / Тез. Докл. М. 1995. С. 25.

118. Носов A.M. Функции вторичных метаболитов растений in vivo и in vitro II Физиол. Раст. 1994. Т. 41. С. 873-878.

119. Нуржанов У.С. Влияние микробов витаминообразователей и гиббереллина на рост растений // Ав-т на соискание . к.б.н. М. 1965. 20 с.

120. Осодчая АИ. Кудрявцев В.А., Сафронова JI.A. Влияние микроэлементов на накопление биомассы и экзополисахаридов штаммами Bacillus subtilis II Микробиол. Ж. 2000. Т. 62. №. 1. С. 20-29.

121. Панкратова Е.М. Азотфиксирующие цианобактерии и их экология в пахотных почвах умеренной зоны // Биологический азот в сельском хозяйстве / Ред. Е.Н. Мишустин. М.: Наука. 1989.С.147-156.

122. Панкратова Е.М. Значение в эволюции, экологии и практическом использовании естественных и искусственных цианобактериальных консорциумов // Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках / Тез. Всерос. Конф. СПб. 2001.С. 65-66.

123. Парийская А.Н., Клевенская И.Л. Распространение в природе и возможные пути эволюции азотфиксирующего симбиоза // Усп. Микробиол. 1979. Т. 14 С. 124- 147.

124. Патыка В.Ф. Роль азотфиксирующих микроорганизмов в повышении продуктивности сельскохозяйственных растений. Ав-т на соискание . д. б. н. Киев. 1992. 47 с.

125. Патыка В.М., Надкерничная Е.В. Генетическая детерминация признака ассоциативной азотфиксации // Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках / Тез. Всерос. Конф. СПб. 2001. С. 67-68.

126. Полякова Г.Г., Ветрова В.П., Пашенова Н.В., Осипов В.И. Участие проантоцианидипов и лигнина в защитной реакции пихты на инфицирование микромицетами // Физиол. Раст. 1995. Т. 42. С. 622-628.

127. Проворов Н.Л. Происхождение и эволюция бобово-ризобиалыюго симбиоза // Изв. РАН. Сер. Биол. 1991. №. 1. С. 77-87.

128. Проворов Н.А. Генетико-эволюционные основы учения о симбиозе // Ж. Общ. Биол. 2001. Т. 62. С. 472-495.

129. Пучко В.Н., Перебитюк А.Н. Эффект совместной инокуляции клевера штаммами ризобий и псевдомонад // Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках / Всерос. Конф. СПб. 2001. С. 69-70.

130. Редькипа Т.В. Механизм положительного влияния бактерий рода Azospirillum на высшие растения // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР / Ред Е.Н. Мишустип. М.: Наука. 1989. С. 132-141.

131. Редькина Т.В. Ассоциативные диазотрофные бактерии как стимуляторы роста растений // Микроорганизмы стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных / Тез. докл. Всесоюз. конф. 3-5 октября 1989 г. - Ташкент, 1989. - С. 164.

132. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. М.: Мир. 1990. Т. 2. С.30-41.

133. Рыбальский Н. Г., Лях С.П. Экобиотехнологический потенциал консорциумов микроорганизмов: В Зт. М.: ВНИИПИ, 1990. - Т.1. - С.3-25.

134. Рыжова И.М., Умаров М.М. Динамика азотфиксации в луговом биоценозе // Почвоведение. 1979. № 8. С. 39-42.

135. Садовски М., Грэм П. Почвенная биология Rhizobiaceae // В кп. Rhizobiaceae молекулярная биология бактерий взаимодействующих с растениями / Ред. Г. Спайпк и др. Перевод под ред. И.А. Тихановича и Н.А. Проворова. 2002. С. 179-191.

136. Самуилов В.Д., Барский Е.Л., Киташов А.В. Реакция Хилла в хлоропластах гороха: вклад фотосистем I и II в восстановление феррицианида. // Биохимия. 1997. Т. 62. С. 1060-1065.

137. Селиванов И.А. Микосимбиотрофизм как форма консервативных связей в растительном покрове Советского Союза. М.: Наука. 1981. 230 с.

138. Селицкая О.В., Емцев В.Т. Эффективность инокуляции культурами диазотрофов некоторых лекарственных и эфиромасличных растений // Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках/ Всерос. Конф. СПб. 2001. С. 72.

139. Сергейчик А.А. Ферменты фенолыюго метаболизма у растений с различной потребностью в боре // V Всесоюз. Симп. по фенольным соединениям, секция биохимии и физиологии / Таллии. 1987. С.138-139.

140. Скворцов И.М. Муцигель и слизь поверхности корней растений // Усп. Совр. Биол. 1994. Т. 114. С. 374-383.

141. Соловченко А.Е., Чивкунова О.Б., Мерзляк М.Н. Решетникова И.В. Спектрофотометрический анализ пигментов в плодах яблони // Физиол. Раст. 2001. Т. 48. С. 801-808.

142. Спайк Г. Кондороши А., Хукас П. Rhizobiaceae молекулярная биология бактерий взаимодействующих с растениями // Перевод под ред. Тихановича И.А., Проворов Н.А. СПб. 2002. 567 с.

143. Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрем Дж. 1979. «Мир микробов». Т. 3.

144. Татаренко И.В. Мнкориза орхидных (Orchidaceae) приморского края // Бот. Ж. 1995. Т.80. № 8. С. 64-72.

145. Тихонович И.А., Проворов Н.А. 1998. Генетика симбиотической азотфнксации с основами селекции / Спб.:Наука. 194 с.

146. Троценко Ю.А., Иванова Е.Г., Доронина Н.В. Аэробные метилотрофные бактерии как фитосимбионты // Микробиология. 2001. Т. 70. С. 725-736.

147. Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация. М.: Наука. 1986. 133 с.

148. Уоллес А. Тропическая природа. М.: Географгиз. 1956. 223 с.

149. Хадри А.-Е., Бисселипг Т. Реакции растений на Nod-факторы // В кн. Rhizobiaceae молекулярная биология бактерий взаимодействующих с растениями / Ред. Г. Спайнк и др. Перевод под ред. И.А. Тихановича и Н.А. Проворова. 2002. С. 435-450.

150. Харитонова И.П. Фитонцидная активность орхидных // Охорона I тивувания орхщей. Киев :Наукова Думка. 1999. С. 131-133.

151. Цавкелова Е.А., Чердынцева Т.А., Лобакова Е.С. и др. Микробиота поверхности корней орхидных // Микробиология. 2001. Т. 70. С. 567-573.

152. Цавкелова Е.А. Микроорганизмы, ассоциированные с оранжерейными орхидными. Ав-т на соискание .к. б. н. М. 2003. 23 с.

153. Шаблин П.А. Теоретические и практические вопросы взаимодействия в системе макроорганизмы микроорганизмы // Сельскохозяйственная микробиология в XIX-XXI веках / Всерос. Конф. СПб. 2001. С. 80-81.

154. Шапошников Г.Л., Проценко М.А., Калошина Г.С. Взаимодействие бактерий, грибов и клеток растения лисохвоста // Прикл. Биохим. Микробиол. 1995. Т. 31. С. 123-127.

155. Шильникова В.К. Азотфиксирующие бактерии // «Жизнь раст.» М.:Мир. Т. 1. 1974. С. 353-387.

156. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука. 1974.С. 58- 99.

157. Шубин В.И. Микоризные грибы Северо-Запада европейской части СССР. Изд-во Петрозаводск : КФ АН СССР. 1988. 175 с.

158. Adams D.G. Heterocyst formation in cyanobacteria // Cur. Opin. Microbiol. 2000. V. 3. P. 618-624.

159. Adams D.G., Duggan P.S. Tansley Review No. 107. Heterocyst and akinete differentiation in cyanobacteria//New Phytol. 1999. V. 144. P. 3-33.

160. Agrios G.N. (ed.) Plant pathology. 4th edition. Acad. Press : New York. 1997. 635 p.

161. Ahern C.P., Staff I. Symbiosis in cycads the origin development of coralloid roots in Macrozamia communis (Cycadaceae) // Amer. J. of Bot. 1994. V. 81. P. 1559-1570.

162. Ahmadjian V., Paracer S. Symbiosis. An introduction of biological associations. Univer. Press of New England: Hanover, London. 1986. 212 p.

163. Al-Malah M.K., Davey M.R., Cocking E.C. Formation of nodular structures on rice seedling by rhizobia //J. Exp. Bot. 1989. V. 40. P. 473-478.

164. Andrade G., DeLeij F.A., Barber S.A. Plant mediated interaction between alfalfa and • Rhizobium leguminosarum and arbuscular vesicular mycorrhiza // Appl. Microbiol. 1998. V.26. P. 311-316.

165. Arora N.K., Kumar V., Maheshwari D.K. Isolation of both fast and slow growing rhizobia effectively nodulation a medicinal legume, Mucuna pruriens II Symbiosis. 2000.V.29. P. 121-139.

166. Baldani J.I., Caruso L., Baldani V.L.D., Dobereiner J. Resent advances in BFF with non-legume plants // Soil Bio. Biochem. 1997. V. 25. P. 1037-1945.

167. Bar-Ness E., Chen Y., Hadar H. et al. Siderophores of Pseudomonas putila as iron sourse for dicot and monocot plants // Plant Soil. 1991. V. 130. P. 231-241.

168. Barazzani O., Fridman J. Is IAA the major root growth factor secreted from plant-growth-mediating bacteria? //J. Chem. Ecol. 1999. V. 25. P. 2397-2406.

169. Bashan Y., Puente M.E., Rodrigues-Mendoza M.N. Soil parameters which affect the survival of Azospirillum brasilense II Azospirillum YI and related Microorganisms / Fendric et al/. (Eds.) NATO ASI Series. 1995a. V. G37. P. 441-449.

170. Bashan Y., Carrillo A., Holguin G. New synthetic and multi-species bacterial inoculants for plant growth-promoting rhizobacteria // Abstr. 10th Int. Congr. On Nitrogen Fixation / St.-P. 19956. P. 413.

171. Bashan Y., Holgiun G. Azospirillium-plant relationships: environmental and physiological advances (1990-1996)// Can. J. Microbiol. 1997. V. 43. P. 103-121.

172. Baumann A.J., Yocoyama H. Seed coat carotenoids of the cycad genera Dioon, Encephalartos, Macrozamia and Zamia: Evolutionary significance // Biochem. Syst. Ecol. 1976. V. 4. P. 73-74.

173. Becking J.H. Ecology and physiological adaptations of Anabaena in the Azolla-Anabaena azollae symbiosis // Ecol. Bull. (Stockholm) 1975. V. 26. P.266-281

174. Belimov A.A., Kojemiakov A.P., Chuvarliyeva C.V. Interaction between barley and mixed cultures of nitrogen fixing and phosphate-solubilizing bacteria // Plant Soil. 1995. V. 173. P. 29-37.

175. Bell R., Dell В., Huang L. Boron requirements of plants // Boron in Plant and Animal Nutrition / H.E. Goldbach (ed.). Kluwer PI. Acad. Publ.: Dorthrecht. 2001. 789 p.

176. Benzing D.H., Ott D.W., Friedman W.E. Roots of Sobralia macrantha (Orchidaceae): structure and function of the velamen-exodermis complex // Amer. J. Bot. 1982. V. 69. P.• 608-614.

177. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. 9th Edition. Baltimore: Williams and Willkins. 1994.799 р.

178. Bergman В., Johansson C., Sodebarck E. The Nostoc-Gunnera symbiosis // New Phytol. 1992. V. 122. P. 379-400.

179. Bergman В., Rai A.N., Johansson C., Soderback E. Cyanobacteria-plant symbiosis // Symbiosis. 1993. V. 14. P. 61-81.

180. Bergman В., Matveyev A., Rasmussen U. Chemical signalling in cyanobacterial-plant symbioses//Trends Plant Sci. 1996. 191-197.

181. Bergman В., Bateman K., Rasmussen U. Cyanobacteria in symbioses with plants and fungi //Cellular origin and life in extreme habitats / Seckback J. (ed.). 1999. Kluwer Akad. Publ.: Netherland P.615-627.

182. Bergman B. Nostoc-Gunnera symbiosis // In: Cyanobacteria symbiosis / A.N. Rai, B.Bergman, U. Rasmussen (eds.). 2002. Kluwer Acad. Publ.: Dorthrecht. P. 207-233.

183. Bianciotto V., Genre A., Jargeat P., Becard G., Bonfante P. Arbuscular mycorrhizal fungi harbar endocellular, unculturable bacteria //11-th Int. Cong. On Molecular Plant-Microbe Interaction / St.-P. Russia. 2003. P. 100.

184. Blevins D.G., Lucaszewski K.M., Boron in plant structure and function/ /Ann. Rev. PI. Physiol. Plant Mol. Biol. 1998. V. 49. P.481-500.

185. Boddey R.M., Baldani V.L.D., Baldani J.I., Dobereiner J. Effects of inoculation of Azospirillum spp. On nitrogen accumulation by field-grown wheat // Plant Soil. 1986. V. 95. P. 109-121.

186. Boddey R.M., de Olivera O.C., Reis S. et al. Biological nitrogen fixation associated with sugar cane and rice: Contributions and prospects for improvement // Plant Soil. 1995. V. 174. P. 195-209.

187. Boddey R.M., Polidoro J.C., Resende A.S. et al. Use of the 15N natural abundance technique for the quantification of the contribution of N2 fixation to sugar cane and other grasses //Aust. J. Plant Physiol. 2001. V. 28. P. 889-895.

188. Bonnett H.T., Silvester W.B. Specificity in the Gunnera-Nostoc endosymbiosis // New phytol. 1981. V. 89. P. 121-128.

189. Bolanos L., Esteban E., de Lorenzo C. et al. Essentiality of boron for symbiotic Ф dinitrogen fixation in pea (Pisum sativum)-Rhizobium nodules // Plant Physiol. 1994. V.104.1. P.85-90.

190. Bolanos L., Brewin N.J., Bonilla I. Effect of boron on rhizobium-legume cell-surface interactions and nodule development//Plant Physiol. 1996. V. 110. P. 1249-1256.

191. Bolton H., Fredrickson J.K., Elliot L.F. Microbial ecology of the rhizosphere // "Soil Microbial Ecology" / Meettin F.B., Basel N.Y. (eds). Hong Kong: Marcel Dekker Inc. 1993. P. 27-63.

192. Bond G., Scott B.D., An examination of some symbiotic systems for fixation of nitrogen//Ann. ofBot. 1955. V. 19. P. 67-77.

193. Bonfante Fasolo P., Perotto S. Plants and endomycorrhizal fungi: the cellular and molecular basis of their interaction // In Molecular signals in plant-microbe communication / Verna D.P.S. (ed.). CRC press Inc/Boca Raton: Florida. 1991. P. 445-470.

194. Bonfante P., Bianciotto V., Minerdi D. et al. Arbuscular mycorrhizal fungi and their bacterial endosymbionts // Progr. abstr. and papers of the Third Inter. Cong, on Symbiosis / Philipps Univer.: Marburg. Germany. 2000. P. 39.

195. Bonilla I., Garcia-Gonzalez M., Mateo P. Boron requirement in cyanobacteria. Its possible role in early evolution of photosynthetic organisms // Plant Physiol. 1990. V. 94. P. 1554-1560.

196. Bonilla I., Bolanos L., Mateo P. Interaction of boron and calcium in the cyanobacteria Anabaena and Synechococcus II Physiol. Plantarum. 1995. V. 94. N. 1. P. 31 36.

197. Bonnet H.T. Nostoc-Gunnera associations // Handbook of Symbiotic Cyanobacteria. Rai A.N. (ed.). CRS Press / Boca Raton:Florida,USA. 1990. P. 161-172.

198. Boonjawat J., Chaisiri P., Limpananont J. et al. Biology of nitrogen-fixing rhizobacteria // Nitrogen Fixation / Proceedings V Int. Symp. Of Nitrogen Fixation with non-legumes. Florence, Italy. 1990. P.97-103.

199. Bosse V., Frensel P. Activity and distribution of methane-oxidizing bacteria in flooded rice soil microcosm and rice plant (Oryza sativa) II Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63. P. 1199-1207.

200. Braun-Howland, E., Nierzwicki-Bauer S.A. Azolla-Anabaena symbiosis: biochemistry, ultrastructure, and molecular biology // Handbook of Symbiotic Cyanobacteria / Rai A.N. (ed.) CRC Press, Boca Raton: Florida, USA. 1990. P. 65-117.

201. Burdman S., Volpin H., Kapulnik Y., Okon Y. Promotion of nod gene inducers and nodulation in common bean (Phaseolus Vulgaris) root inoculated with Azospirillum brasilense Cd // Appl. Environ. Microbiol. 1996. V. 62. P. 3030-3033.

202. Burgeff H. Mycorrhizar of orchids // The orchids scientific observe / Wither K. (ed.). 1959. P. 361-395.

203. Cakmak I., Romheld V. Boron deficiency- induced impairments of cellular functions in plants // Plant Soil. 1997. V. 193. P. 71 83.

204. Calvert H.E., Peters G.A. The Azolla-Anabaena relationship. IX. Morphological analysis of leaf cavity hair populations //New Phytol. 1981. V. 89. P. 327-335.

205. Campbell E.L., Meeks J.C. Evidence for plant-mediated regulation of nitrogenase expression in the Anthoceros-Nostoc symbiotic association // J. Gen. Microbiol. 1992. V. 138. P. 473-480.

206. Carpenter E.J. Marine cyanobacterial symbioses // Biol. Environ. 2002. V. 102B. P. 15-19.

207. Soil. 1991. V. 137. P. 157-160.

208. Cattelan A.J., Hartel P.G., Fuhrmann J.J. Screening for plant growth-promoting rhizobacteria to promote early soybean growth // Soil. Sci. Soc. Am. J. 1999. V. 63. P. 16701680.

209. Cervantes E., Rodriguez-Barrueco C. Relationship between the mycorrhizal and actinorhizal symbioses in non-legumes // In Methods in Microbiol. 1992. V. 24. J.R. Norris, D.J. Read, A.K. Varma (eds.). Acad. Press: N-Y. P. 417-432.

210. Chanway C.P., Hynes R.K., Nelson L.M. Plant growth-promoting rhizobacteria: Effects on growth and nitrogen fixation of lentil and pea // Soil Biol. Biochem. 1989. V. 21. P. 511-517.

211. Cohen M.F., Yamasaki H. Flavonoid-induced expression of a symbioses-related gene in the cyanobacterium Nostoc punctiforme // J. Bacteriol. 2000. V. 182. N. 16. P. 46444651.

212. Coke L., Whittington W. J. The role of boron in plant growth, IV. Interrelationships between boron and indol-3-yl acetic acid in the metabolism of bean radicles // J. Exp. Bot. 1968. V.l9. P.295-308.

213. Costa J.-L., Paulsrud P., Lindblad P. Cyanobiont diversity within coralloid roots of selected cycad species//Ferns Microbiol. Ecol. 1999. V. 28. P. 85-91.

214. Costa J-L., Lindblad P. Cyanobacteria in symbiosis with cycads // In: Cyanobacteria symbiosis / A.N. Rai, B.Bergman, U. Rasmussen (eds.). Kluvver Acad. Publ.: Dortmoot. 2002. P. 195-206.

215. Dart P., Wani S. Non-symbiotic nitrogen fixation and soil fertility // XII th Int. Cong, of Soil Sci. Delhi. 1982. P. 3-27.

216. Dashti N., Zhang F., Hynes R., Smith D.L. Application of plant growth-promoting rhizobacteria to soybean (Glycine max (L.) Merr.) increases protein and dry matter yied under short-season condicrion//Plant Soil. 1997. V. 188. P. 33-41.

217. Dashti N., Zhang F., Hynes R., Smith D.L. P accelerate nodulation and increase nitrogen fixation activity by field grown soybean (Glycine max (L.) Merr.) under short season conductions//Plant Soil. 1998. V. 200. P. 205-213.

218. Delaney T.P., Ukness S., Vernooij B. et al. A central role of salicylic acid in plant disease resistance // Science. 1994. V. 266. P. 1247-1250.

219. De Luca P., Moretti A., Sabato S., Gigliano G. S. A comparative study of cycad mucilages // Phytochemistry. 1982. Vol. 21. P. 1609-1611.

220. Dobereiner J. Nitrogen fixation in grass-bacteria association in the tropics // Isotopes Biol. Dinitrogen Fixat. Proc. Viena. 1978. P. 51-58.

221. Dobereiner J., Reis V.M., Lazarini A.C. New N2 fixing bacteria in association with cereals and sugar cane // Nitrogen fixation: hundred years after. Stuttgart, N-Y. 1988. P. 717-722.

222. Domsch K.N., Gams W., Anderson Т.Н. Compendium of soil fungi. Eching: IHW-Verlag. 1993. V.I. 860 p.

223. Douds D.D., Nagahashi G., Abney G.D. The differentiatial effects of cell wall-associated phenolics, cell walls, and cytoplasmic phenolics of host and non-host roots on the growth of two spesies of AM fungi //New Phythol. 1996. V. 133. P. 289-294.

224. Douglas A.E. Symbiotic interaction. Oxford Univer. Press: Oxford:Y-N, Toronto. 1994.148 p.• 241. Dunn J.H., Wolk C.P. Composition of cellular envelopes of Anabaena cylindrica II J. Bacteriol. 1970. V. 103. P. 153 158.

225. Duckett J.G., Prasad A.K.S. K., Davies D.A., Walker S. A cytological analysis of the TVas/oobryophyte relationship //New Phytol. 1977. V.78. P.349-362.

226. Dugger W.M. Boron in plant metabolism // Encyclopedia of plant physiology, new series /. Lauchli A., Bieleski R. L. (edc.). Springer-Verlag.: Berlin. 1983. V.15. P.626-650.

227. Dycus A., Knudson L. The role of the velamen of the aerial roots of orchids // Bot. Gazette. 1957. V. 119. P.78-87.

228. Elmerich C., Zimmer W., Vieille C. Associative nitrogen-fixing bacteria // In: Biological Nitrogen fixation / Stacey G., Burris R.H., Evans H.J. (eds.). 1992. Chapmann & Hall: London. P. 212-259.

229. Elmerich C., Dezamaroczy M., Arsene F., Pereg L., Paguelin A. Regulation of nif gene expression and nitrogen metabolism in Azospirillum II Soil Biol. Bioch. 1997. V. 29. P. 847-852.

230. Erickson L.C. Respiration and photosynthesis in Cattleya roots // Ibid.1957. V.26.

231. Ernst A., Black Т., Cai Y. et al. Syntesis of nitrogenase in mutants of the cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 affected in heterocyst development ormetabolism // J. Bacteriol. 1992. V. 174. P. 6025 6032.

232. Ferain C., Jaime O.I.K., Israel N., Vjigal H. Increase in dry weight and total nitrogen content in Zea mays Setaria italica associated with nitrogen-fixing Azospirillum sp. // PI. Physiol. 1980. V. 66. P. 746-749.

233. Fujii Т., Sano C., Jyama S., Hirota Y. Nitrogen fixation in the rhizosphera of rice // Annu. Rep. Nat. Inst. Genetic. 1978. V. 29. P. 101-103.

234. Filippi, C., Bagnoli, G., and Giovannetti, M. Bacteria associated to arbutoid mycorrhizae in Arbutus unedo L. // Symbiosis. 1995. V. 18. P. 57-69.

235. Fleischer A., Titel C., Ehwald R. The boron requirement and cell wall properties of growing and stationary suspension-cultured Chenopodium album L. cells // Plant Physiol. 1998. V. 117. P. 1401-1410.•

236. Folch J. Icer M., Sloane-Aanly M., A simple method for isolation and purification of total lipids from animal tissue //J. Bot. Chem. 1957. V. 226. P. 497-509.

237. Fornii C., Gentili S., Van Hove C., Grilli Caiola M. Isolation and characterization of the bacteria living in the sporocarps of Azolla filiculoides Lam. // Ann. Microbiol. 1990. V. 40. P. 235-243.

238. Fraga-Beddoar A., Le Tacon F. Interaction between VA mycorrhizal fungus and Frankia associated with alder (Alnus glutinosa (L.) Gaetn.) // Symbiosis. 1990. V. 9. P. 247258.

239. Galun M., Bubrick P. Physiological interactions between the partners of the lichen symbiosis // Encyclopedia of plant physiology new series / Linskens HF, Heslop-Harrison J. (edc.). Springer-Verlag: Berlin. 1984. V.17. P. 362-401.

240. Gantar M., Kerby N.W., Rowell P., Obrent. Colonization of wheat (Triticum vulgare L.) by N2 fixing cyanobacteria: I. A survey of soil cyanobacterial isolates forming associations with roots // New Phytol. 1991a. V. 118. P 477-483.

241. Gantar M., Kerby N.W., Rowell P. Colonization of wheat (Triticum vulgare L.) by N2 fixing cyanobacteria: II. An ultrastructural study // New Phytol. 1991b. V. 118. P. 485-492.

242. Gantar M., Kerby N.W., Rowell P. Colonization of wheat (Triticum vulgare L.) by N2 • fixing cyanobacteria: III The role of a hormogonia - promoting factor // New Phytol. 1993.1. V. 124. P. 505-513.

243. Gantar M., Elhai J. Colonization of wheat para nodules by the N2 - fixing cyanobacterium Nostoc sp. Strain 2S9B // New Phytol. 1999. V. 141. N. 2. P. 373-379.

244. Gantar M. Co-caltivation of N2-fixing cyanobacterium Nostoc sp strain 2S9B and wheat callus//Symbiosis. 2000. V. 29. P. 1-19.

245. Garay L.A. On the origin of the Orchideaceae // Bot. Mus. Leaft. 1960. V. 19. P.57-96.

246. Garay L.A. On the origin of the Orchideaceae // J. Arnold Arboretum. 1972a. V.53. P. 202-215.

247. Garay L.A. On the origin of the Orchideaceae // J. Arnold Arboretum. 1972b V. 53. P. 401-402.

248. Garbae J., Duponnoids R. Specificity and function of micorrhization helper bacteria (MHB) associated with the Pseudotsuga menziesii Laccaria laccata II in Abst. of International Symbiosis Congress. 1990. Jerusalem. P. 50.

249. Garbae J., Bowen C.D. Stimulation of ectommycorrhizal infection of Pinus radiata by some microorganisms associated with the mantle of ectomycorrhizas // New Phytol. 1989. V. 112. N. 2. P. 383-388.

250. Garbaye J. Helper bacteria: new dimension to the mycorrhizal symbiosis // New Phytol. 1994. V. 141. P. 373-379.

251. Garcia-Gonzalez M., Mateo P., Bonilla I. Boron requirement for envelope structure and function in Anabaena sp. PCC 7119 heterocysts // J. Exp. Bot. 1991. V. 87. P. 785- 789.

252. Garcia-Gonzalez M., Mateo P. and Bonilla I. Boron protection for 02 diffusion in heterocysts of Anabaena PCC7119 // Plant Physiol. 1988. V. 87. P. 785-789.

253. Garcia-Romera I., Garsia-Garrido J.M., Martin J.et al. Interaction between saprotrophic Fusarium strains and arbuscular mycorrhizar of soybean plants // Symbioses. 1998. V. 24. P. 235-246.

254. Gazzanelli G., Malatesta M., Pianetti A. et al. Bacteria associated to fruit bodies of the ectomycorrhizal fungus Tuber borchii Vittad. // Symbiosis. 1999. V. 26. P. 211-222.

255. Gigliano G.S. Chemotaxonomic significance of MAM glycosides and mucilages in Cycads // Mem. N. Y. Bot. Garden. 1990. V. 57. P. 123-131.

256. Gilbert В., Abmus В., Hartman A., Frensel P. In suti localization of two • methanotrophic strains in the rhizosphere of rice plants // FEMS Microbiol. Ecol. 1998. V.25. 117-128.

257. Glagoleva O.B., Kovalskaya N.Yu., Umarov M.M. Endosymbiosis formation between nitrogen-fixing bacteria Pseudomonas caryophylli and rape root cells // Endocytobiosis & Cell Res. 1996. V. 11. P. 147-158.

258. Glick B.K. The enhancement of plant growth by free-living bacteria // Can. J. Microbiol. 1995. V. 41. P. 109-117.

259. Goldbach H. E. A critical review on current hypotheses concerning the role of boron in higher plants: suggestions for further research and methodological requirements // J. Trace Micr. Techn. 1997. V.15. P.51-91.

260. Goldbach H.E., Yu Q., Wingender R., Schulz M. et al. Rapid response reactions of roots to boron deprivation // J. Plant Nutr. Soil Sci. 2001. V.161. P.l73-181.

261. Gouda A.S.H.A., Faisal R.I.I., Soliman F.H.S., Heggo A.M. Influence of phosphate solubilizing bacteria and vesicular mycorrhiza on maize plants // 11-th Int. Cong. On Molecular Plant-Microbe Interaction / St.-P. Russia. 2003. P. 339.

262. Grilli-Caiola M. Structural and ultrastructural aspects of blue-green algae growing in the coralloid roots of Dioon edule and in the culture // Phycol. 1975a. V. 14. N. 1 P. 29-35.

263. Grilli-Caiola M. A light and electron microscopic study of blue-green algae growing in the coralloid roots of Encephalartos althensteinii and in the culture // Phycol. 1975b. V. 14. P. 25-32.

264. Grilli Caiola M. On the phycobionts of the cycad coralloid roots // New Phytol. 1980. V. 85. P. 537-544.

265. Grilli-Caiola M. Cyanobionts from cycad coralloid roots // Algological Studies. 1996. V. 83. P. 331-346.

266. Grilli-Caiola M., De Vecchi L. Akinete ultrastructure and germination of Nostoc species isolated from cycad coralloid roots // Can. J. Bot. 1980. V. 58. P 2513-2519.

267. Grilli C.M., Forni C., Castagnova M. 1988. Bacteria in Azolla-Anabaena association // Symbiosis. V. 5. N. 2.185 198.

268. Grilli-Caiola M., Canini A., Moscone D. Oxygen concentration, nitrogenase activity and heterocyst frequency in the leaf cavities of Azolla fdiculoides

269. Grobbellaar N., Scott W.E., Hattingh W., Marshall J. The identification of the coralloid root endophytes of the southern African cycads and ability of the isolates to fix dinitrogen//S. Afr. J. Bot. 1987. V. 85. N. 1. P. 111-118.

270. Guan C., Wolters D.J., van Dijk C., Akkerman A.D.L., van Kammen Т., Bisseling Т., Pawlowski K. Gene expression in ineffective actinorhizal nodules of Alnus glutinosa II Acta Bot. Gall. 1996. V. 143. P. 613-620.

271. Gusev, M.V. and Korzhenevskaya, T.G. 1990. Artificial associations //, Handbook of Symbiotic Cyanobacteria / A.N. Rai (ed.). CRC Press, Boca Raton: Florida. P. 173-230.

272. Gusev, M.V., Korzhenevskaya, T.G., Pyvovarova, L.V.et al. Introduction of a nitrogen-fixing cyanobacterium into tobacco shoot regenerates // Planta. 1986. V. 167. P. 18.

273. Gusev M.V., Baulina O.I., Gorelova O.A., Lobakova E.S., Korzhenevskaya T.G. Artificial Cyanobacterium-Plant Symbioses // In: Cyanobacteria symbiosis / A.N. Rai, B.Bergman, U. Rasmussen (eds.). Kluvver Acad. Publ.: Dortmoot. 2002. P. 253 313

274. Hallmann, J., Quadt-Hallmenn, A., Mahafee, W.F., Kloepper, J.W. Bacterial endophytes in agricultural crops // Can. J. Microbiol. 1997 V. 43. P. 895-914.

275. Harborne J.B. Plant Phenolics // Secondary Plant Products / E.A. Bell, B.V.Charlwood (eds.). Springer-Verlag.: Berlin, Heidelberg, N-Y. 1980. P. 329-402.

276. Handbook of symbiotic cyanobacteria / Ed.RaiA.N. CRC Press. Boca Raton:Florida. 1990. 253 p.

277. Harley J.L., Harley E.L. A check-list of mycorrhizar in the British flora // New Phytol. 1987. V. 105. P. 1-102.

278. Harrison M.J. Molecular and cellular aspects of the arbuscular mycorrhizal symbiosis // Ann. Rev. Plant Physiol. PI. Mol. Biol. 1999. V. 50. P. 361-389.

279. Hartem M.A. Problems and prospects of cyanobacterial biofertilizers for rice cultivation //Aust. J. Plant Physiol. 2001. V. 111. P. 206-211.

280. Hartmann A., Stoffels M., Eckert B. et al. Analysis of the presence and discovery of diazotrophic endophytes // In: Prokaryotes Nitrogen Fixation / E.W. Triplett E.W. (ed.). Horizon Sci. Press:Wymondham. UK. 2000. P. 727-736.

281. Haselkorn R. Heterocysts // Ann. Rev. Plant Physiol. 1978. V. 29. P. 319 344.

282. Haselkorn R., Buikema W.J. Heterocyst differentiation and nitrogen fixation in cyanobacteria // Biological nitrogen fixation for 21 st century / Elmerich C., Kondorosi A., Newton W.E. (eds). Kluwer Acad. Publ.: Dordrecht. 1997. P. 93-96.

283. Heirich D., Hess D. Chemotaxis attraction of Azospirillum lipoferum by wheat roots and characterization of some attractants // Can. J. Microbiol. 1985. V. 31. P. 26-31.

284. Hill D.J. The nature of the symbiotic relationship in lichens // Endeavour. 1994 V. 18. P. 96-103.

285. Hill D.J. The role of Anabaena in Azolla-Anabaena symbiosis// New Phytol. 1977. V. 78. P. 611-616.

286. Hirota Y., Fujii Т., Sano G., Jyama S. Nitrogen fixation in the rhizosphere of rice // Nature. 1978. V. 276. P. 416-417.

287. Hoflich G., Kuhn G. Promotion of plant growth and nutrient uptake of Cruciferous oil and intercrops by inoculated rhizosphere microorganisms // Z. Pflanz. Bodenk. 1996. V. 159. P. 575-581.

288. Hoflich G., Wiehe W., Kuhn G. Plant growth stimulation by inoculation with symbiotic and associative rhizosphere microorganisms//Experientia. 1994. 50. P. 897-905.

289. Hohnadel D., Meyer J.M. Pyoverdin-facilitated iron uptake among fluorescent pseudomonas // Iron Siderophores and plant diseases / T.R. Swinburne (ed.). Plenum:N-Y. 1986. P. 119-129.

290. Howei W.J., Suslow T.V. Role of antibiotic synthesis in the inhibition of Pythum ultimum in cotton spermosphere and rhizosphere by Pseudomonas fluorescens II Mol. Plant-Microbe Interact. 1991. V. 4. P. 393-399.

291. Ни H., Brown P.H. Localization of boron in the cell wall and its association with pectin. Evidence of a structural role of boron in the cell wall // Plant Physiol. 1994. V. 105. P. 681-689.

292. Huss-Danell K. Actinorhizal symbioses and their N2 fixation // New Phytol. 1997. V. 136. P. 375-405.

293. Jacobi L., Yurkov A., Provorov A. et al. Influence of arbuscular-mycorrhizal fungi on the perennial legume grasses at the high phosphorus level in soil // Xl-th Int. Cong. On Molecular Plant-Microbe Interaction / St.-P. Russia. 2003. P. 338.

294. Jager К. M., Johansson C., Kunz U., Lehman H. Subcellular element analysis of a cyanobacterium (Nostoc sp.) in symbiosis with Gunnera manicata II ESI and EELS. Bot. Acta. 1997. V.l 10. P.151-157.

295. Janson S., Rai A. N., Bergman B. Intracellular cyanobiont Richelia intracellular is: ultrastructure and immunolocalization of phycoerithrin, nitrogenase, rubisco and glutamine synthetase // Mar. Biol. 1995. V.124. P. 1-8.

296. Isopi R., Lumini E., Frattegiani M., Puppi G., Bosco M., Favilli F., Buresti E. Inoculation of Alnus cordata with selected microsymbionts: Effects of Frankia and Glomus spp. on seedling growth and development // Symbiosis. 1994. V. 17. P. 237-245.

297. Isopi R., Fabbri P., Del-Gallo M., Puppi G. Dual inoculation of Sorgum bicolor (L.) Moench. spp. Bicolor with vesicular arbuscular mycorrhizar and Acetobacter diazotrophicus II Symbiosis. 1995. V. 18. P. 43-55.

298. Каре R., Parniske M., Brandt S. Isoliquritigenin, a strong nod gene- and gleccolinn resistance-inducting Flavonoid from soybean root exudates // Appl. Environ. Microbiol. 1992. V. 56. P. 1705-1710.•

299. Kaplan D., Calvert H. E., Peters G. A. Nitrogenase activity and phycobiliproteins ofthe endophytes as a function of leave age and cell type // Plant Physiol.1986. V. 80. P. 884890.

300. Katiyar R.S., Sharma G.D., Mishara R.R. Mycorrhizal infections of epiphytic orchids in tropical forests of Meghalaya (India) // J. Indian Bot. Soc.l986.V.65. 329-334.

301. Kaushic R., Saxena A.K., Tilak K.V. Selection of TN5:lacZ mutants isogenic to wild type Azospirillum brasilense strains capable of growing at sub-optimal temperature // World J. Microbiol. Biotechnol. 2000. V. 16. P. 567-570.

302. Kempt H.-J., Wolf G. Erwinia herbicola as Biocontrol agent of Fusarium culmorum and Puccinia recondite f. sp. Tritici on wheat // Phytopathol. 1989. V. 79. P. 990-994.

303. Kennedy, I.R. and Tchan, Y.T. Biological nitrogen fixation in non-leguminous field crops: resent advances // Plant Soil. 1992. V. 141. N. l.P. 93-118.

304. Khammas K.M., Kaiser P. Pectin decomposition and associated nitrogen fixation by ^ mixed cultures of Azospirillium and Bacillus species // Can. J. Microbiol. 1992. V. 38. P. 794-797.

305. Kloepper J.W., Schroth M.N. Plant growth promoting rhizobacteria on radishes // Proc. 4th Int. Conference of Plant Pathogenic Bacteria. Angers. 1978. P. 879-882.

306. Klucas R.V. Associative nitrogen fixation in plants // In : Biology and Biochemistry of Nitrogen Fixation / Dilworth M.J., Glenn A.R. (eds.). Else. Sci. Publish.: Netherlands. 1991. P. 187-198. 1991.

307. Kim K.Y., Jordan D., McDonald G.A. Effect of phosphate-solubilizing bacteria and vesicular-arbuscular mycorrhizar on tomato growth and soil microbial activity// Biol. Fertil. Soil. 1998. V. 26. P. 79-87.

308. Knight T.J., Langston-Unkefer P.J. Enhancement of symbiotic dinitrogen fixation by a toxin-releasing plant pathogen // Science. 1988. V. 241. P. 951-954.

309. Kobayashi M., Matoh Т., Azuma J. Two chains of rhamnogalacturonan II are cross-linked by borate-diol ester bonds in higher plant cell walls // Plant Physiol. 1996. V. 110. P. 1017-1020.

310. Kobayashi M., Nakagawa H., Asaka Т., Matoh Т. Borate- rhamnogalacturnan-II bonding reinforced by Ca2+ retains pectic polysaccharides in higher plant cell walls // Plant Physiol. 1999. V. 119. P. 199-203.

311. Korzhenevskaya T.G., Lobakova E.S., Gorelova O.A., Baulina O.I. 1991a. Amherst. USA. P. 169.

312. Korzhenevskaya, T.G., Baulina O.I., Gorelova, O.A., Lobacova, E.S. Functional and morphological co-adaptations in experimental syncyanoses // in: Abst.of Inter. Symbiosis Congress. Jerusalem. 1991. P. 54.

313. Korzhenevskaya T.G., Baulina O.I., Gorelova O.A., Lobacova E.S. et al. Artificial syncyanoses: the potential for modeling and analysis of natural symbioses // Symbiosis. 1993. V. 15. P. 77-103.

314. Lang N.J., Fay P. The heterocysts of blue-green algae II. Details of ultrastructure // Proc. Roy. Soc. Lond. 1971. V. B178. P. 193-203.

315. Laplaze L. Gherbi H., Frutz T.et al. Flavan-containing cells delimit Frankia infected compartments in Causuarina glauca nodules // Plant Physiol. 1999. V. 121. N. 1 P. 113-122.

316. Larson R., Neal J. Selective colonization of the rhizosphere of wheat by nitrogen-fixing bacteria // Ecol. Bull. 1978. V. 26. P. 331-341.

317. Lechno-Yossef S., Nierzwicki-Bauer S.A. Azolla-Anabaena symbiosis // // In: Cyanobacteria symbiosis / A.N. Rai, B.Bergman, U. Rasmussen (eds.). Kluwer Acad. Publ.: Dortmoot. 2002. P. P. 153-178.

318. Lebreton P., Thievend S., Boutard B. Distribution the pro-anthocyanidines in the Gymnospermes //Plant. Med. Phytother. 1980. V. 14. P. 105-129.

319. Levanony H. , Bashan Y., Romano В., Klein E. Ultrastructural localization and identification of Azospirillum brasilense Cd on and within wheat roots by immuno-gold labeling // Plant Soil. 1989. V. 117. P. 207-218.

320. Levanony H., Bashan Y. Active attachment of Azospirillum brasilense to root surface of non-cereal plants and to sand particles // "Nitogen Fixation". Proceed. Y Inter. Symp.

321. Notrogen Fixation with non-Legumes / Polsinelli M, Materassi R, Vineenzin M. (eds.). Kluwer Acad. Pr.:Dordrecht. 1991. P. 187-193.

322. Lewis D. H. Boron, lignification and the origin of vascular plants a unified hypothesis I I New. Phytol. 1980. V. 84. P. 209-229.

323. Li D.M., Alexander M. Co-inoculation with antibiotic production bacteria to increase colonization and nodulation by rhizobia // Plant Soil. 1988. V. 108. P. 211-219.

324. Lindblad P., Bergman B. The cycad-cyanobacterium symbiosis // In: Handbook of Symbiotic Cyanobacteria / Ed. A.N. Rai. CRC Press, Boca Raton:Florida,. 1990. P. 137-159.

325. Lindblad P., Costa J.-L. The cyanobacterial-cycad symbiosis // Biol. Environ. 2002a. V. 102B.N. l.P. 31-34.

326. Lindblad P., Costa J.-L. The cyanobacterial-cycad symbiosis // Cyanobacteria symbiosis / A.N. Rai, B.Bergman, U. Rasmussen (eds.). Kluwer Acad. Publ.: Dortmoot. 2002b. P.

327. Lindstrom K., Terefework Z., Suominen L.,Lortet G. Signalling and development of RhizobiumAegume symbioses // Biol. Environment. 2002. V. 102B. P. 61-64.

328. Lobakova E.S., Dubravina G.A., Zagoskina N.V., Korzhenevskaya T.G. Soluble phenol compounds of cycad apogeotrophic roots // Int. Sym. "Plant under environmental stress". Moscow. 2001. P. 168-169.

329. Loomis W.D., Durst R.W. Chemistry and biology of boron // Biofactors. 1992. V. 4. P. 229-239.

330. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the folin phenol reagent//J. Biol. Chem. 1951. V. 193. 265-275.

331. Lugtenberg B.J.J. Mechanisms used by Pseudomonas biocontrol strains to control tomato foot and root rot // 11-th Int. Cong. On Molecular Plant-Microbe Interaction / St.-P. Russia. 2003. P. 3.

332. Lugtenberg B.J.J., de Weger L.A., Bennett J.W. Microbial stimulation of plant growth and protection from disease // Curr. Opinions in Microbiol. 1991. V. 2. P. 457-464.

333. Ma W., Zalec K., Glick B.R. Biological activity and colonization pattern of the bioluminescence-labeled plant growth-promotion bacterium Kluyvera ascorbata SUB 165/26 // FEMS Microbiol. Ecol. 2001. V. 35. P. 137-144.

334. Mair J.M., Day H.G. Curcumin method for spectrophotometric determination of boron extracted from radio frequency ashes animal tissues using 2-ethyl-l,3-hexaediol // Anal. Chem. 1972. V. 44. P. 2015 2017.

335. Malik K.A., Bilal R., Mehnaz S. et al. Association of nitrogen-fixing, plant-promoting rhizobacteria (PGPR) with kallar grass and rice // Plant Soil. 1997. V. 194. P. 37-44.

336. Mandimba G., Heilin Т., Bally R. et al. Chemotaxis of free-living nitrogen-fixing bacteria towards maize mucilage // Plant Soil. 1986. V. 90. P. 129-139.

337. Marscher H. Mineral nutrition of higher plants. Acad. Press Limited: London 1995. 340 p.

338. Masalha J., Kosegarten H., Elmaci O., Mengel K. The central role of microbial activity for iron acquisition in maize and sunflower // Biol. Fertil. Soil. 2000. V. 30. P. 433-439.

339. Matoh Т., Kobayashi M. Boron function in plant cell walls. Boron in plant and animal nutrition / Goldbach et al. (eds.). Kluwer Acad. Plenum Publ.: New York. 2002.

340. McCully M.E. Niches for bacterial endophytes in crop plants: a plant biologist's vies // Aust. J. Plant Physiol. 2001. V. 28. P. 983-990.

341. Meeks J.S. Symbiosis between nitrogen-fixing cyanobacteria and plants // Bioscience. 1998. V. 48. P. 266-276.

342. Meeks J.S., Joseph C.M., Haselkorn R. Organozation of the nif-genes in cyanobacteria in symbiotic associations with Azolla and Anthoceros II Arch. Microbiol. 1989. 150. P. 61

343. Meeks С.J., Elhai J. Regulation of cellular differentiation in filamentous cyanobacteria in free-living and plant-associated symbiotic growth states // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2002. V. 66. P. 94-121.

344. Mehnaz S., Mirza M.S., Haurat J., Bally R., Normand P., Bano A., Malik K.A. Isolation and 16S PNK sequence analysis of the beneficial bacteria from the rhizosphere of rise soil // Can. J. Microbiol. 2001. V. 472. P. 110-117.

345. Merzlyak M.N., Naqvi R. On recording the true absorption spectrum and the scattering spectrum of a turbid sample: application to cell suspensions of the cyanobacterium Anabaena variabilis II J. Photochem. Photobiol. Biol. 2000. V. 58. P. 123-129.

346. Milindashuta B. Developmental anatomy of coralloid roots in cycad // Amer. J. Bot. 1975. V. 62. P. 468-472.

347. Millonig G. Advantages of phosphate buffer for 0s04 solution in fixation // J. Appl. Physiol. 1961. V. 32. P. 1637-1639.

348. Mirza M.S., Ahmad W., Latif F., Haurat J., Bally R., Normand P., Malik K.A. Isolation, partial characterization, and the effect pf plant growth-promoting bacteria (PGPR) on micro-propagated sugarcane in vitro II Plant Soil. 2001. V. 237. P. 47-54.

349. Moore A. Non-symbiotic nitrogen fixation in soil and soil-plant system // Soil Fertil. 1966. №2. C. 113-128.

350. Mrkovacki N., Milic V. Use of Azolobacter chroococcum as potentially useful in agricultural application // Ann. Microbiol. 2001. V. 51. P. 145-151.

351. Murashige Т., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. 1962. V. 15. P. 473-497.

352. Nehl D. В., Alien S. J., Brown J. F. Deleterious rhizosphere bacteria: an integrating perspective//Appl. Soil Ecol. 1997. 5. P. 1-20.

353. Neilands J.B., Konopka R., Schwyn B. Comparative biochemistry of microbial iron assimilation // Iron Transport in Microbes, Plants and Animals / G. Winkclmann G., van Helm D., Neilands J.B. (eds.). Verlagsgesellschaft mbH. 1987. P. 3-33.

354. Nozue M., Yasuda H. Occurrence of Anthocyanoplasts in cell suspension cultures of sweet potato // Plant Cell Reports. 1985. V.4. P. 252-255.

355. Obreht Z., Kerby N.W., Gantar M., Rowell P. Effect of root-associated N2-cyanobacteria on the growth and nitrogen content on wheat (Triticum vulgare L.) seedling // Biol. Fert. Soils. 1993. V. 149. P. 68-72.

356. Obukowicz O.M., Schaller M, Kennedy G.S. Ultrastructure and phenolic histochemistry of Cycas revoluta Anabaena symbiosis // New Phytol. 1981. V. 87. P. 751754.

357. Okon Y., Kapulnik Y. Development and function of Azospirillum inoculated roots // Plant Soil. 1986. V. 90. P. 3-16.

358. Omar M.N.A., Mahrous N.M., Hamouda A.M. Evaluating the efficiency of inoculating some diazotrophs on yields and protein content of 3 wheat cultivars under gradel levels of nitrogen fertilization // Ann. Agric. Sci. 1996. V. 41. P. 579-590.

359. Osborne B.A. Comparison of photosynthesis and productivity of Gunnera tinctoria Molina (Mirbel) with and without phycobiont Nostoc punctiniforme L. // Plant Cell Environ. 1989. V. 12. P. 941-946.

360. Osborne В., Bergman B. Commentaries on cyanobacterium symbioses: introduction and overview // Biol. Environ. 2002. V. 102B. P. 1-2.

361. O'Sullivan D.J., O'Gara F. Traits of fluorescent Pseudomonas spp. involved in suppression of plant root pathogens // Microbial. Rev. 1992. V. 56. P. 662-676.

362. Ow M.C., Gantar M., Elhai J. Reconstitution of cycad-cyanobacterial association // Symbiosis. 1999. V. 27. P. 125-134.

363. Ozawa T. Yamaguchi M. 1980. Increase in cellulase activity in cultured soybean cells caused by Rhizobium japonicum II Plant Cell Physiol. V. 21. P. 331-337.

364. Padmanabhan S., Hitz R.D., Broughton W.J. Rhizobia in tropical legumes: cultural characteristics of Bradyrhizobium and Rhizobium sp. // Soil Biol. Biochem. 1990. V.22. V. 1. P. 23-28.

365. Pandey A., Sharma E., Palni L.M.S. Influence of bacterial inoculation on maize in upland farming systems of the Sikki Himalaya// Soil Biol. Biochem. 1998. V.30. P. 379-384.

366. Parsons R., Silvester W.B., Harris S., Gruijters W.T.M., Bullivant S. Frankia vesicles provide inducible and absolute oxygen protection for nitrogenase // Plant Physiol. 1987. V.83.P. 728-731.

367. Patnaik G.K., Kanungo P.K., Rao V. Interaction of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) with nitrogen fixing bacterial populations and nitrogen fixation associated with rice //Microbiol. Res. 1994. V. 149. P. 291-295.

368. Patra R.N., Singh P.K. Symbiotic algal heterocyst frequency in three species of Azolla II Proc. Indian. Natl. Sci. Acad. 1984. V. B50. P. 128.

369. Perradin Y., Mottet M.J., Lalonde M. Influence of phenolics on in vitro growth of Frankia strains I I Can. J. Bot. 1982. V. 61. P. 2807-2814.

370. Peterson R.L., Currah R.S. Synthesis of mycorrhizar between protocorms of Goodyera repens (Orchidaceae) and Ceratobasidium cereale // Can. J. Bot. 1990. V. 68. P. 1117-1124.

371. Pierson L.S., Thomashov L.S. Cloning and heterologous expression of the phenazine biosynthetic locus from Pseudomonas auerofacient II Mol. Plant Microbe Inter. 1993. V. 5. P. 330-339.

372. Plazinski J., Rolfe B. Analisis of the pectolytic activity of Rhizobium and Azospirillum strains isolated from Trifollium repens II J. Plant Physiol. 1986. V. 120. P. 181-187.

373. Pridgeon A.M. Anatomical adaptations in Orchidaceae // Lindleyana. 1986. V.l. P. 96101.

374. Pukall R., Tschape H., Smalla K. Monitoring the spread of broad host and narrow host range plasmids in soil microcosms // FEMS Microbiol. Ecol. 1996. V. 20. P. 53-66.

375. Rai A.N. Cyanobacterial-fungal symbioses: the cyanolichens // Handbook of Symbiotic Cyanobacteria / Rai A.N. ed. CRS Press, Boca Raton:Florida. USA. 1990. P. 941.

376. Rai A.N., Borthakur M., Paul. D. Symbiotic cyanobacteria: biotechnological applications // J. of Sci. and Indust. Res. 1996. V.55. P. 742-752.

377. Rai A.N., Soderback E. Bergman B. Cyanobacterium plant symbioses // New Phytol. 2000. V.147. P. 449-481.

378. Rai N., Bergman B. Creation of new nitrogen-fixing cyanobacterial associations // Biol. Environ. 2002. V. 102B. P. 65-68.

379. Rasmussen U., Nilsson M. Cyanobacterial diversity and specificity in plant symbioses // In: Cyanobacteria symbiosis / A.N. Rai, B.Bergman, U. Rasmussen (eds.). Kluwer Acad. Publ.: Dortmoot. 2002. P. 2002. P. 313-328.

380. Raymond R.N., Muller G., Matzangke F. Complexation of iron by siderophores. A review of their solution and structural chemistry and biological function // Top. Curr. Chem. 1984. V. 123. P. 49-102.

381. Raverkar K.P., Konde B.K. Effect of Rhizobium and Azospirillum lipoferum inoculation on the nodulation, yield and nitrogen uptake of peanut cultivars // Plant Soil. 1988. V. 106. P. 249-252.

382. Reddy P.M., Ladha J.K., So R.B. et al. Rhizobial communication with rice roots -induction of phenotypic changes, mode of invasion and extent of colonization // Plant Soil. 1997. V. 194. P. 81-98.

383. Redondo-Nieto M., Rivilla R., El-Hamdaoui A., Bonilla I., Bolanos L. Boron deficiency affects early infection events in the pea-Rhizobium symbiotic interaction // Aust. J. Plant Physiol. 2001. V. 28. P. 1-5.

384. Reihold-Hurek В., Hurek T. Azoarcus spp. and their interaction with grass roots // Plant Soil. 2003. V. 254. P. 57-64.

385. Rhodes M.G.C. The physiological significance of plant phenolic compounds // Ann. Phytochem. Soc. Eur. 1985. V. 25. P. 99-117.

386. Richardson P. M. Flavonoids and phylogenetic systematic // Advances in cladistics / Platnick N. J., Funk V.A.(eds). Columbia Univ. Press : New York. 1982. Vol. 2. P. 115-123.

387. Richardson P. M. Flavonoid chemistry and the Taxonomy of the Cycads // Mem. N. Y. Bot. Garden. 1990. V. 57. P. 132-142.

388. Rippka R., Deruelles J., Waterbury J.B. et al. Genetic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria//J. Gen. Microbiol., 1979. V. 111. P. 1-61.

389. Rodgers G.A., Stewart W.D.P. The cyanophyte hepatic symbiosis. I. Morphology and physiology // New Phytol. 1977. V. 78. P. 441-458.

390. Rovira A.D. Microbial colonization of plant roots // Ann. Rev. Phytopathol. 1976. V. 11. P. 121-144.

391. Ruiz J.M., Bretones G., Baghour M. Relationship between boron and phenolic metabolism in tobacco leaves // Phytochem. 1998. V. 48. P. 269-272.

392. Sadovsky M.J., Keyser H.H., Bohlool B.B. 1983. Biochemical characterization of fast and slow growing rhizobia that nodulate soybean // Int. J. Syst. Bacteriol. V.33. N 3. P. 716722.

393. Saleh S.S., Glick B.R. Involvement of gasS and rpoS in enhancement pf the plat-growth capabilities of Enterobacter cloacae CAL2 and UW4 // Can. J. Microboil. 2001. V. 47. P. 698-705.

394. Salem S.H., Barakah F.N., Heggo A.M. Effect on endomycorrhizal fungi and

395. Rhizobium meliloti on nodulation, nutrition and N2-fixation of alfalfa crown on calcacerous soil // Abst. 8 111 Symp. Microbial Ecology. Canada. 1998. S.l. P. 290.

396. Schenk, H.E.A. Cyanobacterial symbioses // The Prokaryotes. A.Ballows, H.G. Truper, M. Dworkin et al. (eds.). 2nd edition. 1992. Shringer-Verlag: N.Y., P. 3819-3854.

397. Schneider A. Mutualistic symbiosis of algae and bacteria with Cycas revoluta II Bot. Gaz. 1884. N. 19. P. 25-32.

398. Schussler A. Bonfante P., Schnepf E., Mollenhauer D., Kluge M. Characterization of the Geosiphon puriforme symbiosome by affinity techniques: confocal laser scanning microscopy (CCSM) and electron microscopy // Protoplasma. 1996. V. 190. P. 53-67.

399. Schloter M., Wiehe W., Assmus B. Root colonization on different plants by plant-growth-promoting Rhizobium leguminosarum bv. Trifoli R 39 studied with monospecific polyclonal antisera //Appl. & Envir. Microbiol. 1997. V. 63. P. 2038-2046.

400. Schloter M., Hartmann A. Endophytic and surface colonization of wheat roots (Triticum aestivum) by different Azospirillum brasilense strains studied with strain specific monoclonal antibodies // Symbiosis. 1998. V. 25. P. 159-179.

401. Shkol'nik M.Y. Trace elements in plants // Developments in Crop Science, Elsevier: # New York. 1984. P. 68-109.

402. Scwinzer C.R., Tjepkema J.D. Actinorhizal plants: Frankia-symbioses // In: Biology and Biochemistry of Nitrogen Fixation / Dilworth M.J. and Glenn A.R. (eds.). Else. Sci. Publish.: Nerherlands. 1991. P. 350-371.

403. Serrano R., Carrapiqo F., Vidal R. The presence of lectins in bacteria associated with the Azolla-Anabaena symbiosis // Symbiosis. 1999. V. 27. P. 169-178.

404. Shirley B. Flavonoid biosynthesis: 'new' functions for an 4 old' pathway // Trends in Plant Sci. 1996. V. 1. P. 377-382.

405. Silver W.S., Postgate J.R. Evolution of symbiotic nitrogen fixation // J. Theor. Biol. 1973. V. 40. P. 1-10.

406. Silvester, W.B., MeNamara, P.J. The infection process and ultrastructure of the Gunnera-Nostoc symbiosis//NewPhytol. 1980. V. 77. P. 135-141.

407. Горелова О.А., Баулипа О.И., Щелмаиова А.Г., Корженевская Т.Г., Гусев М.В. Гетероморфизм цианобактерии Nostoc sp. микросимбионта мха Blasiapusilla II Микробиолоия. 1996. Т. 65. № 6.1. C. 824-832.

408. Siranidou Е., Kang Z., Buchenauer N. Studies on symptom development, phenolic compounds and morphological defence responses in wheat cultivars differing in resistance to fusarium head blight // J. Phytopatol. 2002. V.150. P.200-208.

409. Simon R.D. Inclusion bodies in the cyanobacteria: cyanophycin, polyphosphate, polyhedral bodies // The Cyanobacteria / Fay P., Van Baalen C. (eds.). Elsevier: Amsterdam, Netherlands. 1987. P. 199 225.

410. Smith D.C., Douglas A.E. The biology of symbiosis. Edward Arnold: London. 1987. P. 240.

411. Smith F.A., Jakobsen I., Smith S.E. Functional diversity in arbuscular mycorrhizal fungi // Progr. abstr. and papers of the Third Int. Cong, on Symbiosis / H.C. Weber, S. Imhof, and

412. D. Zeuske (eds.). Philipps Univer.: Marburg. Germany. 2000. P. 191.

413. Soderback E., Lindblad P., Bergman B. Developmental patterns related to nitrogen fixation in the Nostoc-Gunnera magellanica Lam. Symbiosis // Planta. 1990. V. 182. P. 355362.

414. Somogy M. 1952. Notes on sugar determination // J. Biol. Chem. 195. P. 19- 23.

415. Sprent J.I., Raven J.A. Evolution of nitrogen-fixing symbioses // Stacey G., Burris R.H., Evans H.J. (eds.). Chapmann &Hall:London. 1992. P. 461-495.

416. Spiller H., Gunasekaran M. Ammonia excreting mutant strain of cyanobacterium Anabaena variabilis support growth of wheat // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1990. V. 33. P. 577-480.

417. Spiller H., Gunasekaran M. 1991. Simultaneous oxygen production and nitrogenase activity of an ammonium-excreting mutant of the cyanobacterium Anabaena variablis in co-culture with wheat //Appl. Microbiol. Biotechnol. V.35. P. 798-804.

418. Srivisan M., Petersen D.J., Holl F.B. Influence of indoleacetic-acid-production Bacillus isolates on nodulation of Phaseolis vulgaris by Rhizobium etili under gnotobiotic conditions // Can. J. Microbiol. V. 42. P. 1006-1014.

419. Stafford H.A. Roles of flavonoids in symbiotic and defense functions in legume roots // Bot. Rev. 1997. V. 63. P. 27-39.

420. Stanier R.Y., Kunisavva R., Mandel M., Cohen-Bazire G. Purification and properties of unicellular blue-green algae (order Chloroococcales) // Bacteriol. Rev. 1971. V. 35. P. 171205.

421. Steenhoudt O., Vanderleyden J. Azospirillum, a free-living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses; genetic, biochemic and ecological aspects // FEMS Microbiol. Rev. 2000. V. 24. P. 487-506.

422. Stewart W.D.P. A botanical ramble among the blue-green algae // Brit. Phycol. J. 1977. V. 12. P. 89-115

423. Stewart W.D.P., Rowell P., Rai A.N. Symbiotic nitrogen-fixing cyanobacteria // Nitrogen fixation / Stewart WDP, Gallon JR (eds.). Acad. Press:London. UK. 1980. P. 239277.

424. Stewart W.D.P., Rowell P., Rai A.N. Cyanobacteria eukaryotic plant symbiosis // Ann. Microbiol. 1983. V. 134B. P. 205-228.

425. Tchebotar V.K., Kang U.G., Akao S. Effect of combined inoculation of white clover with gus-marked and wild strains of Rhizobium and Azospirillum on nodulation and root colonization // In: Pros. 11 л Inter. Cong. Nitrogen Fixation. S-Pt. 1997. P. 334.

426. Tarafdar J.C., Marschner H. Dual inoculation with Aspergillus fumigatus and Glomus mosseae enhances biomass production and nutrient uptake in wheat (Triticum aestivum L.) supplied with organic phosphorus as Na-hydrate // Plant Soil. V. 173. P. 92-102.

427. Tchan Y.T., Kennedy I.R. Possible N2-fixing root nodules induced in nonlegumes // Agric. Sci. 1989 V. 2. P. 57-59.

428. Tchan Y.T., Zeman A.M.M., Kennedy I.R. Nitrogen fixation in para-nodules of wheat roots by introduced free-living diazotrophs // Dev. Plant Soil Sci. 1991. V. 48. P. 269-273.

429. Tchan, Y.T. and Zeman, M.M. N2 -fixation (C2H2 reduction) in 2,4-dichloro-phenoxacetic acid (2,4-D) treated wheat inoculated with free-living diazotrophs // Soil Biol. Biochem. 1995. V. 27. P. 453-457.

430. Thirert J. Economic Botany of cycads // Economic Botany. 1957. P. 3-41.

431. Thomashov L.S., Weller D.V. Role of phenazine antibiotic from Pseudomonas fluorescens 2-79 in biological control of Gaeumannomyces graminis var. tritici II J. Bacteriol. 1988. V. 170. P. 3499-3508.

432. Torrey J.G., Callaham D. Structural features of the vesicle of Frankia sp. CpII in culture // Can. J. Microbiol. 1982. V. 28. P. 749-757.

433. Tovvata E.M. Mucilage glands and cyanobacterial colonization in Gunner a kaalensis II Bot. Gaz.1985. V. 146. P. 56-62.

434. Tunlid A., Schultz N. A., Benson D. R., Steele D. В., White D. C. Differences in fatty acid composition between vegetative cells and N2-fixing vesicles of Frankia sp. Strain CpII // Proc. Natll. Acad. Sci. USA. 1989. V. 86. P. 3399-3403.

435. Vagnoli, L., Margheri, M.C., Allotta, G., Materassi, R. Morphological and physiological properties of symbiotic cyanobacteria // New Phytol. 1992. V. 120. P. 243-249.

436. Varshney A.K., Mah Т., Khan N.U. et al. Biflavones from Cycas revoluta, C. circinalis and C. rumphii II Indian J. Chem. 1973. V. 11. P. 1209-1214.

437. Vessey J.K. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers // Plant Soil. 2003. V. 255. P. 571-586.

438. Wallace J.W. A survey for benzoic and cinnamic acids of the Cycadaceae // Amer. J. Bot. 1972. Vol. 59. P. 1-4.

439. Wallace W.H., Gates J.E. Identification of Eubacteria isolated from leaf cavities of four species of N-fixing Azolla fern as Arthrobacter conn and dimmick // Appl. and Environ.Microbiol.1986. V. 52. P. 425-429.

440. Watts S.D., Knight C.D., Adams D.G. Characterization of plant exudates inducing chemotaxis in nitrogen-fixing cyanobacteria // The Phototrophic Prokaryotes / Peschec et al. (eds.) Kluwer Acad. Plenum Publ.:N-Y. 1999. P. 679-684.

441. Webster G., Jain V., Davey M.R., Gough C., Vasse J., Denarie J., Cocking E.C. The flavonoid naringenin stimulates the intercellular colonization of wheat roots by Azorhizobium caulinodans II Plant Cell Environ. 1998. V. 21. P. 373-383.

442. Weiss M., Mikolajevvski S., Peipp H., Schmitt U., Wray V., Strack D. Tissue-specific and development-dependent accumulation of phenylpropanoid in Lanrch mycorrhizar // Plant Physiol. 1997. V. 114. N. 1 P. 15-27.

443. Weller D.M., Thomashov L.S. Current challenges in introducing beneficial microorganisms // Mol. Ecology of Rhizosphere Microorganisms / F. O'Gara, D.N. Dowling (eds.) VCH Publ. Inc.: Boesten, Weinheim, N-Y. 1994. P. 1-18.

444. West, N.J., Adams, D.C. Phenotypic and genotypic comparison of symbiotic and free-living cyanobacteria from single field site // App. Environ. Microbiol. 1997. V.63 P. 44794484.

445. Withner C.L. The orchids scientific survey. The Ronald Press Co.: New York. 1959. 648 p.

446. Withner C.L., Nelson P.K., Weijkanora P.J. The anatomy of orchids // The orchids -scientific survey / Withner C.L. (ed.) J.Wiley & Sons: N-Y. 1974. P. 267-347.

447. Wolk C.P., Ernst A., Elhai J. Heterocyst metabolism and development / The molecular biology of cyanobacteria / ed. Bryant D.E. Kluwer Acad. Publ.: Dordrecht. Netherlands. 1994. P. 769-823.

448. Wolk, C.P., Zhu, J., and Kong, R. Genetic analysis of heterocyst formation // The Phototrophic Prokaryotes / G.A. Peschek, W. et al. (eds.) Kluwer Acad. Publ.: New York. 1999. P. 509-515.

449. Yamagishi M., Yamamoto Y. Effects of boron on nodule development and symbiotic nitrogen fixation in soybean plants // Soil Sci. Plant Nutr. 1999. V. 440. P. 265-274.

450. Yamanaka Т., Li C-Y., Okabe H. Tripartite associations in an alder: effects of Frankia and Alpova diplophoeus on the growth, nitrogen fixation and mineral acquisitions of Alnus tenuifolia И Plant Soil. 2003. V. 254. P. 179-186.

451. Yu Q., Wingender R., Schule M. et al. Short-term boron deprivation induces increased levels of cytoskeletal proteins in Arabidopsis roots // Plant Biol. 2001. V. 6. P. 1-6.

452. Yu M., Yang Y-H., Du C-W. Effect of boron on the metabolism of Carbohydrates // Boron in plant and animal nutrition / Goldbach et al. (eds.) Kluwer Acad. Plen. Publ.: N- Y. 2002. P. 197-203.

453. Zimmerman, W.J., Rosen, B.H., and Lumpkin, T.A. Enzymatic, lektin and morphological characterization and classification if presumptive cyanobionts from Azolla Lam. // New Phytol. 1989 V. 113. P. 497-503.1. БЛАГОДАРНОСТИ

454. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 94-04-125836; 97-04-483636; 00-04-48708; 00-15-97911; 03-04-48456, Международным научным фондом грант № J6J100).

455. Автор выражает глубокую признательность своим учителям профессору З.Э. Беккер, чл.-корр. РАН Р.Г. Бутенко, профессору М.В. Гусеву, профессору Т.Г. Корженевской и вед. науч. сотр. О.И. Баулиной.

Информация о работе

Лобакова, Елена Сергеевна
доктора биологических наук
Москва, 2004
ВАК 03.00.12

Диссертация

Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов"

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Лобакова, Елена Сергеевна

Введение Диссертация по биологии, на тему "Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов"

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Лобакова, Елена Сергеевна

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Лобакова, Елена Сергеевна, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Ассоциативные микроорганизмы растительных симбиозов
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений