Изучение микробного потенциала фитосферы растений для использования в сельскохозяйственной биотехнологии

Широких, Александр Анатольевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изучение микробного потенциала фитосферы растений для использования в сельскохозяйственной биотехнологии
ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Изучение микробного потенциала фитосферы растений для использования в сельскохозяйственной биотехнологии"

На правах рукописи ШИРОКИХ Александр Анатольевич

ИЗУЧЕНИЕ МИКРОБНОГО ПОТЕНЦИАЛА ФОТ ОСФЕРЫ РАСТЕНИЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕШЮЙБИОТЕХНОЛОГИИ

Специальность 03 00 07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

003066334 (7

Киров 2007

003066934

Работа выполнена в Зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства Северо-Востока имени Н В Рудницкого РАСХН, г Киров

доктор биологических наук, профессор Галина Михайловна 1енова

доктор биологических наук, профессор Ярослав Иванович Бурьянов

Ведущее учреждение Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К А Тимирязева

Защита диссертации состоится "23" октября 2007 года в 15 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 501 001 21 при Московском государственном университете им M В Ломоносова по адресу 119899, Россия, Москва, Ленинские горы, д 1, корп 12, биологический факультет, аудитория 557

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета им M В Ломоносова

Автореферат разослан 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, профессор Людмила Ивачовиа Домрачева

кандидат биологических наук

И Ф Пискункова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Повышение жизнестойкости и выносливости растений за счет использования естественных помощников - почвенных и ризосферных микроорганизмов -одно из перспективных направлений управления продуктивностью сельскохозяйственных культур (Тихонович и др, 2005, Кравченко и др , 2002) Ассоциированные с растениями микроорганизмы играют важную роль в их развитии, участвуя в снабжении растений элементами питания, фитогормона-ми, витаминами и другими факторами роста Многие из ассоциативных микроорганизмов продуцируют соединения, инги-бирующие патогенную микрофлору (токсины, антибиотики, сидерофоры), а также способствуют появлению у растений-партнеров так называемой индуцированной устойчивости, помогающей в защите от фитопатогенов (Catteian et al, 1999)

Стратегия использования микроорганизмов в повышении продуктивности и устойчивости растений к заболеваниям осуществляется в настоящее время по двум главным направлениям - экстенсивному и интенсивному Экстенсивные методы основаны на стимулировании или ингибировании деятельности аборигенных микроорганизмов, оказывающих на растения соответственно положительное или негативное воздействие в местах их природного существования

Интенсивные методы основаны на интродукции высокоэффективных форм микроорганизмов с полифункциональными свойствами во внешнюю среду в виде суспензии свободных или иммобилизованных на специальных носителях клеток Концептуальным направлением развития интенсивных микробных технологий в сельском хозяйстве является поиск новых микроорганизмов и создание оригинальных технологических процессов для получения новых биопрепаратов, биоудобрений различного сельскохозяйственного назначения и конструирования высокоэффективных микробно-раститель-ных систем

Изучение комплексов микроорганизмов в фитосфере сельскохозяйственных растений необходимо как для выявления факторов их направленной регуляции, так и для разработки стратегии поиска и выделения комплементарных с растениями ассоциативных микроорганизмов с фиторегуля-торными и биоконтролирующими свойствами Особую ценность представляет перспектива создания микробных биопрепаратов, разнообразие и спектр действия которых должны активно пополняться и расширяться при резком снижении токсичности и отрицательного влияния на человека, растения и окружающую среду (Чеботарь, 2007)

Эффективность микробно-растительного взаимодействия в значительной степени зависит от уровня интеграции участвующих в нем партнеров, в том числе на генном уровне (Ьи^епЬег§, Оеккеге, 1999, Проворов, 2005)

Наряду с исследованием генетических основ продуктивности симбиоза важное практическое значение имеет изучение соответствия экологических условий потребностям конкретных растительно-микробных систем Основное внимание в исследовании растительно-бактериального взаимодействия в настоящее время уделяется выяснению закономерностей выживания интродуцируемых в ризосферу микроорганизмов Между тем, специфика аборигенных микробных сообществ, складывающихся в прикорневой зоне различных видов и сортов растений, и ее изменение под воздействием экологических факторов, таких, как, кислотность почвы и связанная с нею токсичность ионов алюминия, остаются до сих пор малоизученными Разработка этих вопросов поможет развить теоретические основы к направленному регулированию растительно-бактериального взаимодействия в реальных условиях дерново-подзолистых почв

Цель работы - разработка принципов использования микробного потенциала агрофитоценозов европейского Северо-Востока в повышении продуктивности и устойчивости

сельскохозяйственных растений к заболеваниям и абиотическим стрессам

Задачи исследования

1 Изучение закономерностей формирования микробно-растительных ассоциаций на примере восстановительной сукцессии нарушенного торфодобычей биогеоценоза (БГЦ)

2 Выяснение закономерностей организации и функционирования микробных комплексов, ассоциированных с хозяйственно значимыми для региона сельскохозяйственными растениями для выявления факторов их направленной регуляции

3 Определение численности и концентрации биомассы микроорганизмов, соотношения ее основных компонентов в ризосфере и в свободной от корней почве

4 Выявление характера связи между экологическими свойствами сорта и комплекса бактерий в его ризосфе-ое

5 Изучение возможности получения искусственных ассоциаций метилотрофных бактерий с растениями in vitro

6 Поиск, выявление и выделение микроорганизмов с био-технологически ценными свойствами для использования в растениеводстве

Место проведения работы Работа выполнена в Зональном НИИ сельского хозяйства Северо-Востока им Н В Рудницкого и является частью плановых тематик лаборатории генетики (1999-2007 гг), № госрегистрации 01200203899,

Выражаю глубокую признательность директору института, академику РАСХН В А Сысуеву за предоставленную возможность и оказанное содействие при проведении исследований

Сердечно благодарю за совместную работу чл-корр РАСХН Н А Родину, докторов с -х наук JIИ Кедрову, Т К Шешегову, кандидатов с -х наук М И Тумасову,

И А Устюжанина, кандидатов биол наук О Н Шуплецову, О В Мерзаеву Их вклад отражен в соответствующих публикациях

Защищаемые положения.

1. Специфический состав корневого депозита отдельных видов и сортов сельскохозяйственных растений является одним из ведущих экологических факторов, определяющих процессы колонизации корней бактериями и формирование ассоциированных с корнями растений микробных комплексов

2 Значительная часть бактериального комплекса ризосферы растений на почвах дерново-подзолистого типа представлена популяциями, способными смещать низкие значения рН в нейтральную сторону, в том числе, в присутствии ионов алюминия Адаптивный потенциал ризобактерий связан с сортовыми особенностями корневой экскреции растений и вносит существенную роль в формирование продуктивности сорта

3 Биопленка почвенных водорослей, формирующаяся в период «цветения» на поверхности остаточного после промышленной выработки слоя торфа, представляет собой уникальную эконишу, объединяющую черты ризосферы и филло-планы высших растений, благодаря чему служит источником для выделения перспективных в биотехнологическом отношении штаммов микроорганизмов с полифункциональными свойствами и широким экологическим диапазоном

4 Сопоставление видового разнообразия стрептомицетов в ризосфере различных сортов и аналогичное сравнение спектров антифунгального действия их представителей указывает на существование прямой зависимости между разнообразием видов и частотой встречаемости видов антагонистов в комплексе

5 Эффективное использование растением

ростстимулирующего и биоконтролирующего потенциала прокариот возможно лишь в ризосфере видов и сортов расте-

ний с благоприятным соотношением индивидуальных компонентов корневых выделений, что необходимо учитывать при разработке принципов и методологии создания биопрепаратов для улучшения роста и защиты растений на основе живых культур бактерий

6 Комбинированное использование традиционных методов культуры ткани и метода бактериальной колонизации растений m vitro позволяет разработать принципиально новые технологии их культивирования, в особенности для растений с низкой регенерационной способностью

Научная новизна. Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования в растениеводстве и биотехнологии растений природных изолятов микроорганизмов, адаптированных к региональным эдафическим условиям и биологическим особенностям созданных в местных условиях сортов

Показана практическая возможность эффективного симбиоза клевера лугового с природными алюмотолерантными изолятами ризобий из кислого местообитания Установлена высокая конкурентоспособность природного изолята с производственным штаммом в условиях стресса

Установлена более высокая частота выявления и выделение бактерий с фиторегуляторными и биоконтрольными свойствами из природных субстратов при отклонении значений кислотности и обеспеченности элементами питания от оптимума

Впервые выявлены специфические особенности комплексов эпифитных и эндофитных бактерий различных видов и сортов зерновых злаков, заключающиеся в различной структуре доминирования и частоте встречаемости в их составе представителей, способных оказывать угнетающее и (или) стимулирующее действие на другие микроорганизмы и на растения С позиций системного подхода исследованы биоразнообразие и физиолого-биохимические особенности акти-

номицетного комплекса ризосферы, получены новые данные, расширяющие и углубляющие представления о явлении анти-биозиса

Разработаны и подобраны методические приемы селективного выделения эндотрофных микроорганизмов для скрининга метаболически активных штаммов

Экспериментально показана возможность создания искусственных растительно-микробных ассоциаций с участием аэробных розовоокрашенных факультативных метилотроф-ных бактерий на основе каллусной культуры ячменя, мери-стемных растений картофеля и земляники садовой Выявлена способность ряда выделенных культур рода Methylobacterium стимулировать рост и морфогенез растений m vitro Показана способность ряда изолятов метилотрофных бактерий оказывать гормон- и витаминозаместительное действие в культуре изолированной ткани растений

Практическая значимость работы. Систематизированные в базе данных результаты изучения свойств природных изолятов из различных локусов фитосферы (корни, листья, почки, семена, внутренние ткани) являются основанием к направленному поиску и выделению культур с фиторегуля-торными и биоконтрольными свойствами и могут способствовать решению широкого круга задач микробной экологии и биотехнологии

Полученные результаты могут быть также использованы при разработке способов биологической защиты растений от фитопатогенов, направленных на активизацию агрономически ценной микрофлоры в микролокусах ее естественного распространения

Создана коллекция культур, способных к синтезу физиологически активных метаболитов и имеющих хороший потенциал в разработке новых биотехнологий, направленных на повышение продуктивности растений и устойчивости их к стрессам

Изученные закономерности взаимодействия между бактериями и растениями в алюмокислых условиях дерново-подзолистых почв представляют интерес для разработки стратегии и тактики биологической ремедиации почв, подверженных техногенному закислению или загрязненных алюминием На основе полученных результатов даны методические рекомендации по выделению, изучению свойств и поддержанию в коллекции природных изолятов бактерий для использования в фитобиотехнологии

Апробация работы Материалы диссертации были доложены и представлены на И1 и IV Всесоюзных конференциях "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Москва, 1986, Пу-щино, 1992), Всесоюзной конференции "Торф в народном хозяйстве" (Томск, 1991), 9-м и 10-м Международных конгрессах по торфу (Уписала, 1992, Бремен, 1996), Всероссийской конференции "Сельскохозяйственная микробиология в 19-21 веках" (С-Петербург, 2001), Международной конференции "Озимая рожь селекция, семеноводство, технологии и переработка" (Киров, 2003), Всерос конф "Вопросы экологии и природопользования в аграрном секторе" (Ижевск, 2003), Третьей международной конференции по биотехнологии в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии (Москва, 2004), Науч-пракг конференции "Современные аспекты селекции, семеноводства, технологий, переработки ячменя и овса" (Киров, 2004), Всероссийских научных школах "Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга научный и образовательный аспекты" (Киров, 2004, 2005, 2006), Втором Всероссийском Съезде по защите растений "Фитоса-нитарное оздоровление агроэкосистем" (Санкт-Петербург,

2005), Международ конф "Грибы и водоросли в биоценозах -2006" (Москва, 2006), IV Всероссийской научной конференции "Химия и технология растительных веществ" (Сыктывкар,

2006), Междунар конф "Устойчивое развитие природа-обще-

ство-человек" (Москва, 2006), на годичных отчетных сессиях НИИСХ С-В РАСХН, 1999-2006 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 68 работ, в том числе монография и учебное пособие в соавторстве, 21 статья в рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, шести глав экспериментальной части, заключения и выводов Она включает 268 страниц машинописного текста, 19 рисунков, 50 таблиц, 2 приложения. Список литературы включает 424 работы, из которых 210 на иностранных языках.

Автору принадлежат: составление программ исследований, сбор полевого материала и выполнение основной части экспериментальных работ, обобщение полученной информации и выводы работы. В работе использованы материалы, полученные лично автором, а также материалы работ, выполненных под его руководством или при непосредственном участии.

Содержание работы Глава 1. Теоретические основы направленного регулирования растительно-микробных взаимодействий (литературный обзор)

В главе изложены и проанализированы литературные данные по проблеме совместной эволюции микроорганизмов и растений. Приведены стратегии взаимной адаптации партнёров на основе пространственных и трофических связей, совместной регуляции взаимодействующих генов и интеграции геномов партнёров Рассмотрены механизмы положительных воздействий ассоциативных РОРК-бактерий и эпи-фитных РОФМ бактерий на растения. Описаны наиболее распространенные меюды и приемы исследования микроорганизмов ризосферы. Приведены практические результаты, достигнутые в области методического обеспечения анализа

ассоциированных с растениями микроорганизмов Обоснована необходимость изучения микробного потенциала агрофи-тоценозов в целях его направленного регулирования

Глава 2 Объекты и методы

В качестве растительных объектов исследования использовали сорта ячменя (Hordeum vulgare L), овса (Avena sativa L X озимой ржи (,Seeale cereale L ), клевера лугового (Trifolium praiense L), различающиеся по продолжительности вегетации, эколого-географическому происхождению, устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам

Отбор образцов в полевых и лабораторных опытах выполнен по стандартным методикам (Методы почвенной , 1991) в пахотном или корнеобитаемом слое

Общее количество бактерий, спор грибов, грибного и ак-тиномицетного мицелия определяли с помощью метода люминесцентной микроскопии (Методы почвенной , 1991) Расчет количества клеток (мицелия) на 1 г субстрата проводили по формуле

N - число клеток (длина мицелия, мкм) на 1 г субстрата,

- площадь препарата (мкм2), а - количество клеток (длина мицелия, мкм) в одном поле зрения

(усреднение производится по всем препаратам), п - показатель разведения почвенной суспензии (мл), V - объем капли, наносимой на стекло (мл), ¿2 - площадь поля зрения микроскопа (мкм5), с - навеска почвы или корней (г)

При учете клеток бактерий препараты окрашивали водным раствором акридина оранжевого (1 10000), а для окраски мицелия и спор грибов применяли калькофлуор белый Расчет биомассы проводили в соответствии с методикой (Полянская, 1978, Кожевин и др, 1979), по которой биомасса сухого

вещества для одной бактериальной клетки объемом 0,1 мкм3 составляет 2^10"14 г, 1 м актиномицетного мицелия диаметром 0,5 мкм — 3,9x10"8 г, 1 м грибного мицелия диаметром 5 мкм - 3,9* 10"6 г и 1 грибной споры - 1 х 10~" г.

Для учета ацидо- и алюмотолерантных микроорганизмов применяли среды МПА с рН 4,5 и рН 4,2 + А13+ в концентрации 1,5 fiM (Shinjiro, Takashi, 1996). Морфологические и фи-зиолого-биохимические свойства изолятов из почв и растительных субстратов изучали в соответствии с определителем Берджи (1997).

Состав и численность актиномицетов определяли на среде с пропионатом натрия и казеин-глицериновом агаре (Зе-нова, Звягинцев, 2002) с применением селективных приемов выделения. Родовую идентификацию проводили, согласно определителю бактерий Берджи (1997), используя морфологические и хемотаксономические признаки. Видовую идентификацию стрептомицетов осуществляли согласно ключу Гаузе с сотр (1983).

Активную селекцию бактериальных штаммов, обладающих высокой колонизирующей способностью, проводили с использованием метода, разработанного во ВНИИСХМ (Кравченко и др, 2002).

Анализ химических свойств исследованных образцов проведен в аналитической лаборатории НИИСХ Северо-Востока и агрохимической лаборатории Кировской лугоболотной опытной станции согласно "Агрохимическим методам. ." (1975).

Опыты с инокуляцией растений проводили в климатических камерах ILKA (Германия) при 8-10 Клк, 16-часовом фотопериоде и температуре 23°/18°С день/ночь. В опытах использовали генетически маркированные штаммы, устойчивые одновременно к 40 мкг/мл рифампицина и 100 мкг/мл стрептомицина.

Отбор штаммов, способных стимулировать прорастание семян и рост проростков проводили путем замачивания семян пшеницы в течение 20 час в разбавленных водой 1 50 и 1 100 культуральных жидкостях микроорганизмов, выращенных на среде №19 (Возняковская, 1969) с последующим проращиванием в рулонной культуре Инкубацию проводили при 22°С в течение 4 суток Повторность опыта 4-х кратная Учитываемые показатели - всхожесть семян, масса, длина надземной части и корней проростков

Антибиотическую активность выделенных штаммов исследовали методом диффузии в агар (Егоров, 1979) В качестве тест-культур использовали фитопатогенные и плесневые грибы Грибы выращивали на агаре Чапека, актиномицеты -на овсяном агаре (Гаузе и др, 1983), бактерии - на агаре RHM (Belimov, Dietz, 2000) О степени антибиотической активности судили по диаметру зоны подавления роста тест-культуры Каждый тест проводился в 3-кратной повторности

Содержание индолилуксусной кислоты определяли с помощью реактива Сальковского в культуральных жидкостях бактерий, выращенных на жидкой среде с добавлением 200 мкг/мл триптофана (Libbert, Rich, 1969)

Об уровне корневой экскреции растений различных сортов судили по изменению реакции среды в зоне корней при выращивании в водной культуре Исходные значения кислотности устанавливали в двух вариантах - рН 6,0 (контроль) и рН 4,0 (стресс) В каждом сосуде размещали по 10 проростков В каждом варианте использовали 4 сосуда Инкубацию проростков проводили при 23°С и световом периоде 16 часов Кислотность раствора определяли потенциометрически ежедневно Продолжительность опыта - 7 дней

Данные обработаны стандартными методами (Дмитриев, 1972, Лакин, 1990) статистического анализа с использованием программ EXCEL 8 0 и STATGRAPHICS Plus for Windows

Глава 3. Растения как центры формирования микробных сообществ на выработанных торфяниках

Восстановление нарушенного добычей торфа БГЦ происходит очень медленно вследствие низкой биологической активности субстрата, острого дефицита биогенных элементов, повышенного содержания закисных соединений (4, 5, 25, 38, 39) БГЦ остаточного торфа характеризуется на стадии формирования отсутствием или неполным заселением некоторых экологических ниш (25, 27, 41) Восстановительная сукцессия происходит путем заселения выработок новыми видами с прилегающих территорий (4, 26, 38, 41, 43) Первым этапом сукцессии является поселение почвенных водорослей, которые в отсутствие высших растений быстро включаются в пищевые цепи как основные продуценты органического вещества

Почвенные водоросли в БГЦ выработанного торфяника играют доминирующую ценозообразующую роль, формируя с гетеротрофными прокариотными организмами специфический микробный комплекс - альгобактериальную ассоциацию (28, 29) Даже по прошествии 32-х лет после окончания торфодобычи до 56,8-72,7% запасов микробной биомассы сосредоточено в верхнем десятисантиметровом слое, наиболее насыщенном почвенными водорослями (51) (рис 1)

Численность водорослей по данным люминесцентной микроскопии в 1 г торфа слоя 0-2 см определялась величинами от 4,1 до 9,9x107 клеток (22) В формирование наземных фототрофных микробных сообществ наряду с миграцией спор с прилегающих территорий также вносит свой вклад внутри-почвенный пул водорослей Методом накопительной культуры водоросли выделялись даже из самого нижнего слоя выработанного торфяника (28) Накопление бактериальной массы колебалось по сезонам в пределах от 42 до 61 кг/га и достигало 3,3% от общих запасов биомассы микроорганизмов (8,48)

кг/га

2000 1 1800 | 1600 , 1400 !

1200 I 1000 | 800 I 600 ! 400 200 0

! июнь О июль Е) октябрь

Рис 1 Распределение микробной биомассы в остаточном слое выработанного торфяника при естественном зарастании В период «цветения» - массового разрастания водорослей на поверхности выработанного торфяника формируется специфический микробный комплекс. Доминируют в остаточном слое торфа при естественном зарастании представители порядков СЫатус1отопас1а1е8 и СЫогососса1еБ. Численность гетеротрофных микроорганизмов в составе альгобактериальных ассоциаций возрастает в 2-3 раза по сравнению с окружающей почвой. Микроскопирование стекол «обрастания» позволило наблюдать формирование альго-бактериальных ассоциаций, включающих клетки синезеленых, диатомовых и зеленых водорослей, а также гифы микромицетов (рис. 2).

Рис 2 Альгобактериальные ассоциации на поверхности остаточного слоя торфа

Гетеротрофный бактериальный комплекс остаточного слоя торфа на протяжении десятков лет характеризуется низкой численностью и бедным видовым составом В составе бактериального комплекса "цветущих" почв обнаруживались представители многих родов бактерий, характерных для ризосферы высших растений А^оЬас1епит, ВкиоЪшт, А^озртп1-Ьлт, ХашЬотопаз, КЬоаососст Численность этих бактерий достигала 107-108 КОЕ/г почвы, что сопоставимо с показателями их обилия в ризосфере Численность микроорганизмов в ризосфере обследованных растений была на 1-2 порядка выше, чем в окружающем торфе (табл 1), но оставалась существенно ниже, чем в ненарушенной торфяной почве (40)

Таблица 1

Численность и групповой состав бактерий в почвенном ярусе биогеоценоза

выработанного торфяника

Субстрат Общая численность, 105 КОЕ/г Доля участия, %

корине- формных бактерий споровых бактерий грамотри цат-ельных бактерий стрсптс-мицетов

Слои торфа, см

0-1 40-140 9 0,2 91 0,1

1-5 10-100 0,3 0,2 98 1,4

5-20 10-30 1,7 3,4 69 26

20-40 1-7 U8 6 80 13

40-60 10-13 1,6 2,6 86 10

Ризосфера

грушанки 840 3,5 0,8 95 2

пушицы 1210 1,5 6 92 1

плауна 420 3,1 0,7 95 1

В комплексе микроорганизмов на корнях грушанки и пушицы доминировали грамотрицательные бактерии родов Pseudomonas, Flavobacterium, Gluconobacter, Azospinllum, характерные для ризосферы высших растений и на других типах почв (7, 45, 47)

В отличие от комплекса актиномицетов выработанного торфяника, в котором роды Б^ерготусех, Мгсготопозрога, 8ассЬаготопо$рога, БХгерЮзрогап^ьит и олигоспоровые виды представлены относительно равномерно (6, 44), в пленках "цветения" доминировали представители рода 81гер1отусе$ (28)

Водорослевые пленки на поверхности выработанного торфяника характеризовались высоким (1,7х 105 кл /г) содержанием клеток РОФМ (21, 62), что совпадает с данными других авторов, отмечавших более высокую численность и раз иообра-зие метилобактерий в "цветущей" почве, чем в большинстве других местообитаний (Дедыш, Красовская, Зенова, 1989)

Биопленка водорослей, формирующаяся в период «цветения» почвы на ее поверхности, представляет собой уникальную экологическую нишу, объединяющую черты ризосферы и филлосферы высших растений С одной стороны, синтезированный автотрофами углерод легко перераспределяется между ассоциантами, как это имеет место в ризосфере, с другой - ассоциация в той же мере подвержена воздействию неблагоприятных факторов среды, что и филлосфера Соответственно, здесь с высокой частотой встречаются РОРК-бакте-рии, характерные для ризосферы, а так же РОФМ и другие пигментированные бактерии, преимущественным местообитанием которых является филлоплана (62)

Глава 4. Закономерности организации и функционирования микробных комплексов в ризосфере генотипиче-ски различных растений на дерново-подзолистой почве

Интенсивное поступление в ризосферу продуктов метаболизма растений обусловливает высокую энергетическую насыщенность этой зоны и ведет к усиленному размножению в ней микроорганизмов Однако по данным люминесцентной микроскопии, существенные различия по концентрации

микроорганизмов (содержанию микробной биомассы в 1 грамме) в ризосфере ячменя (2,22±0,054 мг/г) и дерново-подзолистой почвы, свободной от корней растений (0,96±0,054 мг/г) не обнаружены

В структуре микробной биомассы преобладали в том и другом случае мицелий и споры грибов, составляя в свободной от корней почве 88,0 и 9,0%, в ризосфере ячменя различных сортов в среднем 77,6 и 16,4% соответственно (рис 3)

А Б

—•ЯЩЗП

Рис 3 Процентное соотношение основных компонентов микробной биомассы в свободной от корней дерново-подзолистой почве (А ) и в ризосфере ячменя (Б) ГМ - мицелий грибов, СГ -споры грибов, Б -бактерии, АМ - актино-мицетный мицелий

Использование комплекса методических подходов (люминесцентная микроскопия, посев почвенных суспензий на ага-ризованные среды, определение структуры актиномицетных комплексов на основе количественных экологических показателей) позволило выявить существенные различия микробных комплексов между сортами, отличающимися продолжительностью вегетационного периода и степенью устойчивости к почвенной кислотности (1, 9,14, 16, 31,49, 59,) Наибольшие различия по содержанию в ризосфере микробной биомассы отмечены между скороспелым сортом Дина

(1,82±0,093 мг/г) и сортами с более продолжительными периодами вегетации Дуэт, 889-93 и Новичок (1,49-1,51±0,093 мг/г)

В ризосфере контрастных по устойчивости к почвенной кислотности сортов Новичок и Кумир сортовая специфика проявилась, главным образом, в различном характере динамики популяций бактерий и грибов под воздействием стресса (рис 4) а)

1дМ

10 98 9,6 94 92

Кумир

Г^ИЖ

Новичок

б)

м/г

1400 1200 1000 800 600 400 200 0

Кумир

Новичок

1500 1200 900 600 300

Рис 4 Динамика численности бактерий (а) и длины грибного мицелия (б) в ризосфере ячменя по фазам развития растений 1-кущение, 2-колошение, 3-мо-лочно-восковая спелость на кислом и известкованном фоне

Так, в ризосфере чувствительного сорта Кумир на кислом фоне плотность грибного мицелия возросла в 2,4 раза, а чис-

леяность бактерий снизилась, тогда как в ризосфере устойчивого Новичка наблюдалось под влиянием кислотности увеличение численности бактерий (16)

Причина различного уровня возрастания плотности грибного мицелия на корнях сортов, контрастных по чувствительности к кислотности почвы и ионам алюминия, заключается в различной способности неодинаковых по устойчивости растений активно изменять реакцию среды в прикорневой зоне (9, 20)

Определение общей концентрации и отдельных компонентов биомассы микроорганизмов в онтогенезе ячменя позволило установить существенное влияние фазы развития (£=11,67, р<0,0024) растений на варьирование в прикорневой зоне ячменя количественных показателей прокариотных микроорганизмов, как более зависимых в трофическом обеспечении от прижизненных корневых выделений растений, чем эукариотные микроорганизмы - грибы, разлагающие преимущественно растительные остатки (1, 12, 16)

Учет численности бактерий на кислой среде с алюминием выявил существенные различия в плотности заселения прикорневой зоны сортов бактериями, способными изменять кислую реакцию среды в нейтральную сторону - алюмотолерант-ными (АТБ) (12, 31, 54) К числу механизмов, обеспечивающих устойчивость к токсичности ионов водорода и алюминия относятся агрегация клеток в стрессовых условиях, способность в определенных пределах кондиционировать среду, сдвигая в результате метаболизма рН в область нейтральных значений, при которых алюминий утрачивает подвижность, барьерная роль слизистой капсулы, выполняющая функцию катионсвязывающих полимеров, что снижает концентрацию ионов А13+ и Н+ в среде до уровня, приемлемого для клеточного метаболизма (19)

Экологическая роль возрастания численности АТБ в ризосфере устойчивых сортов связана с тем, что адсорбирован-

ные и иммобилизованные на поверхности корней бактерии ограничивают подвижность токсичных ионов, что повышает адаптивность растения-хозяина к стрессу

В ризосфере различных сортов значительно различались комплексы мицелиальных прокариот как по таксономической структуре, так и по своим физиологическим проявлениям Так, комплексы одних сортов, характеризующиеся широким спектром утилизации источников углерода, отличались от ак-тиномицетных комплексов других сортов более узким спектром антагонистического действия в отношении грибов А комплексы сортов, проявлявшие в сравнении с другими, большую избирательность в использовании отдельных компонентов корневых выделений, обладали более широким спектром антагонистического действия Сопоставление индексов разнообразия актиномицетов в ризосфере различных сортов и аналогичное сравнение спектров антифунгального действия их представителей, выявило существование прямой зависимости между разнообразием видов в комплексе и частотой встречаемости видов антагонистов (14, 15)

Выявленные различия в структуре ризосферных микробных комплексов у различных сортов с практической точки зрения, имеют особый интерес в пределах вида Поскольку такие различия контролируются генетически, их необходимо учитывать при создании новых сортов, способных максимально использовать потенциал положительных эффектов взаимодействия с микроорганизмами и сохранять высокую продуктивность в стрессовых условиях

Выявленная сортоспецифичность ризосферных комплексов при естественной колонизации корней микроорганизмами подтвердилась данными, полученными при интродукции бактерий и актиномицетов в ризосферу растений m vitro Выявлена зависимость плотности заселения корней озимой ржи Agrobacterium radiobacter 10 и Flavobacterium sp L 30 от уровня корневой экскреции отдельных сортов, определяемого

по изменению величины рН в прикорневой зоне растений при стрессе (18, 57)

Рис 5 Изменение кислотности питательного раствора, индуцируемое корнями растений озимой ржи, в зависимости от исходного значения рН

Сопоставление выявленных различий в способности сортов изменять заданные значения рН среды в зоне корней (рис 5) с плотностью популяций ассоциативных ризобактерий на корнях озимой ржи различных сортов (рис 6), показало, что у сортов Вятка 2, Снежана, Кировская 89,

36 88 9 92 94 96 9,8 10 10 2 104 106 ^ щ

Рис 6 Численность (И) популяций ¡ЧауоЬааегшт Ь 30 (1) и Л га&оЬас1ег 10 (2) в ризоплане различных сортов озимой ржи в фазу кущения растений, клеток/г сухих корней

характеризующихся в ряду исследованных генотипов наиболее высоким уровнем корневой экскреции, уровень численности ризобактерий на корнях в среднем выше, чем у сортов, проявивших меньшую активность в изменении рН за счет корневых выделений - Дымка и Крона.

Результаты проведенных исследований подтвердили существенную роль генотипического фактора в формировании ассоциативного симбиоза озимой ржи с ризобактериями, используемыми в настоящее время в качестве биологических препаратов.

Выяснение роли генотипа растения в проявлении рострегулирующих свойств мицелиальных прокариот показало, что в зависимости от видовой и сортовой принадлежности инокулированного растения характер рострегулирующего влияния отдельных штаммов актиномицетов также может изменяться от

положительного до отрицательного. Результаты инокуляции актиномицетами различных сортов озимой ржи представлены на рисунке 7.

Рис 7 Биомасса растений озимой ржи сортов Вятка 2 и Альфа без инокуляции -1; при инокуляции семян культурами актиномицетов Шгер1отусе& $р 146- 2, 8(герШтусе.<; 15ор- 3, ЗтгерЮтусез $р 130а-4

Отдельные виды и сорта растений существенно различаются по составу корневых экссудатов, соотношению в них индивидуальных компонентов, в частности Сахаров и органических кислот (Штарк, 2001; Сгашее, "^Шептауег, 2000). Изучение способности культур актиномицетов потреблять различные источники углерода показало, что используемые в работе штаммы заметно различались по спектру утилизации Сахаров и органических кислот, входящих в состав корневых выделений различных растений (табл. 2). Сопоставление этих данных с выявленной специфичностью ответных реакций сортов озимой ржи и ячменя на инокуляцию одним и тем же актиномицетным штаммом, дает основание полагать, что рострегулирующее влияние актиноми цетов на растение определяется степенью соответствия его корневых выделений пищевым потребностям штаммов-инокулянтов.

Таблица 2

Потребление различных субстратов культурами актиномицетов

Субстрат 14 6 15ог 130а

Малат + +/- +/-

Цитрат +/- + +/-

Глутарат +/- +/- +

Ацетат +/- +/- -

Глюкоза л. О- -

Ксилоза + + +/-

Фруктоза + + +/-

Галактоза + + +/-

Арабиноза + + -

Маннит + - 4

Рамноза + + -

Примечание "+"- наличие роста,

"-"- отсутствие роста,"+/-" слабый рост (отсутствие воздушного при наличии субстратного мицелия) Приведены данные двух независимых экспериментов

Таким образом, в результате обработки семян зерновых культур штаммами микроорганизмов установлена специфичность видовой и сортовой реакций растений на инокуляцию, проявившаяся в различном характере изменений биометрических показателей Эффективное использование растением ростстимулирующего и биоконтролирующего потенциала бактерий возможно лишь в ризосфере видов и сортов растений с благоприятным соотношением индивидуальных компонентов корневых выделений Полученные данные необходимо учитывать при разработке принципов и методологии создания биопрепаратов для улучшения роста и защиты растений на основе живых культур микроорганизмов

Глава 5. Межорганизменные взаимодействия в ризосфере клевера лугового

Из клубеньков растений клевера лугового, выращенного на характерной для Нечерноземья, кислой алюмосодержащей почве, было выделено более 40 штаммов ШиоЫит 1е^тг-

позагит Ьу т/оЫ, которые прошли предварительную лабораторную оценку на чувствительность к повышенному содержанию ионов водорода и алюминия (33, 53) Малочувствительные к кислотности и токсичности алюминия природные изо-ляты далее оценивали на симбиотическую эффективность в микровегетационных и вегетационных опытах с различными сортами клевера лугового (17)

Установлена сортоштаммовая специфичность в проявлении таких признаков, как высота и масса растения, длина корня, выявлена определяющая роль генотипа бактерий в процессе образования растением клубеньков (33) Расчет относительных вкладов генотипов партнеров в общее варьирование показателей был выполнен путем разложения общего варьирования каждого из показателей, условно принимаемого за 100%, на 4 составляющие, которые соответствуют неспецифическим действиям генов растений (С) и бактерий (Ш), их специфическому (СНГ) взаимодействию, а также влиянию неконтролируемых факторов (Т) (табл 3)

Таблица 3

Вклады генотипов партнеров в симбиотическую эффективность

Показатель Вклад факторов в общее варьирование признака, %

С Ш СШ Ъ

Высота растения 42,5 15,2 39,4 2,7

Длина корня 28,6 27,2 41,8 1,9

Масса растения 7,9 1,9 70,1 20,0

Количество клубеньков 0,98 93,0 1,9 3,7

Количество листьев 87,4 9,6 0,6 2,3

Вклады генотипов партнеров в варьирование показателей симбиотической эффективности существенно изменяются в зависимости от анализируемого показателя Так, в определе-

ние величины массы растения и длины корня суммарный вклад генотипов партнеров (70,1% и 41,8% соответственно) оказался выше, чем раздельные вклады партнеров. В изменчивость показателя высоты растений вклад генотипа растения (42,5%) был примерно равен суммарному вкладу партнеров (39,4 %). Варьирование числа листьев на 87,4% определялось генотипом растения. Активность нодуляции у растения на 93,0% контролировало неспецифическое действие генотипа бактерий.

Конкурентоспособность_природных изолятов.

Сравнивали вирулентность, конкурентоспособность и симбиотическую эффективность двух штаммов ШпгоЬшт иттовагит Ьу 1гф1и - дикого алюмотолерантного 9-4А и производственного 348а - при интродукции в ризосферу клевера лугового их генетически маркированных по устойчивости к антибиотикам вариантов. Установлена высокая вирулентность и конкурентоспособность алюмотолерантного штамма 9-4А 81гчЖт+ (рис. 8).

Рис 8

Количество (И) бактерий на корнях клевера лугового сорта Кудесник (а) и сорта Трио (б) при совместной инокуляции штаммами 9-4а в^йп" +348а (1) и 9-4а+348а Б^^НМ" (2) на средах с

антибиотиками (1) и без антибиотиков

(И)

□ I

(б)

Приобретение резистентности производственным штаммом 348а 8Ц-+Шт+ сопровождалось снижением его симбиоти-ческой эффективности^ в сравнении с его исходной формой 348а Приобретение устойчивости к антибиотикам диким алюмотолерантным штаммом 9-4А Б1т+Кйп+, в отличие от неустойчивого к алюминию производственного штамма, не повлекло существенных изменений ни в вирулентности, ни в его симбиотических свойствах по сравнению с исходным вариантом Сохранение симбиотических свойств резистентным вариантом алюмотолерантного изолята связано, возможно, с наличием у него адаптаций к факторам кислотности на уровне мембранных функций (23)

Таким образом, выделение алюмотолерантных местных штаммов ШпгоЫит 1е%итто$агит Ьу ш/о1и и отбор среди них высококонкурентных и симбиотически эффективных может быть перспективным для создания высокопродуктивных бобово-ризобиальных систем, устойчивых к токсическому действию алюминия на кислых почвах (1, 55) При подборе пар симбионтов необходимо учитывать специфическую комплементарность партнеров, поскольку наилучшие показатели продуктивности можно получить только в определенной комбинации генотипов растения и бактерий

Глава 6. Эпифитные и эндофитные комплексы бактерий

Изучение комплексов эпифитных бактерий, выделенных с семян и листовой поверхности здоровых растений пшеницы, ячменя, овса и озимой ржи продемонстрировало специфичность эпифитной микрофлоры семян, заключающаяся в абсолютном преобладании в комплексе бактерий грамположительных, лишенных активной подвижности, спорообразующих, с факультативно-анаэробным типом метаболизма (63) В сравнении с бактериальным комплексом, характерным для ризосфе-

ры - качественно другой экологической ниши фитосферы -эпифитный комплекс семян отличается более высокой частотой встречаемости видов, обладающих амилазной (76%) и протеазной (78,5%) активностью, видов-антагонистов фитопатогенных грибов (40,5%), и более низкой долей видов-сгимуляторов роста растений (21%) Выявлены особенности эпифитных комплексов бактерий у отдельных культур рас!ений (габл 4)

В наибольшей степени отличался от других бактериальный комплекс овса - пленчатой культуры В его составе чаще, чем у голозерных культур и ячменя встречались подвижные (61,5%), грамотрицательные (46,2%), неспорообразующие виды, характерные для почвы и сопряженных с нею субстратов, реже обнаруживались продуценты амилаз (53,5%) и про-теаз (54,0%) Источником выделения бактерий-антагонистов фитопатогенных грибов чаще являлись семена пшеницы и овса (62,5 и 53,8%), чем семена ячменя и озимой ржи (33,3 и 11,1% соответственно)

Метилотрофные бактерии на поверхности и в тканях растений Практически во всех исследуемых растительных субстратах тканях различных органов зерновых культур, древесных почках, водорослевых плёнках и др были обнаружены при посеве на минеральную среду с метанолом розовоокра-шенные факультативные метилотрофные бактерии (РОФМ) Благодаря характерным свойствам метилобактерий - устойчивости к высоким дозам УФ-излучения, низкой влажности и высокой температуре (Согре, Югеет, 1989), их высокое относительное обилие обнаружено на поверхности листьев, хотя абсолютная численность РОФМ в ризосфере (1,6-2,Ох Ю4 кл /г) и на семенах (2-4x103 кл /г) овса и озимой ржи была существенно выше, чем в филлосфере этих видов растений (0,1-0,2x103 кл /г) Наиболее высоким содержанием клеток РОФМ отличались водорослевые пленки (1,7x105 кл/г)

Таблица 4

Характеристика комплексов эпифитных бактерий семян различных культур

Культура Количество изолятов В том числе, %

подви ясных грамположи тельных споро вых антагонистов фнтопатогенов стимуляторов роста растений продуцентов

амилаз протеаз

Ячмень 12 8,3 75,0 75,0 33,3 33,3 83,0 100

Пшеница 8 25,0 75,0 75,0 62,5 0 75,0 75,0

Озимая рожь 9 и, 67,0 55,0 13Д 44,0 100 89,0

Овес 13 61,5 53,8 46,0 53,8 7,7 53,8 54,0

Всего 42 28,5 66,7 61,9 40,5 21,0 76,0 78,5

Из водорослевых пленок в чистую культуру было выделено 27 штаммов розовоокрашенных факультативных метилотрофных бактерий, предварительно отнесенных к роду МегкуЪЪасЬепит. Установлено, что большинство из них выделяют в среду водорастворимые метаболиты, которые усиливают рост проростков пшеницы на 11-48% по сравнению с контролем (21) Метилобактерии продуцировали ауксины в количествах, индивидуальных для каждого штамма (табл. 5).

Таблица 5

Образование ИУК метилотрофными бактериями на синтетической среде с метанолом и триптофаном (200 мкг/мл)

Источник выделения Штамм ИУК, мкг/мл ИУК, мкг/ед ОП

Семена овса М4 13,5±0,71 48,2±2,53

М5 14,0±0 14,4±0

Семена ячменя Мб 6,2±2,65 9,3±4,01

М7 11,5±0,71 24,0±1,48

Листья тритикале ТрЗ 6,0±0 6,9±0

Тр 4 2,8±0,24 3,<Ш),33

Изучение антагонистических свойств выделенных штаммов метилотрофных бактерий показало, что монокультуры метилотрофов, не оказали антагонистического действия на фитопатогенные бактерии. В сравнении с монокультурами, искусственные ассоциации, в состав которых входили метилобактерии, проявили в лабораторных условиях более высокую антагонистическую активность в отношении фитопатогенных бактерий или угнетали рост большего числа использованных в работе тест-культур фитопатогенов. Таким образом, метилотрофные бактерии, являясь компонентами эпифитных смешанных культур, могут быть антагонистами фитопатогенных бактерий, осуществляя тем самым защитные функции по отношению к растениям.

Комплекс эндофитных микроорганизмов При изучении комплекса эндотрофных микроорганизмов основное внимание было уделено подбору стерилизующих соединений, эффективности их концентраций и продолжительности времени обработки с целью освобождения растительного материала от поверхностного загрязнения микроорганизмами и выявления микроорганизмов, находящихся внутри корней и листьев растений. Показано, что способ стерилизации растительных тканей для выделения эндофитных бактерий должен определяться гистологическими особенностями конкретного органа (корни, листья). Обеспечивая наружную дезинфекцию, способствуют выживаемости бактериальных клеток внутри корней и листьев соединения, содержащие в своём составе активный хлор (хлорамин, гипохлорит). Если для изоляции эндофитов из корней эффективны способы стерилизации с использованием этилового спирта, то для выделения локализованных в листьях эндофитных бактерий необходимы способы поверхностной стерилизации, исключающие его применение.

С использованием подобранных условий выделения из листьев и корней озимой ржи, ячменя, а также из почек древесных растений получены бактериальные изоляты Результаты изучения физиолого-биохимических свойств эндофитных бактерий позволяют говорить о более высокой частоте встречаемости в комплексе, в сравнении с комплексом эпифитной микрофлоры, метаболически активных штаммов, способных оказывать на растение регуляторное действие. На среде с триптофаном практически все исследованные штаммы обеспечивали накопление ИУК в количествах (табл. б), соизмеримых с известными из литературы (Белимов и др., 1999; Цавкелова, Чердынцева, Нетрусов, 2005).

Таблица 6

Образование ИУК эндофитными бактериями из тканей озимой ржи на среде с триптофаном (200 мкг/мл)

Источник выделения Штамм ИУК, мкг/мл ИУК, мкг/ед ОП

листья 2-206 26,0±3,9 54,17±8,12

2-207 7,0±0,71 31,82±3,22

2-208 6,6± 0,70 12,69±1,34

2-209 12,5±0,30 21,55±0,52

корни 4-215 5,0±0,7 11,05±1,80

Вместе с тем, среди эндофитных штаммов практически не встречались антагонистически активные культуры в отношении фитопатогенных грибов рода Fusarium.

Исследования нормальной эпифитной и эндофитной микрофлоры различных культур представляют интерес для организации биологической защиты сельскохозяйственных растений как с точки зрения разработки условий и способов активизации её агрономически ценного компонента, так и для направленного поиска среди её представителей эффективных агентов биоконтроля возбудителей заболеваний и стимуляции роста растений

Влияние терпеноидов на рост ассоциативных и эпифитных микроорганизмов. Растения синтезируют большое число физиологически активных веществ, а также соединений, регулирующих взаимодействия организма с окружающей средой. Особый интерес в этом отношении представляет класс терпеновых соединений, с которыми связана фитонцидная активность эфирных масел многих растений. В связи с широким практическим использованием ростстимулирующих препаратов на основе терпеноидов изучали их влияние на рост эпифитных и ассоциативных микроорганизмов Результаты изучения антимикробной

активности экстрактов терпеноидов ели и берёзы представлены в таблице 7

Таблица 7

Диаметр зон ингибирования (мм) роста микроорганизмов терпеновыми соединениями ели и березы в различных концентрациях

№ п/ Штамм Дитерпены ели Тритерпены березы

п Концентрации, г/л

0,5 0,25 од 0,01 г 0,2 0,1 0,01

Б Bacillus subtihs 30 22 14 0 18 0 0

а Arthrobacter simplex 34 25 18 0 21 13 0

к Arthrobacter mysorens 7 20 13 0 0 14 0 0

т AzospiriUum brasilense 29 24 0 0 23 0 0

е Р Agrobacterium radiobacter 19 28 21 14 0 19 0 0

и Flavobacterium sp L 30 34 23 15 0 22 16 0

Pseudomonas fluorescens 34 0 0 0 12 0 0

Pseudomonas cepacia 3809 34 20 14 0 19 0 0

Erwima rhapontici Д1-2 35 25 15 0 19 12 0

А Г Streptosporangium sp 77-Str-т-ф 0 0 37 27 0

т Streptomyces sp 2-ф-З 31 0 0 0 48 20 0

и н Streptomyces hygroscopicus A-22 0 0 0 0 52 34 0

о Streptomyces sp 18-2 42 15 0 0 36 22 0

м и Streptomyces globisporus l-K-4 41 0 45 14 0

ц е Streptomyces clavuligerus 4-рсф-кл-З 0 19 0 0 35 25

ы 0

Aspergillus niger 18 16 13 0 16 15 0

Pemcilhumsp 5рж 23 22 12 0 14 0 0

Fusarium culmorum T-8 24 22 0 14 0 0

Г Fusarium oxysporum И-1 15 14 12 0 24 0 0

Р Fusarium avenaceum 7/2 30 23 0 0 20 0 0

и Bipolaris sorokiniana 12 cn 27 25 0 0 0 0

б A Iternaria sp Д-3 -1 23 30 0 0 0 0

ы Tnchoderma 32 0 0 18 0 0

Cladosporium transheln 24 17 0 25 0 0

Botrythis sp 24 20 0 17 0 0

Полученные результаты могут свидетельствовать в пользу того, что терпеновые соединения выступают в роли межвидовых регуляторов структуры микробных комплексов. Достаточно высокая чувствительность многих микроорганизмов к соединениям растительных терпеноидов не может не отражаться на структуре ассоциированных с растением микробных сообществ, вызывая изменения в численности и долевом соотношении представителей различных групп микроорганизмов фитосферы.

Глава 7. Потенциал использования микробно-растительных взаимодействий в фитобиотехнологии и

растениеводстве

Поиск и выявление высокоэффективных форм микроорганизмов с полифункциональными свойствами в природных субстратах позволил сформировать рабочую коллекцию бактерий с фиторегуляторными и биоконтрольными свойствами

Бактерии, полученные методом «активной селекции»: с корней гнотобиотических проростков, экспонированных на агарозе с нанесенной на нее дерново-подзолистой или торфяной почвой, выделяли в чистую культуру бактерии с высокой колонизирующей способностью. Определяли способность изолятов к антибиозису и синтезу водорастворимых метаболитов с фиторегуляторным действием. Сравнивали комплексы бактерий из различных почв, отличающихся друг от друга кислотностью и содержанием подвижных форм алюминия, фосфора, калия.

Селектируемые из почвы корнями растений бактерии при отклонении эдафических условий от оптимума обладали фитостимулирущей способностью и продуцировали антифунгальные антибиотики чаще, чем бактерии, колонизирующие корни растений в условиях эдафического оптимума (1, 34)

Микосимбионтные бактерии. В результате изоляции из базидиом макромицетов в коллекцию включено 32 культуры микосимбионтных бактерий (22, 37). Наибольший интерес с точки зрения возможности использования в фитобиотехнологии представляла способность природных изолятов продуцировать фитогормоны. Скрининг

микосимбионтных бактерий по способности к синтезу ауксинов выявил не только частую встречаемость в комплексе продуцентов ИУК (91%), но и высокую активность отдельных штаммов в образовании ауксинов Только 3 штамма обеспечили накопление ауксинов в количествах, меньших 8 мкг/мл, культуральная жидкость 22% изолятов содержала ИУК в количествах от 35 до 62 мкг/мл. Содержание ауксинов в культуральных жидкостях остальных изолятов изменялось в пределах от 12,5 до 32,5 мкг/мл, что значительно превосходит аналогичные характеристики для бактерий, ассоциированных с растениями.

Метилотрофные бактерии Природные изоляты бактерий рода Methylobactenum способствовали росту и морфогенезу каллусной ткани ячменя, росту картофеля в меристемной культуре и в почвенных условиях, адаптации стерильно полученных растений земляники к условиям in vivo (61).

При микроклональном размножении оздоровленного в меристемной культуре картофеля Луговской инокуляция штаммом 9 MAlg привела к более интенсивному росту и корнеобразованию по сравнению с растениями в контроле (табл. 8).

Положительное влияние (Р>099) метилобактерий проявилось как на безгормональной среде, так и на среде полного компонентного состава. Аналогичные результаты были получены нами ранее при инокуляции метилобактериями картофеля сортов Снегирь и Рождественский (21).

Таблица 8.

Влияние метилобактерий штамма 9mAlg на морфометрические _показатели картофеля Луговской in vitro_

Вариант Среда MS

А (полная) С (без гормонов)

Высота побега, мм

контроль 100±2,9 75,3±2,9

инокуляция 120,3±4,0 94,7±4,0

Длина корня, мм

контроль 54,7± 11,3 112,7±11,3

инокуляция 31,5±7,7 t Г\г1 А 1 Т Т i U / /, /

Масса побега, мг

контроль 11,3±0,8 10,7±0,8

инокуляция 24,2±1,4 12,8±1,4

Масса корня, мг

контроль 5,4±0,5 6,1 ±0,5

инокуляция 7,9±0,7 8,9±0,7

Положительный эффект колонизации меристемного картофеля метилобактериями продолжался и после высадки растений в почву. Масса клубневого потомства и количество клубней сорта Рождественский, инокулнрованного в культуре in vitro штаммами 9 mAlg и 25 mAlg, были достоверно (Р>095) выше, чем в контрольных вариантах (табл 9).

Таблица 9

Продуктивность картофеля сорта Рождественский в почвенной культуре в зависимости от инокуляции метилобактериями in vitro

Масса клубневого потомства с одного растения (г) Количество клубней на одно растение (пгг )

Штамм Контроль Инокуляция Контроль Инокуляция

климакамера

9mAlg 8,21±1,3 12,62±1,3 1,38±0,3 1,94±0,3

вегетационная площадка

25mAlg 24,94±2,0 29,63±2,0 2,5±0,5 3,14±0,5

В каллусной культуре ячменя Новичок инокуляция штаммами 9мА^ и 15 мА^ способствовала морфогенезу,

главным образом, на средах с неполным гормональным составом. Так, исключение из состава среды цитокинина в сочетании с ауксином или только цитокинина полностью подавляло регенерационный потенциал каллусной ткани в контроле. После инокуляции метилотрофными бактериями на 3 0-й день наблюдали инициацию побегообразования на среде без кинетина и ИУК у 10-20% каллусных линий, а на среде без кинетина - у 15-30% каллусов ячменя в зависимости от штамма инокулянта На безвитаминной среде количество регенерантов при инокуляции увеличивалось постепенно, изменяясь от 5% на 10-й день до 15% на 60-й день наблюдений

Влияние метилобактерий на морфогенез наблюдали также в каллусных культурах ячменя сортов Крона и Челябинский-99 (рис. 9)

Рис 9 Растения-регенеранты ячменя Челябинский 99 контроль (1) и инокуляция каллуса штаммом Methylobacterium sp ТрЗ (2)

Положительные результаты тестирования растительных тканей на присутствие метилобактерий свидетельствуют о стабильной ассоциации бактерий с культивируемыми in vitro растениями и о возможности снабжения растений регуляторами роста и витаминами, которые продуцируют метилотрофные бактерии.

Выводы

1. Определены концентрация микробной биомассы и процентное соотношение её компонентов (бактерий, актином ицетного мицелия, мицелия и спор грибов) в ризосфере ячменя (2,22±0,054 мг/г), и в свободной от корней дерново-подзолистой почве (0,96±0,054 мг/г), изучена динамика численности и биомассы микроорганизмов в процессе онтогенеза растений. В структуре микробной биомассы преобладали мицелий (от 64 до 92%) и споры (от 6 до 31%) грибов, варьируя в ризосфере различных сортов независимо от фазы развития растения. Наибольшее долевое участие бактерий (5,6%) и актиномицетного мицелия (0,78%) в суммарной микробной биомассе ризосферы отмечено в фазу колошения растений. Характер динамики популяций бактерий, грибов и актиномицетов в ризосфере контрастных по степени устойчивости к почвенной кислотности сортов под воздействием стресса изменялся различным образом. Показатели обилия микроорганизмов достоверно различались в ризосфере сортов с различной продолжительностью вегетационного периода.

2. Значительная часть микробного сообщества ризосферы растений на дерново-подзолистой почве представлена кислотоустойчивой и алюмотолерантной популяцией микроорганизмов, плотность которой достигает максимума и стабилизируется на уровне около 106 КОЕ/г. Получены данные, свидетельствующие о существовании у бактерий механизмов, обеспечивающих устойчивость к токсичности ионов водорода и алюминия: агрегация клеток в стрессовых условиях; способность в определенных пределах кондиционировать среду, сдвигая в результате метаболизма рН в область нейгральных значений, при которых алюминий утрачивает подвижность; барьерная роль слизистой капсулы, выполняющей функцию катионсвязывающих полимеров,

что снижает концентрацию ионов А13+ и Н+ в среде до уровня, приемлемого для клеточного метаболизма

3 Показана принципиальная возможность эффективного симбиоза клевера лугового с природными алюмотолерантными изолятами ризобий из кислого местообитания. Выявлена комплементарная пара симбионтов — клевер луговой Трио хЦМгоЫит 1е°итто$агит Ьу. Ич/оНг 9-4А, отличающаяся от других сорто-ризобиапьных систем более высокой эффективностью, увеличением сухой массы на 17-36,5%, сбора сырого белка - на 7,7-32,1%) по сравнению с контролем. Установлена высокая нодулирующая активность природного ал юм ото л ер антн ого изолята 9-4А в присутствии производственного штамма 348а, что свидетельствует о его конкурентоспособности в ризосфере клевера лугового При подборе пар симбионтов необходимо учитывать специфическую

комплементарность партнеров, поскольку наилучшие показатели продуктивности можно получить только в определенной комбинации генотипов растения и бактерий. Выделение и отбор устойчивых к низким значениям рН среды и токсичности алюминия штаммов клубеньковых бактерий позволит создавать симбиотические системы, сохраняющие продуктивность в условиях низких значений рН.

корнях актиномицеты, обладающие определенными антагонистическими свойствами, может стать одним из экологически чистых путей направленного регулирования численности фитопатогенов в прикорневой зоне растений на кислых почвах.

5 Выявлены межсортовые различия в характере колонизации корней озимой ржи ассоциативными ростстимулирующими ризобактериями, актиномицетами. Установлена связь между способностью растений изменять реакцию среды в зоне корней и плотностью заселения прикорневой зоны микроорганизмами. Получены данные о том, что актиномицеты, являясь компонентом микробного комплекса ризосферы, могут оказывать существенное влияние на фитопатогенные грибы рода Fusarium in vivo, осуществляя тем самым защитные функции по отношению к растениям или, напротив, усугубляя негативное влияние патогена на растение, в зависимости от генотипа растения - хозяина.

6. Выявлена специфичность эпифитной микрофлоры семян овса, пшеницы, ячменя и озимой ржи, заключающаяся в абсолютном преобладании грамположительных, лишённых активной подвижности, спорообразующих бактерий, обладающих амилазной (76%) и протеазной (78,5%) активностью. Содержание в комплексе видов-антагонистов фитопатогенных грибов (40,5%) и видов-стимуляторов роста растений (21%) относительно невелико.

7 Установлено широкое распространение среди ассоциированных с растениями розовоокрашенных факультативных метилотрофных бактерий способности к синтезу индольных соединений. Инокуляция суспензионными культурами метилотрофных бактерий оказывала стимулирующий эффект на прирост биомассы (22-30%), регенерационную способность (15-40%) и ризогенез (6-25%) в каллусной культуре ячменя,

увеличивала коэффициент размножения и сухую массу меристемных растений картофеля (32-40%) и земляники садовой (8-12%). Показана возможность создания устойчивых микробно-растительных ассоциаций на основе РОФМ бактерий в качестве стимуляторов роста при культивировании растений in vitro Одним из главных факторов, влияющих на процессы первичного каллусогенеза, индукцию морфогенеза и последующую регенерацию побегов и корней является количественное соотношение продуцируемых ими витаминов, ауксинов и цитокининов.

8. Биоплёнка почвенных водорослей является уникальной экологической нишей, объединяющей черты ризосферы и филлосферы высших растений Поверхностные разрастания почвенных водорослей техногенно нарушенного болотного БГЦ, играя роль центров микробных ассоциаций, аналогично ризосфере высших растений, служат источником для выделения перспективных в биотехнологическом отношении штаммов микроорганизмов с широким экологическим диапазоном, реализация свойств и активности которых возможна в традиционных и новых областях фитобиотехнологии.

9 Предложена схема системного мониторинга агрофитоценозов для выявления и выделения штаммов бактерий, ассоциированных с фило- и ризосферой сортов, созданных в местных условиях, включающая изучение их свойств для оценки возможности использования в растениеводстве и биотехнологиях.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Монография, брошюры

1 Широких И.Г., Широких A.A. Микробные сообщества кислых почв Кировской области Киров НИИСХ С-В , 2004 332 с

2 Широких А А, Широких И.Г., Шешегова Т.К Атлас микроорганизмов сельскохозяйственных растений Киров КОГУП Кировская областная типография, 2004 48 с ил

3 Широких A.A. Выделение и поддержание в коллекции микробных культур с фиторегуляторными свойствами для использования в сельскохозяйственной биотехнологии Киров НИИСХ С-В , 2007 36 с

Статьи в рецензируемых журналах

4 Широких A.A., Широких И.Г., Вертоградская И.А., Зименко Т.Г.

Биологическая активность выработанных торфяников разных сроков сельскохозяйственного использования UBecui АН БССР Сер бглп навук, 1987 №3 С 52-56

5 Широких A.A., Зименко Т.Г. Изменение микробобиохимической активности выработанных торфяников под влиянием удобрений// Весш АН БССР сер б ¡ял навук 1989 №2. С 48-51

6 Широких И.Г., Широких A.A. Актиномицеты как индикаторы изменений, происходящих в торфяниках // Мелиорация и водное хозяйство, 1996, №2 С .2427

7 Широких А.А, Плетенёва T.B. Состав и динамика алюмотолерантных микроорганизмов в микробном сообществе кислой дерново-подзолистой почвы /Доклады РАСХН, 2000 № 2 С 30-33.

8 Широких A.A., Широких И Г-, Полянская JI М Профильное распределение численности и биомассы микроорганизмов в дерново-подзолистых почвах Кировской области // Почвоведение, 2001, №7, С 845-851

9 Широких A.A., Широких И.Г., Родина Н А. Плотность микробного заселения корней различных сортов ячменя в кислой и известкованной дерново-подзолистой почве//Почвоведение, 2001, №9 С 1097-1102

10 Shirokikh A.A., Shiroklkh LG., Rodina N.A. Density of the microbial population on the roots of different barley varieties in acid and limed soddy-podzohc soils // Eurasian Soil Science, 2001 34(a), 980

И. Широких А А., Широких И.Г. Влияние кислотных свойств почвы на состояние микробных комплексов // Докл РАСХН, 2001 №6 С 18-21

12 Родина H.A., Широких А.А, Широких И.Г. Взаимодействие между различными по кислотовыносливости сортами ячменя и ризосферными микроорганизмами // С -х биология сер биология растений. 2002 № 1 С 6469

13 Широких И.Г., Широких A.A.., Родина H.A., Шуплецова О.Н. Изучение адаптивного потенциала ризобаюгерий ячменя на дерново-подзолистой кислой почве И Доклады РАСХН, 2002 №3 С 33-35

14 Широких И.Г., Широких A.A., Родина H.A. Сортоспецифичность комплексов актиномицетов, ассоциированных с корнями ячменя на дерново-подзолистой почве // Микробиология, 2003 i 72, №4 С 563-568.

15 Широких И.Г., Широких A.A., Мерзаева О.В, Тумасова М.И. Актиномицеты ризосферы клевера лугового на дерново-подзолистой почве // Почвоведение, 2004 №7 С 875-881

16 Широких И.Г., Широких A.A., Родина НА, Полянская JIM, Бурканова O.A. Влияние кислотности почвы и токсичности алюминия на структуру микробной биомассы в ризосфере ячменя // Почвоведение, 2004 №8 С 961-966

17 Широких А.А, Широких И.Г., Устюжанин И.А. Реакция бобово-ризобиальных симбиотических систем на стресс, обусловленный кислотностью и токсичностью алюминия // Дот РАСХН, 2004 №4 С 22-25

18 Широких А.А, Широких И.Г. Инокуляция семян различных сортов озимой ржи ассоциативными ризобактериями //Агрохимия, 2004 №8 С 36-42

19 Широких A.A., Широких И.Г. Влияние кислотности среды и алюминия на рост культуры Agrobacterium radiobacter //Агрохимия, 2004 №12 С 41-46

20 Широких И.Г., Кедрова Л.И., Широких А А Адаптация различных сортов озимой ржи к эдафическому стрессу II Докл РАСХН, 2005 №4 С 16-19

21 Широких A.A., Широких И Г., Шуплецова О H Ассоциативные метилобактерии и их влияние на растения in Vitro // Вестник Россельхозакадемии, 2005. №6 С 74-77

22 Сысуев В.А., Широких A.A., Широких И Г., Ли Юй, Ту Лигур Изучение и сохранение макроскопических грибов лесных экосистем европейского Северо-Востока // Вести Россельхозакадемии, 2007 №1 С 24-27

23 Широких A.A., Широких И Г. Изучение конкурентных свойств алюмотолерантного штамма Rhizobium leguminosarum bv trifolu 9-4a антибиотикорезистентным методом // Прикл биохимия и микробиология, 2007 №2 С 203-207

24 Широких A.A.. Мерзаева О.В.. Широких И.Г. Методические подходы к изучению микроорганизмов прикорневой зоны растений // Сельскохозяйственная биология, 2007 №1 С 43-55

Статьи в сборниках научных трудов

25 Вертоградская И.А., Широких A.A. Особенности биогеоценозов выработанных торфяников при интенсивном кормопроизводстве/ Особенности производства кормов на мелиорируемых торфяниках M Тр ВНИИ кормов им BP Вильямса Вып 38 1988 С 3-11

26 Широких A.A., Широких И.Г. Почвенно-микробиологические исследования осушенных торфяников / На торфяных почвах Сб науч тр KJIOC Киров, 1993 Ч 1 С 16-20.

27 Вертоградская И.А., Уланов А.Н., Журавлева Е.Л, Широких И.Г., Широких A.A., Зверков Ю.В. Динамика восстановления нарушенной болотной экосистемы / На торфяных почвах Сб науч тр KJJOC Киров, 1993 Ч 1 С 6-15

28 Широких A.A. Бактерии - спутники почвенных водорослей / На торфяных почвах Сб науч тр КЛОС Киров, 1993 Ч 1 С 84-88

29 Широких A.A. Комплекс эпифитно-сапротрофных бактерий выработанного торфяника в условиях естественного зарастания / Луга на болотах Сб науч тр КЛОС Киров 1993 С 53-59

30 Широких И.Г, Широких A.A., Шуплецова О.Н. Экологическая роль алюмотолерантных бактерий, выделенных из ризопланы ячменя кислотоустойчивых сортов // Селекция, семеноводство и сортовая технология на Северо-Востоке европейской части России. Сб науч тр НИИСХ С-В Киров, 2001 С 23-28

31 Широких А.А , Широких И.Г., Родина Н А. Сортовая специфика микробных комплексов в прикорневой зоне ячменя / Селекиш, семеноводство и сортовая технология на Северо-Востоке европейской части России Сб Науч тр НИИСХС-В Киров 2001, С 100-105

32 Широких И.Г., Широких А А., Абубакирова Р.И. В таяние культуральных фильтратов грибов рода Fusarium на семена различных культур / Селекция, семеноводство и сортовая технология на Северо-Востоке европейской части России Сб Науч тр НИИСХС-В Киров 2001 С 184-188

33 Широких A.A., Устюжанин И А., Широких И.Г., Тумасова М.И. Симбиотическая эффективность изолятов бактерий из клубеньков клевера лугового, выращенного на кислой почве / Селекиш, семеноводство и сортовая технология на Северо-Востоке европейской части России Сб Науч тр НИИСХС-В Киров, 2001 С 193-197

34 Широких И.Г , Широких А А Эдафический и биотический факторы бактериального заселения корней озимой ржи Í Повышение урожайности и качества продукции зерновых, кормовых и технических культур Сборник науч тр Поволжского НИИ им П Н Константинова по мат межд науч -практ конф 26-28 июля 2004 г -Самара, 2005 С 102-106

35 Широких A.A. Реакция сортов озимой ржи и ячменя на инокуляцию ризосферными актиномицетами // Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 2005, №6 С 28-32

36 Широких И.Г. , Широких А А. Роль ризосферных микроорганизмов в детоксикации алюминия на кислых почвах // Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга научный и образовательный аспекты, Сб материалов Всеросс науч школы (24-25 ноября 2005 г) - Киров "Старая Вятка", 2005 С 65-68

37 Сысуев В.А., Широких A.A., Ли Юй, Ту Лигур Изучение таксономического разнообразия грибов в лесных экосистемах Кировской области / Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга научный и образовательный аспекты Сб материалов Всеросс науч школы (28-30 ноября 2006 г)- Киров Изд-во ВятГГУ, 2006 С 427-429

Материалы и тезисы отечественных и международных конференций

38 Широких А.А Микробные ценозы выработанных торфяников при их рекультивации / Тез докл Всесоюз науч конф "Биодинамика почв" Таллинн, 1988 С 166

39 Вертоградская И.А., Широких A.A. Биологические аспекты трансформации органического вещества выработанных торфяников// Тез докл Всесоюз науч конф "Торф в народном хозяйстве" Томск 1991 С 140-141

40 Широких А.А Эпифитные и сапротрофные бактерии в биогеоценозе пастбища на торфяной почве / Тез докл 4-й Всесоюз науч конф "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" Пущино 1992 С 213-214

41 Vertogradskaya I.A., Shirokíkh I.G., Shirokikh A.A. Ecological aspects cultivation of peat soils and cutover bogs / The 9-th International Peat Congress Uppsala Sweden 1992 VI P215-222

42 Широких A.A. Микробиологические аспекты естественного зарастания выработанных торфяников / Тез докл Междунар конф "Генезис, эволюция и роль болот в биосферных проиессах" Минск 1994 С 12-1А

43 Широких А.А, Широких И.Г Оценка экологической ситуации в техногенно нарушенных болотных экосистемах / Проблемы оценки состояния почв, растительного и животного мира Мат рег пауч -мет семинара Киров, 1995 С 109-111

44 Shirokikh IG., Shirokikh A A. Actinomycetes in low peatlands of the southern taiga / 10-th International Peat Congress Bremen Germany 1996 V 1 Abstiacts, P 149

45 Шихова JI.H, Широких A.A., Егошина Т.Л, Кропачева В Ю. Сезонная динамика микроорганизмов в профиле дерново-подзолистой почвы и ее связь с некоторыми эдафическими факторами / Тез докл Всерос науч конф "Микробиология почвы и зелшеделие" (13-17 апреля 1998) С-Пб 1998 С 79

46 Широких A.A., Плетенева Т.В. Колонизация корней овса бактериями рода Pseudomonas в условиях алюминиевого стресса / Мат междунар Науч -практ конф "Проблемы с -х производства в изменяющихся экономических и экологических условиях" Ч 1 Смоленск, 1999 С 149-151

47 Широких А.А Бактериальные комплексы кислых дерново-подзолистых почв / Мат Науч - практ конф "Научные основы стратегии адаптивного растениеводства Северо-Востока европейской части России" Ч1 Киров 1999 С 161-165

48 Широких A.A., Широких ИГ. Запасы и профильное распределение микробной биомассы в кислых почвах Кировской области / Сельскохозяйственная микробиология в 19-21 веках Тез докл Всерос конф СПб 2001 С 39 -40

49 Широких И.Г., Широких A.A. Особенности заселения микроорганизмами корней ячменя в условиях эдафического стресса / Сельскохозяйственная микробиология в 19-21 веках Тез докл Всерос конф С-Пб 2001 С 82-83

50 Широких И.Г., Широких A.A., Шешегова Т К., Абубакирова Р И. Реакция культур на обработку семян метаболитами грибов рода Fusarium / Мат конф Основные итоги научных исследований по сельскому хозяйству в Центральном р-не Нечерноземной зоны России (70 лет НИИСХ ЦРНЗ) Москва, Немчиновка, 2001 С 494-495

51 Косолапое В.М., Широких А А., Широких И.Г. Запасы и профильное распределение микробной биомассы при естественном зарастании выработанного торфяника / Агроэколог аспекты повышения эффектив с-х производства Мат конф Пенза, 2001 С 89-92

52 Широких А.А Применение метода генетической маркировки микроорганизмов для изучения колонизации ризопланы ячменя / Биотехнология на рубеже веков проблемы и перспективы Мат науч прак конф (22-23 мая 2001г) Киров ВГТУ 2001 С 79-80

53 Широких A.A., Устюжанин И.А., Тумасова М.И Природные изоляты клубеньковых бактерий клевера лугового в условиях эдафического стресса / Сб "Материалы научной сессии"- Кировский филиал АЕ РФ, Вятское региональное отделение РАЕН - Киров 2001 С 231-232

54 Широких A.A., Широких И.Г. Микробные сообщества кислых дерново-подзолистых почв Кировской области / Здоровье - питание - биологические ресурсы Мат междунар науч -практ конф, посвящ 125 - летия со дня рожд акад HB Рудницкого Киров, 2002 С 368-376

55 Широких И.Г., Широких A.A., Шуплецова О.Н. Прикладная биотехнология и ее теоретическое обеспечение в Северо-Восточном селекционном центре / Биотехнология, экология, медицина Мат 3-4 Междунар науч сечинаров 2001-2002 гг / Под ред А Ф Труфанова М -Киров ЭКСПРЕСС 2002 С 145147

56 Широких A.A., Широких И.Г. Комплекс ризобакгерий с высокой активностью колонизации корней озимой ржи / Озимая рожь селекция, семеноводство технологии и переработка Мат Междунар науч -практ конф Киров НИИСХ С-В, 2003 С 114-116

57 Широких A.A., Широких Й.Г. Сортоспецифичность реакции озимой ржи на бактеризацию семян штаммами Flavobacterium sp L 30 и Agrobacterium radiobacter 10 / Пути решения пробчем повышения адаптивности, продуктивности и качества зерновых и *ормовых культур Мот меэгдунар науч -практ конферетщи Самара, 2003 С 23-24

58 Широких И.Г., Мерзаева О.В., Широких A.A. Разнообразие актиномицетов в ризосфере озимой ржи на дерново-подзолистой почве// Вопросы экологии и природопользования в аграрном секторе/ Матер Всерос науч -практич конф (Ижевск, 20-23 июня 2003 г)М АНК. 2003 С 294-299

59 Широких A.A., Широких ИГ. Сортовые особенности формирования микробных комплексов в ризосфере ячменя / Современные аспекты селекции, семеноводства, технологий, переработки ячменя и овса Матер междунар науч-практ конф Киров НИИСХ С-В 2004 С 117-121

60 Широких Й.Г., Широких A.A., Шуплецова О.Н. Биотехнологические методы в генетико-селекционных исследованиях ячменя / Современные аспекты селекции, семеноводства, технологий, переработки ячменя и овса Матер междунар чауч -практ конф Киров НИИСХ С-В 2004 с 111-11Л

61 Широких А.А, Шуплецова О.Н. Эффекты стимуляции растений в искусственных ассоциациях с метилотрофными бактериями / Биотехнология в растениеводстве, животноводстве ветеринарии Матер III междунар науч -конф (Москва, 19 октября 2004 г) М, 2004 С 103-107

62 Широких И Г., Широких А А. Микробно-растительные взаимодействия в фитоценозах / Сб "Материалы научной сессии"- Кировский филиал АЕ РФ Вятское региональное отделение РАЕН Киров 2004 С 215-217

63 Широких A.A. Эпифитные бактериальные комплексы зерновых злаков // Второй Всероссийский съезд по защите растений С-Пб, 5-10 декабря 2005 Фитосанитарное оздоровление экосистем (Материалы съезда в двух томах) Т 2 С -Пб , 2005 С 200-202

64 Широких A.A., Мерзаева О.В, Широких И.Г. Метаболические взаимодействия ризосферных актиномицетов и грибов// Грибы и водоросли в биоценозах - 2006 Мат международ конф, посвящен 75-летию Биологического факультета МГУ им М В Ломоносова Москва, 3 ¡января - 3 февраля 2006 г - М МАКС Пресс 2006 С 178- 179

65 Широких A.A., Мерзаева О.В. Влияние тритерпенов на грамположительную и грамотрицательную микробиоту // Химия и технология раститепьных веществ Тез докл IV Всерос науч конф - Сыктывкар (Институт химии КНЦ УрО РАН), 2006 С 297

66 Широких И.Г , Мерзаева О.В., Широких А А. Сравнительная характеристика способов стерилизации растительных тканей для выделения эндофитных

48 « *

баиерий / Современные средства и методы при дезинфекции, применяемые при работе с патогенами Тез докл междунар семинара 25-26 июля 2006 г Киров ООО НПЦ ЭМ «Рацем» 2006 С 69-72 (на английском С 104-106)

67 Широких A.A., Шуплецова О.Н., Мерааева О.В., Абубакирова Р.И Микроорганизмы и регуляторы роста в повышении урожайности и устойчивости растений к заболеваниям и стрессам / Региональные и муниципальные пробчемы природопользования Мат 9 начн -практ конференции 6-8 сентября 2006 г Киров Ч 1 Кирово-Чепецк, 2006 С 114116

68 Широких И Г., Широких A.A. Микробиологический фактор управления плодородием почвы > Региональные и муниципальные проблемы природопользования Мат 9 научн -практ конференции 6-8 сентября 2006 г Киров Ч 1 Кирово-Чепецк. 2006 С 116-120

Подписано к печати 15 августа 2007 г Формат 60 х 84|/16 Бумага офсетная Услпл 2,0 Тираж 100 экз Заказ 57

Отпечатано с оригинал-макета Типография Зонального НИИСХ Северо-Востока им Н В Рудницкого 610007 г Киров, ул Ленина, 166-а

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Широких, Александр Анатольевич

Введение.

Глава 1. Теоретические основы направленного регулирования растительно-микробных взаимодействий

1.1 Современные представления о коэволюции растений и микроорганизмов фитосферы.

1.2 Типы взаимодействия растений и микроорганизмов.

1.3 Использование микробно-растительных симбиозов в растениеводстве, защите растений, охране окружающей среды.

1.4 Методические подходы к изучению микроорганизмов прикорневой зоны растений. экспериментальная часть

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1 Характеристика растительных объектов исследования и условия их выращивания.

2.2 Отбор и подготовка образцов для исследования.

2.3 Основные методы и условия проведения исследований.

2.4 Модельные эксперименты.

Глава 3. Растения как центры формирования микробных сообществ на выработанных торфяниках.

3.1 Общая характеристика микрофлоры выработанных торфяников.

3.2 Топография микроорганизмов в биогеоценозах на выработанных торфяниках.

3.3 Особенности бактериальных комплексов, ассоциированных с растениями на выработанных торфяниках.

Глава 4. Закономерности организации и функционирования микробных комплексов в ризосфере генотипически различных растений на дерново-подзолистой почве.

4.1 Изменение численности и биомассы микроорганизмов прикорневой зоны ячменя на в онтогенезе растений.ЮЗ

4.2 Сортовые особенности формирования микробных комплексов в ризосфере ячменя.

4.3 Сортовая специфичность заселения корней микроорганизмами при искусственной инокуляции.

Глава 5. Межорганизменные взаимодействия в ризосфере клевера лугового.

5.1 Кислою- и алюмоустойчивые ризобии в ризосфере клевера лугового.

5.2 Комплексы актиномицетов в ризосфере клевера лугового.

5.3 Влияние мицелиальных прокариот на симбиотические отношения клевера лугового с клубеньковыми бактериями.

Глава 6. Эпифитные и эндофитные бактериальные комплексы.

6.1 Особенности организации эпифитных комплексов семян зерновых злаков.

6.2 Выделение и изучение свойств эндофитных бактерий.

6.3 Распространение метилотрофных бактерий на поверхности и в тканях растений.

6.4 Изучение антагонистических свойств метилотрофных бактерий.

6.5 Влияние на микроорганизмы фитосферы растительных терпеноидов.

Глава 7. Потенциал использования микробно-растительных взаимодействий в фитобиотехнологии и растениеводстве.

7.1 Поиск и выявление высокоэффективных форм микроорганизмов с полифункциональными свойствами в природных субстратах.

7.1.1 Результаты скрининга бактерий, активно колонизирующих корни озимой ржи, в торфяных почвах.

7.1.2 Микосимбионтные бактерии как стимуляторы роста растений.

7.2 Эффекты воздействия метилотрофных бактерий на рост растений in vitro.

7.3 Изучение адаптивного потенциала ризобактерий ячменя на дерново-подзолистой почве.

7.4 Антагонистическая активность актиномицетов из ризосферы различных видов и сортов сельскохозяйственных культур.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изучение микробного потенциала фитосферы растений для использования в сельскохозяйственной биотехнологии"

Актуальность проблемы. Повышение жизнестойкости и выносливости растений за счёт использования естественных помощников - почвенных и ри-зосферных микроорганизмов - одно из перспективных направлений управления продуктивностью сельскохозяйственных культур (Тихонович и др., 2005; Кравченко и др., 2002). Ассоциированные с растениями микроорганизмы играют важную роль в их развитии, участвуя в снабжении растений элементами питания, фитогормонами, витаминами и другими факторами роста. Многие из ассоциативных микроорганизмов продуцируют соединения, ингибирующие патогенную микрофлору (токсины, антибиотики, сидерофоры), а также способствуют появлению у растений-партнёров так называемой индуцированной устойчивости, помогающей в защите от фитопатогенов (Cattelan et al., 1999).

Стратегия использования микроорганизмов в повышении продуктивности и устойчивости растений к заболеваниям осуществляется в настоящее время по двум главным направлениям - экстенсивному и интенсивному. Экстенсивные методы основаны на стимулировании или ингибировании деятельности аборигенных микроорганизмов, оказывающих на растения соответственно положительное или негативное воздействие в местах их природного существования.

Интенсивные методы основаны на интродукции высокоэффективных форм микроорганизмов с полифункциональными свойствами во внешнюю среду в виде суспензии свободных или иммобилизованных на специальных носителях клеток. Концептуальным направлением развития интенсивных микробных технологий в сельском хозяйстве является поиск новых микроорганизмов и создание оригинальных технологических процессов для получения новых биопрепаратов, биоудобрений различного сельскохозяйственного назначения и конструирования высокоэффективных микробно-растительных систем.

Изучение комплексов микроорганизмов в фитосфере сельскохозяйственных растений необходимо как для выявления факторов их направленной регуляции, так и для разработки стратегии поиска и выделения комплементарных с растениями ассоциативных микроорганизмов с фиторе-гуляторными и биоконтролирующими свойствами. Особую ценность представляет перспектива создания микробных биопрепаратов, разнообразие и спектр действия которых должны активно пополняться и расширяться при резком снижении токсичности и отрицательного влияния на человека, растения и окружающую среду (Чеботарь, 2007).

Эффективность микробно-растительного взаимодействия в значительной степени зависит от уровня интеграции участвующих в нём партнёров, в том числе на генном уровне (Lugtenberg, Dekkers, 1999; Проворов, 2005).

Наряду с исследованием генетических основ продуктивности симбиоза важное практическое значение имеет изучение соответствия экологических условий потребностям конкретных растительно-микробных систем. Основное внимание в исследовании растительно-бактериального взаимодействия в настоящее время уделяется выяснению закономерностей выживания интродуци-руемых в ризосферу микроорганизмов. Между тем, специфика аборигенных микробных сообществ, складывающихся в прикорневой зоне различных видов и сортов растений, и ее изменение под воздействием экологических факторов, таких, как, кислотность почвы и связанная с нею токсичность ионов алюминия, остаются до сих пор малоизученными. Разработка этих вопросов поможет развить теоретические основы к направленному регулированию растительно-бактериального взаимодействия в реальных условиях дерново-подзолистых почв.

Цель работы - разработка принципов использования микробного потенциала агрофитоценозов европейского Северо-Востока в повышении продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных растений к заболеваниям и абиотическим стрессам.

Задачи исследования:

1. Изучение закономерностей формирования микробно-растительных ассоциаций на примере восстановительной сукцессии нарушенного торфодобычей биогеоценоза (БГЦ).

2. Выяснение закономерностей организации и функционирования микробных комплексов, ассоциированных с хозяйственно значимыми для региона сельскохозяйственными растениями для выявления факторов их направленной регуляции.

3. Определение численности и концентрации биомассы микроорганизмов, соотношения её основных компонентов в ризосфере и в свободной от корней почве.

4. Выявление характера связи между экологическими свойствами сорта и комплекса бактерий в его ризосфере.

5. Изучение возможности получения искусственных ассоциаций метило-трофных бактерий с растениями in vitro.

6. Поиск, выявление и выделение микроорганизмов с биотехнологически ценными свойствами для использования в растениеводстве.

Место проведения работы. Работа выполнена в Зональном НИИ сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В.Рудницкого и является частью плановых тематик лаборатории генетики (1999-2007 гг.), № госрегистрации 01200203899;

Выражаю глубокую признательность директору института, академику РАСХН В.А.Сысуеву за предоставленную возможность и оказанное содействие при проведении исследований.

Сердечно благодарю за совместную работу члена-корреспондента РАСХН Н.А.Родину, докторов с.-х. наук Л.И.Кедрову, Т.К.Шешегову, кандидатов с.-х. наук М.И.Тумасову, И.А.Устюжанина, кандидатов биол. наук О.Н.Шуплецову, О.В.Мерзаеву. Их вклад отражён в соответствующих публикациях.

Защищаемые положения.

2. Значительная часть бактериального комплекса ризосферы растений на почвах дерново-подзолистого типа представлена популяциями, способными смещать низкие значения рН в нейтральную сторону, в том числе, ведрисут- « ствии ионов алюминия. Адаптивный потенциал ризобактерий связан с сортовыми особенностями корневой экскреции растений и вносит существенную роль в формирование продуктивности сорта.

3. Биоплёнка почвенных водорослей, формирующаяся в период «цветения» на поверхности остаточного после промышленной выработки слоя торфа, представляет собой уникальную эконишу, объединяющую черты ризосферы и филлопланы высших растений, благодаря чему служит источником для выделения перспективных в биотехнологическом отношении штаммов микроорганизмов с полифункциональными свойствами и широким экологическим диапазоном.

4. Сопоставление видового разнообразия стрептомицетов в ризосфере различных сортов и аналогичное сравнение спектров антифунгального действия их представителей указывает на существование прямой зависимости между разнообразием видов и частотой встречаемости видов антагонистов в комплексе.

5. Эффективное использование растением ростстимулирующего и био-контролирующего потенциала прокариот возможно лишь в ризосфере видов и сортов растений с благоприятным соотношением индивидуальных компонентов корневых выделений, что необходимо учитывать при разработке принципов и методологии создания биопрепаратов для улучшения роста и защиты растений на основе живых культур бактерий.

6. Комбинированное использование традиционных методов культуры ткани и метода бактериальной колонизации растений in vitro позволяет разработать принципиально новые технологии их культивирования, в особенности для растений с низкой регенерационной способностью.

Показана практическая возможность эффективного симбиоза клевера лугового с природными алюмотолерантными изолятами ризобий из кислого местообитания. Установлена высокая конкурентоспособность природного изо-лята с производственным штаммом в условиях стресса.

Установлена более высокая частота выявления и выделение бактерий с . фиторегуляторными и биоконтрольными свойствами из природных субстратов при отклонении значений кислотности и обеспеченности элементами питания от оптимума.

Впервые выявлены специфические особенности комплексов эпифит-ных и эндофитных бактерий различных видов и сортов зерновых злаков, заключающиеся в различной структуре доминирования и частоте встречаемости в их составе представителей, способных оказывать угнетающее и (или) стимулирующее действие на другие микроорганизмы и на растения.

С позиций системного подхода исследованы биоразнообразие и физио-лого-биохимические особенности актиномицетного комплекса ризосферы, получены новые данные, расширяющие и углубляющие представления о явлении антибиозиса.

Разработаны и подобраны методические приёмы селективного выделения эндотрофных микроорганизмов для скрининга метаболически активных штаммов.

Экспериментально показана возможность создания искусственных растительно-микробных ассоциаций с участием аэробных розовоокрашенных факультативных метилотрофных бактерий на основе каллусной культуры ячменя, меристемных растений картофеля и земляники садовой. Выявлена способность ряда выделенных культур рода Methylobacterium стимулировать рост и морфогенез растений in vitro. Показана способность ряда изолятов метилотрофных бактерий оказывать гормон- и витаминозаместительное действие в культуре изолированной ткани растений.

Практическая значимость работы. Систематизированные в базе данных результаты изучения свойств природных изолятов из различных локусов фитосферы (корни, листья, почки, семена, внутренние ткани) являются основанием к направленному поиску и выделению культур с фиторегуляторными и биоконтрольными свойствами и могут способствовать решению широкого круга задач микробной экологии и биотехнологии.

Полученные результаты могут быть также использованы при разработке способов биологической защиты растений от фитопатогенов, направленных на активизацию агрономически ценной микрофлоры в микролокусах её естественного распространения.

На основе полученных результатов даны методические рекомендации по выделению, изучению свойств и поддержанию в коллекции природных изолятов бактерий для использования в фитобиотехнологии.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и представлены на 111 и IV Всесоюзных конференциях "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Москва, 1986; Пущино, 1992), Всесоюзной конференции "Торф в народном хозяйстве" (Томск, 1991), 9-м и 10-м Международных конгрессах по торфу (Уппсала, 1992; Бремен, 1996), Всероссийской конференции "Сельскохозяйственная микробиология в 19-21 веках" (С.-Петербург, 2001), Международной конференции "Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка" (Киров, 2003), Всероссийской конференции "Вопросы экологии и прородопользования в аграрном секторе" (Ижевск, 2003), Третьей Международной конференции по биотехнологии в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии (Москва, 2004); научно-практической конференции "Современные аспекты селекции, семеноводства, технологий, переработки ячменя и овса" (Киров, 2004), Всероссийских научных школах "Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты" (Киров, 2004, 2005, 2006), Втором Всероссийском Съезде по защите растений "Фитосанитарное оздоровление агроэкосистем" (Санкт-Петербург, 2005), Международной конференции "Грибы и водоросли в биоценозах - 2006" (Москва, 2006), IV Всероссийской научной конференции "Химия и технология растительных веществ" (Сыктывкар, 2006), Международной конференции "Устойчивое развитие: природа-общество-человек" (Москва, 2006), на годичных отчетных сессиях НИИСХ Северо-Востока РАСХН, 1999-2006 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 68 работ, в том числе монография и учебное пособие в соавторстве, методические рекомендации, 21 статья в рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, шести глав экспериментальной части и выводов. Она включает 268 страниц машинописного текста, 19 рисунков, 50 таблиц, 2 приложения. Список литературы включает 425 работ, из которых 210 на

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Широких, Александр Анатольевич

224 ВЫВОДЫ

1. Определены концентрация микробной биомассы и процентное соотношение её компонентов (бактерий, актиномицетного мицелия, мицелия и спор грибов) в ризосфере ячменя (2,22±0,054 мг/г), и в свободной от корней дерново-подзолистой почве (0,96±0,054 мг/г), изучена динамика численности и биомассы микроорганизмов в процессе онтогенеза растений. В структуре микробной биомассы преобладали мицелий (от 64 до 92%) и споры (от 6 до 31%) грибов, варьируя в ризосфере различных сортов независимо от фазы развития растения. Наибольшее долевое участие бактерий (5,6%) и актиномицетного мицелия (0,78%) в суммарной микробной биомассе ризосферы отмечено в фазу колошения растений. Характер динамики популяций бактерий, грибов и актиномицетов в ризосфере контрастных по степени устойчивости к почвенной кислотности сортов под воздействием стресса изменялся различным образом. Показатели обилия микроорганизмов достоверно различались в ризосфере сортов с различной продолжительностью вегетационного периода.

2. Значительная часть микробного сообщества ризосферы растений на дерново-подзолистой почве представлена кислотоустойчивой и алюмотолерантной популяцией микроорганизмов, плотность которой достигает максимума и стабилизируется на уровне около 106 КОЕ/г. Получены данные, свидетельствующие о существовании у бактерий механизмов, обеспечивающих устойчивость к токсичности ионов водорода и алюминия: агрегация клеток в стрессовых условиях; способность в определенных пределах кондиционировать среду, сдвигая в результате метаболизма рН в область нейтральных значений, при которых алюминий утрачивает подвижность; барьерная роль слизистой капсулы, выполняющей функцию катионсвязывающих полимеров, что снижает концентрацию ионов

А13+и Н+в среде до уровня, приемлемого для клеточного метаболизма.

3. Показана принципиальная возможность эффективного симбиоза клевера лугового с природными алюмотолерантными изолятами ризобий из кислого местообитания. Выявлена комплементарная пара симбионтов -клевер луговой Трио xRhizobium leguminosarum bv. trifolii 9-4A, отличающаяся от других сорто-ризобиальных систем более высокой эффективностью: увеличением сухой массы на 17-36,5%, сбора сырого белка - на 7,7-32,1% по сравнению с контролем. Установлена высокая нодулирующая активность природного алюмотолерантного изолята 9-4А в присутствии производственного штамма 348а, что свидетельствует о его конкурентоспособности в ризосфере клевера лугового. При подборе пар симбионтов необходимо учитывать специфическую комплементарность партнеров, поскольку наилучшие показатели продуктивности можно получить только в определенной комбинации генотипов растения и бактерий. Выделение и отбор устойчивых к низким значениям рН среды и токсичности алюминия штаммов клубеньковых бактерий позволит создавать симбиотические системы, сохраняющие продуктивность в условиях низких значений рН.

4. Широкое распространение в ризосфере растений на кислых дерново-подзолистых почвах актиномицетов, обладающих антагонистическими свойствами в отношении фитопатогенных грибов, и наличие видовой и сортовой изменчивости в заселении ими прикорневой зоны говорят о возможности проведения отбора форм растений по этому признаку, для включения их в селекционные программы на устойчивость к корневым инфекциям. Создание растений с повышенной способностью "извлекать" из почвы и концентрировать на корнях актиномицеты, обладающие определенными антагонистическими свойствами, может стать одним из экологически чистых путей направленного регулирования численности фитопатогенов в прикорневой зоне растений на кислых почвах.

5. Выявлены межсортовые различия в характере колонизации корней озимой ржи ассоциативными ростстимулирующими ризобактериями, актиномицетами. Установлена связь между способностью растений изменять реакцию среды в зоне корней и плотностью заселения прикорневой зоны микроорганизмами. Получены данные о том, что актиномицеты, являясь компонентом микробного комплекса ризосферы, могут оказывать существенное влияние на фитопатогенные грибы рода Fusarium in vivo, осуществляя тем самым защитные функции по отношению к растениям или, напротив, усугубляя негативное влияние патогена на растение, в зависимости от генотипа растения - хозяина.

7. Установлено широкое распространение среди ассоциированных с растениями розовоокрашенных факультативных метилотрофных бактерий способности к синтезу индольных соединений. Инокуляция суспензионными культурами метилотрофных бактерий оказывала стимулирующий эффект на прирост биомассы (22-30%), регенерационную способность (15-40%) и ризогенез (6-25%) в каллусной культуре ячменя, увеличивала коэффициент размножения и сухую массу меристемных растений картофеля (32-40%) и земляники садовой (8-12%). Показана возможность создания устойчивых микробно-растительных ассоциаций на основе РОФМ бактерий в качестве стимуляторов роста при культивировании растений in vitro. Одним из главных факторов, влияющих на процессы первичного каллусогенеза, индукцию морфогенеза и последующую регенерацию побегов и корней, является количественное соотношение продуцируемых ими витаминов, ауксинов и цитокининов.

8. Биоплёнка почвенных водорослей является уникальной экологической нишей, объединяющей черты ризосферы и филлосферы высших растений. Поверхностные разрастания почвенных водорослей техногенно нарушенного болотного БГЦ, играя роль центров микробных ассоциаций, аналогично ризосфере высших растений, служат источником для выделения перспективных в биотехнологическом отношении штаммов микроорганизмов с широким экологическим диапазоном, реализация свойств и активности которых возможна в традиционных и новых областях фитобиотехнологии.

9. Предложена схема системного мониторинга агрофитоценозов для выявления и выделения штаммов бактерий, ассоциированных с фило- и ризосферой сортов, созданных в местных условиях, включающая изучение их свойств для оценки возможности использования в растениеводстве и биотехнологиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведено исследование микробных комплексов, характерных для специализированных экологических ниш, предоставляемых растением для заселения: ризосферы и ризопланы (корень и прилегающая к нему почва), филлосфе-ры (поверхность и ткани вегетирующих органов растений - листья, стебли), ге-мисферы (поверхность почек), спермосферы (поверхности и ткани семян).

Показано, что одним из наиболее плотно заселённых местообитаний, непосредственно связанным с растением, являются ризосфера и ризоплана. По нашим оценкам, в 1 г ризосферной дерново-подзолистой почвы, содержится примерно 3-5 млрд. клеток бактерий и несколько сотен метров мицелия грибов, а величина микробной биомассы достигает 1 т в расчёте на 1 га. Именно эта обильная и чрезвычайно разнообразная биомасса является объектом для скрининга биотехнологически ценных штаммов, способных продуцировать гормоны, витамины, антибиотики, которые делают существование растения более комфортным и защищают его от фитопатогенов.

Сравнение микробных комплексов в ризосфере различных видов и сортов растений с использованием комплекса методических подходов (люминесцентная микроскопия, посев почвенных суспензий на агаризованные среды, определение структуры актиномицетных комплексов на основе количественных экологических показателей) позволило выявить существенные различия между сортами, отличающимися плоидностью, продолжительностью вегетационного периода и степенью устойчивости к почвенной кислотности.

В вегетационных и полевых опытах проведена оценка долевого вклада эдафического (почвенная кислотность) и биотических (сорт, фаза развития растений) факторов в формирование ризосферных комплексов микроорганизмов наиболее хозяйственно важных для региона зерновых (ячмень, озимая рожь) и кормовых (клевер луговой) культур. Превалирующее влияние на концентрацию микробной биомассы и соотношение её основных компонентов в ризосфере, оказал эдафический фактор. Повышенная кислотность в сочетании с токсичностью ионов алюминия в корнеобитаемой среде приводит к изменению физиологических и метаболических процессов в корневой системе растений. Нарушение процессов минерального питания сказывается на состоянии растений и их прижизненных выделениях из корней, что может иметь большое значение для функционирования ризосферных микробных сообществ. Ассоциированные с корнями растений микроорганизмы испытывают в этом случае двойное влияние стресса - как под непосредственным воздействием токсичных ионов, так и за счет изменения состояния растений. Повышенная кислотность почвы способствует увеличению биомассы эукариотных микроорганизмов, смещая соотношение мицелия и спор в биоморфологической структуре грибов в пользу мицелия.

Биотические факторы (фаза развития, генотип растения) оказали существенное влияние на варьирование показателей обилия и долевого участия в ри-зосферном комплексе только прокариотных микроорганизмов - бактерий и актиномицетов, как более зависимых в своём развитии от прижизненной корневой экскреции, чем грибы, экологическая роль которых в почве связана с выделением экзогидролаз и деструкцией растительных остатков.

Установлено, что специфической реакцией связанных с корнями микробных комплексов на эдафический стресс является перераспределение плотности бактерий в системе ризосфера-ризоплана. Если в ризосфере под воздействием стресса общее количество бактерий и их относительное содержание снижается, то в ризоплане, напротив, возрастает. Эти данные совпадают с результатами других исследователей, работы которых были посвящены изучению растительно-микробных взаимодействий в условиях кадмиевого стресса (5-15 мг Cd/ г почвы) (Пищик, Воробьёв, Проворов, 2005), а также в условиях почв, загрязнённых полициклическими ароматическим углеводородами (Joner et al., 2002), поверхностно активными веществами и битумом (Турковская, Муратова, 2005). Выраженность реакции прокариот на стресс варьирует в зависимости от сортовой принадлежности растения-хозяина. Изменение концентраций продуцируемых устойчивыми сортами соединений, очевидно, обусловливает специфический микроботаксис в прикорневой зоне растений и более плотную заселенность корней бактериями в присутствии токсических ионов водорода и алюминия. Увеличение при стрессе количества адсорбированных на корнях клеток можно рассматривать как проявление совместной адаптации растения и бактерий к эдафическому стрессу.

Микроорганизмы в ассоциациях с растениями участвуют в осуществлении физиологических адаптаций растений, расширяя их экологический потенциал и, оказывая антистрессовые эффекты взаимодействия, позволяющие растениям переживать действие неблагоприятных факторов среды. Так, в кислых условиях эффективность искусственных бобово-ризобиальных систем часто бывает выше, чем в контроле, что свидетельствует об адаптогенном влиянии микросимбионта на растение. Умеренная стрессовая нагрузка на ранних этапах взаимодействия партнеров может индуцировать формирование симбиоза, как наиболее выгодного варианта жизнедеятельности.

Повышать адаптивный потенциал растений могут также ассоциативные бактерии ризосферы, снабжаемые трофическим ресурсом в виде корневых эксудатов, и обладающие весьма эффективными механизмами нейтрализациии кислотности и связывания токсичного алюминия. Выявлена, например, способность значительной части (более 40%) алюмотолерантных изолятов бактерий с корней устойчивых сортов ячменя изменять рН кислой среды в нейтральную сторону. Детоксикация ионов алюминия при изменении рН среды, обусловленном метаболизмом доминирующих в ризоплане аборигенных бактерии, может повышать комфортность существования растительного партнёра.

Адаптированные к высокой концентрации токсичных ионов штаммы аборигенных ризобактерий, очевидно, могли бы использоваться в качестве протекторов при интродукции в ризосферу ростстимулирующих микроорганизмов, способствуя более успешному взаимодействию интродуцента с растением в условиях эдафического стресса.

Примечательно, что при отклонении эдафических условий от оптимума, активно селектируемые корнями растений бактерии, обладают фитостимули-рущей способностью чаще, чем бактерии, активно колонизирующие корни растений в условиях эдафического оптимума. В последнем случае в комплексе увеличивается относительная доля ризобактерий с фитоингибирующими свойствами. Полученные результаты свидетельствуют о потенциале положительных эффектов взаимодействия растений с почвенными микроорганизмами в условиях обусловленного кислотностью стресса.

В процессе изучения разнообразия ризосферных микроорганизмов как биологического ресурса для биотехнологии установлено широкое распространение в прикорневой зоне растений на кислых дерново-подзолистых почвах актиномицетов, обладающих антагонистическими свойствами в отношении фи-топатогенных грибов и наличие видовой и сортовой изменчивости в заселении ими прикорневой зоны. Ризосферные актиномицеты могут способствовать повышению супрессивности почвы к фитопатогенам, с одной стороны, благодаря широко распространенной среди них способности к синтезу антибиотиков, с другой - благодаря продуцированию гидролитических экзоферментов - участвуя, в биодеградации растительных остатков, которые служат естественными резервуарами инфекции. Существование межсортовой изменчивости ячменя, озимой ржи, клевера лугового по признаку заселения корней актиномицетами, в том числе их антагонистически активными представителями, говорит о возможности проведения отбора форм по этому признаку, для включения их в селекционные программы на устойчивость к корневым инфекциям. Создание растений с повышенной способностью "извлекать" из почвы и концентрировать на корнях актиномицеты, обладающие определенными антагонистическими свойствами, на наш взгляд, может стать одним из экологически чистых путей направленного регулирования численности фитопатогенов в прикорневой зоне растений на кислых почвах.

Значительный вклад в развитие корневых и прикорневых инфекций сельскохозяйственных растений вносит микрофлора семян. Специфичность эпифитной микрофлоры семян заключается в абсолютном преобладании в бактериальном комплексе грамположительных, лишённых активной подвижности, спорообразующих, с факультативно-анаэробным типом метаболизма палочек.

В сравнении с бактериальным комплексом ризосферы, эпифитный комплекс семян отличался более высокой частотой встречаемости видов, обладающих амилазной и протеазной активностью. Частота встречаемости видов-антагонистов фитопатогенных грибов в эпифитном комплексе семян в среднем соответствовала таковой в ризосфере, а доля участия видов-стимуляторов роста растений была в среднем ниже, чем в ризосфере. Выявлены особенности эпи-фитных комплексов бактерий у отдельных культур растений. Полученные результаты могут быть использованы при решении вопроса о целесообразности химического протравливания семян, для разработки способов защиты растений от патогенов, направленных на активизацию агрономически ценной микрофлоры в естественных микролокусах её обитания, а также для поиска и отбора штаммов, перспективных для производства биопрепаратов.

Особого внимания в эпифитном комплексе заслуживают розовоокрашен-ные факультативные метилотрофные бактерии. При изучении свойств природных изолятов РОФМ установлена часто встречающаяся способность к активному синтезу ауксинов, которая может быть использована в различных направлениях современной биотехнологии растений.

Исследования, направленные на разработку принципиально новых биотехнологий, показывают перспективность новых подходов, основанных на комбинации методов бактериальной колонизации и культуры изолированной ткани растений. Так, одним из перспективных направлений создания стрессоустойчивых форм растений является отбор в культуре каллусной ткани линий с заданными свойствами. Однако фактором, ограничивающим применение клеточной селекции, является низкая частота регенерации растений из культивируемых клеток. Поэтому в фитобиотехнологии остро стоит задача разработки способов управления морфогенезом in vitro

Известно, что одним из главных факторов, влияющих на процессы первичного каллусогенеза, индукцию морфогенеза и последующую регенерацию побегов и корней является количественное соотношение эндогенных ауксинов и цитокининов: гнотобиотические растения требуют добавления фитогормонов в ростовую среду.

Комбинированное использование традиционных методов культуры ткани и метода инокуляции растений in vitro позволяет разработать принципиально новые технологии их культивирования, в особенности для растений с низким потенциалом регенерации. Экспериментально показана способность природных изолятов бактерий рода Methylobacterium стимулировать рост и морфогенез растений in vitro, изменяя баланс эндогенных фитогормонов в каллусной ткани. Стимуляция роста и морфогенеза инокулированных растений особенно заметна на средах без фитогормонов и витаминов. Контрольные растения на таких средах погибали в течение нескольких пассажей.

Бактериальная колонизация способствовала также повышению адаптивного потенциала микроклонально размножаемых растений. С использованием природных изолятов рода Methylobacterium были получены устойчивые искусственные ассоциации с гнотобиотическими меристемными растениями картофеля и земляники садовой. Инокуляция картофеля обеспечивала увеличение морфометрических показателей растений не только in vitro, но и повышала продуктивность первого клубневого поколения. Значительно возросли в результате инокуляции метилотрофными бактериями морфометрические показатели меристемных растений земляники садовой.

Необходимо отметить, что довольно часто источником для выделения ро-стстимулирующих перспективных штаммов метилотрофных бактерий являлись биоплёнки почвенных водорослей, формирующиеся в местах, подвергнутых промышленной выработке торфа. Биоплёнки - структурированные микробные сообщества, формирующиеся в местах антропогенных нарушений, в литературе рассматриваются как резервуары, с одной стороны, концентрирующие патогенные микрооргнизмы, которые могут быстро приобретать устойчивость к антибиотикам за счёт горизонтального переноса генов резистентности (Головлёв, 2002; Ильина, Романова, Гинцбург, 2004), с другой, - могут выполнять роль агентов биоконтроля в ризосфере растений, продуцируя антигрибные и антибактериальные вещества, защищающие растения от фитопатогенов (Николаев, Плакунов, 2007; Molina et al., 2003).

Для развития и функционирования биоплёнок чрезвычайно важна межклеточная коммуникация посредством специфических ауторегуляторов. Поскольку биоплёнки, как правило, представляют собой гетерогенные сообщества, состоящие из микроорганизмов разных физиологических групп, взаимодействие между компонентами начинается уже в процессе формирования, на стадии образования внеклеточного матрикса. Локализация микробных клеток в различных участках матрикса является одной из очевидных причин метаболической гетерогенности микроорганизмов в биоплёнках. Заметную роль в межклеточных взаимодействиях играет обмен генетической информацией, что обусловлено высокой плотностью микробной популяции. Благодаря совокупности этих особенностей биоплёнки «цветения», формирующиеся в местах торфяных выработок, содержащие фототрофные и гетеротрофные микроорганизмы, представляют собой не простую сумму составляющих их клеток, а являются качественно новым сообществом, обеспечивающим всем своим членом максимально выгодные условия существования и служат источником выделения культур с выраженным фиторегуляторным действием.

Выявление и выделение новых высокоэффективных форм микроорганизмов с полифункциональными свойствами является важным результатом проделанной работы. В результате многолетних исследований мы располагаем коллекцией фитостимулирующих и протективных культур, включающей В основу формирования рабочей коллекции положена следующая схема:

1. Выделение в селективных условиях штаммов бактерий, ассоциированных с фитосферой сортов, созданных в местных условиях;

2. Изучение свойств природных изолятов в целях выявления возможности использования в сельскохозяйственных биотехнологиях.

3.Формирование фонда перспективных штаммов с фиторегуляторной активностью, способных к синтезу индольных соединений, витаминов и антибиотиков, активно колонизирующих ткани растений.

Экспериментальная проверка и реализация свойств и активности микроорганизмов в традиционных и новых областях биотехнологии.

Следующим этапом работы должна стать систематизация полученной информации о поддерживаемых культурах в электронной базе данных. Для этого необходимо разработать логические схемы разделов, выработать способы представления характеристик, разработать структуру полей ввода собранной информации. Хранящиеся в базе данных сведения, например, об изменении морфометрических показателей инокулированных растений или количественных признаков антибиотикочувствительности тест-культур фитопатогенов позволят анализировать и (или) определить степень проявления фиторегулятор-ных и биоконтрольных свойств отдельных штаммов.

Собранные в доступном виде результаты лабораторных исследований будут способствовать решению большого круга задач микробной экологии и биотехнологии, позволяя сравнивать характеристики микробного компонента фи-тосферы генотипически различных растений, а также осуществлять поиск штаммов по любому набору интересующих атрибутов.

Формируемая в настоящее время коллекция, таким образом, явится фондом научных данных о степени агрономической ценности всех имеющихся в ней культур микроорганизмов и источником для скрининга штаммов, ценных в разработке новых биотехнологий, направленных на повышение продуктивности растений и устойчивости их к абиотическим и биотическим стрессам.

В заключение необходимо добавить, что коллекционное поддержание культур, наряду с обозначенными функциями, представляет собой еще и механизм, гарантирующий сохранение ex situ природного микробного разнообразия верхних горизонтов наиболее типичных почв европейского Северо-Востока, а также фитосферы важнейших для зоны зерновых и кормовых культур.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Широких, Александр Анатольевич, Москва

1. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 645 с.

2. Акимов Ю.А. Особенности проявления антимикробной активности в смесях терпеновых соединений // Труды ГНБС. 1981. Т.83. С.23-32.

3. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. М.: Юнити, 2001. 556 с.

4. Антанюк Л.П. Растительные лектины как факторы коммуникации в симбиозах // Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями. М.: Наука, 2005. С. 118-159.

5. Архипова Т.Н., Веселов С.Ю. Мелентьев А.И., Мартыненко Е.В., Кудоярова Г.Р. Влияние микроорганизмов, продуцирующих цитокинины, на рост растений // Биотехнология. 2006. №4. С.50-55.

6. Бажанов Д.П., Бажанова А.А., Урбанович О.Ю., Трухановец H.J1. Мутанты азотфикси-рующей бактерии Pseudomonas sp. 418, утратившие способность заселять корни // Генетика, 2000. Т. 36. №2. С. 159-164.

7. Баканчикова Т.И., Мякиньков А.Г., Павлова-Иванова JI.K., Майсурян А.Н. Участие генов хемотаксиса в установлении ассоциативных взаимоотношений между Azospirillum brasi-lense и пшеницей // Молекул, генетика, микробиол. и вирусол. 1989, №4. С.24-32.

8. Беккер А., Пюлер А. Синтез экзополисахаридов // Rhizobiaceae. Молекулярная биология бактерий, взаимодействующих с растениями / Под. ред. Спайнк Г., Кондороши А., Хукас П. СПб.: Бионт. 2002. С. 119-141.

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

10. Белимов А.А., Кунакова A.M., Груздева Е.В. Влияние рН почвы на взаимодействие ассоциативных бактерий с ячменем // Микробиология. 1998. Т. 67. № 4. С. 561-568.

11. Бутенко Р.Г. Экспериментальный морфогенез и дифференциация в культуре клеток растений. М.: Наука, 1975.51 с.

12. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. / Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. М.: Мир, 1997.432 с. и 800 с.

13. Берестецкий О.А., Швытов И.А., Кравченко J1.B. Имитационная модель ассоциативной азотфиксации в ризосфере небобовых культур // Докл. ВАСХНИЛ, 1986. № 7. С. 6-8.

14. Берёзова Е.Ф. Микрофлора корневой системы растений и методика её изучения / Труды Ин-та с/х. микробиологии. 1951. Т. 12. С. 39.

15. Билай В.И. Фузарии. Киев: Наукова думка, 1977.442 с.

16. Биннс А.Н., Константино П. Онкогены агробактерий // Rhizobiaceae. Молекулярная биология бактерий, взаимодействующих с растениями / Под. ред. Спайнк Г., Кондороши А., Хукас П. СПб.: Бионт. 2002. С. 275-290.

17. Благовещенская Е.Ю., Дьяков Ю.Т. Эндофитные грибы злаков // Микология и фитопатология. 2005. Т. 39, №3. С. 1-15.

18. Брода П. Плазмиды. М.: Мир, 1981. -153 с.

19. Возняковская Ю.М. Микрофлора растений и урожай. JL, "Колос". 1969. 240 с.

20. Вольберг М.М. Взаимодействие популяций микроводорослей и бактерий в модельной системе: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1988. 26 с.

21. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А., Терехова Л.П., Максимова Т.С. Определитель актиномицетов. Роды Streptomyces, Streploverticillium, Chainia. М.: Наука. 1983.248 с.

22. Генетика симбиотической азотфиксации с основами селекции / Под ред. И.А. Тихоновича, Н.А. Проворова. Спб.: Наука, 1998. 194 с.

23. Генетика развития растений / J1.A. Лутова, Н.А. Проворов, О.Н. Тиходеев И.А. Тихонович. Спб.: Наука, 2000. С. 344-384.

24. Генетические основы селекции клубеньковых бактерий/ Ред. Б.В.Симаров. Л.: Агропром-издат, Ленингр. отд-ние. 1990.192 с.

25. Глаголева О.Б., Злотников А.К., Умаров М.М. Влияние аммония на азотфиксирующую активность смешанных культур ризосферных диазотрофных бактерий // Микробиология, 1995. Т. 64. №2. С. 201-204.

26. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Наука, 1969.228 с.

27. Головлёв ЕЛ. Механизм формирования биоплёнки структурированной популяции Pseudomonas aeruginosa II Микробиология. Т.71. № 3. С.293-300.

28. Горелова О.А. Физиологическая диагностика коммуникации цианобактерий и высших растений / Грибы и водоросли в биоценозах. Мат. междунар. конф., посвящ. 75-летию биологического фак-та. МГУ им. М.В.Ломоносова. 31 января-3 февраля 2006 г. М.: МГУ. С.47-48.

29. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука, 1977.264 с.

30. Громов Б.В. Наблюдения над водорослями примитивных почв некоторых районов СССР //Уч. зап. ЛГУ. 1956. Т. 41, №216. С. 170-179.

31. Глаголева О.Б. Экофизиология почвенных альгобактериальных ассоциаций: Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 1991.27 с.

32. Гузева И.С. Развитие микроорганизмов на поверхности корня. Автореф. дис. Канд. Биол. Наук. М., 1978.28 с.

33. Гузев B.C., Куличевская И.С., Звягинцев Д.Г. Сканирующая электронная микроскопия при изучении взаимодействия микроорганизмов с растениями // Микроорганизмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука, 1984. С. 92-107.

34. Давидянц Э.С., Карташёва И.А., Нешин И.В. Влияние тритерпеновых гликозидов Silphium perfolianum L. на фитопатогенные грибы // Раст. Ресурсы. 1997. Вып.4. С.93-97.

35. Дебабов В.Г. Селекция микроорганизмов на заре XXI века // Биотехнология, 2005. № 4. С. 3-19.

36. Дедыш С.Н. Специфика микробного комплекса напочвенных разрастаний водорослей: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1990.24 с.

37. Дедыш С.Н., Зенова Г.М., Добровольская Т.Г., Грачёва Т.А. Структура альгоценозов, формирующихся в период «цветения» почвы // Альгология. 1992. Т. 2, № 2. С. 63-69.

38. Дедыш С.Н., Красовская О.Б., Зенова Г.М. Особенности структуры и функционирования комплекса бактерий в напочвенных разрастаниях зелёных водорослей // Веста. Моск. унта. Сер. 17. Почвоведение. 1989. -№ 1.

39. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. М.: Мир. 1985.304 с.

40. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М: МГУ, 1972.291 с.

41. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: ИКЦ «Академкнига», 2002.282 с.

42. Домрачева Л.И. «Цветение» почвы и закономерности его развития. Сыктывкар. Коми НЦ УРО РАН, 2005. 336 с.

43. Доронина Н.В., Троценко Ю.А. Способ хранения метилотрофных и гетеротрофных микроорганизмов // Прикл. Биохимия и микробиология, 1992. Т. 28. № 4. С. 631-635.

44. Доронина Н.В., Иванова Е.Г., Сузина Н.Е., Троценко Ю.А. Метанотрофы и метилобакте-рии обнаружены в растительных тканях в зимний период // Микробиология, 2004. Т. 73. №6. С. 817-824.

45. Дьяков Ю.Т., Озерецковская O.JI., Джавахия В.Г., Багирова С.Ф. Общая и молекулярная фитопатология. М.: Об-во фитопатологов, 2001. 320 с.

46. Дьяков Ю.Т. Грибы и растения // Природа. 2003. № 5. С. 73-78.

47. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. М.: Высшая школа, 1979.485 с.

48. Егорова С.В., Рауготис А.Д. Микофлора ризосферы ели и берёзы и некоторые её физиологические особенности //Лесоведение. 1968. №1. С.27-36.

49. Емнова Е.Е., Меренкж Г.В., Сланина В.А., Татару Ю.М., Руснак Т.Н. Видовой состав са-протрофных флуоресцирующих псевдомонад в ризоплане различных видов сельскохозяйственных растений // Микробиология. 1995. Т. 64. № 6. С. 820-826.:

50. Емцев В.Т., Ницэ Л.К., Покровский Н.П. Несимбиотическая азотфиксация и закономерности ее функционирования в почве/Минеральный и биологический азот в земледелии СССР.М. 1985. С.213-221.

51. Ермаков Е.И., Степанова О.А. Изучение микроорганизмов ризосферы растений в ризо-троне // Микробиология, 1992. Т. 61. № 5 С. 916-923.

52. Ершов Ю.В. 2-С-метилэритритфосфатный путь биосинтеза изопреноидов как мишень при поиске новых антибиотиков, гербицидов и иммуномодуляторов (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т.43. №2. С. 133-157.

53. Жебрак И.С., Скоробогатова Р.А., Кожевин П.А. Динамика популяции Corynebacterium glutamicum в почве и корневой зоне растений // Вестн. МГУ им. М.В Ломоносова. Сер 17. Почвоведение. 1998. № 1. С. 48-51.

54. Завалин А.А., Хусайлов Х.А., Шакиров М., Кожемяков А.П. Реакция сортов ячменя на инокуляцию диазотрофами в начальный период онтогенеза // Докл. РАСХН, 1999. №5. С. 14-16.

55. Заварзин Г.А. Особенности эволюции прокариот // Эволюция и биоценотические кризисы. М.: Наука, 1987. С. 144-158.

56. Заварзин Г.А. Протеобактерии: Экологический принцип в систематике прокариот // Природа. 1990а №5. С. 8-17.

57. Заварзин ГА Эпиконтанентальные содовые водоёмы как предполагаемые реликтовые биотопы формирования наземной биоты // Микробиология. 1993. Т. 62. № 5. С.789-800.

58. Заварзин Г.А. Становление биосферы // Микробиология. 1997. Т. 66. № 6. С. 725-734.

59. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: Наука, 2004.348 с.

60. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В. Алкалофильное микробное сообщество и его фзикцио-нальное разнообразие // Микробиология. 1999. Т. 68. № 5. С. 579-599.

61. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М.: Изд-во МГУ, 1973.176 с.

62. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: МГУ, 1987.256 с.

63. Звягинцев Д.Г. Перспективы развития биологии почв // Тр. Всерос. конф. "Перспективы развития почвенной биологии": К 100-летию со дня рождения акад. Е.Н.Мишустина. М.: Макс Пресс, 2001. С. 10-21

64. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Лысак Л.В. Растения как центры формирования бактериальных сообществ // Журн. общ. биологии. 1993. Т. 54, № 2. С. 183-199.

65. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Экология актиномицетов. М.: Геос, 2001.257 с.

66. Зенова Г.М. Актиномицеты в биогеоценозах // Почвенные микроорганизмы как компоненты биогеоценоза. 1984. М.: Наука. С. 162-170.

67. Зенова Г.М., Эфрон А.Н., Лихачёва А.А., Калакуцкий Л.В. Особенности бактериального компонента в альгобактериальных ценозов на выходах карбонатных пород // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 1988. № 1. С. 44-49.

68. Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Актиномицеты в наземных экосистемах // Журн. общ. биологии. 1994. Т. 55. №2. С. 198-210.

69. Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Разнообразие актиномицетов в наземных экосистемах. М.: МГУ, 2002.132 с.

70. Зенова Г.М., Штина Э.А., Дедыш С.Н. и др. Экологические связи водорослей в биоценозах // Микробиология. 1995. Т. (А. № 2. С. 149-164.

71. Иванова Б.Г., Доронина Н.В., Троценко Ю.А. Аэробные метилобактерии синтезируют ауксины // Микробиология, 2001. Т. 70. № 4. С. 452-458.

72. Иванова Е.Г., Фёдоров Д.Н., Доронина Н.В., Троценко Ю.А. Образование витамина Bj2 аэробными метилотрофными бактериями // Микробиология. 2006. Т.75. №4. С.570-572.

73. Игнатов Г.Г., Ковачева Т.И., Васильева В.Н. Влияние органических кислот на ассимиляцию нитратов растениями сои и адгезию Bradyrhizobium japonicum к корням // Физиология растений. 2000. Т.47. №1. С.21-26.

74. Ильина Т.С., Романова Ю.М., Гинцбург A.J1. Биоплёнки как способ существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина: феномен, генетический контроль и системы регуляции их оразвития // Генетика. 2004. Т.40. С.1445-1456.

75. Калакуцкий JLB., Шарая Л.С. Актиномицеты и высшие растения / Успехи микробиологии. М.: Наука, 1990. Вып. 2. С. 26-65.

76. Каляева М.А., Захарченко Н.С., Доронина Н.В., Рукавцева Е.Б., Иванова Е.Г., Алексеева

77. B.В., Троценко Ю.А., Бурьянов Я.И. Стимуляция роста и морфогенеза растений in vitro ассоциативными метилотрофными бактериями // Физиология растений, 2001. Т. 48. № 4.1. C. 596-599.

78. Каляева М.А., Иванова Е.Г., Доронина Н.В., Захарченко Н.С., Троценко Ю.А., Бурьянов Я.И. Стимуляция метанотрофными бактериями морфогенеза пшеницы in vitro // Доклады АН. 2003. Т.388,- №6. С.847-849.

79. Каляева М.А., Иванова Е.Г., Доронина Н.В., Троценко Ю.А., Бурьянов Я.И. Влияние аэробных метилотрофных бактерий на морфогенез пшеницы мягкой (Triticum aestivum L.) in vitro // Физиология растений. 2003. T.48. №4. C.595-599.

80. Каратыпш И.В. Коэволюция грибов и растений. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 116 с.

81. Каратыгин И.В. Грибы и их роль в эволюции экосистем // Бот. журн. 1994. Т. 79. № 2. С. 13-20.

82. Каратыгин И.В. Грибы как компоненты экосистем прошлого// Бот. журн. 2005. Т. 90. №9. С. 12971318.

83. Карпунина Л.В. Значение углевод-белкового узнавания и роль лектинов при формировании различного рода азотфиксирующих систем // Успехи совр. биологии. 2002. Т. 122. №6. С. 548-556.

84. Карпунина Л.В. Роль агглютинирующих белков ризобий и азотфиксирующих бацилл при взаимодействии с растениями // Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями. М.: Наука, 2005. С. 98-117.

85. Кацы Е.И. Генетико-биохимические и экологические аспекты подвижности и хемотаксиса у фитопатогенных, симбиотических и ассоциированных с растениями бактерий // Успехи совр. биологии, 1996. Т.116. Вып. 5. С.579-591.

86. Кацы Е.И. Участие ауксинов в регуляции экспрессии генов бактерий и растений // Генетика, 1997. Т. 33. №5. С. 565-576.

87. Кацы Е.И. Свойства и функции плазмид, ассоциированных с растениями бактерий рода Azospirillum II Успехи совр. биологии. 2002.Т.122, №4, С.353-364.

88. Кацы Е.М. Молекулярно-генетические процессы, влияющие на ассоциативное взаимодействие почвенных бактерий с растениями / Под ред. В.В.Игнатова. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003.172 с.

89. Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений. Кишинёв: Штиница, 1990. 152 с.

90. Кириллова Н.П., Стасевич Г.А., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Динамика популяций бактерий в системе почва-растение // Микробиология. 1981. Т. 50. № 1. С. 128-133.

91. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. М.: Агропром-издат, 1991. 415 с.

92. Ключников А.А., Кожевин П.А. Динамика популяции Pseudomonasfluoresceins и Azospirillum brasilense при формировании везикулярно-азбускулярной микоризы // Микробиология. 1990. Т. 59. №4. С. 651-655.

93. Кожевин П.А., Полянская Л.М., Звягинцев Д.Г. Динамика развития различных микроорганизмов в почве // Микробиология, 1979. Т. 48. С. 490-494.

94. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М.: Изд-во МГУ, 1989,175 с.

95. Кожевин П.А. Биотический компонент качества почвы и проблема устойчивости // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение, 2001. № 4. С. 44-47.

96. Кожемяков А.П., Белимов А.А. Перспективы использования ассоциаций азотфиксирую-щих бактерий для инокуляции важнейших сельскохозяйственных культур // Труды ВНИИ с/х. микробиологии. СПб. 1991. Т. 61. С. 7-17.

97. ЮО.Кожемяков А.П., Тихонович И.А. Использование инокулянтов бобовых и биопрепаратов комплексного действия в сельском хозяйстве //Доклады РАСХН, 1998. № 6. С. 7-10.

98. Кондратьева JI.M., Тен Хак Мун А. Микробное население штормовых выбросов макро-фитов // Морская микробиология. Владивосток: Изд-во Дальневосточ. ун-та, 1995. С. 8896.

99. Кононова С.А., Федоненко Ю.П., Игнатов В.В. Структура и функции гликополимеров поверхности азоспирилл // Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями. М.: Наука, 2005. С. 46-69.

100. Корзинников Ю.С., Борискин В.Д., Голубев В.Н. Состав для регулирования функционального состояния растений. Патент РФ № 2137368. Бюл. № 26. М., 1999.

101. Корзинников Ю.С., Петров М.Ю., Голубев В.Н., Голованова Е.Н. Регуляторы биоценоти-ческих взаимодействий и их применение// С.-х. биология. 2005. № 5. С. 24-27.

102. Кравченко JI.B., Азарова Т.С., Достанко О.Ю. Влияние корневых экзометаболитов пшеницы с различной плоидностью генома на рост Azospirillum brasilense II Микробиология, 1993. 62. №3. С. 524-529.

103. Кравченко J1.B., Леонова Е.И. Использование триптофана корневых экзометаболитов при биосинтезе индолил-3-уксусной кислоты ассоциативными бактериями. // Микробиология, 1993. 62. №3. С. 453-459.

104. Кравченко Л.В., Стригуль Н.С., Швытов И.А. Математическое моделирование динамики взаимодействующих популяций ризосферных микроорганизмов // Микробиология, 2004. Т. 73,№ 2. С. 233-240.

105. Кравченко Л.В., Азарова Т.С., Леонова-Ерко Е.И., Шапошников А.И., Макарова Н.М., Тихонович И.А. Корневые выделения томатов и их влияние на рост и антифунгальную активность штаммов Pseudomonas II Микробиология, 2003. Т. 72. № 1. С. 48-53.

106. НО.Красильников Н.А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: АН СССР, 1958. 463с.

107. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений.-М.:Агропромиздат, 1991. 413 с.

108. Клинцаре А.А. Влияние некоторых эпифитных и корневых микроорганизмов на рост и развитие ячменя и люцерны // Микроорганизмы и растения. Изд-во АН Латвийской ССР, 1964. вып. II. С.64-78.

109. Креслинь Д.Я. Эпифитная и корневая микрофлора некоторых зерновых и овощных культур // Микроорганизмы и растения. Изд-во АН Латвийской ССР, 1964. вып. I. с.58-67.

110. Кузяков Я.В., Ларионова А.А. Вклад ризомикробного и корневого дыхания в эмиссию СОг из почвы (обзор) // Почвоведение. 2006. №7. С.842-854.

111. Кураков А.В., Ха Тхи Хонг Тхань, Белюченко И.С. Микроскопические грибы почвы, ризосферы и ризопланы хлопчатника и тропических злаков, интродуцированных на юге Таджикистана // Микробиология. 1994. Т. 63. № 6. С. 1101-1110.

112. И7.Кураков А.В., Костина Н.В. Сапротрофные микромицеты ризопланы томатов, огурцов, дерново-подзолистой почвы и их способность подавлять фузариозную инфекцию корней // Почвоведение. 1998. № 2. С. 193-199.

113. Курдиш И.К., Антонюк Т.С., Чуйко Н.В. Влияние некоторых факторов внешней среды на хемотаксис Dradyrhizobium japonicum II Микробиология. 2001. Т.70. №1. С. 106-110.

114. Кучин А.В., Карманова Л.Б., Хуршкайнен Т.В. Способ выделения биологически активной суммы кислот из древесной зелени пихты. Пат. 2161149 РФ // 2000.

115. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие для биол. спец. вузов, М.: Высш. шк., 1990.352 с.

116. Лисичкина Г.А., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Динамика численности Rhizobium japonicum в ризоплане и ризосфере различных растений. // Микробиология. 1983. Т. 52. № 4. С. 646-650. .

117. Литвин В.Ю., Гинцбург АЛ., Пушкарёва В.И., Романова Ю.М., Боев Б.В. Эпидемиологические аспекты экологии бактерий. М.: Фармарус-Принт. 1998.255 с.

118. Литвин В.Ю., Емельяненко Е.Н., Пушкарёва В.И. Патогенные бактерии общие для человека ирастений: проблемы и факты//Журн. Микробиол. Эпидемиол.и иммунол. 1996. №2 С. 101-104.

119. Литвинов М.А. Определитель микроскопических почвенных грибов. М.-Л.: Наука, 1969. 132 с.

120. Лукин С.А., Прозоров А.А. Коньюгация между азоспириллами в ризосфере ячменя в почве // Микробиология, 1994. Т. 63. № 2. С. 254-257.

121. Люгтенберг Б. Белки наружной мембраны // Rhizobiaceae. Молекулярная биология бактерий, взаимодействующих с растениями / под. ред. Спайнк Г., Кондороши А., Хукас П. СПб.: Бионт. 2002. С. 63-72.

122. Майорова Т.Н., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Подходы к оптимизации интродукции азоспирилл // Микробиология, 1996. Т.65. № 2. С. 277-281.

123. Маркова Ю.А., Романенко А.С., Духанина А.В. Выделение бактерий семейства ENTE-ROBACTERIACEAE из растительных тканей // Микробиология, 2005. Т. 74. С. 663-666.

124. Маркова Ю.А., Романенко А.С., Игумнова Е.К., Саляев Р.К. Растения как возможные резервуары бактерий, патогенных для человека и животных // Докл. АН. 2002. Т.386. № 2. С. 277-279.

125. Ш.Маттис Э., Кайн Я. Прикрепление Rhizobiaceae к растительным клеткам // Rhizobiaceae. Молекулярная биология бактерий, взаимодействующих с растениями / под. ред. Спайнк Г., Кондороши А., Хукас П. СПб.: Бионт. 2002. С. 259-274.

126. Максимова И.В., Сидорова О.А. Светозависимый антибактериальный эффект водорослей и его экологическое значение // Гидробиол. журн. 1986. Т. 22, N° 6. С. 3-11.

127. Ш.Мейен С.В. Основы палеоботаники. М., 1987.404 с.

128. Методы общей бактериологии. В 3 т. / Ред. Ф.Герхард, Р.Г.Е.Маррей, Р.Н.Костилов, Е.В.Нестер, В.А.Вуд, Н.Р.Криг, Г.В.Филипс. М.: Мир, 1983. Т.1. 536с.; Т 2.472с.

129. Методы почвенной микробиологии и биохимии. / Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: МГУ. 1991.304 с.

130. Мецлер Д. Биохимия в 3 томах. Химические реакции в живой клетке. Т.З. М.: Мир, 1980. С.240.

131. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: МГУ, 1988. 205 с.

132. Михайлов В.В., Кузнецова Т.А., Еляков Г.Б. Морские микроорганизмы и их вторичные биологически активные метаболиты. Владивосток: Дальнаука, 1999. 131 с.

133. Мишустин Е. Н., Шильникова В. К. Биологическая фиксация атмосферного азота. М.: Наука, 1968. 530с.

134. Мишустина И.Е. Экологический аспект в изучении таксономического положения морских микроорганизмов // Успехи микробиологии. М.: Наука, 1978. Т. 13. С. 106-116.

135. Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями / отв. ред. В.В.Игнатов.; Ин-т биохнм. и физиол. раст. и микроорг. М.: наука, 2005.262 с.

136. Назаров А.В., Иларионов С.А. Потенциал использования микробно-растительного взаимодействия для биоремедиации // Биотехнология, 2005. № 5. С. 54-62.

137. Николаев Ю.А., Плакунов В.К. Биоплёнка «город микробов» или аналог многоклеточного организма // Микробиология. 2007. Т.76. №2. С.149-163.

138. Новогрудский Д.М. Лишайники и целлюлозоразрушающие микроорганизмы // Микробиология. 19496 Т. 18, № 6. С. 519-524.

139. Павлова З.Б., Лутова Л.А. Ю.убенькообразование как модель для изучения дифференци-ровки у высших растений // Генетика, 2000. Т. 36. № 9. С. 1173-1188.

140. Панликов Н.С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука, 199!. 310с.

141. Пасешниченко В.А. Биосинтез и биологическая активность растительных терпеноидов и стероидов// Сер. Биологическая химия. Т.25. М.: ВИНИТИ, 1987.196 с.

142. Пищик В.Н., Воробьёв Н.И., Проворов Н.А. Экспериментальное и математическое моделирование популяционной динамики ризосферных бактерий в условиях кадмиевого стресса. Микробиология, 2005,74,6: 845-851.

143. Полянская Л.М. Популяция Streptomyces olivocinereus в почвах разных типов: Дис. канд. биол. н. М: МГУ,/978.196 с.

144. Полянская Л.М., Звягинцев Д.Г. Популяционная экология актиномицетов в почвах и её роль в управлении комплексом почвенных микроорганизмов // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1984. № 5. С.746-752.

145. Полянская Л.М., Оразова М.Х., Свешникова А.А., Звягинцев Д.Г. Влияние азота на колонизацию микроорганизмами корневой зоны ячменя // Микробиология, 1994а. Т. 63. № .2. С.308-313.

146. Полянская J1.M., Оразова М.Х., Свешникова А.А., Звягинцев Д.Г. Динамика численности и структура микробного комплекса в прикорневой зоне гороха // Микробиология. 19946. Т.63.Ж2.С. 314-325.

147. Почвенная фауна и биологическая активность осушенных и рекультивируемых торфяников / Отв. ред Л.С.Козловская. М.: Наука, 1980.170 с.

148. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ Под ред. А.И.Нетрусова. М.: Издательский центр "Академия", 2005. 608с.

149. Проворов Н.А., Борисов А.Ю., Тихонович И.А. Сравнительная генетика и эволюционная морфология симбиозов растений с микробами-азотфиксаторами и эндомикоризными грибами//Журнал общей биологии. 2002. Т.63 №6. С.451-472.

150. Проворов Н.А. Молекулярные основы симбиогенной эволюции: от свободноживущих бактерий к органеллам // Журнал общей биологии, 2005. Т. 66. № 5. С. 371-388.

151. Прозоров А.А. Рекомбиногенные перестройки генома бактерий, и адаптация к среде обитания//Микробиология. 2001 Т.70 №5. С.581-594.

152. Ралдугин В.А., Друганов А.Г. Климов В.П., Шубин А.Н., Чекуров В.М. Способ получения биологически активной суммы тритерпеновых кислот. Патент РФ № 2108803. Бюл. №11.М., 1998. С.171.

153. Регуляторы роста растений/ К.З. Гамбург, О.Н. Кулаева, Г.С. Муромцев и др.; Под ред. Г.С. Муромцева. М.: Колос, 1979. 246 с.

154. Редькина Т.В., Калининская Т.А. Эпифитная микрофлора семян риса как источник азотфиксирующих микроорганизмов в его ризосфере // Микробные сообщества и их функционирование в почве. Киев: Наукова думка, 1981. С. 215-220.

155. Роджерс С.Дж., Хорш Р.Б., Фрейли Р.Т., Кли Х.Дж. Векторы сконструированные для трансформации растений // Сельскохозяйственная биотехнология: векторные системы молекулярного клонирования / Под. ред. В.И. Негрука. М.: Агропромиздат, 1991. С. 508-527.

156. Родина Н.А., Широких А.А, Широких И.Г. Взаимодействие между различными по кисло-товыносливости сортами ячменя и ризосферными микроорганизмами // С.-х. биология. Сер. биология растений, 2002. № 1. С. 64-69.

157. Романовская В.А., Столяр С.М., Малашенко Ю.Р. Распространение бактерий рода METHYLOBACTERIUM в различных экосистемах Украины // Микробиол. журн., 1996. Т. 58, №3. С. 3-10.

158. Романовская В.А., Столяр С.М., Малашенко Ю.Р., Додатко Т.Н. Пути колонизации растений штаммами METHYLOBACTERIUM и их некоторые свойства // Микробиология, 2001. Т. 70. №2. С. 263-269.

159. Садовски М., Грэм П. Почвенная биология Rhizobiaceae // Rhizobiaceae. Молекулярная биология бактерий, взаимодействующих с растениями / Под. ред. Спайнк Г., Кондороши А., Хукас П. СПб.: Бионт. 2002. С. 179-197.

160. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно патогенных грибов. М.: Мир, 2001.468 с.

161. Семёнов A.M. Трофическое группирование и динамика развития микробных сообществ в почве и ризосфере. Автореф. докт. дис. М., 2005.45 с.

162. Степень Р.А. Экологическая и ресурсная значимость летучих терпеноидов сосняков средней Сибири //Химия растительного сырья. 1999. №2. С. 125-129.

163. Струнникова O.K., Вишневская Н.А., Тихонович И.А. Развитие Verticillium dahliae в ризосфере и колонизация им корней хлопчатника при разной интенсивности проявления вилта // Микология и фитопатология, 2005. Т. 39. № 6. С. 82-91.

164. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. М.: Колос. 1983.296 с.

165. Таутс М.И. Фенольные соединения бактериальной культуры хлорелла и некоторая их характеристика // Физиология растений. 1983. Т. 30, № 2. С. 332-340.

166. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа. 2004. 256 с.

167. Тимофеева С.В., Лагутина Т.М., Кожемяков А.П. Моделирование воздействия агроэколо-гических факторов на приживаемость интродуцируемых бактерий в почве и зоне корней растений //Докл. РАСХН. 1999. № 6. С. 19-21.

168. Тихонович И.А., Алисова С.М., Четкова С.А. и др. Повышение эффективности азотфик-сации путём отбора линий гороха по активности нитрогеназы. // С.- х. биология, 1987. № 2. С. 29-34.

169. Тихонович И.А., Проворов Н.А. Пути использования адаптивного потенциала систем "растение-микроорганизм" для конструирования высокопродуктивных агрофитоценозов. // С.-х. биология, 1993. № 5. С. 36-46.

170. Тихонович И.А. Создание высокоэффективных микробно-растительных систем // С.-х. биология.- 2000. №1. С.28-33.

171. Тихонович И.А., Борисов А.Ю., Цыганов В.Е., Овцына А.О., Долгих Е.А., Проворов Н.А. Интеграция генетических систем растений и микроорганизмов при симбиозе. // Успехи современной биологии, 2005. Т. 125, № 3, С. 227-238.

172. Троценко Ю.А., Иванова Е.Г., Доронина Н.В. Аэробные метилотрофные бактерии как фитосимбионты // Микробиология, 2001. Т. 70. № 6. С. 725-736.

173. Троценко Ю.А., Доронина Н.В., Хмеленина В.Н. Биотехнологический потенциал аэробных метилотрофных бактерий: настоящее и будущее // Прикладн. биохимия и микробиология, 2005. Т. 41. № 5. С. 495-503.

174. Турковская О.В., Муратова А.Ю. Биодеградация органических поллютантов в корневой зоне растений // Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями. М.: Наука, 2005. С. 180-208.

175. Уголев A.M. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций: элементы современного полифункционализма. Л., 1985. 544 с.

176. Уголев A.M. Трофологические проблемы биосферы // В.И. Вернадский и современная наука. Л., 1988. С. 19-22.

177. Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация. М, 1986. /3/<i.

178. Хайнес М., Финан Т.М. Общая генетика // Rhizobiaceae. Молекулярная биология бактерий, взаимодействующих с растениями / Под ред. Г. Спайнк, А. Кондороши, П. Хукас. СПб.: Бионт. С. 41-62.

179. Федоров Н.И., Воронцов Н.Г. Изменения биосинтеза смоляных и смолистых веществ сосны обыкновенной под влиянием грибной инфекции// Интродукция растений и оптимизация окружающей среды средствами озеленения. Минск: Наука и техника, 1977. С.223.

180. Хойман У. Исторический обзор изучения взаимодействий бактерий с растениями / Моле-кулярно-генетические взаимодействия бактерий с растениями. М., 1988. С. 10-15.

181. Цавкелова Е.А., Климова С.Ю., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И. Микроорганизмы продуценты стимуляторов роста растений и их практическое применение (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2006. Т.42. №2. С.133-143.

182. Цавкелова Е.А., Климова С.Ю., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И. Гормоны и гормонопо-добные соединения микроорганизмов (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2006. Т.42. №З.С.261-268.

183. Цавкелова Е.А., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И. Образование ауксинов бактериями, ассоциированными с корнями орхидей // Микробиология. 2005. Т.74. №1. С 55-62.

184. Чумаков М.И., Горбань В.В., Ковлер Л.А. Новый ассоциативный диазотроф Agrobacterium radiobacter из гистосферы пшеницы // Микробиология, 1992. Т. 61. № 1. С. 92-102.

185. Чумаков М.И. Оценка эффективности ассоциативного взаимодействия Agrobacterium radiobacter 5Д-1 с пшеницей // Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями. М.: Наука, 2005. С. 160-179.

186. Шамсутдинов З.Ш. Развитие адаптивной системы селекции и создание экологически дифференцированных сортов кормовых культур // Мат. междунар. Конф. «Здоровье-питание- биологические ресурсы». Киров, НИИСХ С-В, 2002. Т. 1 С.93-102.

187. Шевелуха B.C. (Отв. ред.) Сельскохозяйственная биотехнология. М.: Высш. шк., 2003. 421 с.

188. Широких А.А. Микрофлора и биологическая активность выработанных торфяников в процессе их рекультивации: Дисканд. биол. наук. Минск: ИМ АН БССР, 1990. 153 с.

189. Широких А.А. Комплекс эпифитно-сапротрофных бактерий выработанного торфяника в условиях естественного зарастания / Луга на болотах: Сб. науч. тр. КЛОС. Киров, 1993а. С.53-60.

190. Широких А.А. Бактерии спутники почвенных водорослей. / На торфяных почвах: Сб. науч. тр. КЛОС, Киров, 19936. С. 84-88.

191. Широких И.Г, Широких А.А. Актиномицеты как индикаторы изменений, происходящих в торфяниках // Мелиорация и водное хозяйство. 1996. №2. С.24-27.

192. Широких А.А., Широких И.Г., Полянская Л.М. Профильное распределение численности и биомассы микроорганизмов в дерново-подзолистых почвах Кировской области // Почвоведение. 2001. № 7. С. 845-851.

193. Широких И.Г., Широких А.А., Родина Н.А., Шуплецова О.Н. Изучение адаптивного потенциала ризобактерий ячменя на дерново-подзолистой кислой почве // Доклады РАСХН, 2002. №3. С. 33-35.

194. Широких И.Г., Широких А.А., Родина Н.А. Сортоспецифичность комплексов актиномицетов, ассоциированных с корнями ячменя на дерново-подзолистой почве // Микробиология, 2003. Т.72. №4. С.563-568.

195. Широких И.Г., Широких А.А., Родина Н.А., Полянская Л.М., Бурканова О.А. Влияние кислотности почвы и токсичности алюминия на структуру микробной биомассы в ризосфере ячменя // Почвоведение, 2004. № 8 С. 961-966.

196. Широких А.А. Реакция сортов озимой ржи и ячменя на инокуляцию ризосферными акти-номицетами // Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 2005. № 6. С. 28-32.

197. Широких А.А., Широких И.Г., Шуплецова О.Н. Ассоциативные метилобактерии и их влияние на растение in vitro // Вестник РАСХН, 2005. № 6. С. 74-77.

198. Шишова Т.К., Руденская Ю.А., Лихолат Т. В., Мосолов В.В. Восстановление жизнеспособности зерна пшеницы, подвергшегося стрессовому воздействию, под влиянием ри-зосферных микроорганизмов//Доклады АН. 1997. Т. 356. № 2. С.285-286.

199. Штарк О.Ю., Шапошников А.И., Кравченко Л.В. Продуцирование антифунгальных метаболитов Pseudomonas chlororaphis при росте на различных источниках питания // Микробиология. 2003. Т.72.№ 5. С. 645-650.

200. Штина Э.А. Динамика развития водорослей в техногенно нарушенных землях / Биодинамика почв. III Всесоюз. Симпоз. Таллин, 1988. С. 7.

201. Als Egebo L., Nielsen S.V.S., Jochimsen B.U. Oxygen-dependent catabolism of indole-3-acetic acid in Bradyrhizobium japonicum II J. Bacterid., 1991. V. 173. № 15. P. 4897-4901.

202. Anderson T.A., Guthrie E.A., Walton B.T. Bioremediation in the rhizosphere // Environ. Sci. Technol., 1993. V. 27. № 13. P. 2630-2636.

203. Arneborg N., Salskou-Iversen A.S., Mathiasen Т.Е. The effects of growth rate and other growth conditions on the lipid composition of Escherichia colill Appl. Microbiol, and Biotech. 1993. V.39. P.353-357.

204. Ayanaba A., Asanuma S., Munns D.N. An agar plate method for rapid screening of Rhtobium vor tolerance to acid-aluminum stress'/ Soil Sci Soc. Am. J. 1983. V.47. P.256-258.

205. Austin В., Goodfellow M. Pseudomonas mesophilica, a new species of pink bacteria isolated from leaf surfaces // Int. J. Syst. Bacterid., 1979. V. 29. № 1. P. 373-378.

206. Ballen K.G., Graham P.H., Jones R.K., Bowers J.H. Acidity and calcium interaction affecting cell envelope stability in Rhizobium// Can. J. of Microbiol. 1998. V.44. P.582-587.

207. Barinaga M. Field test of ice-minus bacteria goes ahead despite vandals // Nature, 1987. V. 326. №6116. P. 819.

208. Bames D.K., Heichel G.H., Vance C.P. e. a. A multiple-trait breeding program for improving the symbiosis for N2 fixation between Medicado sativa L. and Rhizobium meliloti // Plant and Soil, 1984. V. 82. №3. P. 303-314.

209. Bashan Y., Holguin G. Proposal for the division of plant growth-promoting rhizobacteria into two classifications: biocontrol-PGPB (plant growth-promoting bacteria) and PGPB// Soil Biol. Biochem. 1998. V. 30, № 8/9. P. 1225-1228.

210. Beattie G.A., Lindow S.E. Bacterial colonization of leaves: a spectrum of strategies // Phytopathology, 1999. 89. P. 353-359.

211. Belimov A.A., Kunakova A.M., Khamova O.F. et al. Survival of associative bacteria on roots and efficiency of unoculation under various environmental conditions // Nitrogen Fixation: Fundamentals and Applications. Dordrecht etc., 1995. P. 751.

212. Belimov A.A., Dietz K.-J. Effect of associative bacteria on element composition of barley seedlings grown in solution culture at toxic cadmium concentrations // Microbiol. Res., 2000. V. 155. P. 113-121.

213. Bloumberg G., Lugtenberg B.J.J. Molecular basis of plant growth promotion and biocontrol by rhizobacteria// Curr. Opin. Plant Biol., 2001. V. 4. P. 343-350.

214. Bolton H.J., Fredrickson J.K., Ellion L.F. Microbial ecology of the rhizosphera / Marcel Dekker.(ed.) / Meething of Soil Microbial Ecology, New York, 1992, P. 27-36.

215. Bonfante P., Bianciotto V., Minerdi D. et al. Arbuscular mycorrhizal fungi and their baterial endosymbionts // 3d Intern. Congr. On Symbiosis. Marburg (Germany), August 13-19, 2000. S.l.; S.n. P. 39.

216. Bowen G.D., Rovira A.D. Microbial colonization plant roots // Ann. Rev. Phytopatol. 1976. Vol. 14. P.121-144.

217. Bowen G.D., Rovira A.D. The rhizosphere: the hidden half of the hidden half. // Plant Roots: The Hidden Half / Ed. by Y. Waisel, A. Eshel, U. Kafkafi. 1991. 29. P. 641-669. New York: Dekker. 948 p.

218. Cambell R. Plant microbiology. London.: Edwards Arnold, 1985.191 p.

219. Carlson R.W., Price N.P.J., Stacey G. The bisynthesis of Rhizobial lipo-oligosaccharide nodu-lation signal molecules // Mol. Plant-Microbe Interact., 1994. V. 7. P. 684-695.

220. 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, №6. P.l670-1680.

221. Chanway C.P., Holl F.B., Turkington R. Genotypic coadaptation in grown promotion of forage species by Bacilluspolymixa. // Plant Soil., 1988. V. 106, P. 281-284.

222. Chanway C.P., Nelson L.M. and Holl F.B. Cultivar specific growth promotion of spring wheat (Triticum aestivum L.) by co-existent Bacillus species. // Can. J. Microbiol., 1989. V. 34, P. 925-929.

223. Choldny N.G. Uber eine neue Methode zur Untersuchung der Bodenmicroflora. Arch. f. Mi-krobiol., 1930. B. l.№4.

224. Christiansen-Weniger C. Endophytical establishment of inside induced stem and root tumors of rice // Abst.lOth Int. Congr. in Nitrogen Fixation. St.-Petersburg. 1995. P.363.

225. Chrost R.J., Siuda W. Some factors affecting the heterotrophic activity of bacteria in lake // Acta Microbiol. Polon. 1978. V. 27, № 2. P. 129-136.

226. Clay K., Holah J., Fungal endophyte symbiosis and plant diversity in successional fields // Science, 1999. 285. P. 1742-1744.

227. Cline G.R., Kaul Karan. Effects of acidity and aluminum toxicity on growth of Bradyrhizo-bium japonicum in soil extracts: Pap. Symp., Grande Prairie, July 20-24, 1987 // Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 1988. V.19. -№ 7-12. -P.933-946.

228. Cocking E.C., Davey M.R. Nitrogen from the air for non-legume crops // Chem. and Industry. 1991.P 831-835.

229. Corpe W.A.; Rheem S. Ecolog of the methylotrophic bacteria on living leaf surfaces // FEMS Microbiol. Ecol., 1989. V. 62, № 4. P. 243-250.

230. Costerton J.W., Lewandowski Z., Caldwell D.E., Korber D.R., Lappin-Scott H.M. Microbial biofilms. // Annu. Rev. Microbiol., 1995. № 49. P. 711-745.

231. Costacurta A., Vanderleyden J. Synthesis of phytohormones by plant-associated bacteria // Crit. Rev. Microbiol., 1995. V. 21. № 8. P. 1-8.

232. Cunningham S.D., Lee C.R. Phytoremediation: Plant-based remediation of contaminated soils and sediments // Bioremediation, science and applications / Ed. H.D. Skipper and R.F. Turco. Madison (Wis.): SSSA. ASA. CSSA, 1995. P. 145-156.

233. Cunningham S.D., Anderson T.A., Schwab A.P., Hsu F.C. Phytoremediation of soils contaminated with organic pullutans //Adv. Agron. (Year-Book). 1996. V. 56. P. 55-114.

234. Curl E.A., Truelove B. The rhizosphere. Berlin, 1986.

235. De Araujo J.M., Da Silva A.C., Azevedo J.L. Isolation of endophytic actinomycetes from roots and leaves of maize (Zea mays L.) // Brazilian Archives of Biology and Technology,2000. V. 43. №4. P. 447-451.

236. Daft M.J., Clelland D.M., Gardner I.C. Symbiosis with endomycorrizas and nitrogen-fixing organisms // Proc. Roy. Soc. Edinburg. Sect. B. 1985. V. 85, № 3-4. P. 283-298.

237. Dangl J.L. Bacterial Pathogenesis of Plants and Animals. 1994. Berlin: Springer-Verlag. 343 P

238. Dazzo F.B. Bacterial attachment as related to cellular recognition in Rhizobium-legume symbiosis//J. Supermolec. Struct. Cell. Biochem., 1981. V. 16. P. 29-41.

239. Dekkers L.C., Phoelich C.C., Van der Fits L., A.H., Lugtenberg B.J. A site-specific recombi-nase is required for competitive root colonization by Pseudomonas jluorescens WCS365 // Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1998. V. 95. № 12. P. 7051-7056.

240. Denarie J., Debelle F., Prome J.-C. Rhizobium lipo-chitooligosaccharide nodulating factors: signaling molecules mediating morphogenesis // Annu. Rev. Biochem., 1996. V. 65. P. 503-535.

241. Denny T.P. Involvement of bacterial polysaccharides in plant pathogenesis. // Annu. Rev. Phythopathol., 1995. V. 33, P. 173-197.

242. Dessaux Y., Petit A., Tempe J. Molecular signals in plant-microbe communications. 1992. CRC Press. Roca Raton. P. 109-136.

243. Diaz C.A., Melchers L.S., Hooykaas P.J.J, et al. Root lectin as a determinant of host-plant specificity in the Rhizobium-legume symbiosis // Nature, 1989. V. 338. P. 579-581.

244. Dilworth M.J., Howieson J.G., Reeve W.G., Tiwari R.P., Glenn A.R. Acid tolerance in legume root nodule bacteria and selecting for itII Australian Journal of Experimental Agriculture.2001. V. 41. N3. P.435-446.

245. Dryanovska O.A., Zakova N.S. Combined cultivation of Rhizobium leguminosarum with Chlamidomonas reinhardi II Докл. Болгарской АН. 1985. Т. 38, № 10. С. 1383-1385.

246. Dobereiner J. Day J.M. Associative symbiosis in tropical grasses: Characterization of microorganisms and dinitrogen-fixing sites // Proc. Intern. Symp. N2 -fixation. Washington, (D.C.), 1976. P. 518-537.

247. Douglas A.E. Symbiotic interactions. Oxford N.Y.; Toronto: Oxford Univ. Press, 1994. 148 p.

248. Downie J.A. Signaling strategies for nodulation of legumes by rhizobia // Trends. Microbiol., 1994. V.2. P. 318-324.

249. Espinosa-Urgel M., Ramos J.-L. Expression of a Pseudomonas putida aminotransferase involved in lysine catabolism is induced in the rhizosphere // Ibid., 2001. V. 67. № 11. P. 52195224.

250. Fall R. Cycling of methanol between plants, methylotrophs and the atmosphere // Microbial growth on Ci compounds / Eds. Lidstrom M.E., Tabita F.R. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1996. P. 343-350.

251. Fisher R.F., Long S.R. Rhizobium plant signal exchange // Nature, 1992. V. 357. № 6380. P. 655-660.

252. Fitter A.H., Garbaye J. Interaction between mycorrhizal fungi and other soil organisms // Plant and Soil. 1994. V. 159, № l.P. 123-132.

253. Frey P., Frey-Klett P., Garbaye J., et al. Metabolic and genotypic fingerprinting of fluorescent pseudomonas associated with the Douglas fir Laccaria bicolor mycorrhizosphere // Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63, № 5. P. 1852-1860.

254. Foster R.C., Rovira A.D., Cock T.W. Ultrastructure of the Root-Soil Interface. St Paul, MN: Am. Phytopathol. Soc., 1983.

255. Frossard R., Fokkema N.J., Tietma T. Influence of Sporobolomyces roseus and Cladosporium ciadosporioideas on leaching of 14C-labelled assimilates from wheat leaves. // Trans. Br. Mycol. Soc. 1983.80. P. 289-296.

256. Garbaye J. Helper bacteria: A new dimension to the mycorrhizal symbiosis // New Phytol. 1994. V. 128. P. 197-210.

257. Garci'a J.A.L., Probanza A., Ramos B. and Manero F. J. G. Genetic variability of rhizobacte-ria from wild populations of four Lupinus species based on PCR-RAPDs. // Plant Nutrit. Soil Sc. 2001. V. 164. №1. P. 1-7.

258. Gazzanelli G., Malatesta M., Pianetti a. et al. Bacteria associated to fruit bodies of the ecto-mycorrizal fungus Tuber borchii Vittod// Symbiosis. 1999. V.26. P.211-222.

259. Glandorf D.C.M. Agglutination, adherence and root colonization by fluorescent Pseudomonas И Appl. and Environ. Microbiol., 1994. V. 60. № 6. P. 1726-1733.

260. Glenn A.R., Reeve W.G., Tiwari R.P., Dilworth M.J. Acid tolerance in root nodule bacteria. In "Bacterial response to pH". / Ed. G. Gardew. Londo: Wiley Publishing. 1999. -P.l 12-130.

261. Gransee, A., Wittenmayer L. Qualitative and quantitative analysis of water-soluble root exudates in relation to plant species and development// Plant Nutrition and Soil Science.-2000-V.163.- №4. -P.381-385.

262. Grayston S. J., Vaughan D., Jones D. Rhizosphere carbon flow in trees, in cojmparison with annual plants, the importance of root exudation and its impact on microbial activity and nutrient availability. // App. Soil Ecol., 1996, V. 5, P. 29-56.

263. Grayston S.J., Shenquiang W., Campbell C. D., Edwards A. C. Selective influence of plant species on microbial diversity in the rhizosphera // Soil Biol. Biochem., 1998. 30. № 3. P. 369378.

264. Griffiths B.S., Ritz K., Ebblewhite N., Paterson E., Killham K. Ryegrass rhizosphere microbial community structure under elevated carbon dioxide concentrations, with observations on wheat rhizosphera // Soil Boil. Biochem., 1998. V. 30. № 3: 315-321.

265. Gunther Т., Dornberger U., Fritsche W. Effects of ryegrass on biodegradation of hydrocarbons in soil // Chemosphere, 1996. V. 33. № 2. P. 203-215.

266. Gupta S., Arora D.K. Attraction of motile bacteria toward exudates of fungal spores// Micro-bios Lett. 1987. V. 36. № 141. P.13-16.

267. Jaeger C.H., Lindow S.E., Miller W., Clark E., Firestone M.K. Mapping of sugar and amino acid availability in soil around roots with bacterial sensors of sucrose and tryptophan. // Appl. Environ. Microbiol. 1999. 65. P. 2685-2690.

268. Janzen D.H. The natural history of mutualisms / The Biology of Mutualism. 1985. ed. D.H. Boucher, 3. London: Croom Helm. P. 40-99.

269. Yang Z.M., Sivaguru M., Horst W.J., Matsumoto H. Aluminium tolerance is achieved by exudation of citric acid from roots of soybean (Glycine max) II Physiol. Plantarum.- 2000.- V. 110- Iss. 1. -P.72-77.

270. John H.A., Robin F.H. The Ecology and Biogeography of Microorganisms on Plant Surfaces //Annu. Rev. Phytopathol. 2000. V. 38. P. 145-180.

271. Joner E.J., Corgie S.C., Amellal N., Leyval C. Nutritional constraints to degradation of poly-cyclic aromatic hydrocarbons in a simulated rhizosphere// Soil Biol. Biochem. 2002. V.34. № 6. P.859-864.

272. Johnson A.C., Wood M. DNA, a possible site of aluminium toxicity in Rhizobium//Apip\. Environ. Microbiol. -1990. -V.56. -P.3629-3633.

273. Hall H.K., Karem K.L., Foster J.W. Molecular responses of microbes to environmental pH stress // Advan. in Microbial Physiology. 1995. V.37. P.229-272.

274. Halverson L.J., Stacey G. Signal exchange in plant-microbe interactions // Microbiol. Rev., 1986. V. 50. P. 193-225.

275. Harley J.L., Smith S.E. Mycorrhizal symbioses. London-N.Y., 1983. 484 p. *

276. Hedges R. W., Messens E. Genetic aspects of rhizosphere interactions / J.M. Lynch (ed). / The Rhizosphere, J.M.Lynch, Chichester, 1990, P. 129-176.

277. Hellebust J.A. Extracellular product: Algal physiology and biochemistry // Botany Monogr. 1974.V. 10. P. 838-864.

278. Hirsh A.M. Role of lectins (and rhizobial exopolysaccharides) in legume nodulation // Curr. Opin. Plant Biol., 1999. V. 2. № 4. P. 320-326.

279. Holland M.A. Occam's Razor Applied to Hormonology. Are Cytokinins by Plants? // Plant Physiol., 1997. V. 115. P. 865-868.

280. Howieson J.G., Evving MA, D'Antuono M.F. Selection for acid tolerance in Rhizobium meliloti //Plant and Soil.-1988.-105-№2-P.179-188.

281. Hueber F.M. Rotted wood-alga-fungus: history and life of Prototaxites II Abstr. XVI Intern. Bot. Congr. 1999. P. 2844.

282. Hueber F.M. Rotted wood-alga-fungus: history and life of Prototaxites Dawson 1859 // Rev. Paleobot. Palynol. 2001. V. 116. P. 123-158.

283. Huges T.A., Elkan G.H. Lack of specific binding of labeled Rhizobium japonicum lipopoly-saccharides to wild soybean (Glycine soja) roots // Plant and Soil< 1985. V. 84. P. 115-119.

284. Kapulnik Y. Plant growth promoting by rhizosphere bacteria // Plant Roots. The Hidden Half / Eds. Waisel Y., Eshel A., Kafkafi U. -New York: Marcel Dekkers.- 1996. -P.769-781.

285. Katznelson H., Ronatt J.W., Peterson E.A. The rhizosphere effect of mycorrhizal and nonmy-corrhizal roots of yellow birch seedlings // Canad. J. Botany. 1962. V.40. P.377-383.

286. Katzy E.I., Matora L.Yu., Serebrennikova O.B., Scheludko A.V. Involvement of a 120-MDa plasmid of Azospirillum brasilense Sp245 in production of lipopolysaccharides // Plasmid. 1998. V. 40. №1. P. 73-83

287. Kennedy I.R, Tchan Y.T. Biological nitrogen fixation in non-leguminous field crops: recent advances // Plant and Soil, 1992.№ 141. P.93-118.

288. Kidston R., Lang W.H.On old red Sandstoneplants showings structure from the Rhynie chert bed (Aberdeenshire). Part 5 // Trans. Roy. Soc. Edinburgh. 1921. V. 52. P. 855-902.

289. Klein D.A., Salzwedel J.L., Dazzo F.B. Microbial colonization of plant roots // Biotechnology of plant-microbe interaction / Eds. by J.P. Nacas, C. Hagedorn. N. Y.: McGraw-Hill Publ. Сотр., 1990. P. 189-225.

290. Koedam A. Antimikrobielle Wirksamkeit athenischer Ole // Eine literaturarbeit 1960-1976. Teil 1-2.1977. Bd. 27, №1. S.6-11; №2. S.36-41

291. Kozloff L. M., Turner M.A., Arellano F. Formation of bacterial membrane ice-nucleating li-poglycoprotein complexes // J Bacterid., 1991. V. 173. № 20. P. 6528-6536.

292. Kroer N., Barkay t., Sorensen S., Weber D. Effect of root exudates and bacterial metabolic activity on conjugal gene transfer in the rhizosphere of marsh plant. // FEMS Microbiol. Ecol., 1998.25. P.375-384.

293. Krajcovic J., Ebringer L., Schwartzbach S.D. Reversion of endosymbiosis? The case of bleashing in Euglena II Symbiosis: Mechanisms and Model Systems / Ed. Seckbach J. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Acad. Publ. P. 187-206.

294. Kroer N., Barkay t., Sorensen S., Weber D. Effect of root exudates and bacterial metabolic activity on conjugal gene transfer in the rhizosphere of marsh plant. // FEMS Microbiol. Ecol., 1998. V. 25, P. 375-384.

295. Kurgens P. Structure and phylogeny of Cyanophora species // Symbiosis: Mechanisms and Model Systems / Ed. Seckbach J. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Acad. Publ. P. 259-272.

296. Lam S.T., Gafney T. Biotechnology in plant disease control, 1993. Wiley-Liss, New York. P. 291-320

297. Libbert E., Rich H. Interaction between plants and epiphytic bacteria regarding their auxin metabolism // Phisiol. Plant., 1969. V. 22. P. 51-58.

298. Linderman R.G. Mycorrhizal interactions with the Rhizoshere microflora: The mycorrhizo-shere effect // Phytopathology. 1988. V. 78, № 3. P. 366-371.

299. Lindow S.E., Amy D.C., Upper C.D. Erwinia herbicola: a bacterial ice nucleus active in increasing frost injury to corn // Phytopathology. 1978. V. 68. № 3. P. 523-527.

300. Lindow S.E. The role of bacterial ice nucleation in frost injury to plants // Annu. Rev. Phyto-pathol., 1983. V. 21. P. 363-384.

301. Li C.V., Castellano M.A. Azospirillum isolated from within sporocarps of the mycorrhizal fungi Hebeloma crustuliniforme, Laccaria laccata and Rhizopogon vinicolor II Trans. Brit. My-col. Soc. 1987. V. 88, № 4. P. 563-565.

302. Li D.-M., Alexander M. Co-inoculation with antibioticproducing bacteria to increase colonization and nodulation by rhizobiaII Plant and Soil.-1988.-V.108. -P.211-219.

303. Loffelhardt W., Bohnert H.J. The cyanelle (muroplast) of Cyanophora paradoxal a paradigm for endosymbiotic organelle evolution // Symbiosis: Mechanisms and Model Systems / Ed. Seckbach J. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Acad. Publ. P. 113-130.

304. Lugtenberg B.J.J., Dekkers L. What makes Pseudomonas bacteria rhizosphere competent? // Environ. Microbiol., 1999. V. 1. № 1. P. 9-13.

305. Lugtenberg B.J.J., Dekkers L., Bloumberg G. Molecular determinants of rhizosphere colonization by Pseudomonas II Annu. Rev. Phytopathol., 2001. V. 39. P. 461-490.

306. Lynch J.M. Interaction between bacteria and plants in the root environment // Bacteria and plants / M. Rhodes-Roberts, F. Skinner. L., 1982. P.l-23.

307. Lynch J.D. The rhizosphere. New York: Wiley. 1990.233 p.

308. Lynn D.G., Chang M. Phenolic signals in cohabitation: implication for plant development // Annu. Rev. Plant Physiol., 1990. V. 41. P. 497-526.

309. Maloney P.E., van Bruggen A.H.C., Hu S. Bacterial community structure in relation to the carbon environments in lettuce and tomato rhizpspheres and in bulk soil. // Microb. Ecol. 1997. 34. P. 109-117.

310. Markova Yu.A., Romanenko A.S., Klimov V.T., Thesnocova M.V. Interaction of Ersinia pseudotuberculosis with potato plants in vitro// J. of Stress physiology&Biochemistry. 2006. V.2. № 1. P.21-27.

311. Margulis L. Origin of eukaryotic cells. New Haven: Yale Univ. Press. 1970.349 p.

312. Margulis L. Archaeal-eubacterial mergers in the origin of Eukaryota: phylogenetic classification oflife//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. V. 93. P. 1071-1076.

313. Marshner H., Romheld V. In vivo measurement of root-induced pH changes at the soil-root interface: Effect of plant species and nitrogen source // Zeitschrift fur Pflanzenphysiologie. 1983. B. 111. S.241-251.

314. Marschner P., Yang C.-H., Lieberei, Crowley D.E. Soil and plant specific effects on bacterial community composition in the rhizosphere // Soil biology& Biochemistry. 2001 V. 33. № 11. P. 1437-1445.

315. Martin W., Stoebe В., Goremykin V., Hansmann S., Hasegawa M., Kawallik K.V. Gene transfer to the nucleus and the evolution of chloroplasts // Nature. 1998. V. 393. № 6681. P. 162-165.

316. Mavingui P., Flores M., Guo X., Davila G., Perret X., Broughton W., Palacios R. Dynamics of genome architecture in Rhizobium sp. strain NGR234 // J/ Bacterid., 2002. V. 184. № 1. P. 171 -176.

317. McCully M.E. Roots in soil: unearthing the complexities of roots and their rhizospheres. // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1999. 50. P. 695-718.

318. Mechaber W.L., Marshall D.B., Mechaber R.A., Jobe R.T., Chew F.S. Maping leaf surface landscapes. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996.93. P. 4600-4603.

319. Mercado-Blanko J., Того N. Plasmids in rhizobia: the role of non-symbiotic plasmids // Mo-lec. Plant-Microbe Interact., 1996. V. 9. № 7. P. 535-545.

320. Michiels K.W., Croes C.L., Vanderleyden J. Two different modes of attachment of Azospiril-lum brasilense Sp 7 to wheat roots // J. Gen. Microbiol., 1991. V. 137. № 9. P. 2241-2246.

321. Molina M.A., Ramos J.-L., Espinosa-Urgel M. Plant-associated biofilms// Rev.Environ.Sci. Biotechnol. 2003. V.2. P.99-108.

322. Mougel C., Cournoyer В., Nesme X. Novel tellurite-amended media and specific chromosomal and Ti plasmid probes for direct analysis of soil population of Agrobacterium biovars 1 and 2 //Appl. Environ. Microbiol., 2001. V. 67. № 1. P. 65-74.

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

324. Newman E.I., Watson A. Microbial abundance in the rhizosphere: a computer model // Plant and Soil. 1977. V. 48. P. 17-56.

325. Nie Y.F., Vesk M., Kennedy I.R, Sriskadarajah s., Lane E., Tchan Y.T. Structure of 2,4-D induced para-nodules with Rhizobium on wheat // Phytochem.(Life Sci. Adv.) 1992. №11. P 6773.

326. Nicolov N.N., Kostova K.P.,Vaklinova St.G. Relationship of symbiosis between unicellular green algae and nitrogen fixation bacteria // Endocytobiol. 1983. V. 2. P. 623-630.

327. Normander В., Christensen B.B., Molin S., Kroer N. Effect of bacterial distribution and activity on conjugal gene transfer on the phylloplane of the bush bean (Phaseoius vulgaris). Appl. Environ. Microbiol., 1998. V. 64, P. 1902-1909.

328. O'Connel K.P., Goodman R.M., Handelsman J. Engineering the rhizosphera: expressing a bias // Trends Biotechnol., 1996. V. 14. № 3. P. 83-88.

329. O'Gara F., Moenne-Loccoz Y., Dowling D.N. et al. Recent developments in biotechnology and the potential impact of nitrogen fixation in the field // Nitrogen Fixation: Fundamentals and Applications. Dordrecht etc., 1995. P. 623-628.

330. Oger P.M., Petit A., Dessaux Y. Nature/Biotechnology, 1997. V. 15. P. 369-372.

331. Ohta K., Kiyomiya et al. The basis of the alkalophilic property of a species of Bacillus// J.Gen. Microbiol. -1975.-V.86.-P. 259-266.

332. Olsson S., Persson P. The composition of bacterial populations in soil fractions differing in their degree of adherence to barley roots. // Appl. Soil Ecol. 1999.12. P. 205-215.

333. Ortas I. Determination of the Extent of Rhizosphere Soil // Commun. Soil Sci. Plant Anai.1997. V. 28 (19&20). P. 1767-1776.

334. Plant gene research. Genes involved in microbe-plant interactions / Ed. by D.Verma, T.Holin. N.Y. Springer, 1984. 363 p.

335. Pawlowski K., Bisseling T. Rhizobial and actinorhizobial symbioses: What are the shared features?//Plant Cell, 1996. 8. P. 1899-1913.

336. Pirozynski K.A., Dalpe Y. Geological history of the Glomaceae with particular reference to mycorhizal symbiosis // Symbiosis. 1989. V. 7. P. 1-36.

337. Preston G.M., Haubold В., Rainey P.B. Bacterial genomics and adaptation to life on plants: implications for the evolution of pathogenicity and symbiosis // Curr. Opin. Microbiol., 1998. 1. P. 589-597.

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

339. Rainey P.B. Adaptation of Pseudomonas jluorescens to the plant rhizosphere // Environ. Microbiol., 1999. V. 1. № 3. P. 243-257.

340. Rambelli A. The rhizosphera of mycorrhizae // Ectomycorrhizae / Eds. G.L. Marks, T.T. Kos-lowski. N.Y.: Academy Press, 1973. P. 299-343.

341. Reinhold-Hurek В., Hurek T. Life in grasses: diazotrophic endophytes // Trends Microbiol.,1998. №6. P. 139-144.

342. Reynolds C.M., Wolf D.C. Microbial based strategies for assessing rhizosphere enhanced phytoremediation // Proceedings of the phytoremediation technical seminar. Calgary; Ottawa,1999. P. 125-135.

343. Richardson A.E., Simpson R.J. Acid-tolerance and symbiotic effectiveness of Rhizobium trifo-lii associated with a Trifolium sublerraneum Z,.-based pasture growing in an acid soil //Soil Biol, and Biochem. -1989.-V.21-№ 1.-P.87-95.

344. Riley D., Barber S.A. Bicarbonate accumulation and pH changes at the soybean Glycine max (L.)l root-soil interface//Soil Sci. Soc. Am. Proc. 1969. V. 33. P. 905-908.

345. Roberts I.S. The biochemistry and genetics of capsular polysaccharide production in bacteria. //Annu. Rev. Microbiol., 1996.50. P. 285-315.

346. Rollwagen B.A., Zososki R.J. Nitrogen source effects on rhizosphere pH and nutrient accumulation by Pacific Northwest conifers // Plant Soil. 1988. V. 105. P. 79-86.

347. Romheld V. The soil-root interface in relation to mineral nutrition. // Symbiosis. 1990. № 9. P. 19-27.

348. Rovira A.D. Plant root exudates // The botanical Review. 1969. V.35. № 1 -P.35-37.

349. Rovira A.D., Bowen G.D., Foster R.C. The significance of rhizosphere microflora and my-corrhizal in plant nutrition // Encyclopedia of plant physiology / Ed. A. Lauchli, R.L.Bielski. -Berlin: Springer Verlag. 1983. V. 15A. P. 61-93.

350. Ruinen J. The phyllosphere I. An ecologically neglected milieu. // Plant Soil. 1961. № 15. P. 81-109.

351. Segovia L., Pinero D., Palacios R., Martinez-Romero E. Genetic structure of a soil population of non-symbiotic Rhizobium leguminosantm И Appl. Environ. Microbiol., 1991. V. 57. P. 426433.

352. Sealey Linda J., Margaret Gochnauer and Margaret E. McCully. Do plant roots select their microflora. // Amer. J. Botany, 1989. V. 76. P. 57-58.

353. Selosse M.A. Prototaxites: a 400 myr old giant fossil, a saprophytic holobasidiomycete, or lichen? // Mycol. Res. 2002. V. 106. Pt 6. P. 642-644.

354. Semenov A.M., van Bruggen A.H.C., Zelenev V.V. Moving waves of bacterial populations and total organic carbon along roots of wheat. // Microb. Ecol. 1999. 37. P. 116-128.

355. Schnell R.C. Bull. Amer. Meteorol. Soc., 1976. V. 57. P. 1356-1357.

356. Shengwu Q., Zhiyu L. The nutrient status of soil-root interface. VI. Distribution of different fertilizer N in rhizosphere soil // Acta Pedological Sinica. 1989. V. 26(2). P.l 17-123.

357. Schwab A.P., Banks M.K. Biological mediated dissipation of polyaromatic hydrocarbons in the root zone // Bioremediation through rhizosphere technology / Ed. T.A. Anderson and J.R. Coast. Washington (D.C.): Amer. Chem. Soc., 1994. P. 132-141.

358. Schultze M., Kondorosi A. Regulation of symbiotic root nodule development // Fnnu. Rev. Genet., 1998. V. 32. P. 33-57.

359. Scott E.M., Rattray E.A.A., Prosser J.I. et al. A mathematical model for dispersal of bacterial inoculants colonizing the wheat rhizosphere // Soil Boil. Biochem., 1995. № 27 P. 1307-1318.

360. Skoog F., Miller C. Chemical Regulation of Growth and Organ Formiration in plant Tissues Cultured in vitro // Sympos. Soc. Exper. 1957. Biol. V.l 1. P.l 18

361. Shinjiro K., Takashi K. Preparation of pH 3.0 agar plate, enumeration of acid-tolerant, and Al-resistant microorganisms in acid soils // Soil Sci. and Plant Nutr. 1996. V.42. № 1. P. 165-173.

362. Siciliano S.D., Golbie H., Germida J.J. Enzimatic activity in root exudates of Dahurian wild rye (Elymus dauricus) that degrades 2-chlorbenzoic acid // J. Agr. Food Chem., 1998. V. 46. № 1. P. 5-7.

363. Simons M., van der Biy A.J., Brand J. et al. Gnotobiotic system for studying rhizosphere colonization by plant growth-promoting Pseudomonas bacteria // Mol. Plant Microbe Interact., 1996. №9. P. 600-607.

364. Simon L. Phylogeny of the Glomales deciphering the past to understand the present // New Phytologist. 1993. V. 133. № i. p. 95-101.

365. Slonczewski J.L, Gonzales T.N., Bartholomew M., Holt N J. Mud-directed fusions regulated by low pH in Escherichia coli //J. ofBacteriol. 1987. V.168. P.3000-3006.

366. Sogin M.L. Early evolution and origin of eukaryotes // Curr. Opin. Genet. Devel. 1991. V. 1. P. 457-563.

367. Sorensen S.J., Jensen L.E. Trasfer of plasmid RP4 in the spermatosphere and rhizosphera of barley seedlings // Antonie van Leeuwenhoek, 1998. V. 73. P. 69-77.

368. Spaink H.P. Regulation of plant morphogenesis by lipo-chitin oligosaccharides // Crit. Rev. Plant Sci., 1996. V. 15. P. 559-582.

369. Spaink H.P. The molecular basis of infection and nodulation by rhizobia: the ins and outs of sympathogenesis // Annu. Rev. Phytopathol., 1995. V. 33. P. 345-368.

370. Stevens S.N., Bosio C., Moehring J., Kline E.L., Chemin M.I. The effects of anthranilic acid on gene expression // Intern. J. Biochem., 1990. V. 22. № 3. P. 247-251.

371. Steer J., Harris J.A. Shifts in the microbial community in rhizosphere and non-rhizosphere soils during growth of Agrostis stolonifera /I Soil Biology and Biochemistry. 2000. V. 32. № 6. P.869-878.

372. Sturr M.G., Marquis R.E. Inhibition of proton-translocating ATPases of Streptococcus mutans and Lactobacillus casei by fluoride and aluminium. //Arch, of Microbiol. 1990. V.l 55. P.22-27.

373. Sumner M.E. Crop responses to Azospirillum inoculation. //. Adv. Soil Sci, 1990. V. 12. P. 53168.

374. Suzuki Т., Unemoto Т., Kobayashi H. Novel streptococcal mutations defective in the regulation of РГ ATPase biosynthesis and in F0 complex// J. of Boil. Chem. 1988. V.263. -P. 11840-11843.

375. Taylor T.N. Fungal associations in the terrestrial palaeoecosystems // TREE. 1990. V. 5. № 1. P. 21-25.

376. Taylor T.N., Hass H., Remy W., Kerp H. The oldest fossil lichen // Nature. 1995. V. 378. № 6554. P. 244.

377. Taylor T.N., Hass H., Kerp H. A cyanolichen from the Lower Devonian Rhynie Chert // Amer. J. Bot. 1997. V. 84. № 7. P. 992-1004.

378. Tilak K.V., Li C.Y., Ho I. Occurrence of nitrogen-fixing AzospiriUum in vesicular arbuscular mycorrhizal fungi // Plant and Soil. 1989. V. 116, № 2. P. 286-288.

379. Tchan Y.T., Kennedy I.R., Possibility N2 -fixing root nodules induced in non-legumes // Agric. Sci. (AIAS, Melboum), 1989. № 2. P.57-59.

380. Tikhanovich I.A., Kozhemyakov A.P., Provorov N.A. et al. Genetic potential of plants for improving the benifical microbe interaction // Biological Fixation of Nitrogen for Ecology and Sustainable Agriculture. Berlin; Heidelberg, 1997. P. 191-194.

381. Thomas-Bauzon D., Weinhard P., Villecourt P., Balandreau J. The spermosphere model 1: Its use in growing, counting and isolating N2 -fixing bacteria from the rhizosphere of rice // Canad. J.Microbiol., 1982. V. 28. № 8. P. 922-928.

382. Thorn C., Humfield H. Notes on the association of microorganisms on root // Soil Sci., 1932. V. 34. P. 29.

383. Trapp S., Karlson U. Aspects of phytoremediation of organic pollutants // J. Soils Sediment.2001. V. 1.№1. P. 37-43.

384. Thurman N.P., Lewis D.M., Jones D. Gareth. The relatioship of plasmid number to growth, acid tolerance and symbiotic efficiency in isolates of Rhizobium trifolii II J. Appl. Bacteriol.-1985. -V.58. -№ 1.-P.1-6.

385. Uknes S., Vernooij В., Morris S. et al., Reduction of rise for growers: methods for the development of disease-resistant crops//New Phytol., 1996. V. 133. P. 3-10.

386. Van Berkum P. Bohlool evalution of nitrogen fixation by bacteria in association witch root of tropical grasses.// Microbiological Reviews, 1980, V.44. P.491-577.

387. Van Loon L.C., Bakker P.A., Piterse C.M.J. Systemic Resistance Induced by Rhizosphere Bacteria // Annu. Rev. of Phytopathol., 1998, V. 36. P. 453-483

388. Waisel Y., Eshel A., Kafkafi U. ed. Plant Roots: The Hidden Half. New York: Dekker. 1996. 1002 pp. 2nd ed.

389. Waniner K., Ibrahim F., Dickinson M., Wright C., Waites W.M. Interaction of Escherichia coli with growing salad spinach plants// J. Food. ProL 2003. Oct/ 66(10). P. 1790-1797.

390. Wheatley R., Bengough G., Hallett P., Griffiths В., Daniell Т., Marshall В., Squire GR. Probing the soil-plant system? // Scottish Crop Research Institute. Annual Report. 2001/2002. P. 168-171.

391. White J.F., jr. Endophyte-host association in grasses. IX. A proposal concerning origin and evolution // Mycologia. 1988. V. 80. P. 442-446.

392. Whipps J.M. Microbial interactions and biocontrol in the rhizosphera // J. Exp. Bot., 2001. V. 52. Special. Issue. P. 487-511.

393. Wilson M., Lindow S.E. Release of recombinant microorganisms // Annu. Rev. Microbiol., 1993. V. 47. P. 913-944.

394. Wilson M., Savka M.A., Hwang I., Farrand S.K., Lindow S.E. Appl. Environ. Microbiol., 1995. V. 61. P. 2151-2158.

395. Wong P.P., Shantharam S. Binding between pole bean (Phaseolus vulgaris L.) lectin and rhi-zobia that do or do not nodulate the pole bean // Can. J. Microbiol., 1984. V. 30. P. 1349-1356.

396. Wood Martin. A mechanism of aluminum toxicity to soil bacteria and possible ecological implication // Plant and Soil.- 1995. -V. 171. -№ 1. -P. 63-69.

397. Zerges W. Does complexity constrain organelle evolution? // Trends in Plant Sci. 2002. V. 7. №4. P. 175-182.

398. Zupan G.R., Zambryski P. Transfer of T-DNA from Agrobacterium to the plant cell // Plant Physiol., 1995. V. 107. P. 1041-1047.

Информация о работе

Широких, Александр Анатольевич
доктора биологических наук
Москва, 2007
ВАК 03.00.07

Диссертация

Изучение микробного потенциала фитосферы растений для использования в сельскохозяйственной биотехнологии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы