Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Олигоазотрофные микроорганизмы почвы

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Олигоазотрофные микроорганизмы почвы"

/V: О 36 7 (

АКАДЕМИЯ НАУК СССР £

ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ

На правах рукописи

МАЛЬЦЕВА Нина Николаевна

УДК 579.22 + 579.64:631.46

0ЛИГ0А30ТР0ФНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ

ПОЧВЫ

(03.00.07 — микробиология) 1

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва—19.49

Работа выполнена в Институте микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотиого АН УССР и в Украинском научно-исследовательском институте сельскохозяйственно» микробиологии Южного Отделения ВАСХНИЛ

Официальные оппоненты: доктор биологических паук

Д. И. НИКИТИН,

доктор биологических паук, профессор Б. К. ШИЛЬНИКОБА, доктор биологических наук Н. П. ЛЬВОБ.

Ведущая организация: Всесоюзный паучио-пселедовательскпц

институт сельскохозяйственной микробиологии ВАСХНИЛ

Защита состоится _:_1989 г. в._час

иа заседании специализированного Совета Д.002.64.01 при институте микробиологии АН СССР по адресу: 117811 г. Москва, проспект 60-летия Октября, д. 7 , корп. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института микробиологии АН СССР.

Автореферат разослан._'____1УЬУ г.

Ученый секретарь специализированного Совета

кандидат" биологических паук Л, 1:. НИКИТИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЙ

Актуальность проблемы. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1966-1990 годы и на период до 2000 года, утвержденных ХХУП съездом КПСС, перед наукой и сельским хозяйством поставлены задачи всемерного повышения плодородия почв, значительного роста урожайности сельскохозяйственных культур как основы для надежного обеспечения страны продовольствием и сырьем. В решении этих задач важная роль принадлежит почвенной микробиологии, которая призвана всесторонне изучать ~ азличные группы микроорганизмов и разрабатывать эффективные приемы регулирования их активности.

Среди микроорганизмов, принимавших участие в разнообразных биологических процессах, протекающих в почве, особый интерес представляют олигоазотрофы. Эти микроорганизмы описаны в литературе как олигонитрофилы, понятие.о которых ввел в микробиологию Бейеринк ( Во1о"ег1пск ,1901). По его определению, олигонитрофиль-ные микроорганизмы способны развиваться в среде, в которую преднамеренно кэ вносились источники азотного питания, но и не были предприняты специальные меры для очистки компонентов среды от примесей азотных соединений. Из этого определения следует, что к оли-гонитрофилам могут быть отнесены микробы, общей физиологической чертой которых является способность расти на средах, содержащих лишь следы связанного азота.

Весомый вклад з изучение олигонитрофилов внесли в нашей стране Виноградский (1952), Мишустина (1955), Красильникоз (195о), Паринкина (1960), Квасников с соавт. (1974), Клевенскач (1974), за рубежом - Кауффман ( КаиСГиапп ,1950, 1951), Кауффлан с соавт.( Каи£Гсапп еЪ а!.,1951), Милосевич ( Ш.1оБе71сЬ ,1972).

В настоящее время олигонитрофилы привлекают большое внимание в связи с чрезвычайно широким распространением и многочисленностью в почве и других естественных средах. Особенно интенсивно эти микроорганизмы изучаются в Советском Союзе (Мачавариани, 1972; Носкова, 1977; Тен Хак Мун, 1977; Садыков и Бабьева, 1960; Зенова и Лебедева, 1962; Косинова и Родынгок, 1965; Каутская, 1966; Лапта, 19ь7; Садыков и Ильина, 19ь7; Зименко с соавт.,1988;

Аздреюх с соавт.,1939; Стефурак,1289). Вашу» роль б изучении олигонитрофилов как компонента ассоциаций почвенных микроорганизмов' и установлении их трофической функции сыграли труды Ыишустина (1975, 1935).

Во многих работах, посвященных олигонитрофнлам, рассматриваются вопросы экологии этих микроорганизмов. Тем не менее, к началу наших исследований (1964г.) данные об экологических закономерностях распространения олигонитрофильных микроорганизмов в различных почвах и ризосфере растений были не полными. Отсутствовали специальные систематические исследования по изучению олигонитрофилов как компонента разопланы культурных растений - экологической ниши, где протекали? ьякробиологические процессы, активно влиявшие на режим питания растений.

Многие стороны физиологии и биохиши олигонитрофильных микроорганизмов остаются не выясненными. Нет четких критериев к самого понятия олигонитрофилии. Очень ограниченные и нередко противоречивые сведения о свойствах олигонитрофилов, отсутствие теоретической концепции олигонитрофилии не позволяют ответить на вопросы, с&гае организш следует относить к олкгоиитрофклгщ, составляют ли они самостоятельную физиологическую группу или олигонитрофилия -это свойство ьиогих, а, всзмо:-шо, и всех микроорганизмов, отражает ли тер;пш "олигонитрофилы" основные физиологические особенности данных ыпкроорганйзмоЕ и правомочен ли згот термин»

Плачевой Еопрос физиологии олигонитрофилов - азотное питание -разработан крайне слабо. Вместе с тем его детальное изучение необходимо для конкретизации понятия олигонитрофилии и объективной оценки участия олигонитрофилов в процессах траяссор.мацга; азота б почае.

Несомненный интерес представляет выяснение способности олигонитрофилов вызывать деструкпиэ гуъжновых веществ с образование:/, элементов литания, легко доступных для растений. Имеющиеся в литературе данные не позволяют сделать окончательное заключение со их участии в это;.: процесса.

В связи с возрастающими масштабами производства :: применения азотных удобрений и большими потерями из почвы газообразных соедк-

еиий азота-особого внимания заслуживает выяснение способности лигонитрофилов усваивать газообразный азотсодержащие вещества.

На протяжении длительного периода изучается азотфиксирущая лоеобность олигонитрофилов, однако и в настоящее время нет общей очки зрения по этому вопросу. До наших исследований не было поучено доказательство азотфиксиружщей активности олигонитрофиль-мх бактерий изотопным методом. Отсутствовали данные об усвоении ми молекулярного азота в почве. Оставалось не выясненным, тожественны ли понятия азотфиксоторы и олигоиитрофшш.

Актуальной задачей является оценка интенсивности несимбиоти-зс.кой азотфиксации в почве к выяснение значения олигонитрофдль-е-к микроорганизмов в этом процессе. Её решение стало возможным лагодаря работам советских и зарубежных авторов-(Калининской, 376; Мишустана,1983; Мишустина и Черепкова, 1987,1989; Умарова, Э8б;. Day et al., 1975? Poatgate, .1978,1982? Benson ',1985; Irnerich efc al.,1988). Вместе с тем роль свободиожизущих азот-«ссаторов в азотном балансе почв нельзя считать окончательно уясненной. Что жз касается сравнительного определения вклада [•дельных групп несимбиотических азот<}иисирущих бактерШ в обобщение почв связанным азотом, то исследования в таком плане не доводились.

В результате выполненных наки исследований установлено, ггго ксрооргонизмы, которые принято считать олигонитрофилеыи, не ?деят предпочтения низким дозам азота и по существу являются шгонитротолерантными, а не истинны?,м олигонитрофилами. Свойства 'их микроорганизмов более.точно определяет термин "олигоазотрофы" в дальнейшем при их описании мы'пользуемся этим названием, фмин "олигонитрофилы" сохранен при анализе'литературных источ-[ков и приведен в ранее опубликованных наших работах.

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось исследование :ологии и физиолого-биохимических свойств олигоазотрофньк гликро-)гг;шзмов и разработка теоретических основ олигоазотрофии.

В задачу исследований входило;

I. Изучить распространение к численность олигоазотрофов в поч-, в зоне корневой системы некоторых сельскохозяйственных расте-8, определить количественное соотношение олигоазотрофов и

евтрофов в составе микробного ценоза почв и решить вопросы систематической принадлежности олигоазотрофов.

2. Исследовать азотноа питание олигоазотрофов.

3. Определить активность ферментов катаболизма и их связь с процессом азотфиксации у данных микроорганизмов.

4. Изучить химический состав клетки и внеклеточные слизистые вещества олигоазотрофовс

5. Разработать критерии олигоазотрофии.

6. Определить активность процесса несимбиотической азотфиксации в почвах различных типов и выяснить роль олигоаэотрофных микроорганизмов в пополнении фонда связанного азота почвы.

Научная новизна и значимость. В отличие от исследований олигоазотрофов, выполненных ранее и посвященных в основном экологии этих микроорганизмов, наш впервые поставлена проблема олигоазотрофии и разработаны ее теоретические положения.

На основании полученных экспериментальных данных, обобщения и ' анализа литературы критически пересмотрен термин "олигонитрофилы", дано определение олигонитрофйлам как олигоааотрофным микроорганиз-; мам, доказан факультативный характер олигоазотрофии. Установлено, ; что олигоазотрофные микроорганизмы не являются типичными олиготро-■фами. Сформулировано представление об олигоазотрофах как зколого-; трофической группе евтрофных 'микроорганизмов. Определено значение ¡олигоазотрофии с'общебиологических позиций. Олигоазотрофии рассматривается как адаптивное эволюциото сложившееся свойство микроорганизмов, имеющее значение для их выживаемости в условиях резкого ;дефицита связанного азота. Разработаны основные диагностические показатели олигоазотрофов. Предложена схема, определяющая положение :олигоазотрофов в структуре микробного ценоза почв.

Вьщвиауто положение об олигоазотрофии как биологическом явлении, ;широко распространенном среди почвеннья хемогетеротрофных микроорганизмов. Установлено, что свойство олигоазотрофии присуща представителям ряда семейств, родов и видов прокариот, а также эукарио-тическлх организмов. Описаны новые и мало изученные формы олигоазотрофов,- принадлежащих К родам Аеготопае, Аг1;ЬгоЬа<^ег, А.игеоЬап1-сИил, ЛеххЬас^ег, 11усор1апа, Июйососсиз, КЬойо^гиЬп..

Показана .способность олигоазотрофных бактерий усваивать гозооб- / юпыз соединения азота - триметилшлин, закись азота и двуокись юта и те?.? самым препятствовать их потерям из почвы.

С помощью меченой ) гуминовой кислоты впервые получено ж?-:ое доказательство участия некоторых олигоазотрофов в деструк-ш гумуса.

Срэди олигоазотрофов, принадлежащих к прокариотам, впервые до-юсно существование бактерий 9' фиксирующих молекулярный азот и не 5е!яцих этой функции. Обнаружена азотфиксирупцая активность олиго-¡отрсфов при их развитии непосредственно в почве.■

Установлено, что контроль синтеза азотфиксируетцих ферментов у [игоаяотрофнкх бактерий осуществляется снятие?,« репрессии их. ам-жием и проявляется в двухфазном характера роста культур. Пока-1но участие специфических дегидрогеназ и гидрогеназы в процессе ;отфиксации у изученных бактерий.

Детально исследованы экэополисахариды олигоазотрофов »условия 1разованкя., химический состав,, физические свойства (гидродиналл-:ские параметры - седиментация, диффузия, вязкость, ЮС -спектры) установлена связь между указанными и« характеристиками и систе-яической принадлежностью продуцентов.

Выдвинуто новое положение, объясняющее экологическое значениер :зополисахаридов олигоазотрофов в жизнедеятельности данных иш-оргакизглов, сопутствующих бактерий» их взаимодействии и образо-¿«1.4 микробных ассоциаций в почве. Изучены основные этапы дес-|укции экзополисахаридов в процессе их потребления олигоазотро-ми и сопутствующими бактериями в качестве источников углеродного тания и энергии.

При использовании изотопного ), ацетилен-этиленового

•годиь и темиерытурниги «оаффицийш'а. Бинт-Риффа ипреде-

на активность несимбиотической фиксации молекулярного азота в зличных почвах и на основании полученных данных оценена роль игоазотрофных микроорганизмов в азотном балансе почв.

Сравнение о применением корреляционного анализа азотфиксирую-Я способности почв и численности отдельных групп несимбиоти-ских азотфиксирующих гетеротрофных бактерий свидетельствует о ноолее тесной достоверной связи меяду активностью фиксации И р количеством в почве олигоазотрофов.

Сдал это заключение о полоаительной роли олигоазотрс^оз з

- б -

азотном балансе почв и создании благоприятного режима азотного питания растений.

Практическая ценность. Работа носит теоретический характер. Новые данные о физиолого-биохишческих свойствах олигоазотрофных микроорганизмов, предложенные показатели олигоазотрофов, а также разработанные теоретические положения олигоазотрофии могут быть применены в научной деятельности и педагогической практике в обла! ти общей и почвенной микробиологии.

Полученные данные о количестве биологического азота, поступают« в почву в результате жизнедеятельности свободноживущих азотфиксат( ров, о значении олигоазотрофных микроорганизмов в обогащении поч! связанным азотом могут быть использованы для расчетов баланса азота в почве, прогнозирования урожаев и научного обоснования системы агрономических приемов, направленных на усиление процесса азотфиксации в почве и рациональное использование минеральных азотных удобрений.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на зональной научно-производственной конференции "Проблема азота и урожай на Полесье" (Житомир, 1965), IX Международном конгрессе по микробиологии (Москва,1966), научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения акад. Д.К.Заболотного (Ужгород, 1966), Всесоюзной конференции по проблеме "Биологическая фиксация атмосферного азота" (Киев, 1960), симпозиуме "Методы микробиологическо1 стимулирования роста, и развития растений" (Рига, 1969), Всесоюзно?. Баховском коллоквиуме по азотфиксации (Москва, 1958, 1970, 1971, 1976; Чернигов, 1930), на Ш (Киев, 1971), 1У (Киев, 1975), У (Днепропетровск, 1900) и УХ (Донецк, 1984) съездах Украинского микробиологического общества, У (Ереван, 1975) и У1 (Рига, 1960) съездах Всесоюзного микробиологического общества, Ш Украинском биохимическом съезде (Донецк, 1977), Всесоюзном симпозиуме " Динамика микробиологических процессов в почве и обусловливающие ее ф-акторы (Таллин, 1974), Всесоюзном симпозиуме " Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе" (Москва, 1977), Всесоюзном симпозиуме "Микробные сообщества и их функционирование в почве" (Чернигов, 1979), У1 съезде Всесоюзного общества почвоведов (Тбилиси, 19сЛ), Всесоюзном совещании "Фиксация азота микроорганизмами в ризосфере и на корнях небобовых культур" (Ялта,

964), республиканской конференция "Микробиологические процессы почвах и урожайность сельскохозяйственных культур (Вильнюс,, 986), П съезде почвоведов и агрохимиков Украинской ССР (Харьков, 505), республиканской конференции "Симбиотрофные азогфиксагоры их использование з сельском хозяйстве" (Киев,1987).

Публикация результатов исследования. Основные материалы дис-ертации опубликованы з 56 печатных работах, в том числе - I нига (соавторы Е.И.Андреюк, Е.В.Валагурова, С.А.Гордиенко и др.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 10 ■ лав, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литера-уры. Она изложена на страницах, содержит 47 таблиц, 37 рис., риложение. Список литература включает 270 отечественных и 157 арубет.ных литературных источников.

Основные защищаемые положения диссертации.

1. Олигоазотрофия должна рассматриваться как адаптивное волюционно сформировавшееся свойство микроорганизмов, отражающее х способность развиваться при низких концентрациях источников ¡вязанного азота п среде „ ,

2. Свойство олигоазотрофин присуще представителям многих хемо-'етеротрофных прокариот, принадлежащих к ряду семейств, родов и ядов. Этим же свойством обладают низшие эукариотические микроор-'анизмы.

3. Олигоазотрофные микрооргакизш не принадлежат к олиготрофам, I представляют собою о ко л о г о -т роф и че скуп группу евтрофных микро-'рганизмов. "

4. Среди олигоазотрофов имеются бактерии, фиксирующие молеку-[ярный азот, усваивающие газообразные соединения азота (тримети-¡амин, закись азота, двуокись азота) и вызывающие деструкцию 'умуса.

5. Олигошзотрофные микроорганизмы характеризуются следующим ¡войствэми: а) проявлением жизнеспособности при наличии в средах 1чень низких количеств связанного азота (10-100 мкг/л); б) умень-1ением количества общего азота и белков и увеличением содержания тлеводов и других безазотистых соединений в клетке; в) способ-гостью развиваться при использовании азота и углерода в широком ¡оотношении (1:200, 15400); г) высоким эндогенны;,) дыханием и висо-;!гт! зндогенныл дегидрирование«0, д) как правило, интенсивным проду-

дарованием внеклеточных слизистых веществ полисахаридной природы; е) двухфазным характером роста при развитии азотфиксирукхцих олигоазотрофов на среде с невысокими дозами (2,5-15,0 мг/л N ) соедине-,ний азота.

6. Способность микроорганизмов развиваться на крайне обедненньг азотом средах носит факультативный, а не облигатный характер.

7. Экзополисахариды олигоазотрофов используются продуцентами и другими почвенными бактериями в реакциях энергетического и конструктивного обмена и являются важным экологическим фактором в формировании и функционировании почвенных микробных ценозов,

8. Олигоазотрофные микроорганизмы играят положительную роль в азотном фонде почв, которая определяется их физиологическими функциями - азотфиксирутацей активностью многих представителей этих микроорганизмов и способностью усваивать газообразные соединения азота.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В двух главах обзора литературы представлены основные сведения об экологии и физиолого-биохимических свойствах олигоазотрофных микроорганизмов, детально рассмотрено состояние вопроса об азот-фиксиругацей способности олигоазотрофов, изложены современные данные о прокариота*, фиксирующих молекулярный азот, биохимических механизмах азотфиксации, критически проанализированы данные литературы о роли несимбиотических азотфиксаторов в елотном балансе почв и факторах, естественных и антропогенных, определяющих интенсивность процесса азотфиксации в почве.

Глава 3. ОБЬЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследований явились выделенные из почвы на безазотных синтетических средах с углеводами (1,5-2,0%) 410 штаммов олигоазотрофных микроорганизмов,25 коллекционных и свежеиэолиро- . ванных штаммов евтрофных бактерий, развивающихся при высокой концентрации питательных веществ (представителей родов Azotobacter, Bacillus, Mycobacterium, Proteus, Pseudomonas , Serratia Strepto.myces и др.), а также ассоциации олигоазотрофов, почвы различных типов, ризосфера и ризоплана сельскохозяйственных растений (озимой пшеницы и кукурузы).

Исследования проводили с применением инструментальных (масс-пектрометрия, газовая хроматография, электронная микроскопия), радиционных и новых микробиологических, биохимических, физико-имических и математических .методов.

Бактерии идентифицировали по определителю Берги ( Sergey,1974), рожжи - по определителю Лоддера и Крегера Ван-Рийа ( Loddert :reger - van Rij ,1967). Использовали также оригинальные работы второв и предложенные диагностические ключи и схемы для определе-ия отдельных групп микроорганизмов ('Киприанова с соавт.,1976; естеренко с соавт,¡1935; Webster, Hugh, 1976). Принимали во нимание описание свойств бактерий в определителе Берги ( Bergey, 984).

Полученные экспериментальные данные обрабатыбали методами ма-ематической статистики, принятыми в биометрии (Ашмарин, Воробьев, 962; Вольф, 1960s Доспехов, 1973).

Глава 4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОЛИГОАЗОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПОЧВЕ

Изучено распространение олигоазотрофов в почвах различных ипов и в зоне корней сельскохозяйственных растений, определены инамика их численности под влиянием ряда экологических факторов типа почв, растений и фазы их роста, сезонных изменений темпера-уры, влажности и др.) и количественное содержание в- составе очвенной микрофлоры.

Выясненно, что алигоазотрофы широко представлены в почвах олесья, лесостепной и степной зон,, их численность составляет иллионы и десятки миллионов клеток в I г почвы.

Среди экологических факторов, определяющих развитие олигоазо-рофов в почве, важная роль принадлежит высшим растениям, в частости их корневой системе. В ризосфере указанных сельскохозяйст-енных растений во все фазы их роста количество олигоазотрофов, aie правило, было выше, чем в почве без растений, и-их соотношение этих зонах составляло в основном 2-3, достигая в отдельные эриоды вегетации 5-9. . -..-.•■

Жизнедеятельность олигоазотрофных микроорганизмов тесно ассо-иирована с корнями сельскохозяйственных растений. Их численность

непосредственно на корневой поверхности - в ризоплане составляла десятки и сотни миллионов клеток в расчете на I г корней.

Существенное влияние на развитие олигоазотрофов оказывает тип почвы. По обобщенным данным за период исследования, численность олигоазотрофов в черноземных и темнокзштановых почвах выше, чем в дерново-подзолистых и серых лесных почвах. Установленные особенности количественного распределения олигоазотрофов в почве подтверждают основные закономерности относительно эколого-географи-ческой зональности распространения почвенных микроорганизмов,описанные Ыишустиньм (1975, 1985).

Сравнение количества олигоазотрофов и евтрофов, учитываемых на богатых синтетических и сложных органических средах, позволило об наружить преобладание в основном олигоазотрофных микроорганизмов. Коэффициент олиготрофности, как,правило, был выше I и достигал максимальных значений (4-5) для слабопыцелоченного чернозема и южных почв. Численное превосходство олигоазотрофов в ризосфере и на корнях растений также было значительным. Полученные данные сви детельствуют о высоком удельном весе олигоазотрофных шкроорганиз мов в составе микрофлоры почв.

Глава 5. СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ ОЛИГОАЗОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ

По нашим данным, свойство олигоаяотро<|ии широко распространено среди различных таксонов микроорганизмов. Способность развиваться при незначительных количествах связанного азота в среде обнаруке на у многих хемоорганотрофных прокариот, принадлежащих к ряду семейств, родов и видов. Указанное свойство выявлено также и у эукариот (дрожжей и дрожжегюдобных организмов). На основании дета ного изучения фиэиолого-биохимических, хемотаксономических, цитологических признаков и сравнения с типовыми штаммами микроорганиз мов выделенные штаммы олигоазотрофов отнесены к следующим 18 рода и 33 видам :

Aeromonas hydrophila (Chester) Stonier

AGrobacterium radiobacter (Beijerinok and van Dolden (1902)

Conn '",0A?. Alcaligenes paradoxus Davis 1969

.rthrobaotes clobi£or.-?.i-3 (Conn. 1928). Conn and Disaick 1947

.r.paacens Lachhead and Burton 1953 laoillua cartilarrinoous Ilraoilnilro? 19'i9 l.eirculans Jordan 18S0 ¡.c.egaterinn do Bary 1S84 i.nucilar;incsua Kraßl3 nil'O? 1949 U oligonitrophilucs Xraoilnikov 1949 S.polymyxa (Fraar.oivski 1880) Maco 1889 i.subtilis (lihrenberg 1935) Cohn 1872 Usphaericuo Meyer and Weide 1904 irevibacteriuin Breed, 1953

Enterobacter aerogcnea Hornaeohe and .Edwards 1960 irivinia herbioola (Lohnis 1911) Dye 1964 'lavobacteriura aquatile Bor gey et al., 19H3 '.capsulatum Leifson 1962 ■'.devorana Bcrr^ey et al. 1923 Muteocens' (Mi^ula) Borgey sfc al., 192J riexibaofcer assrecang (Lewin 1969) Lsdbettsr 1974 ?l.flexilis Soriano 1945

licrococcus lutsuo (Schroeter 1872) Cohn 1872 lycobacfcoriun phlei Lehrann and üeuzann 1899 .'ycoplana dinorpha Gray and Thornton 1923 Pseudomonas aeruginosa (Schroeter 1872) Migula 19Q0 P.aurantiaca Hakhimovskaya 1948 P.aureofaciens Kluyvsr 1956

?.cepacia (cx Burkholdor 1950) Falioroni a.Holaea 1981

?.fluoro!3cens Migula 1895

■• « « ' ~ • - ■ t . « \ —

\ JAUiüiUlü \~J\JC.j JiUU^A I J*** J

?«mondocitia Palleroni 1970 ?.putida (Trovisan 1089) Uigula 1895 ?.Stutzeri (Lehmann a.llsunann 1895)

Ihodococcua eryfchropolis (Gray and Thornton 1928) Goodfello-.v and

Alderson 1979 i.luteus (Wooteronko et al. 1932) ' "

tuber(Kruse 1896) Goodfellor and Alderaon 1979 Strcptonyces Viaksnan et Henrici 1943 iurcobasidiun pulluians Berfch 1916 ilhodotorula elufcinis Harrison 1927

Установлены преобладающие в 'исследованных почвах олигоазотрофные представителе родов Agrobacteriun, Arthrobacter, Bacillus, Mycobacterium Pseudomonas, Ehodococeus . и др., а также показано влияние растений и типа почвы как комплексного экологического фактора на разнообразие олигоазотрофов.

Ввделены, изучены и описаны олигоазотрофные формы известных видов почвенлых бактерий ( Ag.radiobactor, B.polyinyxa, P.aurantia-са, P.fluorecoons и др.), а также новые и мало изученные олигоазотрофные микроорганизмы (представители родов Aeroaonas, Aureobaci-diun, Flexibacter, Mycoplana, Rhodococcua, Rhodotorula ),

Показано, что свойство олигоазотрофии не в одинаковой степени присуще представителям различных таксонов. Наиболее широко способность расти а условиях дефицита азота распространена среди бактерий родов А гд' о b а с t о г i ил, PeeudOKOtiaa, Rhodocoocua s что обусловлено нетребовательностью многих бактерий отих подов к источникам штания, способностью расти на простых синтетических средах с минеральным азотом и, по-видимому, более легкой адаптацией в природ ных условиях к недостатку соединений азота. Полученные нами даннш объясняют активное размножение в почве псевдомонад, кш; и некотсрь:; других неспороносных бактерий, в зона:-: сосредоточения бедного азотом органического вещества на ранних этсгсас его минерализации и ' образования продуктов с высоким отношение»; С/К .

Сделано заключение, что олигоазотрофк являотск чрезвычайно гетерогенными по своим фенотитгеэешы и экологическим признакам и сборными в таксономическом отношении млкроорганягмами, обьздияел-ными общей физиологической чзргой - нзтребоватеяьносую к азотному питанию; олигоазотрофия ке дожат рассматриваться как своНетьз,. характеризующее представителей многих, разнообразных и нередко далеко отетокцих друг от друга таксономических единиц почвенного шкронасел ениг;,

Глава 6. АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ ОЛИГОАЗСУШХЮЗ

Использование различных фор>: связанного азота олигоазотроь-нммн микроорганизмами. Представлены окспериыентагсьшз данные; кан-детельствующис о способности олигоазотрофных ишрэорг&шга'ов использовать в биосистетичесхих реакциях р^ннообрг^знь« всогсодер".*-щие вещества, относящиеся к.разливам ^слзссак гюивдскях соедини-

_ лгорччн ;:icjcicrs Op::: кс?? (глтрсчгн, соли), прсс-

сдуччччглчл-о rspocpaa Сгоччлгну; гЧл;исч:*ллотн). ?у --xxîoâwxx ■аг:-. чуулчч уолгччггг слсу::;:-"' г: чо;сс::олслул;;рн:ч> оечдчкенлд лдчулчлуу-у чуусу-д ч прчдусп! ¡r: гчдрлллчп,) - '"лрол:лз ас-

чч-лллччччну; улччуноела г,т;к î."t::r"oprai:::o:;cз оуругзлыггвуэг сб ".■■nor:"-: лропеоолл тр-нччоуу'сцчл густа в ул?о. дал рулчулуу,' чсчсу-ллул азотного "7:t'~по ;:рч?~ уч ччл: ч;? срчдгу; пул- елс;д;у спр..г,ч чучл:"1 п:-' .чллну:

'V. ЧЧЛ-СЛУ

:'уулч уч„уо:с, чуу чу

.:■ ■ . in::;

ЧУУЛ у сучуссуо-ЧУЛ ' ^УЛСЧ/С-УЛЛЧ

; - . . , . — г -. " ^ * ; :

. - ; - - ' ■ -

уул . x,-"'--', 10лчулу др,)> одул ч :: • уллгд чл;

:. лл г;:'учч: суччл-чуллл : oí тто;?:.:*_" и нч сччдчччлчсл у м ду гччччч длулу .л:д уугчнлу

г;-, гч:ччД\. лу, yyyyyorpvy; лечлльуу чль с учу чгл-

: ' уул, -уу-у чу.'улчуч пччлслочучу:- и ДУлдслся ч

с-,"-- ri ""у": л., ч гчллу улуочуслогиччолл:: прчтусллл. ууу:нал; л г:с■ л : чтулу ypcyy г улпчулчучч чочр чуруулл, --учч'чччу ~лл лт у'ул ллллчсчулу лсл , 'учлгллссгрул у сучу

':. ЛЧУУЧДУЛЛЛУ У- УУДСНПУ.у у ЧУ Л .У!.': О ~!ГГО,ЛСиЧ рЧ: ДУ 5 ДОСТруЛ-

чл лулусл. i-..--';v.гу г. учудулсчулу луечдлч-.;е;:ллл лрлчуул (лнрзчу-чллчл луулдр чу г-ч езп ;у"ч:;лучч:; л удулулч, спрлдчлснпол Gao-чу?л учусч л оиччулкчЛ лллччосчи лрд:ч г.. ч г.длчлкчч члруд'Еакл!: ллуул, улууллч:; и сродл л ;ччо .лол.'улнчл улдшулчл чууа ч учлч-

J^.-I _/-_yy-.445 } ЛСЛЛ1 УЧЛОрЧл); ъ!-'Л ПЧУУЛЧЛ ЛЧЛЧСЛ Ч Л ГХЧСД,

чзулучу: чачс-уилл? pyy;vj уссччл чиллллоч с ххоко.1 jctíолорлслуп под??"дчдгчг:' опоеочполчь чгделылу ччучул олпгсазо-уучл ччгсрллчлслуу. гу;луочуч> кксччту и усч"ччччч чу "ччг, Kaie ч у -уу-ч.;учуу\ ч.;луч;ч::ч:ч; ,ic4f:i:a, ;:зччн1:л гчеч п-чукс- ; ччехегч;,

;Ч-л-ччР УЧ--ДУЧ о .-.xxyrxn п члчгчус б":;ччрчч, л сбс: дчл^.ч уча ,:::xxj:;xi 10 ir cu er as кл о сл 0S0Ï7 до 0,0ïï4 ::з:)'г?чл a?. < 15 И :голЛ). ¿ipu рллч!!?:ш oc':ccv3cï!Hîx нсссцагп;:'-! слпгооус?рсфов ж лчг!!о чллел чнгснсичнсо р;:л'3ус;е:л н:;отопа о л о .а по екдлленчю с

ч;учч01чг^улч;:л л ту:х::,огх-чсч:ч

Таблица. I

Использование одигоазотрйфными микроорганизмами , меченой по азоту Н ) гуминовой кислоты

|Вес сухих! Разлскение

Штаммы

[клеток, 'мг/100 мл

!(х ± а )

гуминовой кислоты

(х ± в 5 I' %

Обогащение •азота кле-

,'ток и30т0п0!

| 15 И , ат% 'избытка.

А£0хва1оЬасйег 535а 9,2±480 0 0 0,017

В.о11еоп1^ори11из 285 20в4-1,40 1,9±0.70 '4,9 0,025

1 РаеиЗопопа^ еро'уи 055Ь?,9»60' 1,5±0,00 '4,0 0,084

Рееийотопав вр* 185 Х5,1^0,70 4,010,18 8,4 ' 0,029

V ^.аигапЪ1аса 229 29Д±1Д0 5,1±0,90 14,3 0,036

Р.йигап-Ыаса 257 14,4^4,05 4,£¿'0,11 '8,8 6,024

Р.аигео£ас1епа 10 , 19,6^0,90 3«9-0902 8,1 0,028

Р.риЪ±йа 21,6*0,0. 3,740,59 7,8 0,025

Й.егз^ЬгороИв 296 2б,4±1»"33 - 3,840,21 7й9 0,030

35 46« 7-6»70 3,9*0,02 8,1 : 0,038

Естественная ассоциация (А§.гайз.оЬае£ег 555а, 33) 24,6*4,00 5 9'1-0,0 10,7 0.096

Естественная ассоциация (Р. риЪхйа 16, , 33) 60,7±3,1£ 6,3*0,70 13,0 0,090

Примечание: х - среднее арифметическое

и - ошибка среднего арифметического

лютыми культурами.

Физиология роста олигоазотрофных бактерий на.средах с различным количеством азотных соединений. Изучение ряда параметров роста олигоазотрофных бактерий в периодических культурах на средах, разли-?ающихся концентрацией связанного азота, и выяснение особенностей развития этих бактерий в динамике при глубинном и стационарном выращивании позволило установить, что активность и продуктивность роста, удельная скорость роста в экспоненциально растущей популяции, потребление азота и энергетического субстрата были минималььы-1и на обедненных азотом средах. Эти показатели возрастали по мере увеличения содержания соединений азота, достигая максимальных зна-гений при внесении в среды 154 мг азота в I л (рйс.1). На основа-ши полученных данных сделано заключение, что низкие дозы связан-юго азота не являются оптимальными-для олигоазотрофов.

Минимальные потребности в связанном азоте олигоазотрофов и 'ипичных евтрофных бактерий

.... По нашим данным и имеющимся в литературе сведениям (Виноград-!кий,195н), олиго аз отровные бактерии, з отличие от классических вотфиксаторов (азотобактер, СоразЪеиг1апит ), не растут на сре-,ах9 компоненты которых и воздух тщательно очищены от примесей ¡зотсодеркащих соединений. Необходимым условием для проявления 1« :изнедеятельности является наличие в средах хотя бы крайне невысо-:их количеств азотсодержащих веществ. Нами установлено, что мини-ильные дозы азота в аммонийной форме, в форме нитратов, указанных рганичееких соединений или газообразнда азотсодержащих веществ, беепечивающие рост олигоазотрофов» составляют десятки и сотни мкг I л. Более высоким требованиям к количеству азота отличаются ругие евтрофные формы ^бактерий. При испытании широкого набора таммов, относящихся к видам В.пусоЗЛеа, ВаэиЪ^Па, Рг.уи1£аг1з, 'ое1пиоса, З.кагсозсяпз, В-Ье£;1оМзрогиз И др., выяснено, что ми-имальные количества связанного азота, необходимые для их устойчи-ого роста, находятся в пределах 15-28 мг/л, т.е. на 2-3 порядка мае о Следовательно, прокариотические.гетеротрофные организмы по их отребности в связанном азоте могут быть разделены на три группы; пециализированные азотфиксаторьц растущие на средах„ тщательно ос-обокденных от следов азотсодержащих веществ, олигоазотрофы, требуй-

И

О И Е-1 О аз

аз га

св о

са я

к м

Рис. I. Акеиеность роста (I) к повреждение азога (2) в.

283 на среде с различными концентрациями сульфата ак-иония (нг/лЮ

О 2 Ц- б ■ 8 10 Время выращивания, сутки

Е-1 ПЗ

аэ к га о ЕГ ей Рч О

о о

ОЛ50

0,350

0,365

5 10 15 20 25 30"'! 0 "50 Возразя культур, часы

Рис. 2. Двухфазный характер роста о*актер;& на сродо с сульфатов акаония (10,0 кг/л к ): I - Р.аигеоГас!епа 10; 2 - .А.ЬуйгорЬИа 1а Стрелками указано враик использовал«/: "стартового55 азота

!,ке присутствия в средах,по «еньшей поре, очень низких доз соедине-шй азота, и евтрофные микроорганизмы, нуждающиеся в более значительных количествах связанного азота»

ФИКСАЦИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО АЗОТА 0ЛИГ0А30ТР0ФНЫМИ БАКТЕРИЯМИ

Изучение способности олигоазотрофов усваивать молекулярный азот ;а искусственных питательных средах. Устойчивый рост олигоазотрофов 1а крайне обедненных азотом средах делает необходимым выяснение их ¡пособности фиксировать свободный азот атмосферы.

В наших исследованиях вопрос об азотфиксирующей активности оли-'оазотрофов был решен на основании опытов с использованием химччес-:огс, изотопного (^и ), ацетилен-этиленового методов и большого :оличэства штаммов. Доказано существование среди олигоазотрофов бактерий, фиксирующих молекулярный азот и ке имеющих ртого свойства, [оследние развиваются за счет незначительных количеств азотсодержащих веществ, присутствующих в специально не очищенных средах и со-.ериощихся в виде газообразных соединений в воздухе. Азотфиксируп-;ие олигоазотрофы в чистых культурах усваивают, как правило, неболь-:ие количества азота - от десятых и сотых дочей мг до 1-Е мг на 25 ¡л среды за 10 суток роста, что составляет в основном от 0,3 до 1,0 мг азота на I г1 потребленного сахара (табл.2). Более еысокзя .зотфиксирующая активность выявлена у ассоциаций олигоазотрофных аятерий.

Из 363 изученных штаммов азотфиксиругощая функция установлена у 28 штаммов., принадлежащих к прокариотам. Для проявления и усиления, пособности олигоазотрофов к азотфнксации необходимо присутствие в

селах небольшие тсотшпрртп слэтотпт "сторий нспсл^сустол

ля синтеза ферментов нитрогоназного комплекса. Стимулирующий эффект рогаевого автолизата, вносимого а среды в качестве "стартового" зота, обусловлен присутствием в кем аминокислот, являющихся неспе-ифчческими источниками азотного питанчя.

Выявлено участие ряда субстратспс-цифических дегидрогеназ (саха-озы, пирувата, малата, сС - кетоглутарата) и гидрогеназы в процее-в азотфиксации у данных бактерий.

Таблица 2

Продуктивность процесса азотфиксации и включение ■ изотопа азота в клетки олигоазотрофов

Фиксировано азота на I г¡Обогащение в Бактерии ¡потребленной глюкозы,мг 1ат. % избытка

¡безазотная I среда со '^Ина соеде с I среда ! "стартовым"I стартовым" __ !_ ! азотом__¡азотом _

A.hydrophila 1а 2,20 3,00 . 0,335

Ag«radiobacter 0,53 1,39 0,065

Ag.radiobacter 181 2,17 2,73 0,024

Ag.radlobacter 335а 1,29 1,32 0,025

Аг.разсепа 390 0,62 1,14 0,045

Ar.globlforrais 325 0 1,16 0,023

B.mucilaginosus 152 1,15 1,76 0,123

B.oligonitrophilus 209a 1,33 3,03 0,094

Б.oligonitrophilus 283 2,14 2,84 1,192

В.oligonitroihilus 350a . 0,61 2,90 0,111

B.oligonltrophilus 339 0.26 2,66 0,073

Eruaerogenas 220 0,70 2,43 0,063 :

En«&erogeneo 320 0 1,57 0,051

En»aerogenes 322 0 0,21 0 ■

Er.herbicola J44 1,31 2 5 xö ( .0,105

P.aquatile 275 ' 0 0,20 0

EL.flexIiis 97a 0 2,10 0,037

IJ.dimorpha 190 0 5,30' 0,062

Peeudomonas op.44 0 0,20 0

Pseudomonas sp„ 88 1,70 3,20 0,250

'P.aurantiaca 148 0 0. 0

P.aurantiaca 180 0,77 2,76 0,024

P.aurantiaca 258 ' 0,98 1,89 , 0,026

P.aureofacions 11 0' .. 2,10 . 0,101

P.aureofacießs 12 0,89 . ; 1,92 0,061 •,

: P.mendooina 200 2,00 2,65 ■ 0,084

P.mendocina 264a 0 0-Д9 0

P.putida 14D 0 * 0,18 0

R • erythropolis 296 1,25 2,00 ' 0,409

R.ruber 65a 1,44 2,50 0,095

As.chxoococcua К 9,83 10,37 3,745

' Регуляция активности азотфинеиругощэй ферментной системы у олигоадотрофньа бактерий. Азотфиксирующие олигоазотрофные бактерии при развитии на средах со связанным азотом (2,5 - 10,0 мг/л) только после использования последнего начинают ассимилировать N Это обусловлено снятием репрессии нитрогеназной системы аммонием и выражается в своеобразном явлении дкауксии, когда кривая роста характеризуется наличием двух лаг-фаз и двух фаз логарифмического роста (рис.2)» В отличие от олигоазотрофов, азотобактер не требует присутствия азотсодержащих веществ в среде для адаптации к молекулярному азоту, и кривая его роста не носит двухфазного характера (рис.3).

Азотфиксирушая активность олигоазотрофов в почве. С использованием изотопа установлено, что олигоазотрофы проявляют азот-риксирукщую способность при их развитии непосредственно в почве (простерилияованной и нестерильной). При внесении в почву'энерге-пического субстрата их активность существенно возрастала. Инокуля-дия почвы азотфиксирующими олигоазотрофами приводила к повышению содержания общего азота (до 5-6 мг на I кг почвы за месяц), которое галет быть вызвано как непосредственным их участием в пополнении связанного азота в почве, так и косвенной ролью. Ассоциативные «ультури олигоазотрофов, развивающиеся в виде прочных устойчивых ссмплексоз, при снесении в почву нередко актиЕнее связывали моле-гулярный азот, чем чистые культура этих бактерий.

Обнаружение у олигоазотрофов азотфикеирукщей активности в ючве, наряду с другим! описанными свойствам!, свидетельствует об к положительной роля в азотном балансе почв.

Глаза 7. АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО «¡тАБОЛмсма У йЛйГшЗиТплШыл ЫШ'КРШ

Изложены результаты опытов по изучению способности олпгоазо-рофньк бактерий использовать в реакциях катаболизма ряд органи-;еских соединений (моносахариды, дисахариды, полиспирты, соли органических кислот), определению влияния связанного азота среды на ктивность дегидрогеказ, гидрогеиазь? и других ферментов дкхатель-ой цепи и выяснению участия этих фор.:ечтсв в процессе азотфик-ации.

3. Азотфякск-рующая способность азотобактера при выращивании на баз-азотной среде (I) и среде с сульфатом аммония (10,0 кг/л ) (2). Состав

40,0; • 0^-20,0; Аг -40,0.

15

Н2"

1 - 'г ~Г

Возраст культуры, сутки

Рис. 4. Активность роста (I), поаоиблбп-ип экзополиеахарида (2) -л азога (3) среда кузьгурой К.1иЪеиз 158а

Установлено9 что дегидрогеназная и дыхательная активности доследуемых- бактерий зависят от их таксономической принадлежности, степени обеспеченности доступными источниками связанного азота и природы используемых субстратов. Полученные данные свидетельствуют э высокой активности ферментов дыхательной цепи, сохраняющейся при использовании различных доноров электронов„ у ряда представителей рода РзешЗотопаз. При использовании многих штаммов и разнообразных субстратов показано, что безазотные среды и среды с минимальным количеством азотсодержащих веществ мало благоприятны для проявления активности ферментов энергетического обмена олигоазотрофюв. гак, активность дегидрогеназ на средах со связанным азотом выше, тем па безазотных средах (табл.3). Такая же закономерность выявлена л при изучении интенсивности поглощения кислорода. Поскольку деги-[фогеназная и дыхательная активности отражают не только напряженность энергетических процессов в клетке, но и количественно характеризуют зкорость метаболизма в целом, сделано заключение, что активность элигоазотрофов лимитирует дефицит азота.

Таблица 3

Влияние концентрации ¿вязанного е.зота в среде на дегидрогеназиую активность олигоазотрофных бактерий (мкг ТФФ на 5 млрд.клеток)

1 ! Субстраты

Зактерии | Среды ! 1 {сахароза 1 ! ¡экзополисахарид ! В. о11(;опЗ.-Ьгср1и.-1 1из 209а

Рзеийотопаз Безазотная 29,12-1,44 10,62-0,25

«л. 15П г* пппъпч. 15 мг/л 45,17-^0,51 48,67^-1,38

Среда с азотом, 154 мг/л ■ 52.37±1,47 . 64,02-0,81

Шойоссссиз .иЪеив 277 Безазотная Среда с азотом, 15 мг/л Среда с азотом, 154 мг/л 16,07^1,35 26,55-2,38 43,82-0,95 24,20*0,76 27,27-1,63 44,37*1,78

Сравнение азотфиксирующей способности бактерий с их дегидроге-тзной и дыхательной активностью показало, что корреляция этих физнаков наблюдалась примерно у 50% штаммов, тем не менее полу -

ченные данные не отрицают связи дегидрогеназ и других ферментов дыхания с процессом азотфиксации. Сн1и;ение оптической плотности формазана njti инкубации реакционной смеси в атмосфере азота по сра внениго с атмосферой аргона, а также одновременное ингибирование азотфиксации и дегидрогеназной активности позволило сделать вывод об участии ряда субстратспецифических дегидрогеназ (сахарозы,пиру-вата, малата, d - кетоглютарата) в процессе азотфиксации и о полифункциональности ферментов дыхательной цепи.

Установлена высокая активность эндогенных дегидрогеназ и эндогенного дыхания у олигоазотрофов, которая связана с накоплением в их клетках запасных веществ углеводной и другой природы. Несмотря на тщательное отмывание клеток и специальные приемы по удалению эндогенных субстратов, значения эндогенного дегидрирования и эндогенного дыхшшя составляли до 50-70% и более от соответствующих активностей при использовании экзогенных субстратов. Эти величины гораздо вшю отношения эндогенного дыхания к субстратному, обнаруженному у обычных евтрофных бактерий. По имеющимся в литературе данным (Винберг,Х946; Бершова, 1967; Копчинская,Квасников,1973; Haddock, Jones , 1977), интенсивность потребления кислорода покоящимися клетками различных видов бактерий составляет 15-20% от дыхшшя в присутствии субстрата, т.е. идет со скоростью примерно в 3-5 раз меньшей. Высокая активность ферментов дыхательной цепи при окислении эндогенных субстратов является одной из своеобразных особенностей олигоазотрофов.

У различных представителей олигоазотрофнкх бактерий обнаружена гидрогеназная активность, которая колебалась в пределах от 144 до II400 мкл, составляя у большей части штаммов от 2200 до 4690 мкл потребленного водорода на I мг азота клеток за I чае* Активность гидрогеназы зависела от формы ассимилированного азота и всегда была ниже у культур, выращенных на связанном азоте» Выявлен параллелизм между изменением гидрогеназной активности штаммов и их способностью ассимилировать N 0 и показано наличие связи гидрогеназы с нитрогеназноП. системой у данных микроорганизмов.

ГЛАВА 8. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ 0ЛЙГ0А30ТР0ФНЫХ БАКТЕРИЙ.

СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО АЗОТА„ БЕЛКОВ И УГЛЕВОДОВ ■

Особенности обмена веществ олигоазотрофов проявляются в своеобразии химического состава их клетки; в низком содержании общего

азота и белков, в высоком количестве углеводов и других веществ -поли- f - оксимасляной кислоты (ПОМ), волютина. ;

Установлено, что на безазотной среде и среде с внесением невысоких доз азотных соединений (10-15 мг/л Н) количество общего азота в клетках бактерий изменялось в зависимости от их видовой и штаммовой принадлежности в пределах от 0,83 до 3,00%, белков -от 4,71 до 17,На общеупотребительных синтетических и сложных органических средах содержание азота в клетках увеличивалось до 0,93 - 3,80%, белков - до 22,50%, но было нюхе, чем у гетеротрофных бактерий, не отличающихся олигоазотрофными свойствами. У последних, по нашим данным и сведениям, имеющимся в литературе (Ьиг1а, 1960; Перт, 1978; Стейниер с соавт.,1979; П1легель,1907), общий азот составляет 8-15$, белки - 40-60% з пересчете на сухое вещество.

Низкое содержание общего азота и белков з клетках олигоазотрофов является следствием накопления в них больших количеств веществ углеводной природы, которые составляли на безазотной среде от 48,3 до 70,6% сухого вещества и 38,3-60,0% на синтетической среде с азотом. Содержание углеводов в клетках обычных евтрофных форм б истерий колебалось в пределах 10-30%. .

Данные химических анализов подтверждаются результатами цитологических наблюдений, которые позволили" выявить'значительные запасные отлоиения в клетках олигоазотрофов, особенно при их выращивании на обедненных азотом средах, безазстмстьк соединений (гликогена, ПОМ), а. также гранул высокополимерных полифосфатов, приводящих к относительному_понижению количества азота и белков.

У олигоазотрофов как микроорганизмов, адаптированных к недостатку азота в среде, по-видимому, происходит изменение направленности метаболизма, ослабление синтеза белков и, возможно,нуклеино-ых кислот и переключение его на синтез безазотистых соединений.

Указанные особенности олигоазотрофов, наряду с другими своеобразными их свойствами, могут 'быть использованы в качестве диагностических для данных микроорганизмов.1''.

Глава 9. ИЗУЧЕНИЕ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ СЛИЗИСТЫХ ВЕЩЕСТВ ОЛИГОАЗОТ'РОЖЫХ БАКТЕРИЙ

Внеклеточные елизистыз вещества шкробного происхождения привлекают большое внимание исследователей в связи с возможностью 'их применением в ряде областей народного хозяйства и медицине. Деталь-

но выясняются условия их образования, химический состав, структура, физические свойства, значение в кизни микробной клетки» Олиго-азотрофные микроорганизмы в таком аспекте почти не изучались,

В настоящей главе представлена общая характеристика внеклеточных слизистых веществ олигоазотрофных бактерий (связь с поверхностью клеточной стенки, условия образования, в частности влияние количественного соотношения различных источников углеродного и азотного питания в среде), химический состав очищенных и лиофили-з'лропачннх препаратов, физические свойства и роль указанных веществ е биологии продуцентов и сопутствующих бактерий.

¡¡сказало, что слизистый характер роста на средах, обедненных азотом и богатых углеводами или другими источниками углеродного литания и пнергии (спиртами, солями органических кислот) в легко доступной форме, является общим к/льтуральным признаком подавляющего большинства олигоазотрофов. На безазотных средах внеклеточные слизи составляют более высокий удельный вес от общего веса выросшей биомассы (до 90-90%), чем на схюдах со связанным азотом.

Основным компонентом слизистых веществ являются углеводы, содержание которых у большей части исследованных штаг,шов, принадлежащих к родам Aeromonas, Agrobacterium. Bacillus и Pseudomonas , колебалось в пределах от 73,9 до 93,1% ( в расчете на сухое вещество). Меньшее количество углеводов найдено в слизи родо-кокков и артробактерий - 44,5 - 59,'?%. Нуклеиновые кислоты и фосфор не обнаружены. Полученные результаты позволили заключить, что слизистые вещества олигоазотрофных бактерии имеют полисахаридную природу.

Установлена определенная зависимость мопосахаридного состава укзонолисахаридов, количественного содержания в них отдельных Сахаров, тиоических свойств данных биополимеров (значений ПК -спектров, гидродинамических характеристик - седиментации, диффузии, вязкости) от систематической принадлежности бактерий. Так, например, экзополисахариды бактерий родов Aeromonas, Agrobacterium, Bacillus и Pseudomonas были сходными между собой по набору Сахаров и содержали глюкозу, галактозу и ыаннозу. В зкзополисаха-ридах артробактерий и родококков обнаружены также фукоза, раьсюза и три неидентифицированных сахара.

Выяснена способность олигоазотрофов использозать продуцируемые

ми экзополисахариды, а тагско экзополисахариды, синтезируемые дру-ими представителям? этих микроорганизмов, з качестве источников тлеродного питания и энергетических субстратов в реакциях деги-.ирования (рис.4, табл.3)с 0 помощью изотопного ( 2? ) метода оказано усвоение молекулярного азота олигоазотрофами при выращи-ании на среде с экзополисахаридами. После 6-суточной инкубации :ультур в атмосфере меченого азота на среде, содержащей эти биопо-имеры в качестве единственного источника углерода и энергии, обога-ч ;ение азота клеток изотопом составило от 0,040 до 0,103 а.т.% избыта И .

Широко распространенные в почве евтрофные бактерия такяе опо-обны развиваться на средах с экзополисахаридами олигоазотрофов. олученныэ данные свидетельствуют о трофической и энергетической юли этих соединений как для сак« продуцентов, так и для сопут--твугадих бактерий и позволяют рассматривать их как важный фактор, бусловлнвающий образование микробных сообществ почвы.

Исследования, проведенные на'« совместно с Л.В.Носенко, пока-али, что экзополисахариды'в процессе лх использования бактериями .одверга'отсл деструкции. С помощью метода гельфильтрации на колонах установлено, что исходные стерильные препараты не однородны по своему составу, а представляют собою гетерогенные сноси индири-уальных полисахаридов, состоящие не менее чем из 8 основных иом-онентов с молекулярной массами от 20 [8 до 5000С. Утилизации подергаются все углеводные фракции, входящие б состав экзополисаха-шдов. Начальным этапом их деструкции является уменьшение величины олекул отдельных полисахаридов, происходящее путем отщепления ебольших фрагментов. В ходе этого процесса отмечено уменьиенке шшчества всех индивидуальных экзополисахаридов и, образование но-ых фракций с более низкой молекулярной массой. Высокомолекулярна |ракции расщеплялись более тггенсивно, в результате щго их отно-отелыюз содержание снижалось, а низкомолекулярных - возрастало-Изменялось соотношение фракций, одновременно с этим увеличивалось бщее их количество. Наряду с указанным, экзополисахариды прзтер-.евали превращения по пути уменьшения количества и полного исчеэ-овения отдельных фракций за счет использования образующихся про-уктов их деградации.

Глава 10. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИКСАЦИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО АЗОТА АТМОСФЕРЫ В ПОЧВАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ И РОЛЬ ОЛИГОАЗОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ОБОГАЩЕНИИ ПОЧВ СВЯЗАННЫМ АЗОТОМ

В связи с важным значением биологического азота в решении задач повышения плодородия почв, получения качественного урожая и охраны окружающей среды, а также противоречивостью данных о количестве азота, поступающего в почву в результате жизнедеятельности свободноживущих микроорганизмов, большое внимание в наших исследованиях было уделено оценке интенсивности процесса азотфиксации, -протекающего в почве, и определению роли олигоазотрофов в азотном балансе почв.

Представлены экспериментальные данные, характеризующие активность несимбиотической азотфиксации в зависимости от типа почв внесения органических и минеральных удобрений, возделываемых сельскохозяйственных культур и других экологических факторов, установлены основные группы бактерий, ответственных за этот процесс, и с помощью математических методов оценено значение олигоазотрофов в пополнении связанного азота почвы.

При использовании меченого азота ), ацетилен-этилено-

вого метода и температурного -коэффициента Взлт-Гоффа (0,|д--2) .с учетом среднемесячных и.среднегодовых температур показано, что наиболее интенсивно биологическая- фиксация молекулярного азота происходит в черноземных почвах, в темнокаштановой слабоеолонце-ватой и каштановой среднесолонцеватой почвах, в которых увеличение количества азота соответственно составляет 0,61-1,96 мг, 0,53-0,94 мг и 0,59- 1,15 мг азота на 1 кг почвы за 30 дней инкубации. Заметно слабее азотфиксирующая активность дерново-подзолистых почв (0,28-1,13 мг)8 серой оподзоленной и серой лесной суглинистой почв (0,27-0,90 мг)'. При условном расчете на 1 га пахотного слоя почвы увеличение содержания азота в вариантах без внесения удобрений б указанных почвах Полесья достигает 1,8-3,4 кг, в черноземных почвах Лесостепи - 4,4-5,9 кг и в почвах: степной зоны - 2,3-3,5 кг за I месяц <табл.4).

Потенциальная азотфиксации :почв бь-ла в десятки раз выше,чем актуальная, и такке возрастала в почвах лесостепной и степной зон

Таблица 4

Актуальная активность азотфиксации 2 почвах различных типов

¡Место - ¡Количество фиксированного ¡отбора '! _ азота

Типы почв |образцов ! 1 Ьлг на кг : !почвы за !30 дней 1 1 1кг на ¡1 га за 130 дней ! 1 кг на I га за вегетационный период

Дерново-подзолистая легкосуглинистая Киевская обл. 0,28-1,13 0,8-3,4 4-17

Дерново-подзолистая пни е в ат о ~ супесчанад Черниговская обл. 0,30-0,69 0,9-2,0 4-10

Серая оподзоленная 'Киевская обл. 0.30-0,90 0,9-2,7 4-14

Серая лесная суглинистая Полтавская обл. 0,27-0,59 0,8-1,8 . 4-9

Чернозем слабовыще- лочеиний Киевская обл. 0,61-1,96 1,8-5,9 9-29

Чегаозём мощный малогумуеный Сумская обл. 0,93-1,47 2,8-4,4 14-22

Теююкеттановзл слабосолонцеватая ■ Херсонекал обл. 0,53-0,94 1,6-2,8 8-14

Каштановая сведне-сслонцеватая* ■ Херсонская обл. 0,59-1,15 1,7-3,5 8-18

по сравнению е почвами зоны Полесья. Полученные результаты дополняют имеющиеся в литература данные- (Умаров,-1986; Калининская, 1929) о закономерной позшении активности несимбиотической азот-фиксации а зональных почвах' СССР по мере передвижения с севера ва юг о ■ •

В ризосфере сельскохозяйственных растений, в почве с внесением органических удобрений (10-60 т/га) происходило -усиление активности азотфиксации» и увеличение биологического азота по сравнению с контролем составляло в среднем от 2 до 5 кг за I месяц вегетационного периода.-Минеральные удобрения, в том числе азотные в дозе 30.45 или 60 кг/га, нэ снижали активности азотфиксации а в ряде случаев усиливали данный процесй, и дополнительное накопление азота достигало 1,5 -2,0 кг на I та за I месяц, х Приведенные данные характеризует сумьгарную гжгивиость азот--

.пслчь лл;-: ругь.цли 'ллрзопэго цсносо, лолоул; оиусллллснл дег4тег1ыю%.ч-г »оогс. |:омяле-.;с.а почгкшнх олалулл.

Однако нлиСлл^л; ьл.л;ол оначльи; ерл/л; нях; по-лруллзлу, ллл.л ол;;гоазотри£ш, б?.1;тор«'Л. 0 иойда.ы > i/етоде. kjpx •..•кцисшогс гллпг;:;: устлловлзио, тго уаслоБерл.л; (нл. 0.01 уpoi;ллллллслг) ллйлл; прллая оьялъ мллллдллллу , ллл арллклл;, ллду лл- лллл :руллл;1 слл~ сллаостьл почъ и лсллчлстьс : л iоллглллл rj:d [ r----0;7r."J ~ 0,076). Члслаллолль ¡уалулът&тльл')-: л. ллотрз,;.нлл ллллсуллл л л-лл (олсллллсарул.¡4 пссоцплулл. > ^.ллл л-. лкл-лллллл лл/-

нл:1 е;л.да), лл/с лорр^лр лллл-: с ллп;ллл'ллл г.-riy i,..-

слльонь слшл лел-лзл:;: i-:-'^. пл.,:o ( ^-05563-C'fCl'O . Кгдулл,;, ■ . . л-ч in колллцллшл :ллрлл11глг i: :лли>лл:л; 'ллллорлл ллрл.лл" лл. с i„дллл) длл лллтлрлл лсдл Clcatz-lciv^ ллл... л.л1,01лд..л с; Г'сл :л; ллаблл слллл лл лллпиллпл. с г.. ;:,;">лл:.: л: л.д' л* г ллл, :.. л'л: ■ ду ллсллллл.; л.л л , л 1л;:';' ■- ул л лллллллл /ЛЛ-Л^ЛЛ:;.'. ,.ллл лл достл'ллл.;., ¡Ьлул. л.лл л,сил:...- ллллл лд ^лллг да.лллл-лллллл ■ учасглл ¡: судлслл..ллллс' л л.лл" л л:лллр,л- : о.лллл; л )л.>

су о г о:;.

Глгшл. II. Шл^ьллСлЛК дсдллд CJ'.li

(изн^гип^л у -лл:.,;-

Нрлдетчл лкл1;1 л обеу'дллл лллллл;л; алло лл; ,- ол!Ч--~ :лл. л. лл л , рллрлболллллл л лр-л.-л..,- . л л л л -лг^лл: лл ■ ,:..;■

улзлололлиj (ллллллл сллголслл лллп, и. лл . гл-лдлл ;:лл .л: лл"~ ллл.лгтлгглслоп ирл;1Д ]Ч алн злл;.

ПОКЛЛЛЛО, цхо лглГЛЛЛОлулДл i-;.j гОГ'у ' 'лл- ЛЛЛОЛЛЛ: Л *'1 г: л -ЛЛСЛЛЛЛ ДЛЛЛЛьЛОЛ Л: л'.Л.Л',' " ..Л ЛЛЛЛ ГС -SM'-- • Л; Пл;л'-л'\. . ,'ТГ/л)'

Сллслбпош л о,чл1,ал'1л,:у:л'"'о; т лг. о;;::-эу'; ;'-ллл''.. '

сод|,оу,"л;л!л 1:слснл1ллл угл^-лл.уг л злсулии г л.:ллллл 'л/.л-л::; л;ллл, прл;.л:нкс;лл'с ,;у;л ьл;лрллгнлл ^ллул-л;л.„ лл^лпз^xл;, ,:л;л.'ллл

s;:-: роста!! з!лл;:.:лстл ( лр „л л л-лллллл. :слсл'.. лл'^гллл.л лл л: средах, ологглуснллл ллоло:,;, л-о.ллл^ S;;;0ii0; л - :л:лл л. ;^лллслл: п другие cDOi'lci'ur. лл поплолллл рсллллл^^глл'-ь ллл лллр -улл лллл как частную группу олигчггрофэс.

На оспаллнпч у.сследо^лли;; алолпогл плтгллл ;; проц-зссов онарг'огпчослого облл!ил о.:.,1гсллслллллб сдллллз :ло1:слл.лл что ссоцстло олпгоизогроф;;:! нос;;? ллл^лл..;^ а лл лОллгсткл:.

характер.

Олигоазотрофы определены как микроорганизмы, для которых характерны следующие свойства: отсутствие роста на средах, подвергнутых тщательной очистке от примесей азотсодержащих веществ, проявление жизнедеятельности при крайне низких дозах связанного азота в среде, низкое содержание общего азота и белка., высокое количество углеводов и других безазотистых сседпн'ёнйй в клетке, способность развиваться при использовании азота и углерода в широком отношении, достигающем 1:200, 1:400; высокое эндогенное дыхание и высокое эндогенное дегидрирование; как правило, слизистый рост на безазотных средах, обусловленный продуцированием веществ полисахаридной природу; двухфазный характер роста азотфиксирухгцкх олигоазотрофов при развитии на среде со "стартовым" азотом. Эти признаки отражают специфику биологии олигоазотрофов как микроорганизмов, не требовательных к количеству соединений азотам -

- Физиологическая неоднородность олигоазотрофов, наличие у одних и тех же гатаммов различных физиологических функций, связанных с превращением азота, - азотфиксации, аммонификации, денитркфикеции и др., а также широкое распространение свойства олигоазотрофии среди почвенных микроорганизмов нз дают основания для выделения олигоазотрофов в самостоятельную физиологическую группу.

Обосновано и сформулировано положение об олигоазотрофии как дотошном свойстве, воэннкпза з процессе эволюционного развития шкроорганизмов к имеющем значение для сохранения як ¡жизнеспособности з условия;: дефицита азота в среде»

Ввдвинуты новые подходи, объяенякцяэ мехенизм формирования а йункционировайия гаксробнкс ценозов почв. Сделан вывод, что одной по причин возникновения тесни:-: взаимоотношений, складывающихся з почзе меаду олигоазотрофами 2! другими микроорганизмами, и образо-занхя прочнах кикробнкх ассоциаций являются экзополисахащды олигоазотрофов, которые используется как продуцентами, та:: г еолутст-зугтци.'.я бактериями з реакциях катаболизма и анаболизма, Экзополл-езк&здда олигоазотрофов рассматривается как важный экологический -.■¿актов в г.шзкздеятвлъноети почвенных гакроорганпзмоз.

Б структуре тяфобного ценоза 'йочз, наряду с эвтрофтя в олп-го?рзср?ш, звделягатся олигоазотрофи как кивая еколэго-троф:нгзская группа гетеротрофных гакрзоргЕниэмов, пклячасщая прокариоты и

эукарлотичеокие организмы. Допускается возможность существования олигоазотрофов среди всех эубактерий, а такав среди архебактерий.

Сделано заключение, что олигоазотрофные микроорганизмы при их высокой численности и широкой распространенности в почве, способности развиваться в широком диапазоне экологических фактороз играют определенную положительную роль в пополнении запасов связанного азота в почве, активно влияют на обеспечение растений этим важнейшим элементом питания и имеют существенное значение в общем балансе азота.

ВЫВОДЫ

1. Олигоазотрофные микроорганизмы являются постоянным и многочисленным компонентом микробных ценозов почв. Их жизнедеятельное« тесно ассоциирована с корнями сельскохозяйственных растений: численность этих микроорганизмов в ризоплане составляла десятки и сотни миллионов клеток в расчете на I г корней; ризосферный коэффициент достигал 5-9. В составе микрофлоры почв олигоазотрофы занимают, как правило, преобладающее положение и их абсолютная и относительная численность выше в почва* Лесостепи и Степи по сравнению с почвами Полесья.

2. Свойство олигоазотрофии широко распространено среди хемоор-ганотрофшлх микроорганизмов. Выделеннш 410 штаммов олигоазотроф-о! отнесены к ЗУ видам 18 родов прокариот и оукариотических организмов. Изучены и описаны олигоазотрофные формы известных видов почвенных бактерий, а также новые и слабо изученные олигоазотрофы,

3. Олигоазотрофные микроорганизмы используют разнообразные органические соединения в качестве источников углерода и оноргин-углеводы, спирты, соли органических кислот, аминокислоты. Они растут на средах с высокими концентрациями (1,5-2,055) этих соединений и, следователпно, не являются типичными олиготрофамн.

4. Олигоазотрофы не специализированы в отношении источников азотного питания и подвергают метаболическим превращениям широкий спектр азотсодеркащих веществ - аммонийные соли, нитраты, мочевину, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, белки и продукты их гидролиза, а также газообразные соединения азота-аммиак, тримотиламин, закись азота и двуокись азота. Часть штаммов не способна развиваться на средах со сложными органическими соединениям-; азота

(белками и др.). С помощью меченой по азоту Я ) гуминовой кислоты получеко прямое доказательство способности некоторых олигоазотрофов вызывать деструкцию гумусовых веществ и усваивать азот этих соединений.

5. Низкие дозы связанного азота нз являются оптимальными для олигоазотрофов. На средах» обеспеченных источниками азотного питания, по сравнению с безазотными или дефицитными в отношении азота средами, усиливались физиологические процессы, характеризующие скорость метаболизма этих микроорганизмов: возрастали показатели ростового процесса, повышалась активность ферментов катаболизма. Установлено, что свойство олигоазотрофии носит факультативный, а не облигатный характер.

6. Исследование азотфиксирутацей способности олигоазотрофов с применением химического, изотопного (^ N ) и ацетилен-этиленового методов позволило выявить среда них бактерии, усваивающие молекулярный азот и не имеющие данного свойства. Из 363 испытанных штаммов олигоазотрофных бактерий азотфиксиругадая функция обнаружена у 120 штаммов. Доказана азотфиксируицая активность олигоазотрофов при развитии в почве. Впервые при использовании изотопного метода установлена азотфиксирующая способность- у бактерий родов Aerononas, Flexibacter, Llycoplana, Rhodococcus.

7. Для проявления азотфиксирутацей активности олигоазотрофных бактерий необходимо присутствие в средах невысоких доз связанного азота, который используется для синтеза азотф;иксирующей ф;ерментной системы. Синтез нитрогеназы у олигоазотрофов проявляется в своеобразном явлении диауксии - наличии двух лаг-фаз и двух фал логарифмического роста. Контроль синтеза нитрогеназной систеш осуществляется снятием репрессирующего действия аммония при устранении его ¡гз спелы.

Показано участие ряда субстратспеиифических дегидрогеназ (сахарозы, пирувата, малата, d - кетоглгатарата) и гидрогеназы в процессе азотфиксации у данных бактерий.

{!'ч.бениости метаболизма олигоазотрофов как микроорганизмов, ¡•лсптнклшниых к дефициту связанного азота з среде, проявляются л ;-менья«мии п киоткнх на всех урогнях азотного питания по сравне-ч* •.! обычными овтрофкымк формам;? бактерий содержания общего азота :• СП.,««!!« л увеличенки количества углеводов и запасных веществ •.• •)'». '-'олютчна).

9. Олигразотрофные бактерии интенсивно синтезируют внеклеточные слизистые вещества полисахаридной природы, составляющие до 90-98^ от веса биомассы. Обнаружена зависимость химического состава экзополисахаридов и их физических свойств от систематической принадлежности бактерий - продуцентов этих биополимеров.

Экзополисэхариды, синтезируемые олигоазотрофами, используются данными микроорганизмами и сопутствующими почвенными гетеротрофными бактериями в энергетическом и конструктивном обмене. Сделано заключение о значении экзополисахаридов олигоазотрофов в формировании и функционировании микробных ценозов почв. Выявлены основные закономерности деструкции экзополисахаридов олигоазотрофов в процессе их использования бактериями.

10. В качестве критериев олигоазотрофии предложены следующие своеобразные свойства олигоазотрофных бактерий:

а) проявление жизнедеятельности при наличии в средах очень низких количеств азотсодержащих веществ (10-100 мкг/л);

б) изменение количества общего азота,.белков и углеводов в клетке;

в) способность развиваться при использовании азота и углерода в широком соотношении (1:200, 1:400);

г) высокое эндогенное дыхание и высокое эндогенное дегидрирование (до 50-7® и выше от соответетвундюс "активностей при использовании экзогенных субстратов)?

д) обильное продуцирование внеклеточных слизистых веществ полисахаридной природы;

е) явление диауксии, наблюдаемое при развитии азотфиксирующих олигоазотрофов на среде с невысокими дозами (2,5-15,0 мг/л) соединений азота.

11. Увеличение содержания азота за счет суммарной активности несимбиотических гетеротрофных азотфиксаторов в дерново-подзолистых, серой оподзоленной и серой лесной суглинистой почвах составляло 0,8-3,4 кг, в чернозешых почвах - 1,8-5,9 кг, в темнокашта-новой слабосолонцеватой и каштановой среднесолонцеватой почвах -1,6-3,5 кг на I га за I месяц. В.ризосфера ; сельскохозяйственных растений, в почве с внесением органических и минеральных удобрений обнаруживалась более высокая активность азотфиксации, чем в контроле, и дополнительное накопление биологического азота достигало

4,0-7,0 кг на I га за I месяц.

Наиболее многочисленными микроорганизмами, ответственными за процесс азотфиксации, являются олигоазотрофы. Между количеством последних и азотфиксирующей активностью почв установлена досто-версая тесная связь (значения коэффициентов корреляции достигали 0,0-0,9).

12. На основании собственных экспериментальных данных и обоб-дения литературы сформулировано, представление сб олигоазотрофах как эколого-трофической группе евтрофных микроорганизмов. Ввдви-нуто положение об олигоазотрофии как адаптивном эволюционно сформировавшемся свойстве микроорганизмов, отражающем их способность к жизнедеятельности при низких концентрациях источников связанного азота в среде.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ :

1. Мальцева Н.М. 0л1гон1троф1льн1 бактерП та Ix азотфВссу-оча здатн1сть.(л1тературний огляд) //М1кроб1ол.журн.-1966. -28, № б.- G.83-87«

2. Рубенчик Л.И., Бериова О.И., Смалий В.Т., Зиновьева Х.Г., ^ндреюк Е.И., Мальцева H.H. Азотфиксирующие микроорганизмы почв Украинской ССР // IX Международный конгресс по микробиологии: Гез.докл. - М.: Медицина, 1966. - С.299.

3. Мальцева H.H. Олигонитрофильные бактерии в некоторых типах почв УССР //Проблема азота и урожай на Полесье. - К.:Урожай,1967.-G.185-190.

4. Мальцева Н.М., 1зжеурова В.В. Поширення ол1гон1троф1льних м1кроорган1зм1в у деяких типах грунт1в УРСР //М1кроб1ол.журн.-1967.-29, № 4. - С.286-296.

5. Мальцева Н.М.,1зжеурова В.В. Азотф1ксуюча здатн1сть ол1го-я!троф1льних бактер1й // М1кроб1ол.лурн,-1968.-30, № I. -С. 3-7.

6. Мальцева Н.М. Вивчення аэотф1ксуючо1 здатност! ол1гон1-гроф1л1в 1зотопним методом //М1нробХол.журн. - 1968.-30,№ 2.

2.178-179.

7. Мальцева Н.М. Дзжеурова В.В. ,Па.влгок М.С. 0л1гон1троф1льн1 ч1кроорган1зми та Ix систематичне положения //Д.К.Заболотний I зучасна м1кроб!олог1я. -К.:Наук.думка,1968.- С.188-193.

8. Мальцева H.H. Содержание азота в клетках олигонитрофильньв бактерий // Докл. АН СССР.-1958.- ¡ё I. - С.228-229.

9. Мальцева H.H., Изжеурова В.В. Влияние олигонитрофилов на прорастание семян и рост проростков озимой пшеницы и кукурузы // Сельскохозяйственная биология,- 1969. - ],= 4. - С.561-566.

10. Раиба Е.Я.,Мальцева H.H. Гидрогеназная активность некоторых олигонитрофильных бактерий /Д!икробиология.- I969.-38,в.4.-С.616-619.

11. Мальцева H.H.,Карпушин H.A. Содержание общих углеводов в клетках олигонитрофильных бактерий //Микробиология.-1969.-38s

в.6.- С.1012-1016.

12. Мальцева Н.М.,1зиеурова В.В. 0л1гон1троф1льн1 р1зновид-ност! Mycocoocus albus //М1кроб',[ол.журн.-1970. -32, J<= I. С.16-20.

13. Мальцева Н.М. Азотф1ксуюча здатн1сть ол1гон1троф1л1в у грунт! та Ix роль у збагаченн! грунт1в зв'язаним азотом /ДИкро-б1олл;урн.-1971. - 33, }<!> 6. С.676-768,

14. Мальцева Н.М.,Юрченко В.М. Досв1д'використання 1зотопноп метода' для вивчення азотфХксуючоХ здатност! ол1гон1троф1льних бактер!й //'М1кроб1ол.журн.-1971.- 33, I) 5. С.650-654.

15. Мальцева Н.Н.Эколого-физиологические особенности олигонитрофилов некоторых типов почв УССР //'Новое в изучении биологической фиксации азота.-!.;.; Наука, 1971,- С.154-159-

16. Рашба Е.Я.,Павлова И.Н.,' Мальцева H.H. Гидрогеназная активность и способность к азотфиксации у нзкоторьк олигонитрофил ных бактерий //Микробиология.-1971.-40, з.5. - С.796-798,

17. Мальцева H.H. Содержание истинных белков в клетках олиго нитрофильных бактерий //Микробиология.-1971,- 40, в.2. -С.213-21

18. Мальцева Н.М.,1зжеурова В.В. Вндив р1зних дл;ерел азотног живлення на морфолог1чн1 особливост! ол1гон1троф1л1в //М1кроб1ол журн. - 1972.- 34, № 6. - С.689-696.

19. Мальцева Н.М.s 1зжеурова B.B. ЗдатнХсть ол1гон1троф1льни м1кроорган1зм1в засвоюватн р1зн1 форм азотних сполук //М1кроб1о журн. - 1972.- 34, f."> 5,-С.560-565.

20. Мальцева H.H.»Изкеурова В.В.,Ддценко Т.П. Новые формы азогфиксируицих олигонитрофилов // Изв.АН СССР. Сзр.биол.- 1972. № 3.- С.347-354.

21. Мальцева Н.М.АзотфХксуюча здатн1сть основних тип1в грунт!в гкра1нсько1 PGP //MIкрсбIол.яурн.- 1973.-35, I? 2.- С.143-148.

22. Андр1кж К.I.,Мальцева Н.М. Теоретичн1 основи дослХдтень 1заемод11 грунтових м1кроорган1зм1в та нищих рослин /Д!1крсб1ол. ;урн.- 1973.- 35, SÀ I. С.44^19.

23. Мальцева H.H., Изткеурова В.В.,Рожанская А.И. Особенности )азвития олигонитрофилоз при усвоении связанных фор* азота /Д'ик-габиология.-1973.- 42, в.З. -С.468-474.

24. Андреюк Е.И., Мальцева H.H.,Дульгеров A.A. .Путинская Г.А. [екоторнс математические аспекты взаимосвязи между биологической [Ктивностью почвы, количеством микроорганизмов и внешними фактора-ш //Динамика микробиологических процессов в почве. Часть I. -'аллин: АН Эст.ССР, 1974.- C.I26-I29.

25. Мальцева Н.М.Дваницька Л.М.Участь дег1дрогеназ ол1гон1-роф1лышх бактер1й в процес1 азотф1ксац11 /Д!1кроб1ол.курн.-1974.-16, № 6. - С.686-689.

20. Мальцева H.H.,Гордиенко С.А.Изжеурова В.В. Использование уминовыч кислот олигонитрофильными микроорганизмами //Ночвоведе-[ие.- 19*74.- J¡> 12.- С.84-89.

27. Мальцева Н.Н.Дегидрогеназная активность олигонитрофильных 'актерий //Микробиология.- 1974.- 43, в.6.- С.973-978.

28. Мальцева H.H.,Иваницкая Ji.М.,Скляр Ю.В. Особенности дыха-[ия олигонитрофильных бактерий // Микробиология.-1975,- 44, в.6.-1.982-986.

29. Мальцева H.H.,Нзжеурова В.В. Усвоение олигонитрофилами га-юобразньк соединений азота из воздуха //"Груды 1У съезда микробио,-огов Украины.- К. :Наук.лумка.1975. - С.60-61.

30. Андреюк Е.И.,Мальцева H.H.Олигонитрофилы и олигонитрофилия '/Тез.докл. У съезда Всесоюзн. микробиол.'о-ва. Секция: Сельско-:озяйственная микробиология. Ереван,1975. - С.60-61.

31. Мальцева H.H.,Андреюк Е.И. ,Изжеурова' В.В.' О синтезе азот-«ксирующей ферментной системы олигонитрофильных бактерий //Г'ик-юбиология.- 19*76.- 45, а.4. - С.630-635.

32. Мальцева Н.М. Псширення ол1гон1троф1льних м1кроорган1зм1в ■ природ1 (огляд л1тератури)- /Д11кроб1ол.дурн.-1976.- 38, № 5.646-653.

33. Хзкеурова B.B., Мальцева Н.Ы., Качан С.Ф. ПорХвняльна д1к дрХзджового автолХзату та Хнших даерел азоту на розвиток ол.1гонГг-рофХльних ыХ!:роорган1зм1в // ШкробХол.?::yp:i.- 1976.-38J? 2.~

С.145-150.

34. Мальцева H.H.,К1гель Н.£>.,Дюльдин О.А. Використання температурного коеф1ц1ент& Вант-Гоффа для оц1и::и Хнтенсивносг! азот-фХксацИ в грунт! //М1кробХол.нурн;-Х976.- 3ü- 5.-С.557-562.

35. Мальцева U.M.»Косенка Л.В.Двачицька Л.Ы. Вивчення поза-кл1тинних слизових речовин ол1гонХтрофХльких бактерХй //МХкробХол. к урн • — 1977.- 39, № 5;«. С.574-578.

36. Мальцева Н.М. .Воцелко С.К. Двшнцька Л.М. ,КХгель Н.§. Вивчення декких ф1зичних влаетпвостей екзополХсахаридХв олХгонХт-рофХльних бактерХй // МХкробХол.курн.-1977,- 39, ]Г' 6.-С. 706-7X2.

37. Мальцева Н.М. Роль вГиьнокивуаук озотфХксаторХв в азотному баланс1 ■грунтХв (огляд л1тератури) //МкробХол.журн.-1977. - 39,

ft 6-- С.780-79Х.:

38. Косенко Л.В.,Захарова И.Я..Мальцева H.H.. Иваницкая Л.М. Моносахаридний состав экзополисахаридов у олигонитрофильных бактерий //Микробиология.- 1977.- 46» в.6. - C.I039-X043.

39. Андреюн Е.И.,Мальцева HJL Олигонитрофшьные микроорганиэ-ш и олигонитрофмлия //Микробиол.журм.- 1978,- 40.fr 2. G. X73-I85«

40. Андреак Е.И.,Мальцева H.H.»Иваницкая Л.Ы. Способность' олигонитрофильных бактерий использовать внеклеточные полисахариды d качестве субстрата дегидрогеназ /Д'икрэбиол.кури,- 1979.- 41 ¡> в.4, С. 315-320.

41. Мальцева H.H., Иваницкая Л.М. Способность олигонитрофильных бактерий использовать экзололи'сахариды в качестве источников углеродного питания //Мппообкол.кущ.-1980.-42, р Х.-С. 17-21.

42. Мальцева Н.Н.,Косенк8 Л.В. Трофическая роль экзополисаха-ридов олигонитрофилов в микробных сообществах //Прогресс в познании микробного шра.Тез.докл. У1 съвзда Всесоюзн.микробиол. о-ва.-Рига,1980.- чЛ.- С.38.

43. Мальцева H.H.,Кирнос П.С. Способность олигонитрофильных бактерий фиксировать азот атмосферы при использовании экзополиса-харидов //Тез.докл. У съезда Упр. кикробиол.о-ка,- К.: Наук.думка

i960.- сл:

-

44. Носенко Л.В.,Осадчая Л.И. Воцелко С.К.»Мальцева H.H. 1нфращ>асиые спектры экзополисаха^идополигонитрофильных бактерий' '/Микробиол.журн. - IS00.- 42, !? 2.- С.158-162.

45. Мальцева H.H. Экзополисахариды олигонитрофильных бактерий ;ак фактор, обусловливающий образование микробных сообществ почвы '/Микробные сообщества и их функционирование в почве. - К.: Наук, (умка,' 1981.- С.36-42.

46. Косенко J1.В.,Мальцева H.H.Биодеградация экзополисэхарида >лигоннтрофильной бактерии Pseudomonas sp. J50 //Микробные :ообщества и их функционирование в п'огве.- К. :Наук.думка,I9ÜI.-

: .132-135.

47. Мальцева H.H. Активность процгсса азотфиксации в основных 'ипах почв УССР и роль отдельных групг азотфиксирущик .микроорга-тзмов в обогащении почв связанным азотом //Гез. докл. У1 деле-■атского съезда Всесоюзн. о-ва почвоведов.-Тбилиси,1981.-С.172-

;73.

48. Мальцева Н.Н.,Ласик Я. Синтез и моносахаридный состав >кзополнсахаридов некоторых почвенных бактерий /Д1икробиол .журн. -!982.- 44» С.33-36.

49. Андрток E.H., Валагурова Е.В., Мальцева H.H.,Гордиенко ¡.А.»Дульгеров А.П., Коптева Ж.П.,Яновер С.Б.,Антипчу:с А.Ф. '/Инструментальные методы б почвенной микробиологии,- К.: Наук, ■¿галка, 1982.- 176с.

50. Мальцева H.H.»Волкогон В.В. Модификация метода выявления . [ учета численности почвенных анаэробных азотфиксаторов рода nostridlum //Микробиол.журн.- 1934.- 46, № 3.- С.85-87.

51. Косенко Л.В.»Мальцева H.H. Изучение окзополис&харида лусоьасбепит natura //микробиология.- ¿УЬ4.-ЬЗ, в.4.-С.547->50.

52. Мальцева H.H.,Волкогон В.В. Азотфиксирующие микроорга-:измы в ризосфере и на корнях небобовых культур /,/Бюлл. ВНИИ :ельскохозяйственной микробиологии.- 1985.- I? 42.- С.44-48.

53. Мальцева H.H.,Волкогон В.В;•Олигонитрофильные микроорга-измы как компонент микробного комплекса ризосферы и ризопланы ноголетних злаковых трав //Гез.докл. П съезда почвоведов и агро-имиков Украинской ССР.- Харьков, 1986.- С.107.

54. Мальцева H.H. Олигонитрофилы - экологическая группа евтрофных микроорганизмов //Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. - Вильнюс: Институт ботаники АН Литовской ССР, IS86. - С.227-229.

55. Мальцева H.H. Ассоциативные азотфиксаторы злаковых культур //Симбиотрофные вдотфиксаторы и их использование в сельском хозяйстве. - Киев, 1987. - С.56-58.

55. Мальцева H.H. Шшгоазотрофше микроорганизмы почвы /Дез.докл.УШ Всесоюзн.съезда почвоведов.- Новосибирск,1989.

В автореферате приведены следующие сокращения названий родов: А. - AeromormSs Ago - Agrobaoterium5 Ar. - Arfchro» baoter, Az. - Asotobaeter, Во - ВасШиз, Sri. ~ Enterobacter, Er. - Sr-.vlnia, F, ~ Flavobaotsriura, Fl» Flexitacter, Ы. -f.lyeoplana, P. - Pseudomonas, Pr» •• Proteus, R. -- Hhodococcus, Rh. - Rhodofcorula, S. - Serratia, St. - Streptomyees»