Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Липополисахариды азоспирилл-структура, участие во взаимодействии с корнями пшеницы

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Федоненко, Юлия Петровна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Азотфиксирующие ризобактерии рода АгозртИит

1.1.1 Физиолого-морфологические особенности азоспирилл

1.1.2 Практическая значимость использования бактерий рода АгозртИит

1.1.3 Характеристика этапов, ассоциативного взаимодействия

1.2 Структура и функции липополисахаридов грамотрицательных бактерий

1.2.1 Строение клеточной оболочки бактерий

1.2.2 Структурные особенности липополисахаридов

1.2.3 Роль липополисахаридов в реализации растительно-микробных взаимодействий

1.3 Методы исследования липополисахаридов

1.3.1 Выделение и очистка липополисахаридов

1.3.2 Разделение липидного и углеводного компонентов липополиса-харида •

1.3.3 Изучение строения О-специфических полисахаридов

1.3.3.1 Химические методы исследования

1.3.3.2 Структурный анализ полисахаридов методом ЯМР -спектроскопии

1.4 Липополисахариды и О-специфические полисахариды азоспирилл

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Микробиологические культуры и условия их выращивания

2.2 Характеристика растительного объекта

2.3 Приборы и материалы

2.4 Методы исследования :

2.4.1 Исследование адсорбции бактерий на корнях растений

2.4.2 Хроматографические методы

2.4.2.1 Гель-фильтрация

2.4.2.2 Ионообменная хроматография

2.4.2.3 Распределительная хроматография на бумаге

2.4.2.4 Газо-жидкостная хроматография

2.4.3 Колориметрическое определение

2.4.4 ЯМР - спектроскопия

2.4.5 Встречная двойная иммунодиффузия

2.4.6 Электрофорез в полиакриламидном геле

2.4.7 Дот-анализ ЛПС и О-ПС с использованием АЗП, меченого коллоидным золотом

2.4.8 Исследование изменений морфологии корневых волосков

2.5 Экстракция и анализ липополисахаридов Azospirillum brasilense

2.6 Выделение и характеристика О-ПС азоспирилл

2.6.1 Получение О-ПС кислотным гидролизом ЛПС

2.6.2 Получение полисахаридов с поверхности бактериальных клеток

2.6.3 Распад по Смиту

2.6.4 Анализ полисахарида методом метилирования 56 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Исследование адсорбционной способности Azospirillum brasilense Sp245 57 и КМ

3.1.1 Изучение гидрофобности бактериальной поверхности

3.2 Сравнительная характеристика ЛПС Azospirillum brasilense

3.2.1 Выделение и очистка ЛПС

3.2.2 Хроматографический и электрофоретический анализ ЛПС

3.2.3 Изменения химического состава ЛПС у омегон-Km мутантов Azospirillum brasilense

3.3 Изучение сродства ЛПС Azospirillum brasilense к лектину пшеницы

3.4 Влияние ЛПС Azospirillum brasilense Sp245 и его омегон-Km мутантов на морфологию корневых волосков проростков пшеницы

3.5 Определение первичной структуры повторяющегося звена О-ПС A. brasilense Sp245, КМ018 и КМ

3.6 Определение структуры повторяющегося звена О-ПС A. irakense КВС1 96 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102 ВЫВОДЫ 106 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АЗП- агглютинин зародышей пшеницы, лектин пшеницы ВПС - внеклеточный полисахарид

ЗФР - фосфатно-буферная смесь с добавлением 0,15 M NaCl

ИУК - индолил-3 -уксусная кислота

КДО - 2-кето-З-дезоксиоктоновая кислота

КПС - капсульный полисахарид

ЛПБК - липополисахарид-белковый комплекс

ЛПС - липополисахарид

ЖК - жирная кислота

МЭЖК - метиловый эфир жирной кислоты

ПС - полисахарид

ДМСО - диметилсульфоксид

ДСН - додецилсульфат натрия

НК - нуклеиновые кислоты

О-ПС - О-специфический полисахарид

ПСЛК - полисахарид-липидный комплекс

ФБС - фосфатно-буферная смесь

ЭПС - экзополисахарид

Fue - фукоза

Gal - галактоза

GalA - галактуроновая кислота

Glc - глюкоза

GlcN - глюкозамин

Man - манноза

Rha - рамноза

Ху1 - ксилоза

Введение Диссертация по биологии, на тему "Липополисахариды азоспирилл-структура, участие во взаимодействии с корнями пшеницы"

Актуальность проблемы.

Активные исследования диазотрофных микроорганизмов Azospirillum spp. были начаты в рамках прикладного направления микробиологии, посвященного поиску и использованию биологических агентов, способных положительно влиять на урожайность растений (Лукин с соавт., 1987). Азоспириллы относятся к группе ризобак-терий, стимулирующих рост растений благодаря потенциально высокой азотфикси-рующей активности, способности продуцировать фитогормоны и иные физиологически активные вещества (Okon and Vanderleyden, 1997).

Одной из ключевых задач в решении комплекса проблем, связанных с использованием азотфиксации для повышения производительности сельскохозяйственно-значимых растений, остается выявление молекулярных основ контактных взаимодействий ассоциативных бактерий с растениями. При изучении механизма, определяющего такие взаимодействия, особое внимание привлекают данные, касающиеся структуры и функций компонентов клеточной поверхности растений и микроорганизмов, которым отводится существенная роль в формировании ассоциаций.

Исследования экстраклеточных полисахаридсодержащих биополимеров бактерий рода Azospirillum ведутся достаточно активно (Del Gallo et al., 1989; Michiels et al, 1990; Konnova et al., 1994). Предполагают, что в адсорбции микроорганизмов на корнях растений принимают участие как белковые, так и полисахаридные компоненты бактериальной поверхности (Croes et al., 1993; Michiels et al., 1991; Steenhoudt and Vanderleyden, 2000). Было показано, что различные изменения поверхности азоспи-рилл, в частности, связанные с возрастом культуры, а также удаление капсульных материалов, сказываются на способности микроорганизмов прикрепляться к корням пшеницы (Егоренкова с соавт., 2000).

Морфологические изменения в растительной корневой системе при контакте с бактериями являются одним из признаков, характеризующим начальный этап бактериальной инфекции. Они могут реализоваться посредством различных поверхностных соединений бактериальных клеток или веществ, экскретируемых бактериями в окружающую среду. Способность азоспирилл индуцировать различные деформации корневых волосков пшеницы (Jain and Patriquin, 1985) связывают с активной продукцией фитогормонов (Dobbelaere et al., 1999) и пектолитических ферментов (Tien et al., 1981). Также выявлено, что полисахаридсодержащие внеклеточные комплексы азос-пирилл способны вызывать аналогичные изменения корневых волосков пшеницы (Коннова с соавт., 1995, 1999).

Липополисахариды (ЛПС) играют важную роль в реализации симбиотических и патогенных взаимоотношений бактерий с растениями (Leroug and Vanderleyden, 2001; Newman et al., 2001). Данные об участии ЛПС в растительно-микробных ассоциациях, представленные в литературе, остаются достаточно разрозненными и противоречивыми (Жемеричкин с соавт., 1989; Matora et al., 1995). Основная часть исследований ЛПС азоспирилл ведется преимущественно иммунохимическими методами (Matora et al., 2001; Матора, Щеголев, 2002).

Трудность исследований функций ЛПС обусловлена сложностью химической структуры данных биополимеров и достаточно тонкой природой их воздействия на растения. Знание детального строения ЛПС, обуславливающего его свойства, делает возможным понимание индукции и развития биологического действия ЛПС и его функционирования на молекулярном уровне. Структура повторяющегося звена О-специфического полисахарида (О-ПС) определена только для одного штамма азоспирилл, принадлежащего к виду A. lipoferum (Chôma et al., 1992). Таким образом, выделение и изучение индивидуальных препаратов бактериальных О-антигенов Azospiril-lum spp. является актуальным, как для таксономических исследований, так и для выяснения их роли в процессах взаимодействия с корнями растений.

Цель и задачи исследования.

Основной целью настоящей работы было выявление участия липополисахари-дов азоспирилл в процессах взаимодействия с корнями пшеницы и характеристика особенностей структуры О-специфических полисахаридов внешней мембраны бактерий.

В связи с этим были поставлены следующие задачи: ■ Отработать методы выделения ЛПС из внешней мембраны бактерий A. brasilense и A. irakense, получить очищенные препараты ЛПС и провести анализ их химического состава.

Исследовать активность ЛПС А. ЬгазПете в отношении морфологии корневых волосков проростков пшеницы.

Провести сравнительное исследование способности к адсорбции на корнях проростков пшеницы бактерий А. Ъгаз'йете 8р245 и КМ252 - омегон-Кш мутанта этого штамма, дефектного по ЛПС.

Провести сравнительное исследование первичной структуры повторяющихся звеньев О-ПС бактерий Л. ЬгаБИете Бр245, КМ018, КМ252.

Выполнить анализ структуры повторяющегося звена О-ПС, полученных традиционным методом и методом прямой экстракции из бактериальной мембраны А. ¡га-кете КВС1.

Научная новизна работы.

Продемонстрировано участие ЛПС в процессе колонизации азоспириллами корней пшеницы при исследовании адсорбционной способности бактерий штамма А. ЬгазИепзе 8р245 и его омегон-Кш мутантов, дефектных по структуре ЛПС. Впервые показана активность ЛПС азоспирилл в отношении морфологии корневых волосков проростков пшеницы.

Впервые в ходе данной работы было установлено строение повторяющихся звеньев О-полисахаридов А. ¡гакепэе КВС1 и А. ЪгазИете 8р245. Показано, что О-специфические полисахариды бактерий А. ЬгазИете 8р245, КМ018, КМ252 характеризуются регулярностью строения и имеют идентичную первичную структуру повторяющихся пентасахаридных звеньев и являются гомополимерами Б-рамнозы (Ют). Научно-практическая значимость.

Исследование ЛПС бактерий АгозртПит эрр. вносит существенный вклад в понимание процессов формирования растительно-микробных ассоциаций. Полученные нами приоритетные данные о первичной структуре О-полисахаридов А. ЬгазИете и А. ¡гакете могут быть использованы для внутривидовой классификации в качестве хемотипических признаков, а также при установлении филогенетического родства с другими бактериальными таксонами.

Адаптированная для азоспирилл методика выделения О-ПС с поверхности целых клеток позволяет оптимизировать процесс получения бактериальных О-ПС вследствие снижения его трудоемкости и продолжительности.

Были разработаны «Методические рекомендации по выделению гомогенных препаратов липополисахаридов из наружной мембраны грамотрицательных микроорганизмов», рекомендованные Учебно-методической комиссией и одобренные Ученым Советом биологического факультета СГУ (протокол № 4 от 21 декабря 2000). Кроме того, разработаны методические рекомендации «Получение бескапсульных клеток азоспирилл», которые были одобрены Ученым Советом ИБФРМ РАН и утверждены директором института (протокол № 2 от 23 января 2002).

Полученные нами препараты ЛПС и О-ПС А. ЪгаъИете применяются при проведении плановых НИР сотрудниками лаборатории физической химии клеточных структур, лаборатории микробиологии и микологии, лаборатории биохимии, лаборатории биохимии растительно-бактериальных симбиозов и лаборатории структурных методов исследований ИБФРМ РАН.

Результаты диссертационной работы использованы при подготовке курсовых и дипломных работ студентами биологического и химического факультетов Саратовского государственного университета.

Апробация работы.

Материалы исследований, изложенные в диссертации, были представлены на 9-м Международном конгрессе по растительно-микробным взаимодействиям (Амстердам, Голландия, 1999 г.), на 6-ом съезде общества физиологов растений России (Москва, Россия, 1999 г.), на школе-конференции «Горизонты физико-химической биологии» (Пущино, Россия, 2000 г.), на 4-й Европейской конференции по азотфик-сации (Севилья, Испания, 2000 г.), на 13-й Интернациональной конференции по азот-фиксации (Гамильтон, Канада, 2001 г.), на молодежной конференции «Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой» (Саратов, Россия, 2002 г.), на 2-й германско-польско-российской конференции «Бактериальные полисахариды» (Москва, Россия, 2002 г.). Доклад «Влияние изменений структуры ЛПС АговртИит ЬгахИете на биологическую активность в растительно-микробных взаимодействиях», представленный на 6-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука 21-го века» (Пущино, Россия, 2002 г.), был удостоен диплома первой степени.

Диссертация обсуждена и одобрена на расширенном заседании лаборатории биохимии ИБФРМ РАН 17 декабря 2002 года.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 15 работ в зарубежных и отечественных научных изданиях.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

Изменение структуры липополисахаридов у мутантных штаммов азоспирилл приводит к снижению биологической активности бактерий в отношении корней проростков пшеницы.

Липополисахариды Azospirillum spp. способны вызывать изменения морфологии корневых волосков проростков пшеницы.

О-специфический полисахарид Azospirillum brasilense Sp245 является линейным D-рамнаном с пентасахаридным повторяющимся звеном.

О-специфический полисахарид A. irakense КВС1 является регулярным гетеро-полимером с разветвленным гексасахаридным повторяющимся звеном, состоящим из остатков рамнозы, галактозы и маннозы.

Адаптированный для азоспирилл метод прямой экстракции О-специфических полисахаридов является более эффективным, благодаря снижению трудоемкости процесса выделения и увеличению выхода полисахарида.

Работа выполнена в лаборатории биохимии ИБФРМ РАН в соответствии с плановой тематикой НИР "Изучение молекулярных механизмов взаимодействия растений и микроорганизмов" (№ гос. per. 01890057691, научный руководитель - засл. деятель науки РФ, д.б.н. проф. Игнатов В.В.). Отдельные этапы работы выполнялись в соответствии с планами НИР проектов РФФИ «Липополисахариды и О-специфические полисахариды бактерий Azospirillum brasilense Sp245: их структура и активность во взаимодействии с корнями пшеницы» (№ 01-04-49237, руководитель -д.б.н. проф. Игнатов В.В.), «Структура липополисахаридов и О-специфических полисахаридов бактерий рода Azospirillum » (№ 02-04-48224, руководитель - д.б.н. проф. Игнатов В.В.).

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, описывающей материалы и методы исследования, изложения полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, содержащего 230 источников, в том числе - 189 зарубежных. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 6 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Федоненко, Юлия Петровна

выводы

1. Проведен сравнительный анализ биополимерного состава липополисахаридов, выделенных из внешних мембран отмытых от капсулы клеток бактерий рода АгоБртИит. В углеводных компонентах липополисахаридов показано наличие рамнозы, глюкозы, глюкозамина. Жирнокислотный состав липидов А представлен 3-окситетрадекановой, 3-оксигексадекановой, гексадекановой и октадецено-вой кислотами. Для мутантных штаммов отмечено изменение соотношения жирных кислот в гидрофобной части липополисахаридов, а также содержания глюкозамина и фосфора.

2. Установлено, что адсорбционная способность бактерий А. ЬгазИете 8р245 на корнях проростков пшеницы значительно превышает таковую у его омегон-Кш мутанта КМ252 с измененным составом липополисахарида. Выявлено, что мутация также привела к значительному понижению относительной гидрофобности бактериальной поверхности азоспирилл.

3. Впервые была показана способность липополисахаридов азоспирилл вызывать различные морфологические изменения корневых волосков проростков пшеницы, являющиеся одним из наиболее ранних откликов растения на присутствие в окружающей среде бактерий. Причем для ЛПС мутантных штаммов было отмечено значительное снижение этой активности.

4. Исследование О-специфических полисахаридов бактерий А. ЬгазИете 8р245, КМ018, КМ252 методом ЯМР-спектроскопии позволяет утверждать, что они характеризуются регулярностью строения. О-специфические полисахариды этих штаммов имеют идентичную первичную структуру повторяющихся пентасаха-ридных звеньев и являются гомополимерами Б-рамнозы.

5. Определен фрагмент структуры повторяющегося звена О-специфического полисахарида А. /гакете КВС1, состоящего из разветвленных гексасахаридных мономеров.

6. Выявлена идентичность структуры повторяющихся звеньев О-полисахаридов, выделенных методом деградации липополисахарида и прямой экстракцией бактериальной массы А. макете КВС1. Показано, что адаптированный для азоспирилл метод прямой экстракции О-специфических полисахаридов является более эффективным, благодаря снижению трудоемкости процесса выделения и увеличению выхода полисахарида.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает глубокую признательность своим Учителям - Заслуженному деятелю науки Российской Федерации, доктору биологических наук профессору

B.В. Игнатову, кандидату биологических наук старшему научному сотруднику

C.А. Конновой за неоценимую поддержку на принципиальных этапах выполнения данной работы.

Автор искренне благодарен за плодотворное сотрудничество коллегам из лаборатории биологической химии - кандидату сельскохозяйственных наук старшему научному сотруднику (ныне покойной) Г.И. Стадник, научному сотруднику И.В. Егоренковой, инженеру E.H. Юдиной. Сотрудникам ИБФРМ РАН кандидату биологических наук старшему научному сотруднику Л.Ю. Матора, доктору биологических наук ведущему научному сотруднику Е.И. Кацы, кандидату биологических наук научному сотруднику О.Б. Серебренниковой, аспиранту Г.Л. Бурыгину, кандидату химических наук старшему научному сотруднику O.E. Макарову, доктору химических наук старшему научному сотруднику A.A. Камневу, кандидату химических наук старшему научному сотруднику И.Я. Евтушенко, кандидату биологических наук старшему научному сотруднику Л.А. Дыкману, а также другим сотрудникам ИБФРМ РАН, ИОХ РАН (Москва), на разных этапах проявивших интерес к теме и принимавших участие в представленном исследовании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Азоспириллы - грамотрицательные диазотрофные ризобактерии, способные стимулировать рост и развитие растений, являются модельным объектом для изучения феномена ассоциативности. Интенсивное исследование Azospirillum spp. началось сравнительно недавно - немногим более 20 лет назад. Однако уже сложилось представление о важности поверхностных структур в обеспечении выживания бактерий в почве и специфичности их взаимодействия с корнями растений, о степени которой к настоящему времени пока нет единого мнения (Волкогон, 2000).

Липополисахарид - уникальный биополимер внешней мембраны грамотрица-тельных бактерий. ЛПС характеризуется большим разнообразием химического состава и структуры, что обуславливает многочисленность серотипов бактериальных штаммов (Galanos et al., 1979). В то же время, ЛПС выполняет важные функции в симбиотических и патогенных отношениях бактерий с растениями-хозяевами (Halverson and Stacey, 1986). Предлагаются две гипотезы об участии ЛПС при формировании подобных взаимоотношений. Первая из них предполагает специфическое взаимодействие между бактериальными О-антигенами и растительными лектинами (Dazzo et al., 1991), а вторая - изменение поверхностного заряда или гидрофобности, важнейших физко-химических свойств и конформаций поверхностных белков (Da Maagd et al., 1989; Puohiniemi et al., 1993). Сведения о роли ЛПС в растительно-микробных ассоциациях остаются достаточно противоречивыми и малочисленными (Жемеричкин с соавт., 1989; Matora et al., 1995а, 2001).

Мутантные штаммы, дефектные по синтезу интересующего компонента, являются очень эффективным инструментом в изучении функций отдельных клеточных структур бактерий. В лаборатории генетики ИБФРМ РАН были получены канамицин-устойчивые мутанты A. brasilense Sp245 - КМ018 и КМ252, с выявляемыми иммуно-химическими методами изменениями в составе ЛПС (Katzy et al., 1998). Мы попытались оценить биологическую активность бактерий этих трех штаммов азоспирилл в отношении корневой системы проростков пшеницы.

В ходе выполения данной работы, нами было показано, что ЛПС A. brasilense Sp245 и его омегон- Km мутантов КМ018, КМ252 не обладали сродством к АЗП. Отсутствие ЛПС-лектинового взаимодействия было продемонстрировано как для препаратов ЛПС изолированных из внешней бактериальной мембраны A. brasilense, так и для нативных ЛПС.

Из литературных данных известно о положительной корреляции между гидро-фобностью поверхности азоспирилл, увеличением концентрации поверхностных белков и адгезивностью микроорганизмов (Dufrene and Rouxhet, 1996). Предпринятое нами исследование относительной гидрофобности поверхности клеток A. brasilense Sp245, КМ018, КМ252, позволило выявить ее существенное снижение у мутантных штаммов. Возможно, одной из причин наблюдаемого эффекта явились изменения, произошедшие в составе внешней мембраны микроорганизмов в результате мутации.

Очевидно, что обнаруженные нами межштаммовые отличия в поверхностной гидрофобности азоспирилл не могли не сказаться на адсорбционной способности бактерий. Мы сравнили динамику адсорбции A. brasilense Sp245 и КМ252 на корнях проростков пшеницы Саратовская 29 и обнаружили снижение активности прикрепления клеток мутантного штамма на всем протяжении совместной инкубации азоспирилл с корнями.

Для более корректного анализа биологической активности ЛПС в отношении растения-хозяина нами была использована слайдовая методика Фареуса (Fahraeus, 1957), которая позволяет оценивать непосредственное воздействие исследуемых соединений на растение. Ранее было показано, что поверхностные экзополисахаридные комплексы A. brasilense вызывали морфологические изменения корневых волосков пшеницы (Коннова с соавт., 1995).

Для выполнения этой серии экспериментов мы провели выделение и очистку ЛПС. На первом этапе работы было очень важно освободиться от КПС, которые, обладая близким к ЛПС моносахаридным составом, способны оказывать эффект маскировки ЛПС (Жемеричкин с соавт., 1989). Капсульный материал удаляли с поверхности клеток суспендированием бактериальной массы в 0,15 М растворе NaCl, ежедневно переосаждая клетки центрифугированием и заменяя отмывающий раствор. На 5-6 сутки мы переставали детектировать взаимодействие антител, полученных на целые клетки азоспирилл, обработанные глутаровым альдегидом, с концентратом отмывающего раствора, что свидетельствовало о полном удалении КПС.

Используя очищенные препараты ЛПС, нам удалось впервые продемонстрировать их способность индуцировать деформацию корневых волосков проростков пшеницы. Однако эффект, вызванный ЛПСкм252, был в 3, а - ЛПСКмо18 - в 5 раз слабее выражен, чем под действием ЛПС8р245 исходной культуры.

Таким образом, нам удалось показать участие ЛПС в реализации механизмов ассоциативного взаимодействия азоспирилл с корневой системой пшеницы. Причем различия в величине оказываемого на растение воздействия, очевидно, были опосредованы изменениями в молекуле ЛПС A. brasilense Sp245, вызванными инсерцией омегона в плазмиду 120-МДа. В связи с этим, нами было предпринято изучение химического состава ЛПС и первичной структуры повторяющихся звеньев О-ПС A. brasilense Sp245, КМ018 и КМ252.

Выделенные из сухой микробной массы и хроматографически очищенные ЛПС A. brasilense Sp245, КМ018, КМ252 содержали липид А, коровый олигосахарид и О-ПС - характерные компоненты макромолекулы этих биополимеров. В препаратах ЛПС всех исследуемых штаммов Azospirillum преобладали S-формы молекул.

В составе липидов А всех ЛПС были идентифицированы 3-окситетерадекановая, 3-оксигексадекановая, гексадекановая и октадеценовая жирные кислоты. Сходный жирнокислотный профиль был отмечен для ЛПС других азоспирилл (Chôma et al., 1984; 1987). Было показано, что на долю оксикислот приходилось около 70 % от веса МЭЖК, обнаруживаемых хроматографически, что согласуется с литературными данными о содержании оксикислот в липидах А (Красикова с соавт., 1989). ЛПСКм252 и ЛПСКМ018 характеризовались более высоким содержанием непредельной октадеценовой кислоты, по сравнению с ЛПС исходного штамма A. brasilense Sp245. Небольшие различия между штаммами обнаружены также и по количеству гексадекановой кислоты. Анализ полученных данных о составе ЛПС$Р245> ЛПСкм252 и ЛПСКмо18 позволяет предположить, что у ЛПС мутантных штаммов произошли некоторые изменения количественного соотношения жирных кислот в составе липидов А, что может сказываться на конформации молекул и оказывать существенное влияние на их биологическую активность. Кроме того, нами были выявлены значительные межштаммовые различия в содержании общего фосфора и глюкозами-на в ЛПС$Р245, ЛПСкм252 и ЛПСКмо18, что, как известно, оказывает существенное влияние на субмолекулярную организацию ЛПС в мембране (Соловьева, Оводов, 1992).

Методом кислотной деградации ЛПС были получены О-ПС A. brasilense Sp245, КМ018, КМ252. На основании их анализа методами ГЖХ, ИК-спектроскопии, ЯМРспектроскопии нами впервые было показано, что О-ПС этих трех штаммов имеют идентичную структуру повторяющихся звеньев, представляющих собой линейные пентасахариды рамнозы: ->2)-p-D-Rha/?-( 1 ->3)-a-D-Rha/?-( 1 ->3)-a-D-Rha/?-( 1 ->2)-a-D-Rha/?-( 1 ->2)-a-D-Rhap-( 1

Нам представлялось очень важным провести сравнительное исследование ЛПС А. Ъгasílense Sp245 и A. irakense КВС1, что, во-первых, позволило бы выявить межвидовые различия в строении ЛПС. Кроме того, наш интерес был привлечен к этим культурам в связи с их различиями в механизме ассоциативного взаимодействия с растениями. В результате проведенной работы, нами был охарактеризован биополимерный состав ЛПСква, на основании которого можно сделать заключение, что ли-пидные части ЛПСКвс1 и JinCsP245 имеют общий план строения. По литературным данным известно, что сроение липида А ЛПС считается родовым признаком бактерий.

Помимо общепринятой методики получения О-ПС гидролизом ЛПС, мы попытались использовать для этой цели метод прямой экстракции бактериальной массы А. irakense КВС1. Была показана возможность использования адаптированного для азоспирилл метода прямой экстракции О-полисахаридов, являющегося более эффективным, благодаря сокращению времени выделения и увеличению выхода ПС, для определения первичной структуры повторяющихся звеньев О-ПС.

Определение моносахаридного состава О-ПС A. irakense КВС1 методом ГЖХ ацетатов полиолов позволило идентифицировать Rha, Gal, Man в соотношении 3:2:1. С помощью распада по Смиту, ЯМР-спектроскопии было выявлено, что О-ПС является регулярным гетерополимером с разветвленным гексасахаридным повторяющимся звеном.

Присутствие рамнозы в составе О-ПС в качестве преобладающего или даже единственного компонента было показано для ряда азотфиксирующих бактерий (Fontaine et al., 1995), а также фитопатогенных бактерий (Книрель с соавт., 1988, Knirel and Zdorovenko, 1997). Таким образом, этот сахар является достаточно распространенным среди бактерий, вступающих в различные взаимоотношения с растениями. Это может являться показателем того, что данный углевод играет немаловажную роль в процессах узнавания и взаимодействия растений и микроорганизмов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Федоненко, Юлия Петровна, Саратов

1. Андреева И.Н., Редькина Т.В., Измайлов С.Ф. Роль индолилуксусной кислоты в стимулирующем действии Azospirillum brasilense на бобово-ризобиальный симбиоз // Физиол. раст. 1993. - Т. 40, № 6. - С. 902-907.

2. Бахолдина С.И., Красикова И.Н., Соловьева Т.Ф. Влияние способа культивирования и фазы роста на липополисахаридный состав Yersinia pseudotuberculosis II Биоорг. химия. 2001. - Т. 27, № 2. - С. 151-155.

3. Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Матора Л.Ю., Шварцбурд Б.И. Твердофазный иммуноанализ с использованием коллоидного золота в серотипировании азоспирилл // Микробиология. 1991. - Т. 60, № 3. - С. 524-529.

4. Большой практикум по физиологии растений. / Под ред. Б.А. Рубина. М.: Высш. школа, 1978. С. 347.

5. Бурыгин Г.Л., Матора Л.Ю., Щеголев С.Ю. Изменение антигенных свойств липополисахаридов Azospirillum brasilense при внесении в среду культивирования трис(гидроксиметил)аминометана // Прикл. биохимия и микробиология. 2002. -Т. 38, №3.-С. 292-294.

6. Волкогон В.В. Ассоциативные азотфиксирующие микроорганизмы // Микробиол. журн. 2000. - Т. 62, № 2. - С. 51-68.

7. Глаголева О.Б. Биологическая фиксация молекулярного азота: проблематика фундаментальных исследований и прикладные аспекты // Микробиология. 1998. -Т. 67, № 2. - С. 287-288.

8. Жемеричкин Д.А., Макаров О.Е., Скворцов И.М., Игнатов В.В. Выделение, фракционирование и моносахаридный состав О-специфических полисахаридов S-формы Azospirillum brasilense И Микробиология. 1989. - Т. 58, № 2. - С. 236-239.

9. Захарова И.Я., Косенко Л.В. Методы исследования микробных полисахаридов. Киев: Наукова думка, 1982. 192 с.

10. Здоровенко Г.М. Внеклеточный липополиеахарид грамотрицательных бактерий // Микробиол. журн. 1988. - Т. 50, № 4. - С. 98-107.

11. Здоровенко Г.М., Захарова И.Я., Гвоздяк Р.И., Книрель Ю.А. Липополисахариды фитопатогенных бактерий рода Pseudomonas II Химия и биохимия углеводов: Тез. докл. VIII Всесоюзной конф., 11-17 нояб. 1987 г. -Пущино, 1987. С. 10.

12. Здоровенко Г.М., Скрипник С.И. Экзоцеллюларный О-антигенный полисахарид Alcaligenes faecalis И Микробиол. журн. 1985. - Т. 47. - С. 65-71.

13. Калининская Т.А., Редькина Т.В., Белова Ю.М. и др. Применение ацетиленового метода для количественного учета разных групп азотфиксаторов методом предельных разведений // Микробиология. 1981. - Т. 50, № 5. - С. 924927.

14. Карпунина Л.В., Мельникова У.Ю., Коннова С.А., Аброськина О.М. Роль агглютинирующих белков бацилл и ризобий в межбактериальных взаимодействиях // Микробиология. 2001. - Т. 70, №4. - С. 519-524.

15. Кац Л.Н. Поверхностные сруктуры бактериальной клетки // Успехи совр. биологии. 1973. - Т. 76, вып. 3. - С. 395-414.

16. Книрель Ю.А. Липополисахариды грамотрицательных бактерий // Прогресс химии углеводов / под ред. И.В. Торгова. М.: Наука, 1985. -С. 54-71.

17. Книрель Ю.А., Кочетков Н.К. Строение липополисахаридов грамотрицательных бактерий // Биохимия. 1994. - Т. 58, вып. 2. - С. 166-181.

18. Книрель Ю.А., Кочетков Н.К. Строение липополисахаридов грамотрицательных бактерий // Биохимия. -1994. -Т. 58, вып. 2. С. 182-201.

19. Книрель Ю.А., Кочетков Н.К. Строение липополисахаридов грамотрицательных бактерий//Биохимия. -1995. -Т. 59, вып. 12 .-С. 1325-1383.

20. Коннова С.А., Рогова Т.А., Макаров O.E., Скворцов И.М., Игнатов В.В. Исследование внеклеточных полисахаридсодержащих комплексов иполисахаридов бактерий Azospirillum brasilense Cd // Микробиология. 1999. - Т. 68, №2. -С. 164-171.

21. Кочетков Н.К. Необычные моносахариды компоненты О-антигенных полисахаридов микроорганизмов // Успехи химии. - 1996. - Вып. 65, № 9. - С. 799835.

22. Красикова И.Н., Бахолдина С.И., Соловьева Т.Ф. Новый способ выделения О-специфического полисахарида из грамотрицательных бактерий Yersinia pseudotuberculosis II Биоорг. химия. 1998. - Т. 24, № 7. - С. 549-553.

23. Красикова И.Н., Соловьева Т.Ф., Оводов Ю.С. Структура и свойства липида А компонента эндотоксинов грамотрицательных бактерий // Химия природных соединений. - 1989. - № 5. - С. 601-615.

24. Кульшин В.А., Яковлев А.П., Аваева С.Н., Дмитриев Б.А. Улучшенный метод выделения липополисахаридов из грамотрицательных бактерий // Мол. генетика, микробиология и вирусология. 1987. - № 5. - С. 44-46.

25. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. М.: Медицина, 1974. - 424 с.

26. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. школа, 1980. - 293 с.

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

28. Матора Л.Ю., Щегол ев С.Ю. Антигенная идентичность липополисахаридов, капсулы и экзополисахаридов Azospirillum brasilense // Микробиология. 2002. - Т. 71, №2.-С. 211-214.

29. Мишустин Е.Н., Шильникова В.К. Биологическая фиксация атмосферного азота. М.: Наука, 1968. - 531 с.

30. Никитина В.Е., Пономарева Е.Г., Аленькина С.А., Коннова С.А. Участие бактериальных лектинов клеточной поверхности в агрегации азоспирилл // Микробиология. 2001. - Т. 70, №4. - С. 471-476.

31. Никовская Г.Н., Гордиенко А.С., Глоба Л.И. Гидрофильно-гидрофобные свойства микроорганизмов при различных условиях культивирования // Микробиология. 1985. - Т. 58, вып. 3. - С. 448-451.

32. Онофраш Л.Ф., Якимова М.Ф., Ковальжиу А.И., Волоскова М.М. Симбиотическая азотфиксация и пути ее повышения. Кишинев: Штиинца, 1992. -146 с.

33. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / под ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во МГУ, 1983. С. 115-116.

34. Скоупс Р. Методы очистки белков. М.: Мир, 1985. - С.315, 342

35. Спирин А.С. Спектрофотометрическое определение суммарного количества нуклеиновых кислот // Биохимия. 1958. - Т. 23, № 5. - С. 656-662.

36. Федоров М.В. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М.: Гос. Изд-во сельскохоз. лит-ры, 1957. - 231 с.

37. Чижов О.С., Шашков А.С. Масс-спектрометрия и ЯМР-спектроскопия в установлении структуры полисахаридов // Успехи химии углеводов / под ред. И.В. Торгова. М.: Наука, 1985. - С. 30-54

38. Adams GA. Extraction of lipopolysaccharides from gram-negative bacteria with dimethyl sulfoxide // Can. J. Biochem. 1967. - Vol. 45. - P. 422-426.

39. Agrawal P.K. NMR spectroscopy in the strucrural elucidation of oligosaccharides and glycosides //Phytochem. 1992. Vol. 31. - P. 3307-3330.

40. Alexander C., Rietschel E.T. Bacterial lipopolysaccharides and innate immunity // J. Endotoxin Res. 2001. - Vol. 7. - P. 167-202.

41. Arunakumari A., Lamm R.B., Neyra-Estens C.A. Changes in cell surface properties of azospirilla in relation to cell pleomorphism and aggregation // Symbiosis. 1992. -Vol. 13.-P. 291-305.

42. Aspinall G.O. Chemical characterization and structure determination of polysaccharides // The Polysaccharides / Ed. G.O. Aspinall. New York: Acad. Press, 1982.-Vol. 1.-P. 35-131.

43. Baldani J.I., Caruso L., Baldani V.L.D., Goi S.R., Dobereiner J. Recent advances in BNF with non-legume plants // Soil Biol. Biochem. 1997. - Vol. 29. - P. 911-922.

44. Baldani V.L.D., Alvarez M.A., De B., Baldani J.I., Dobereiner J. Establishment of inoculated Azospirillum spp. in the rizosphere and roots of field-grown wheat and sorghum // Plant Soil. 1986. - Vol. 90. - P. 35-46.

45. Baldani V.L.D., Baldani J.I., Dobereiner J. Effects of Azospirillum inoculation on root infection and nitrogen incorporation in wheat // Can. J. Microbiol. 1983. - Vol. 29, №8. -P. 924-929.

46. Baldani V.L.D., Baldani J.I., Dobereiner J. Inoculation of field-grown wheat (Triticum aestivum) with Azospirillum spp. in Brazil // Biol. Fertil. Soils. 1987. - Vol. 4.-P. 57-60.

47. Barber L.E., Russell S.A., Evans H.J. Inoculation of millet with Azospirillum II Plant Soil. 1979.-Vol. 52.-P. 49-57.

48. Barbieri P., Zanelli T., Galli E., Zanetti G. Wheat inoculation with Azospirillum brasilense Sp6 and some mutants altered in nitrogen fixation and indole-3-acetic acid production // FEMS Microbiol. Lett. 1986. - Vol. 36. - P. 87-90.

49. Baron C., Zambryski P.C. Notes from the underground: Highlights from plant-microbe interactions // Disease Pest. Resist. 1995. - Vol. 3. - P. 356-362.

50. Bashan Y., Holguin G. Azospirillum plant relationships: environmental and physiological advances (1990-1996). // Can. J. Bacteriol. - 1997. - Vol. 43. - P. 103-121.

51. Bashan Y., Singh M., Levanony H. Contribution of Azospirillum brasilense Cd to growth of tomato seedlings is not through nitrogen fixation // Can. J. Bot. 1989. - Vol. 67. - P. 2429-2434.

52. Becking J.H. Fixation of molecular nitrogen by an aerobic Vibrio or Spirillum // J. Microbiol. Serol. 1963. - Vol. 29. - P.326.

53. Bejerinck M.W. Über ein Spirillum, welches freien Stickstoff binden kann // Zentralbl. Bakteriol. Parasitenkd. Infectionkr. Hyg. Abt. 1925. - Bd. 63. - S. 353-359.

54. Bekri M.A., Desair J., Keijers V., Proost P., Searle-van Leeuwen M., Vanderleyden J., Vande Broek A. Azospirillum irakense produces a novel type of pectate lyase // J. Bacteriol. 1999. - Vol. 181. - P.2440-2447.

55. Berenblum I., Chain E. An improved method for the colorimetric determination of phosphate // Biochem. J. 1938. - Vol. 32, № 2. - P. 295-298.

56. Beveridge T.J. Ultrastructure, chemystry and function of the bacterial cell wall // Int. Rev. Cytol. 1981. - Vol. 72. - P. 229-317.

57. Beveridge T.J., Graham L.L. Surface layers of bacteria // Microbiol. Rev. 1991. -Vol. 55. - P. 684-705.

58. Bhagya Lakshmi S.K., Bhat U.R., Wartenberg K., Schlecht S., Mayer H. Temperature-dependent incorporation of 4-amino-L-arabonose in lipid A of distinct Gram-negative bacteria // FEMS Microbiol. Lett. 1989. - Vol. 60. - P. 317-322.

59. Bock K., Pedersen C. Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy of monosaccharides // Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 1983. - Vol. 41. - P. 27-66.

60. Boddey R.M., Baldani V.L.D., Baldani J.I., Döbereiner J. Effect of inoculation of Azospirillum spp on the nitrogen assimilation of field grown wheat // Plant Soil. 1986. -Vol. 95.-P. 109-121.

61. Borneleit P., Blechschmidt B., Blasig R., Franke P., Gunter P., Kleber H.-P. Preparation of R-type lipopolysaccharides of Acinetobacter calcoaceticus by EDTA-salt extraction. // Curr. Microbiol. 1989. Vol. 19. P. 77-81.

62. Brade H., Rietschel E.T. Alpha-2-4-interlinked 3-deoxy-D-manno-octulosonic acid disaccharide. A common constituent of enterobacterial lipopolysaccharides // Eur. J. Biochem. 1984. - Vol. 145. - P. 231-236.

63. Bredford M. A rapid and sentive method for protein analysis the principe of protein-dye binding // Anal. Biochem. 1976. - Vol. 72. - P.248-254.

64. Brink B.A., Miller J., Carlson R.W., Noel K.D. Expression of Rhizobium leguminosarum CFN42 genes for lipopolysaccharide in strains derived from different Rhizobium leguminosarum soil isolates // J. Bacteriol. 1990. - Vol. 172. - P. 548-555.

65. Burdman S., Jurkevitch E., Schwartsburd B., Hampel M., Okon Y. Aggregation in Azospirillum brasilense: effects of chemical and physical factors and involvement of extracellular components // Microbiol. 1998. - Vol. 144. - P. 1989-1999.

66. Carlson R.W., Hollingsworth R.L., Dazzo F.B. A core oligosaccharide component from the lipopolysaccharide of Rhizobium trifolii ANU843 // Carbohydr. Res. 1988. -Vol. 176.-P. 127-135.

67. Choma A., Lorkiewicz Z., Russa R. Analysis of Azospirillum lipopolysaccharides // Abstracts of the 9th International Congress of Nitrogen Fixation. Cancur, Mexico. 1992. -P. 125.

68. Choma A., Russa R., Lorkiewicz Z. Chemical composition of lipopolisaccharide from Azospirillum lipoferum IIFEMS Microbiol. Lett. 1984. - Vol. 22. - P. 245-248.

69. Choma A., Russa R., Mayer H., Lorkiewicz Z. Chemical analysis of Azospirillum lipopolysaccharides // Arch. Microbiol. 1987. - Vol. 146. - P. 341-345.

70. Clover R.H., Kieber J., Singer E.R. Lipopolysaccharide mutants of Rhizobium meliloti are not defective in symbiosis // J. Bacteriol. 1989. - Vol. 171. - P. 3961-3967.

71. Costerton J.W., Lewandowski Z., Caldweil D.E., Korber D.R., Lappin-Skot H.M. Microbial biofilms // Annu. Rev. Microbiol. 1995. - Vol. 49. - P. 711-745.

72. Cox A.D., Wilkinson S.G. Ionizing groups in lipopolysaccharides of Pseudomonas cepacia in relation to antibiotic resistance // Mol .Microbiol. 1991. - Vol. 5. - P. 641646.

73. Cuicanu I., Kerek F. A simple and rapid method for the permetylation of carbohydrates // Carbohydr. Res. 1984. - Vol. 131. - P. 209-217.

74. Day J.M., Dobereiner J. Physiological aspects of N2-fixation by Spirillum from digitaria roots // Biol. Chem. 1976. - Vol. 8. - P. 46-60.

75. Dazzo F.B., Brill W.J. Bacterial polysaccharide which binds Rhizobium trifolii to clover root hairs//J. Bacteriol. 1979. - Vol. 137.-P. 1362-1373.

76. De Troch P., Vanderleyden J. Surface properties and motility of Rhizobium and Azospirillum in relation to plant root attachment // Microbiol. Ecol. 1996. - Vol. 32. -P. 149-169.

77. Del Gallo M., Fendrik I. The rhizosphere and Azospirillum II In: Azospirillum / Plant Associations / Ed. Okon Y. Boca Raton: CRC Press, 1994. P. 57-76.

78. Del Gallo M., Haegi A. Characterization and quantification of exocellular polysaccharides in Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum II Symbiosis. -1990.-Vol. 9.-P. 155-156.

79. Del Gallo M., Negi M., Neyra C. A. Calcofluor- and lectin-binding exocellular polysaccharides of Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum II J. Bacteriol. -1989.-Vol. 171.-P. 3504-3510.

80. Dische Z. A new specific color reaction of hecsuronic acid // J. Biol. Chem. 1947. -Vol. 167, № 1. - P. 189-198.

81. Dobbelaere S., Croonenborghs A., Thys A., Vande Broek A., Vanderleyden J. Phytostimulatory effect of Azospirillum brasilense wild type and mutant strains altered in IAA production on wheat // Plant Soil. 1999. - Vol. 212. - P. 155-164.

82. Dobereiner J. History and new perspectives of diasotrophs in associations with non-leguminous plants // Symbiosis. 1992. - Vol. 13. - P. 1-13.

83. Dobereiner J. Recent changes in concepts of plant bacteria interactions: Endophytic N2 fixing bacteria// Ciencia e Cultura. 1992. - Vol. 44. - P. 310-313.

84. Dobereiner J., Day J.M. Associative symbiosis in tropical grasses: characterisation of microorganisms and dinitrogen-fixing sites // Proc. I Intern. Symp. Nitrogen Fixat / Ed. W.E.Newton, C.J.Nyman. Washington. - 1976. - P.518-537.

85. Dobereiner J., Pedrosa F.O. Nitrogen-fixing bacteria in nonleguminous crop plants. Madison: Science Tech Publishers, 1987. P. 61-65.

86. Dowhan W. Genetic analysis of lipid-protein interactions in Escherichia coli membranes // Biochem. Biophys. Acta. 1998. - Vol. 1376. - P. 455-466.

87. Dubois M., Gilles K. A., Hamilton J. K., Rebers P. A., Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances // Anal. Chem. 1956. - Vol. 28, № 3. -P. 350-356.

88. Dufrene Y.F., Rouxhet P.G. Surface composition, surface properties, and adgesiveness of Azospirillum brasilense variation during growth // Can. J. Microbiol. -1996.-Vol. 42.-P. 548-556.

89. Eckert B., Weber O.B., Kirchhof G., Halbritter A., Stoffels M., Hartmann A. Azospirillum doebereinerae sp. nov. a diazotrofic bacterium associated with Miscanthus sinesis 'giganteus' // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2001. - Vol. 51. - P. 17-26.

90. Fages J. Azospirillum inoculants and field experiments // In: AzospirillumfPlant Associations / Ed. Okon Y. Boca Raton: CRC Press, 1994. P. 87-109.

91. Fahraeus G. The infection of clover root hairs by nodull bacteria studied by simple glass slide technique // J. Gen. Microbiol. 1957. - Vol. 16. - P. 374-381.

92. Fallik E., Sarig S., Okon Y. Morfology and physiology of plant roots associated with Azospirillum II In: AzospirillumfPhni Associations / Ed. Okon Y. Boca Raton: CRC Press, 1994.-P. 77-85.

93. Faure D., Desair J. Keijers V., Bekri M.A., Proost P., Henrissat B., Vanderleyden J. Growth of Azospirillum irakense KBC1 on the aryl beta-glucoside salicin requires either salA or salB // J. Bacteriol. 1999. - Vol. 181. - P. 3003-3009.

94. Fischer S.E., Miguel M.J., Mori G.B. Effect of root exudates on the exopolysaccharide composition and the lipopolysaccharide profile of Azospirillumbrasilense Cd under saline stress // FEMS Microbiol. Lett. 2003. - Vol. 219. - P. 5362.

95. Fontaine T., Stephan M.P., Debarbieux L., Previato J.O., Mendon^a- Previato L. Lipopolysaccharides from six strains of Acetobacter diazotrophicus II FEMS Microboil. Lett. 1995. - Vol. 132. - P. 45-50.

96. Galanos C., Freunderberg M.A., Liideritz O., Rietschel E.T., Westphal O. Chemical, physiochemical and biological properties of bacterial lipopolysaccharides // Progr. Clin. Biol. Res. 1979. - Vol. 29. - P. 321-332.

97. Galanos C., Liideritz O. Electrodialysis of lipopolysaccharides and their conversion to uniform salt forms // Eur. J. Biochem. 1975. - Vol. 54. - P. 603-610.

98. Garcia-del Portillo F., Stein M.A., Finlay B.B. Release of lipopolysaccharide from intracellular compartments containing Salmonela typhimurium to vesicles of the host epithelial cell // Infect. Immun. 1997. - Vol. 65. - P. 24-34.

99. Gervig G.J., Kamerling J.P., Vliegenthart J.F.G. Determination of the D and L configuration of neutral monosaccharides by high-resolution capillary g.l.c. // Carbohydr. Res. 1978. - Vol. 62. - P. 349-357.

100. Giwercman B., Fomsgaard A., Mansa B., Hoiby N. Polyacrylamide gel electrophoresis analysis of lipopolysaccharide from Pseudomonas aeruginosa growing planktonically and as biofilm // FEMS Microbiol. Immunol. 1992. - Vol. 89. -P. 225229.

101. Goldman R.C., Leive L. Electroforetic separation of lipopolysaccharide monomers differing in polysaccharide length // Meth. Enzymol. 1987. - Vol. 138. - P. 267-275.

102. Goldshtein I.G., Hughes R.C., Monsigni M., Osawa T., Sharon N. What should be called a lectin? //Nature. 1980. - Vol. 285. - P. 66.

103. Goldstein I.J., Hay J.W., Lavis B.A., Smith F. Controlled degradation of polysaccharides by periodate oxidation, reduction, and hydrolysis // Methods Carbohydr. Chem., 1965. Vol. 5. - P. 361-370.

104. Graham T.L., Sequeira L., Huang T.S. Bacterial lipopolysaccharides as inducers of disease resistance in tobacco // Appl. Environ. Microbiol. 1977. - Vol. 34. - P. 424432.

105. Hakomori S. -I. A rapid permetylaion of glicolipids and polysaccharides catalyzed by methylsulfinyl carbanion in dimethylsulfoxide // J. Biochem. 1964. - Vol. 55. - P. 205208.

106. Hall P.G., Krieg N.R. Application of the indirect immunoperoxidase stain technique to the flagella of Azospirillum brasilense II Appl. Environ. Microbiol. 1984. - Vol. 47. -P. 433-435.

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

108. Hammod-Kosack K.E., Jones J.D.G. Plant disease resistance genes // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1997. - Vol. 48. - P. 575-607.

109. Hartmann A., Zimmer W. Physiology of Azospirillum II Azospirillum-Vlmt Associations / Ed. Okon Y. Boca Raton. Fl.: CRC Press, 1994. - P. 15-39.

110. Hitchcock P.J., Brown T.M. Morphological heterogeneity among Salmonella lipopolysaccharide chemotypes in silver-stain polyacrylamide gels // J. Bacteriol. 1983. -Vol. 154.-P. 269-277.

111. Hoist O., Ulmer H., Flad H.D., Rietschel E.T. Biochemistry and cell biology of bacterial endotoxins // FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1996. - Vol. 16. - P. 83-104.

112. Huijbregts R.P.H., de Kroon A.I.P.M., de Kruijff B. Topology and transport of membrane lipids in bacteria // Biochem. Biophys. Acta. 2000. - Vol. 1469. - P. 43-61.

113. Jain D.K., Patriquin D.G. Characterisation of a substance produced by Azospirillum which causes branching of wheat root hairs // Can. J. Microbiol. 1985. - Vol. 31. - P. 206-210.

114. Jann K., Westphal O. Microbial polysaccharides // The antigens / Ed. Sela M. New York: Acad. Press, 1975. P. 1-125.

115. Jansson P. -E., Kenne L., Leigren H., Lindberg B., Lonngren J. A practical guide to the methylation analysis of carbohydrates // Chem. Commun. Univ. Stockholm. 1976. -Vol. 8.-P. 1-75.

116. Jansson P. -E.; Kenne L.; Widmalm G. Computer-assisted structural analysis of polysaccharides with an extended version of CASPER using 1H- and 13C-n.m.r. data // Carbohydr. Res. 1989.-Vol. 188.-P. 169-191.

117. Johnson K.G., Perry M.B., Mc Donald I.J., Russel R.R.B. Cellular and free lipopolysaccharides of some species of Neisseria II Can. J. Microbiol. 1975. - Vol. 21. -P. 1969-1980.

118. Iguchi T., Kondo S., Hisatsune K. Sugar composition of the polysaccharide portion of lipopolysaccharides of Vibrio fluvialis, Vibrio vulnificus, and Vibrio mimicus H Microbiol. Immunol. 1989.-Vol. 33.-P. 833-841.

119. Kannenberg E.L., Brewin N.J. Host-plant invasion by Rhizobium: the role of cell-surface components // Trends Microbiol. 1994. - Vol. 2. - P. 277-283

120. Kapulnik Y., Gafny R., Okon Y. Effect of Azospirillum spp. inoculation on root development and N03" uptake in wheat (Triricum aestivum cv. Miriam) in hydroponic systems // Can. J. Bot. 1985a. - Vol. 63. - P. 627-631.

121. Kapulnik Y., Okon Y., Henis Y. Changes in root morphology of wheat caused by Azospirillum inoculation // Can. J. Microbiol. 19856. - Vol. 31. - P. 881-887.

122. Karkhanis D., Zeltner Y., Jackson J., Carlo J. A new and improved microassay to determing 2-keto-3-deoxyoctnate in lipopolysaccharide of gram-negative bacteria // Anal. Biochem. 1978. - Vol. 85, № 2. - P. 595-601.

123. Katsura S., Isogai A., Onabe F., Usuda M. NMR analysis of polysaccharide containing amine groups // Carbohydr. Polym. 1992. - Vol. 18. - P. 283-288.

124. Katzy E.I., Matora L.Yu., Serebrennikova O.B, Sheludko A.V. Involvement of a 120-MDa plasmid of Azospirillum brasilense Sp245 in the production of lipopolysaccharides II Plasmid. 1998. - Vol. 40. - P. 73-83.

125. Kern M. Selective binding of lipid A to responder and nonresponder B lymphocyte subpopulations // Rev. Infect. Dis. 1984. - Vol. 6. - P. 506-510.

126. Khammas K.M., Ageron E., Grimont P.A.D., Keiser P. Azospirillum iracense sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium associated with rise roots and rhizosphere soil // Res. Microbiol. 1989. - Vol. 140. - P. 679-693.

127. Kloepper J.W., Beauchamp C.J. A review of issues related to measuring colonization of plant roots by bacteria // Can. J. Microbiol. 1992. - Vol. 38. - P. 1219-1232.

128. Knirel Y.A. Polysaccharide antigens of Pseudomonas aeruginosa II CRC Crit. Rev. Microbiol. 1990. - Vol. 17. - P. 273-304.

129. Knirel Y.A., Vinogradov E.V., Mort A.J. Applicatoin of anhydrous hydrogen fluoride for the structural analysis of polysaccharides // Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 1989. - Vol. 47. - P. 167-202.

130. Knirel, Y.A.; Zdorovenko, G.M. In Pseudomonas syringae Pathovars and Related Pathogens / Eds Rudolph K.; Burr T. J.; Mansfield J. W.; Stead D.; Vivian A.; von Kietzell J., Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic, 1997. P. 475-480.

131. Kobata A. Structures and functions of the sugar chains of glycoproteins // Eur. J. Biochem. 1992. - Vol. 209. - P. 483-501.

132. Koch A.L. The biophysics of the gram-negative periplasmic space // Crit. Rev. Microbiol. 1998. - Vol. 24. - P. 23-59.

133. Koch A.L., Woeste S.W. The elasticity of the sacculus of Esherichia coli II J. Bacteriol. -1992. Vol. 174. - P. 4811-4819.

134. Kondo S., Hisatsune K. Rapid preparation of samples for compositional sugar analysis of the "degraded polysaccharide" fraction of lipopolysaccharides from Vibrio cholerae II Microbiol. Immunol. 1988. - Vol. 32. - P. 907-915.

135. Kondo S., Hisatsune K. Sugar composition of the polysaccharide portion of lipopolysaccharides isolated from non-Ol Vibrio cholerae 02 to 041, 044, and 068 // Microbiol. Immunol. 1989. - Vol. 33. - P. 641-648.

136. Krieg N.R., Dobereiner J. Genus Azospirillum (Tarrand, Krieg, Dobereiner, 1979) // Bergey's manual of systematic bacteriology / Eds. Krieg N.R, Holt J.G. Baltimore: Williams and Wilkins, 1984. P. 94-104.

137. Lagares A., Caetano-Anolles G., Niehaus K., Lorenzen J., Ljunggren H.D., Puhler A., Favelukes G. A Rhizobium meliloti lipopolysaccharide mutant altered in competitiveness for nodulation of alfalfa // J. Bacteriol. 1992. - Vol. 174. - P. 59415952.

138. Leive L., Sholvin V.K., Mergenhagen. S.E. Physical, chemical, and immunological properties of lipopolysaccharide released from Escherichia coli by ethylenediaminetetraacetate // J. Biol. Chem. 1968. - Vol. 243. - P. 6384-6391.

139. Leontein K., Lindberg B., Lonngren J. Assigment of absolute configuration of sugars by g.l.c. of their acetylated glycosides formed from chiral alcohols // Carbohydr. Res. -1978.-Vol. 62.-P. 359-362.

140. Lerouge I., Vanderleyden J. O-antigen structural variation and possible roles in animal/plant-microbe interactions // FEMS Microbiol. Rev. 2001. - Vol. 26. - P. 17-47.

141. Liang-Takasaki C.J., Makela P.H., Leive L. Phagocytosis of bacteria by macrophages: changing the carbohydrate of lipopolysaccharide alters interaction with complement and macrophages // J. Immunol. 1982. - Vol. 128. - P. 1229-1235.

142. Lin W., Okon Y., Hardy R.W.F. Enhanced mineral uptake by Zea mays and Sorghum bicoclor roots inoculated with Azospirillum brasilense II Appl. Environ. Microbiol. -1983.-Vol. 45.-P. 1775-1779.

143. Lindberg A.A., Holme T. Evaluation of some extraction methods for the preparation of bacterial lipopolysaccharides for structural analysis // Microbiol. Immunol. 1972. -Vol. 80.-P. 751-759.

144. Lipkind G.M., Shashkov A.S., Knirel Y.A., Vinogradov E.V., Kochetkov N.K. A1computer-assisted structural analysis of regular polysaccharides on the basis of C-n.m.r. data // Carbohydr. Res. 1988. - Vol. 175. - P. 59-75.

145. Luderitz O., Galanos C., Lehmann V., Mayer H., Rietschel E.T., Weckesser J. Chemical structure and biological activities of lipid A's from various bacterial families // Naturwissen. 1978. -Vol. 65. - P. 578-585.

146. Lugtenberg B., Van Alphen L. Molecular architecture and functioning of the outer membrane of Escherichia coli and other gram-negative bacteria // Biochem. Biophys. Acta. 1983.-Vol. 737. - P. 51-115.

147. Lynch J.M. The rhisosphere // New York: Wiley, 1990. P-?

148. Magalhaes F.M., Baldani J.I., Souto S.M., Kuykendall J.R., Dobereiner J. A new acid-tolerant Azospirillum species // An. Acad. Bras. Cienc. 1983. - Vol. 55. - P. 417430.

149. Magalhaes F.M., Dobereiner J. Ocorrencia de Azospirillum amazonense em alguns ecossistemas da Amazonia // Rev. Microbiol. 1984. - Vol. 15. - P. 246-252.

150. Maitra S.K., Nachum R., Pearson F.C.Establishment of beta-hydroxy fatty acids as chemical marker molecules for bacterial endotoxin by gas chromatography-mass spectrometry // Appl. Environ. Microbiol., 1986. - Vol. 52. - P. 510-514.

151. Mamat U., Seydel U., Grimmecke D., Hoist O., Reitschel E.T. Lipopolysaccharides // In: Carbohydrates and Their Derivative Including Tannins, Cellulose, and Related Lignins / Ed Pinto, B.M. Amsterdam: Elsevier, 1999. Vol. 3. - P. 179-239.

152. Martin-Didonet C.C.G., Chubatsu L.S., Sousa E.M., Kleina M., Rego F.G.M., Rigo L.U., Yates M.G., Pedrosa F.O. Genome structure of the genus Azospirillum II J. Bacteriol. 2000. - Vol. 182. - P. 4113-4116.

153. Matora L.Y., Serebrennikova O.B., Shchyogolev S.Y. Structural effects of the Azospirillum lipopolysaccharides in cell suspensions // Biomacromol. 2001. - Vol. 2. -P. 402-406.

154. Mayer H., Tharanathan R.N., Weckesser J. Analysis of lipopolysaccharides of Gramnegative bacteria // Meth. Microbiol. 1985. - Vol. 18. - P. 157-207.

155. Medzitov R., Janeway J.C. The Toll receptor family and microbial recognition // Trends. Microbiol. 2000. - Vol. 8. - P. 452-456.

156. Mertens T., Hess D. Yield increases in spring wheat (Triticum aestivum L.) inoculated with Azospirillum lipoferum under greenhouse and field conditions of temperate region // Plant Soil. 1984. - Vol. 82. - P. 87-99.

157. Michiels K., Verreth C., Vanderleyden J. Azospirillum lipoferum and Azospirillum brasilense surface polysaccharide mutants that are affected in flocculation // J. Appl. Bacteriol. 1990. - Vol. 69. - P. 705-711.

158. Michiels K.W., Croes C.L., Vanderleyden J. Two different modes of attachment of Azospirillum brasilense Sp7 to wheat roots // J. Gen. Microbiol. 1991. - Vol. 137. - P. 2241-2246.

159. Mishkind M.L., Palevitz B.A., Raikhel N.V. Localization of wheat germ agglutinin-like lectins in various species of the Graminea // Science. 1983. - Vol. 220. - P. 12901292.

160. Moens S., Michiels K., Keijers V., Van Leuven F., Vanderleyden J. Cloning, sequencing and phenotypic analysis of lafl, encoding flagellin of the lateral flagella of Azospirillum brasilense Sp7 // J. Bacteriol. 1995. - Vol. 177. - P. 5419-5429.

161. Moens S., Vanderleyden J. Function of bacterial flagella // Crit. Rev. Microbiol. -1996.-Vol. 22.-P. 67-100.

162. Morgan W.T.J.; Partridge S.M. Studies in immunochemistry. 6. The use of phenol and of alkali in the degradation of antigenic material isolated from Bact. dysenteriae (Shiga) // Biochem. J. 1941. - Vol. 35. - P. 407-417.

163. Muller-Seitz E., Jann B., Jann K. Degradation studieson the lipopolysaccharide from E. coli 0.71:k:H12. Separation and inoestigation of O-specificand core polysaccharides // FEBS Letters. 1968.-Vol. 1, № 5. - P. 311-314.

164. Newman M.-A., Dow J.M., Daniels M.J. Bacterial lipopolysaccharides and plant-pathogen interactions // Eur. J. Plat Pathol. 2001. - Vol. 107. - P. 95-102.

165. Newman M.-A., Van Roepenack E., Daniels M., Dow M. Lipopolysaccharides and plant respones to phytopathogenic bacteria // Plant Pathol. 2000. - Vol. 1. - P. 25-31.

166. Nikaido H., Vaara T. Molecular basis of bacterial outer membrane permeability // Microbiol. Rev. 1985. - Vol. 49. - P. 1-32.

167. Noel K.D., Forsberg L.S., Carlson R.W. Varying the abudance of O antigen in Rhizobium etli and its effect on symbiosis with Phaseolus vulgaris II J. Bacteriol. 2000. -Vol. 182.-P. 5317-5324.

168. Noel K.D., Vanden Bosch K.A., Kulpaca B. Mutations in Rhizobium phaseoli that lead to arrested development of infection threads // J. Bacteriol. 1986. - Vol. 168. - P. 1392-1401.

169. Nur I., Steinitz Y.L., Okon Y., Henis Y. Carotenoid composition and function in nitrogen fixing bacteria of the genus Azospirilliim II J. Gen. Microbiol. 1981. - Vol. 122. -P. 27-32.

170. Okon Y., Itzigsohn R. The development of Azospirilliim as a commercial inoculant for improving crop yields // Biotechnol. Adv. 1995. - Vol. 13. - P. 415-424.

171. Okon Y., Kapulnik Y. Development and function of Azospirillum-\noc\AdL\.t& roots // Plant Soil. 1986. - Vol. 90. - P. 3-16.

172. Okon Y., Labandera-Gonzalez C.A. Agronomic applications of Azospirilliim: an evalution of 20 years worldwide field inoculation // Soil Biol. Biochem. 1994. - Vol. 26. -P. 1551-1601.

173. Okon Y., Vanderleyden J. Root-associated Azospirillum species can stimulate plants // ASM News. 1997. - Vol. 63. - P. 366-370.

174. Ouchterlony O., Nilsson L.-A. // Handbook Experimental Immunology / Ed. Weiz D.M. Oxford: Alden Press, 1979.-Vol. l.-P. 19-33.

175. Parker J.H., Smith G.A., Fredrickson H.L., Vestal J.R., White D.C.Sensitive assay, based on hydroxy fatty acids from lipopolysaccharide lipid A, for Gram-negative bacteria in sediments //Appl. Environ. Microbiol. 1982. - Vol. 44. - P. 1170-1177.

176. Patriquin D.G., Dobereiner J. Light microscopy observations of tetrazolium-reducing bacteria in the endorhizosphere of maize and other grasses in Brazil // Can. J. Microbiol. 1978.-Vol. 24.-P. 734-742.

177. Patriquin D.G., Dobereiner J., Jain D.K. Sites and processes of association between diazotrophs and grasses // Can. J. Microbiol. 1983. - Vol. 29. - P. 900-915.

178. Perepelov A.V., Babicka D., Shashkov A.S., Arbatsky N.P., Senchenkova S.N., Rozalsky A., Knirel Y.A. Structure and cross-reactivity of the O-antigen of Proteus vulgaris 08 // Carbohydr. Res., 1999. Vol. 318. - P. 186-192.

179. Plasinsky J., Rolfe B. G. Analysis of pectolytic activity of Rhisobium and Azospirillum strains isolated from Trifolium repens II J. Plant. Physiol. 1985. - Vol. 120. -P. 181-187.

180. Plesiat P., Nikaido H. Outer membranes of gram-negative bacteria are permeable to steroid probes. // Mol. Microbiol. 1992. - Vol. 6. - P. 1323-1333.

181. Puohiniemi R., Mustiala A., Helander I.M., Sarvas M. Conformation of Escherichia coli outer membrane protein OmpA produced in Bacillus subtillis: influence of lipopolysaccharide // FEMS Microbiol. Lett. 1993. - Vol. 106. - P. 105-110.

182. Ribi E. Beneficial modification of the endotoxin molecule // J. Biol. Response. Mod. 1984.-Vol. 3.-P. 1-9.

183. Rietschel E.T., Brade L., Hoist O. Cellular and molecular aspects of endotoxin reactions / Eds. Novotny A., Spitzer J.J., Ziegler E.J. Amsterdam: Elsiver, 1990. P. 1532.

184. Sadasivan L., Neyra C.A. Flocculation in Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum: exopolysaccharides and cyst formation // J. Bacteriol. 1985. - Vol. 163. - P. 716-723.

185. Savardecker J.S, Sloneker J.H., Jeans A. Quantitative determination of monosaccharides as their alditol acetates by gas liquid chromatography // Anal. Chem. -1965.-Vol. 37.-P. 1602-1603.

186. Schuster B.G., Neidig M., Alving B.M., Alving C.R. Production of antibodies against phosphocholine, phosphatidylcholine, sphingomyelin, and lipid A by injection of liposomes containing lipid A // J. Immunol. 1979. - Vol. 122. - P. 900-905.

187. Shashkov A.S., Lipkind G.M., Knirel Y.A., Kochetkov N.K. Stereochemical factors13determining the effects of glycosylation on the C chemical shifts in carbohydrates // Magn. Reson. Chem. 1988. - Vol. 26. - P. 735-747.

188. Skvortsov I.M., Ignatov V.V. Extracellular polysaccharides and polysaccharide-containing biopolymers from Azospirillum species: properties and the possible role in interaction with plant roots // FEMS Microbiol. Lett. 1998. - Vol. 165. - P. 223-229.

189. Sly L.I., Stackebrandt E. Description of Skermanella parooensis gen. nov. sp. nov. to accommodate Congrlomeromonas largomobilis subsp. Largomobilis to the genus Azospirillum // Int. J. Syst. Bacteriol. 1999. - Vol. 49. - P. 541-544.

190. Smith K.P., Handelsman J., Goodman R.M. Genetic basis in plants interactions with disease suppressive bacteria // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1999. - Vol. 96. - P. 47864790.

191. Steenhoudt O., Vanderleyden J. Azospirillum, a free-living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses: genetic, biochemical and ecological aspects // FEMS Microbiol. Rev. 2000. - Vol. 24. - P. 487-506.

192. Sutherland I.W. Bacterial exopolysaccharides // Adv. Microbiol. Physiol. 1972. -Vol. 8.-P. 143-210.

193. Sutherland I.W. Biosynthesis of microbial exopolysaccharides // Adv. Microbiol. Physiol. 1982. - Vol. 23. - P. 79-150.

194. Tayler M., Milam J., Smith R. Isolation of Azospirillum from divers geographic regions // Can. J. Microbiol. 1979. - Vol. 25. - P. 693.

195. Tien T.M., Diem H.G., Gaskins M.H., Hubbell D.H. Polygalacturonic acid transeliminase production by Azospirillum species 11 Can. J. Microbiol. 1981. - Vol. 27. -P. 429-431.

196. Tien T.M., Gaskins H.M., Hubbel D.H. Plant growth substances prodused by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of Pearl millet II Appl. Environ. Microbiol. 1979. - Vol. 37. - P. 1016-1024.

197. Tsai C.M., Frasch C.E. A sensitive silver stain for delecting lipopolysaccharides in polyacrylamide gels // Anal. Biochem. 1982. - Vol. 119. - P. 115-119.

198. Umali-Garsia M., Hubbel D.H., Gaskins M.H. Process of infection of Panicum maximum by Spirillum lipoferum II In: Environmental role of nitrogen-fixing blue-green algae and asymbiotic bacteria. Ecol. Bull. (Stockholm), 1978. Vol. 26. - P. 373-379.

199. Umali-Garsia M., Hubbel D.H., Gaskins M.H., Dazzo F.B. Association of Azospirillum with grass roots // Appl. Environ. Microbiol. 1980. - Vol. 39. - P. 219-226.

200. Vande Broek A., Lambrecht A., Vanderleyden J. Bacterial chemotactic motility is important for the initiation of wheat root colonization by Azospirillum brasilense II Microbiology. 1998. - Vol. 144. - P. 2599-2606.

201. Vande Broek A., Vanderleyden J. The genetics of the Azospirillum-plant root association // Crit. Rev. Plant Sci. 1995. - Vol. 14. - P. 445-466.

202. Vinogradov E.V., Bock K., Hoist O., Brade H. The structure of the lipid A-core region of the lipopolysaccharides from Vibrio cholerae 01 smooth strain 569B (Inaba) and rough mutant strain 95R (Ogawa) // Eur. J. Biochem. 1995. Vol. 233. - P. 152-158.

203. Vlassak K., Reynders L. Association of free-living nitrogen fixing bacteria with plant roots in temperate region // Microbiol. Ecol. B. 1978. - P. 307-309.

204. Vorob'ev A.A., Borisova E.V., Molozhavaia O.S., Borisov V.A. Immunosuppressive effects of pathogenic gram-negative bacteria // Vestn. Ross. Akad. Med. Nauk. 2001. -Vol. 2.-P. 21-25.

205. Westphal O., Jann K. Bacterial lipopolysaccharides. Extraction with phenol-water and further applications of the procedure // Methods Carbohydr. Chem. 1965. - Vol. 5. -P. 83-91.

206. Westphal O., Lüderitz O., Bister F.Z. Über die Extraktion von Bakterien mit Phenol/Wasser // Z. Naturforsh: Anorg. Chem., Org. Chem., Biochem., Biophys., Biol. -1952.-Bd7B.-S. 148-155.

207. Westphal O., Lüderitz O. Chemische Erforschung von Lipopolysacchariden Gramnegativer Bakterien // Angew.Chem. 1954. - Vol. 66. - P. 407-417.

208. Wood P.J., Fulcher R.G. Interaction of some dyes with cereal ß-glucans // Cereal Chem. 1978. - Vol. 55. - P. 952-966.l'ÜCOüi r

209. ГОСУДАГ"-': '.^»J библпотб1^- s