Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

РЕГУЛЯЦИЯ АЗОТФИКСАЦИИ И АССИМИЛЯЦИИ НИТРАТА ГЕТЕРОЦИСТНЫМИ ЦИАНОБАКТЕРИЯМИ, ВЫДЕЛЕННЫМИ ИЗ ПОЧВ СЕВЕРНОГО ВЬЕТНАМА

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "РЕГУЛЯЦИЯ АЗОТФИКСАЦИИ И АССИМИЛЯЦИИ НИТРАТА ГЕТЕРОЦИСТНЫМИ ЦИАНОБАКТЕРИЯМИ, ВЫДЕЛЕННЫМИ ИЗ ПОЧВ СЕВЕРНОГО ВЬЕТНАМА"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОДВДИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЭЯАМШИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕШ М.В.ЛОНШОСаВА 1

шодагитажий фшжьтет

Ж-ШЭ-'

На правах рукописи УДК 576.809.53

ЧАН ХАЙ

РЕГУЛЯЦИЯ АЭОТФШСАВДИ И АССИМШШИИ НИТРАТА ГЕТВРСШСГГНЫШ ПИАНОБАКГЕРИЯШ, ВЬЩЕЛЕННЬШ ИЗ ПОЧВ СЕВЕРНОГО ВЬЕТНАМА -

(03.00.07 - микробиология) .

АВТОРЕФЕРАТ ; -

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1968.

ішс^^іл-ис/

Работа выполнена в лаборатории физиологии и биохимии растений Институт биологии национального центра научных исследований СРБ и в лаборатории метаболизма фототрофных микроорганизмов Института почвоведения и фотосинтеза АН СССР.

Научные руководители:-

- доктор биологических йаук, профессор

:■.■■ и.н.гоготов ". ■ -

кандидат биологических наук - * -

ДЕ ЛАН ОДНЬ ■; : ■.' ■

Официальные оппоненты: ' .

- д.б.н. В.Р.ШАТИЛОВ - ::

> Д.б.Н. Р.Н.ИВАНСШСКИЯ ■.'.

Ведущая организация — Институт'биохимии а физиологии -- ' юікроорганизмов АЛ СССР ■■■

; . Защита состоится "гУ^пл 1988 г. '

в -^Г^часов на заседании Специализированного совета К СйЗ 05 II по адресу: И38Э9, Москва, Ленинские горн, МГУ им. М. В.Іомоносова, Биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ііи алогического факультета МГУ, . ' -

•'''Автореферат разослан йп^т^дй, 1988 г.

Ученый секретарь Совета жг>цздат биологических наук

И.А.КОДЦРАТЬЕВА

-л,;" ВВЕДШИЕ ;: : Т !.■-'*"-г А';"-"''"'■"'У-г^л

у'-' ; * Л'"'"''У'-'.--":■ '■.' ■ ■/'„'. : -." "*'' .'••.«.' " •'• '"• •>"

Актуальность Проблемы,; Продуктивность' почвенных экосистем ; • V 5 V*;,-' и-урожайность сельскохозяйственно важных культур растений лиши-:' V V : ■; ::тируется обычно^азотом., Применешге ьотнеральных азотных удобре-ний,лршводат к:загрЕзненш5'окрунащей среди и связано с затра-'.' ...

Ч1. '- -тамг'значительных средств ш-1а "п^езюдство,. Оатгалашшм путем.-.;« л:;'.' решети .лр^еьш дефицита"азота', является расширение - вклада '„'■'' : -'

Ч азотфйж'сирущшс .организмов в повышение аподорсщия,почв».,.' • . . •"; г ..; Наиболее многочисленной по • видовому составу и распростра- '. ' »■. V у.:1, нению в природе группой азотфиксирущих .микроорганизмов являет— -; ^" х1;' "'.г: _с.'ся цианобактерии, осуществляющие фотосинтез и растущие в авто*^ *:'.,:.. у.> . трофншс условиях;" Благодаря атому, щинобактерии играют важнуюу *;'; Т: -у; роль* в круговороте,углерода и мота в природных, а также"искус- * ' \ , ' •

ственных экосистемах. С древних времен в качестве• источника У* ■V V' связанного азота а органических соединений для повывения плодо- " '/г- -'.Ч у ■ родия почв рисовых полей в ряде стран Иго-Восточной Азёл ис- . ". 'Л

пользуется симбиотическаяассоциация водного папоротника'азолла ■■■■■>,■: ;••' ' с «отфиксирувдей хданобактерией Апаьаеп» агохи« V Сапако в ч .!' / " ' , Северном Вьетнаме благоприятные условия для * развития этой сил- >' : , 'V ''"биотической: ассоциации составляют не более 'шести месяцев.^Поэ^ - ^ • К;?*- Чтому¿большое внтеанвев последнее время"уделяется свободнсяиву-;* у'у ^' у. < :щиц циакобаятериям,' -активно фиксируппшм ы^.и ассимилирута^- ^; - . -.нитраты.' Эти процессы" катализируются модибдёнсюдержащми фер- у г

~ '. ментами нитрогеназой и нитратредуктазоЯ/котогие у гетёроцист-... ^

.¿:ных цианобактерий'локализованы в гетероцистах. (кйтрогеназа) и :.: - у ■ ■ вегетативных'клетках (нитратрёдуктаза)Регуляция''азотфиксадаиу*-. . и ассгалшищш нитрата разными соединениями азота в друпиш фак- Г, ,\ '. ■л .;':торами внешней■ среды;у цванобактерий изучены недостаточно. Ыало •. •. 1 „ул имеется такие' инфохмации'о зависимости синтеза нитрагенаэы^и."; -,;'; *-1.- ^ нитратредуктазы от' содержания. в' среде различных металлов 'а дру- ' ■ ;

гих алементов.у-;.г'-';*.,■',*■'..■.■ VIV.*.

-."1- Целя и задачи исследования." Целью данной работы Сило изу-_ . ■ ' "

'■* ' чениэ действия на азотфиксадшо и ассиьшлящш'нитрата цианобак-у• териями азотссшертащих соединений и других кеттшентов' среды,' а у . также исследование свойств ферредоксинов,' обеспечивавщх у циа^ ■ ' 1 нобактерий функционирование нитрогеназы ж нитратредуктазы, и : у Г;': ■.. '■ ^ ■ 'оценка'Возысошостей использования циавобактёрий в рисоводстве.'у;'у - Канкретше задачи работы состояли в следущем./ ■■: ■""■./■■'.^

■'■Л^1.1 Выделить из почв рисовых полей:Северного Вьетнама альго- ; : , ^" логически и бактериологически чистые культуры1 гетерсапютных : .

: ; : :,: ^ ^ . ^ ' у ; I; а»,, ^'

"■ -V. .-.Г".'

. ВДаЯОбаХТврИЙ. ;'. '; ' ; •- • - '/• ;'• "*',«.•.: . ;

. г. Изучить зависимость синтеза в активности нзтрогеназы и' : нитратредуктаэы у циавобактериЙ?от содерванияв среде' связанных "' ■ форы азота,; некоторых металлов а других компонентов* среды. • ■','. >11'з. Очистить и изучить свойства ферредоксинов ;¿паьаепа :; »рьавпсе - возмсшшх доноров" электрона, ^ обеспечивазщих'функ-• циояирование нлтрогеназы в'нитратредуктаэы. ; , ;■■/ -■■ .*■ Проверить возможность :использования выделенных'■ пиано- V,

' • ры и отобрана штаммы гетероцкстных нланобактерий,.' проявляющие ^ • »■;наиболее высокие'скорости азотфиксавди и-способность к образо^ ;'..* вандв стимуляторов роста риса.^ Обнаружено; что содержание гете- V-* , , ' роцист у. изученных'циалобактерий'не коррелирует.с уровнем .

. . нитрогеназной активности. Показано," что синтез нитрогеназы' у'; ; ^ ' ' ввделенннх кванобактериа подавляется1НН4+ , ио3~; а мочевиной^.; '^ _ '.' но литрогеназа у лпаьаепа а'рЬаеПса '¡выросшей при избытке СО^*/ ; ■• ■1 проявляет более ВЫСОКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ' К реПресСИруИЦеыу деЙСТ— ' •.' ' вию этих соединений♦ Синтез нитрогенази и иитратредуктазц а.-. 4

• ■ ' »рЬаеПс» 4 подавляется при недостатке железа и бора,' тогда как V ■-,,''•'*;

. дефицит кальция 'ведет в прекращению синтеза ^только нитрогенази;;' Недостаток натрия стимулирует синтез нитрогеназы.'но;подавляетг " . ™ синтез нитратредуктази этой шшюба1геерйи. Установлено, ^^ V у азот^сиигюиив клетки а. зрьа«п.с^' синтезируют' два - ферредокси-■-.:. у; ;^ на,* разли^ в реконст-

'Л" руированных системах. • \ Ч '' -у. ■■; ■ -

^ у .Драктическая значимость работа. Показано, 'что среди'виде-1 '■■ленных'цванобактерий;есть штаммы, которые можно,рекомендовать \ ^ ■ : ' • для разработки биотехяологических систем получения:аммония на;

.оеяовв биоконверсии'солнечной ¿нергш и в' сельском хозяйстве- . ' . -для/обогащешм почврсвязанными формами азота; ' а также как источ-'• •: . 1":ники регуляторов'роста растений.' Полученные'данные важны*-для 1 : создания'условий; ■ обешечивающих эффективную,азотфиксавдю п ас- ' ' • /■ сдаилнщш нитратов^цианабаатериями^^сцространенныш в'усло-'1^" ■ ■ виях' Вьетнама на рисовых полях и потому играгжщш важную роль в'; . : повышении уродая риса. . д . ' ';'' ■ • ; "'-:г'

•■'•:\: ' . ' Аяробапия- :■ Материалы.диссертации доложены на науч- ' ■ ~

| г ных конференциях Института биолог!Ш НЦЩ СРВ' (г. Ханой, 1982- ' -' -

• - ; %'-1985),* ваучпой конферендш.биологического факультета и Цент!«;, 4

л ' г -' научных исследований микроорганизмов Ханойского , госунаверситета /

" ;"'V ' '' ■■ ^ у.'' .*" ; г .: ■■■ :■■ * у: '■ - у -. ■'

: , . . . '• . . -о.; - ■ • . ; • ./„г!-* ^^ У. '*:■'■ Т' ■' ^ ;.„ ■;''■ ' ' ■ ' ''.,''' ? '■. ' Г. ,: ..'': , \

: V-: -" ■ ■'" y: і' ' . *'■ " J. ' -V : . . v « . '.. .■, Y '-.¡^ ■ ' ; ■■;■ ^ ■'.■■>'■'

"-_,* (г-Ханой,; 1933), Всесоюзной конференции"Физико-химическая 6¿o-■ логия и. биотехнология фототрофйых мшфооргакизмовя:( Москва, / . : г .:

1987) .и семинарах лаборатории метаболизма фототрофшх микроор^- --f г'анизмов Института почвоведения и фотосинтеза АН СССР'СПущино,' ; • ; 1987," 1988). „Vі'Л ..:• .'Í'"■'íl' V'W

і./' '.. ' Ду&гикацвиі . По теме диссертация опубликовано 5 работ.v ' І/ •

*. Структура диссертации. ! .'Диссертационная работа "состоит..изЧ^І.І'Ч ' >" введения, ..обзора литературы,sописания'объектов и.мотодов гссле» •• ' " дования,* изложения.результатов и их обсуждения, выводов и спис- - /У

- ка"гцитируемой литератур, ^включающего £Zfpa6oT.'. Работа изложе^ •; ' .

- на на -страницах, включая .^д рисунков и;таблиц. . Ч ."'

■ і :-V."? ' - '.' ,'V-І 'f ■*';'.".•'.'■ ■'■

- -V ■■'. - ;1,; ,;,- '■■ 1 ОНЬЖШ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ; Г;- - v. "ÎV.'/-- i...V •/.-■;■ ;'u < ■>■;.;■

; , *- Объектами, исследования служили выделенные яами^иэ'почв' .- ■. *:;■■.■-"-■' "- рисовых-полей Северного Вьетнама ' штаммы ' гетероциотных цианобак-, •„' "

; ' терий АпэЬа'епа cyllndrlca KN-H6.'A.sphaerica ТВ-082І Gloeot-' ' ' .rlchla.raciborxkl HN-OÎ,' Noatoc caldeóla CT-08I '■ и N.rau3coruro\ J : .

"'' C.TB-080. ; Наноторыв ОШШГ ПРОВОДИЛИ, С,'À. variabilis AICC.29413 из: "' V-Л коллекции культур цианобактериЛ,кафедрі'генетики ¿ селекции МГУ ■

...'■ и,С Sostoc commune KM-120 , ВрЄДОСТаВЛЄННОЙ Профессором ЭыОНГ. : •• '' Г

.' Дик.Тьеном (Ханой).- . •'. ; . V' j,4-V 'r~V;ï '' Ч'.ЧЧ-Ч'

- s ; ; , -'. При очистке цианобактерий от других ьшкрооргакизмов в'ва-\'. ; ; *. . ■ У- честве сред, использовали сначала ирригационную*.воду*.• затем поч-; -

." венную вытяжку и(минеральную.среду. BG-II (Stanier et al., 1971} , Для удаления бактерий,культуры обрабатывали антибиотиками.(ne- ; '¡л:'; : нищшшном и стрептомицином, 10-20 тис.ед./50 мл' суспензий' • : - лучали ультрафиолетом(20 вт на-расстоянии 30 см)и У-дучами • : . • ; ■/ ' (270000 рад в"течение 5 часов)■ Культищрование :цяанобактерий 'vi ;v ^Проводили: A.epha<irlca,:"G.raciborxkl, N.caldcóla' и H.ccauntme ' ' ■- на среде. Вв-II ^''."Á і cyllndrlca; И A. variabilis - на среде Ал-''-,; лена-Арнона, "(Alien, ; Àmon'i, "isss ), N.. inueeórum - н&хреде Тага ; ; , ■ ;■■ (Гродэшский, Гродзшский, -1973) . Культури вирадавалн без nepe-v ; >'•*. '-,'' 1.ыешвандя'"на ,воздухе или о продуванием газовой смесью (воэдух . • : :

5% OOg; £5-30°С; 10-25;втДг2).'' V^'- ':';',;''.V" ? ' V. Экстракты клеток получал: в аэробных или анаэробных уело- ' ;

' '.'. виях путем.разрушения их суспензий ультразвуком или-на дезин» '.. ' . . % • теграторе' "Донор-ГТ;и центрифугирования - ( 10000 g г 30 мин; í4°C) - ■ .. V, '1 :.Ферредоксины A.Vphaerica_-; очищали по. модифащировакному нами меТОДУ (Aahtonг' Anderson, . 1981 ), нитратредуктазії A'.tphaerlca ' ^ - ч • ■ - A.variabflls- - согласвоіметоду^(Якунин, 1986),1 ферредоксин: - ;

Í"-'-!\ '■ ''"'-■:.'- Г .'■■ Г *'■ Ч.'-V-'

-;4 • — ■ : " /Л-..- V Л';:-V'"'.- : ^

■■■■:.НДДФ-редуктазу A.ephaertca" - как описано в работе (Якуюш я др., -1985). Црепараты'нитрогеназ'и пурпурной бактерии" Rhodo - ■ baeter sphaeroides 2r , гвдрогеназы в пируватфосфорокліастиче-: - СКОЙ системи ИЗ ХеМОТрО^НОЙ бел терки Clostridium butyricum .

получали по методам, ошсашшм ранее (Якунин, Гоготов,' 1987). ■v 1 Хлоропласти юз листьев гороха выделяли по методу {west, wi-,..,- schich, me). , ■ ■■,':■■ ' -i , '■■■ <■: ■■ ■■■■ ■.'■ .. ' і'' '■

. -Нитрогеназную активность цианобактерий измеряли по реак- \ ' щіяіл восстановления С^ и фотошделения Hg (Косяк и др:^1Э73). ;;: Нитратредуктазную активность целых клеток и бесклеточных препа-': ратов цканобактерий измеряли по восстановлению нитрата,до нлт- ' рита шдифщврованным методом Кеннеди (Татарова' идр-, І97Є)." : : Измерение: активности ферредоксинов проводили в реконструирован- ■■:■'■ • них системах, в которых они'восстанавливались освещенными хло-' С ропластами гороха, пируватфосфорокластической системой c.buty- ; : - ricum или ферредоксин; ШДФ-редукгазой A.sphaerica , тоща, как акцепторами электронов служили нитрогенаэа r. sphaeroides и , гидрогеназа с.butyricum (Якунин, Гоготов, 1Э87). Спектри погло-' іДения ферредоксинов регистрировали на спектрофотометрах specord uv - vis и Specord м 40 (ІДР), а спектри ЭПР - па радио-Д- спектрометре РЭ-1302.(СССР). Аминокислотный состав'ферредокси-нов определяли на анализаторе " Durrura d-soo" (СМ). Содер&акие . "железа, шлибдена,'натршГи кальция в культуральной жидкости' іцианобактерийипрепаратах!ферредоксинов определяли методом ; : атошо-абсорбционной^спектрофотометрии на двухлучевом спектро--фотометре peckin-Eimer 503 (Швеция). Относительную молекулярную ; массу ферредоксинов определяла методом гель-фильтрации на калиб-;' . рованной колонке с сефадексом с -50 (Детеркан, 1970) и с по"- -

мощью электрофореза в 1Ъ% ПААГ в присутствии додецилсульфата ■': на ( weber, Osbora, 1969 J. Аналитический и препаративный диск- , „..,' -електрофорез проводили в 15% ДААГ по методу Дэвиса (Maypep, V ;1971), Оадеряание аммония в культуральной жидкости определяла : с помощью фенодгшожлоритного метода (soionano »* 1969), а нитрата - с помощью донселективного электрода; на автоматизирован- ., v.. вой системе (Киселев и др., -І982)1. Концентрацию глорофшиа оп- -. ■; ределялн ПО методу, Арнона ( Агпоп, 19 49 ), белок,- по Лоури ' ( Lowry etal., I9SI). Содержание гетероцист подсчитывали ПОД • микроскопом! -

\ 1 - РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУВДЕШЕ • ;

•, I. Рост и образование гетероцист '.;; >:-" V

; 'При выращивании выделенных~цианобактерий в условиях• продувания газовой смесью (воздух > Ь% С02) высокие скорости роста ; / культур наблюдались только для А.врьавпса , тогда как другие виды цианобаятерий в этих условиях не образовывали однородных: суспензий; Л практически не росли. РоСТ''А.8рЬйег1са. ; при куль- , тивировании на воздухе без перемешивания, по-видимому, лимитируется источником углерода. На это указывает•значительное увеличение .скорости роста А.врьавпса -.(в 10-15'раз)как и а.уо-г1аыиз ( 2рИ1ег ег «1.,; 19вх), при росте культур в присутствии 2-5% СС>2 и перемешивании.-1" ■'*.'.; : . 11а накопление биомасса выделенными дианобактераяма существенное , влияние при росте культур на воздухе без перемешивания■ ' оказывало наличие в среде.связанных форм азота (табл. -I) .\Наи-,-Оольшее количество биомассы изученные цианобактерии накапливали- при росте на среде с *и2+«о3" ■ . Однако независимо от природы используемого источника азотй ы.са1с1со1а; образовывала наибольшее количество биомассы,.достигающее при росте на:среде с , и2«-ко3" более I г/л цо сухой биомассе (табл. I). Скорость рос- ^ та.азогфиксиругащк культур л.арьаепса в присутствии; С02 " - • снижалась при недостатке Ио042" , Са2+ ,'к»+ и ьо|~ , „ тогда как при наличии в среде но3" , подавление роста не наблв-далось. ■* ■'■■.■ ,-.■"'

Как и у других цианобактерий (Косяк и др.,' 1978;воо11ги«,е 1Э79), связанные форли азота оказывали влияние не -только на выход биомассы, но и образование ими гетероцист (табл. I). Оричем содержание гетероцист не коррелировало с уровнем нитрогеназной активности цианобактерий .(табл.-I),' что отмечалось ранее и-в . отношении А.уаг1аЫ11е (кодегвоп, 1979 ). ОтСуТСТВИв ВЗаИМОСВЯЗИ между изменениями содержания гетероцист а .яитрогеназной актив-' носты) имеломесто и у м.пшв^огит растущей на средах,без до- " бавления и с добавлением 0,6 Ш РО^; (табл. 2). Следовательно, образована гетероцист и синтез нитрогеназы у цианобактерий. д имеют, по-ввдимому,' как общие, так и независимые системы регуляции. Ноэтаду относительное содержание гетероцист не макет , быть показателем уровня тгтротеназной активности цианобактерий, хотя ж наличке"указывает на потенциальную способность цианобактерий к'азотфаксации. • • ' : . ■ V V ■

-Г " *':..\v.'y. ■ . Таблица I

' Влияние 'источников азота на накопление биомасси, нитро-' геназную активность а содержание гетероцнст у циано-^ бактерий '¿''роевик на воздухе; без перемешивания :■;■■

1 .. . '].-■'."■-. L. ■ I.

К- - tA.cylln- i ■'. iG.raclborx| N.calcico-tN.rousco-

азота : т ■ i^1« Irica l ' Р41 НК-ОЗ | la CT-08I j ,rum

' é tnt—TÁÉ : * __ 1 ; ж ' « * ' • • *

- Источники

' |rjg?oe2 1 i " { • • }f¿^>ao

N, (воздух): ■■.."■'■■■..

I ; -180 • 200 350 v 950 280

■:>"■'.■'■■ 2 51 187 ■. 264 ■ 163 170 .

. 3 2,0 3,5 ■ ; 4,0 • ■ 6,2 5.5

N2 + NH4CI • • • " >■ ■ "•' „ , ■ ■' ■' ' :i ' ..

(O,c6-O,lb Ш): v " t ' „ ' r •

- I -' 193 202 .'■.'"■ 368 ' 998 283 ■' :'V-¡"' 2 г 2 9 26 27 9

3 . . 0,2 :'■■' Г-" 0,3 ■' ' 0,2 1,0 ,: ; 0,1

„ + мочевина '.; '' ■ ';.-■'.. ■ '

(0,10-0,15 lií): " .'.'V

1 . ' 194 ■ 202 352 ' 998 ' 283 ■

2 26 4 '■ - ■ 13 ■ Z : ■■"'■'■; I

3 0,5 0,1 tf.I' 0,3- и.о. ■

(0,05-0,15 ыМ): J , " ,,

V I V; 209 214 ■ 403 1140 /' 308

2 „V,;^- 17 I 53 I 20 .

3 0,5 ' 0,2 0,3 0,5 0,2

где: I — биомасса ■ (мг cyxnz клеток/л.культура); 2 - нвтрагеназ-' : i ная активность (шоль CgH^ * чао * мг-1 белка); 3 - содереа-'.'■■. v\.нив гегврацист (Í.ot общего:количества клеток); в.о. - ве определяли (во всех таблицах). . •' ■

2* Регуляции синтеза и активности нитрагенази в нитрат—

■";'.i; ,'. ^ . редуктазы ' . . '

Наиболее, высокие скорости восстановления (¡¿Bg и No3- среди выделенных няии цианобактерий при выращивании их аа воздух©

без Перемешивания проявляли клетки G.raciborxkl BA.«phaerica (табл. X). Поэтшу исследование регуляции нитрогеназы и. нитрат-;

редуктазы, »ОСНОВНОМ, проводили В ОПЫТвХ С A. Bphaerica.

:■ ■' ., ,'■ *. : •>■ -v'..: Таблица 2

-Частота образования гехероцист (£)икитрогеназкая"" j 1 активность (нмоль С2Н4*час"'1,мг- бедка) клеток ■

: N.muscorum j росших на средэх dea добавления а с ..

. добавление« 0,6 (.« Р0?~ ' ' "

'—■- "1 ■■'■■■■ "■■"" I —..............II

Время Частота гетероцист ' \ Образование С3Н4 .,'

сутки j— '! ■ -F0, J

0 ■ 6,5 .\ 6,5 - .170 170 "

' I . v- 6,3 - 6,5 166 ■,"■'■" 170

2 5,8 - V 5,3 ; < 129 , ' 213

3 ; 5,0 5,0 88 : 257

"'б,'' 7.0 . 5*.5 - . ■■.. . 46 .'■■'* 247

■ 6 ' 5,5 • 4,8 . . 44 233 .

. 7 ' 4,5 • " 5,3 .■-;■" 19 226

8 5,0 - - 4,7 22 "■■ 196

9 ■' ■■■"■: 4,0' . • 5,0 22 187 '

12 4.S И.О. л;.'-" 17 .■'■ ■ ■.■'■ и.о.' ■

2.1. Источники азота

. Как и у других азотфиксируициг бактерий (Гоготов, 1337), синтез нитрагевазы у изученных шин цианобахтериЗ репрессировался связанными форлами азота (аммонием, иочевивой, нитратом), при их росте и в присутствии 6? С02, и навоздухе без перемешивания (табл. I, 3). Степень подавления синтеза штрогеназы зависела от природы испольэуемого нсточника азота и видацианобак-теряй. У А.еуНгкэпса ■ (табл. I),- кал и у бодьшнства других ' ■ гетероцисхных циапобахтериВ (годд ей а1. , 1973; Косяк и др.»

1978); синтез нитрагевазы полностью репрессировался при росте культур в присутствии 2-3 Ш ын4с1 , тогда как нитрат репрессировал его ЛИШЬ -частично. В ОТЛИЧИв ОТ ЭТОГО, У А.ерЬаеПса , Ы.са1с1со1а (табД. I, 3), КЭК И АпаЬаепа «р. СА (Во^етХеу »1

1979), нитрат подавлял синтез нитрогевазы в большей степени чем аьмокий. Неодинаковое действие на синтез ниграгеназы разными дианобавтерпями соединений азота связано, по-видимому, о различной активность» систем юс транспорта л ассямидящш.

8 V

Таблица 3

Китрогеназная (тюль С^Н^ьшС^мг"*. белка) а Нитрахредук-' тазвая (нмоль ног~ белка) активности I а. ерьае-

• г1са в-зависимости от уаловвй роста культур в атмосфере,V ■ " . г содержащей воздух +. 551 СО^ ."■ '■'.

Источник азота'

до I Скорости <х!разовагаст |СОеДШеНИЯМ | СЛ1 I , ыо,'

к2-+ 4 гоМ М03;

+ о, 5ти мочевины +

4

М2 + I тК Ш

I тм

Н2+

N. + 4тН КН.

+ 5 тМ НН4+ V 10 тМ ■ + 20 шМ Ш4+

N.

.■а

и.

М2 + 4 ЮМ Ш3

«2 ' м2 + 4 тм И03

»2 + 4 тМ Н03

... I

Н2 + 4 тМ Ш3"

и2 й'.:^' ■ Ы2 + 4 тМ Н03"

' •полная среда 23,9 . 0,3

. -_..Та «в. ;; 4,6 . 4,5

3,0 .н.о.

: и .■■ 37,0 и.о.

ыо," "" 1 . 3,6 V Н.О.

л п : ■ 'И,5 ' '■ '■ г"- ■ Н.О.

п * * -. '' - ■■ 9,1 н.о.

■ « .. .'■'.■ ■ , '' 5,3 • н.о.

0,3 '."'■;'■■"н.о. '

. по Ио (0,05 МЙЛ)" .г з.б 0-

■ То £в "V;.-:.! 1.5 .:• 2,2 .Г

. : по Ре, (0,6 мнМ)- 8,5 0

То же . - . 1,3 ...;■ 2,1

по Са (0,1 мкМ) ю,а ч; 0

О; То же',." ./'.'ч.-; ' 0 ■/'Л 4,3

. пока (28 ыкМ) 39,0 \:»' 0

. то же; 4,3 2,5

по В ( 40 мкМ) 12,3 о--,.

То же •;" ■ •: 3,9 л " 1,2 ^

V; У изученных даанос^терий:(тайл..I," 3) низкие концентрации аммония (15-50 .мйМ при росте культур на-воздухе "без перемешивав, ния.и I ДО - в присутствии 55С С02) почти в два раза стимулировали синтез нитротеназы. Аналогичный эффект наблндали у д.суНпа-Пса ' при росте клеток С НИЗКИМ содерканием мочевины (МаскеГГав 1966). Неханизм влияния низких концентраций связанного азота на синтез'нитротеназы цианобактерий пока не ясен и его проявление, по-видимому» связано со стимуляцией метаболизма'вегетативных клеток. Злвдрет также отметить, что в отличие от пурпурных в зеленых бактерий (Родионов, Лебедева/ 1937), у изученных циано-бактерий ионы аммония не вызывали эффект втшнения нитрогеназы.

2.2* Молекулярный кислород

"..■/ На восстановление ацетилена клетками цианобактерий,. выросшими в аэробных условиях, Og {15—2056> не оказывал ингибируадего .действия, тогда как в присутствии 6Q% ы2 скорость этого процесса снижалась в 1,5-2 раза. На свету восстановление нитрата . клетками ■ A.sphaerica .подавлялось при увеличении содеркания 02 в газовой фазе." Неполное подавление поглощения ыо3~ кислоро-. дом у; A.variabiiis свядетельствует о наличии у нее яитратре-' дуктазы ассимиляторного типа, поскольку для большинства дисси-миляторнык китратредуктаз характерно полное ннгибирование вос-; становления нитрата в присутствии &> { мс Ewan et ai., 1984) ¿ifi ■ На ассишияторный характер нитратредуктазы A.ephaerica указы-V : вает регрессирующее влияние на её синтез аммония, но не (табл. 4).~ у ;:;,а .*> ■ - ■■:->■■ -.'■.■':■■ '■''. :?'

2.3. Свет и органические соединения -.V

Максимальные скорости восстановления " с2н2 и, но3~ у. изученных нами цианобактерий были на. свету (Taüa.4)t Оцкадо наличие света не обязательно для синтеза а активности нитрогеназы и нитратредуктазы A.sphae^ica в аэробных условиях. В анаэробных .условиях в темноте клетки a.sphasrica синтезировали датратре-дуктазу, но.не нитрдсгеназу (табл. 4). Ни cuma из'изученных цианобактерий не1восстанавливала :с2н2 в анаэробных условиях в'темноте, тогда как.восстановление мо3":? в этих условиях происходило с заметной скоростью. Это указывает на более высокие потребности азотфиксадаи в энергии по сравнению с нитратредукцией. *

Синтез нитрогеназы У A.ephaerica , как И В' случае ' A. varía-bilis ( наигу, spiiier,' i98i), в отсутствии связанных форм азота усиливался при добавлении в среду фруктозы. Причем¿фруктоза не; только уменьшала репрессирующее действие но3~ на синтез йитро- -ген азы : A.sphaerica ,. но и стимулировала синтез, нитратредуктазы этой цианобактерии (табл. 4). Следовательно, синтез нитрогеназы и нитратредуктазы клетками цианобактерий лимитируется. органическими соединениями "даже в:присутствии избытка C0¿. ; 1

2.4. Ионы металлов : - ; , ."' /-- ■.- ••',"'. ■

■"■■; Синтез нитрогеназы и нитратредуктазы A»ephae¿icá: , как и A.cylindrica ( Fay, de Vasconcelos, 1974 j( ЗВВИСИТ И ОТ СОДвр- ' жания в среде молибдена, входящего в 'активный-центр этихфермен-тов. Отсутствие такой'зависимости, обнаруженное для нескольких'.

ШТаММОВ Aicylindrlca (Nagatani, Haselkorn, 1978) , ОбуСЛОВЛеНО,:

./■.;■:-.■'■ v ■ ; : * '' ,'.'.«." ?.:• ■ ,..■'• ■;-. Таблица 4 ' Влияние условий шкубащга (20 час) клеток А.зрьаепса,, выросших при дефвдвте по молибдену ,напх нитрогеназную,, в нитратредуктазную активности .

¡Нитшгеназа, ]

Вариант . опыта

Свет;

■ Добавлявше соединения.

* • ,

■■■¿■■І.--:;-; V ■■ + ■ нет . j 21 • 0 "■■

■ -v." нет.-. ;,' ■ . ■ "і ,. 0 0

;э . ,no3~ ;;' v" '„.'і. - - •II >- 52 -'

noj". '3 ;■■'- 60

моо<2~ .' *■ ■; * . 100 "■■ -3 '. :

':',. 6 + • фруктоза + моо42"• IS8 h.o.-

л7 ■ / Хо Жв • 86 • h.o.

■ 8 мо042~' ■■■; 28 . . и.о.

9 .. '.' но3-. + моо42~ 14 100

10 ■ ' + ' Л'; •' ію3~+коо42- •*• фруктоза . 25 196

•II .:*-■, ■ ■ ~ - То 2є . .;";"' ■■'. 8 280

12 к03" + м0о42* , 5 - 57

13 + ч,- - Mo04J- *> S-V" 126 29

14 - ■'v.- mo®4a~-.xJ 0 • 26

15 - ; noj" + m0o42- - . 6 ' • - V-' 0 :

' 16 !■■+;■''' . nh4+ ♦ mo042" 2 ' 8

.17 ' +■'.-; , Мочевина + моо42-; • 0 - 0 '

18 • . + ! 1 Хдораіфеншсол ■ + m0o42" • 0 0

19 • wo42- ■■ ;. .v' 4; ■ 15 ~ . 34 '

20 . ■ . 40 •128

1 ^Газовая фаза аргон, остальные варианты - воздух.случае вит- • . ; ратредуктазы (варианты 13-20) креме указанных соединений (1,7 ■■■'■

щф!

МоО,

2—

добавляли 4 иМ'кко,

10 lat фруктоза; 2 lii (nh4)2so4"

I Ш мочевины)

вероятно, очень низкой пороговой концентрацией молибдена, доста. точной для синтеза этик ферментов. - Согласно полученным нами дан-нш. такая концвнтрация Ыо для синтеза нитрагеназн и питратре-Дуврэы -А.»рьавг1са ,составляет 0,1-0,2 мкМ. Поскольку скорость роста а. «рлаегіса начинала снижаться при еще более низких концентрациях Ыо в' среде, лимитирование роста культуры азотов наступало лишь после трехкратного ски&ения её шггрогевазяой активности. ■■ '., ^ ■ У-.;.,.;-.' ■

В отличие от Fhodobactar capsiil*tus (Якунин.2 др.,'. 1986), ' азотфжсируадая культура : A.sphaerica , растущая ' при дефиците . ■ ■ имела более высокую нитрогеназную активность, чем в .

; присутствии No3" (табл. 3)..Вштло при наличии, ко3" и дефиците Mo пул молибдена s клетках A.ephaeriea ; расходуется насин-тезкак нитрогенаэы, так и' нитратредуктазы. Таким, образш, не--смотря на пространственное разобщение' нитрогеиазы и витратре- ; < дуктазн в клетках гетероцистньсс цванобактерий,' между этими фер-* ментами существует конкуренция за молибден- при его дефигщте / ( ftaroos, Guerrero, 1Э83 ). ІІОСЛЄ Добавления MoO.^2" (1,7 ККІІ) К . культуре; A.sphaerica, выросшей, при недостатке молибдена,- еЗ нитрогеназная активность увеличивалась в два раза и продолжала возрастать в течение 72 чао. Вызванный добавление» ЧаО^2" синтез нитрогенаэы A.ephaerlca , В ОТЛИЧИЄ ОТ A.cylibdrlca t ИНКу— бированноб в атмосфере 100^ р2, подавлялся' связанными формами азота, а таїтае хлорацфенихолои. Эти же соединения репрессирова- . ЛИ И синтез нитратредуктазы A.sphaerlca ;(табл. 4).; *

Добавление к A.sphaerica вместо М0О42- вольфрамата инги-, бировало синтез нятрогевазы и нитрйтредуктззы, тогда как вана— .. дий оказывал стимулирующее действие (табл.4). Это, по-видимому,' указывает на синтез клетками A.sphaerics - так называемой "аль-теркативной" витрогеназн (я, возможно, нитратредуктазы) і содер-кащеЗ ванадий вместо•молибдена в составе активного центра. : ; По сравнению с дефицитом молибдена недостаток железа вызывал более^ глубокие изменения метаболигма A.ephaerlca' , поскольку после добавления Fe3+ восстановление.активностей нитрогенаэы я нитратредуктазы ; шло " медленна в .В условиях дефицита по v железу рост A.sphaeríca быстро прекращался, хотя клетки и сохраняли до ЗОН нитрагешзной активности (табл. 3). Снижение/ нитратредуктазвой активности A.ephaerica при дефиците железа, -как и в случае Aiiacystie ntot« lana (Peschek,I979) указывает На то, что этот фермент является железосодержащим белком, для синтеза которого необходимо железо.', ' ; "

В отличие от железа, недостаток на* в среде щиволил ' к двухкрагноиу . увеличению нитрогеназной аКТИВНОСТИ д. sphaeriea (табл. 3), тогда как нитратредуктазная активность снижалась почти в два.рвза. В отличие от »той. культуры, у A.cyiindrica и

A.torulósa (Browne 11, Nicholas, 19671 Apte, Thomas, I960) ВПрИСуТ-

СТВИИ 7-Ю UK!! Na+ ИМЄЛО место снижение скорости азотфиксации ; я увеличение ассимиляции нитрата. Следовательно, характер влияния 4на+ на синтез нитрогеназы и нитратредуктазы цванобактерий

зависит как от концентрации этого нова в среде, так и вида ас-' шш,ау1щих его виаяобактерий. I';" ~ ;•'•.:/у"'-

Нед остаток-Са всредвингиййровалрост'исинтез нитрогв-наэы азотфиксирупщгё культур д. sphaericа (табл. 3) » Однако при ■ наличии нитрата дефицит Са*+ не оказывал влияния на скорость' рОСТа 2 нитратредуктазную активность A.sphaerica.- > ■ " :: Кроме ионов на* и ,Са?+ дефицит бора;' как и в случав Ала-Ьаепа spÎFCC v7II9 (Mateo 'et «1. » '1966 ' ), ИНГИблроваЛ рост ; вЗОТфИКСИруКВДХ культур A.spha«ica , но не подавлял рост этой цианобактерш в'присутствии ко3~ ♦ Активность нитрогеназы а. . ' sphasrica ' ; снижалась почти в дваразапосле исключения-ВОз ' из состава среды (тайл. 3). Хотя рост цканобактерий * в присутствии inOj^ не замедлялся при дефиците ' бора, активность нитрат— : редуктаэы A.sphàextcâ: v снижалась "в четыре раза (табл. 3). Следовательно, бор играет важную роль в регуляции синтеза не толь-1 ко нитрогеназы,;но и.нитратредудтазы A.sphaerica. ".'■;/ ■

■ ■. 3.' Доноры электронов /' \i\ ->. : ■ ■ Ve --ч

:, Доноры электронов, обеспечивающие функционирование нитро- -геназы и штратредуктазы уг цванобактерий, как и других азотфкк-сируадкк микроорганизмов (Кондратьева." Гоготов, 1981), являются -соединениями с низкими сагаслвтельно-восстановитедьныыи потенциала«. Непосредственным донором'электронов; * обеспечивагошм функционирование ' »тих ферментов. у цванобактерий, является ферредоксин* .У ряда гетерапистных цизнобаятерий, в тем числе «.muscorun

Я A.variabllls (Wada et.al., I9SI| BShne, Echrautemeler, I9Ô7),- r

': обнаружена способность к образованию двух ферредоксинов. Прове- < ■денные;нами исследования^^ шотфшссируадшш клеткаш A.Sphae-4: ' rica/ выросшими аэробно на" свету, показали, ' что они такке спо-' собны к синтезу двух ферредоксинов. Выделенные препараты гомо-, генных ферредокошоэ имели : сводные спектры - поглощения, характер: вые для ферредокешов растительного тела (табл. 5). Восстановленные,' НО не окисленше: фврредоксикы A.ephaerlca имели сход-.вые спектры ЭПР, характершедлябелков с одшш кластером _ : ; Qre-îs^ Сцшах.0 их Ьп^наш несколько смещены друг относитель-; но друга и в спектра'фд Ц проявляется дополнительное взаимо-

дейстше/в 'оЛтсти g ,= 1,856/ В отличие .от ферредоксинов других А~Т(ианобактгр(1ЙЛ "sbiri at al.v 1977 )<'выделенные нами белки а..

sphaerica :. значительно различались по молекулярной массе'и t субьединичнацу, составу*. Молекула tet-I содержит три одинаковых ' . субьединпцы, • тогда как фд.П состоит аз одной субъедишщц с та-

Y..-^ - .■'■:'. V^V V. Л r'*3 ■.

■ ■■•■ ■■'-■'■■'.' ' '-Y.'-!.-- Таблица 5 .■ 7:-■■■'.'

' Свойства ферредоксинов A.sphaerica' . ^ • ;':■'■■ '"■■. Л

Свойства ' 1' ' ' Ферредок?ина - ■ ' 'Ц ■ '

■ ■■ ;■ .' - ; ■ -■-■ ■; - ; i_■ -- i-" •■'-; т ■- ц " ■ -ч

;■ Молекулярная-масса: V- V ' V \ >

гедь-фильтрация-, . "33600 : 10600 . ;

sds -электрофорез ■ ' II500 II500

-4 •• Ссдеряаяие, МОЛЬ/МОЛЬ ..■'■''":' •>''■-. ' ' J■■'■

белка: ге • 6,7+1,0(мг 33600) 2,1+0,3-

л , 2,3+0,6(мг II500)

Асп + Глу 31 . : \ / 32.■," " '-.'Z''

Спектры поглощения 276, 330, 420 ^ 275, 328, 418 :'..'.■

(ыаксшумы, нм): 460, 280 (плечо) • 461,280 (плечо)

' hx/hw 0.45 0,50'

. . ЭПР-СПеКТ{Ы О'. ■-;■'..■'■'■.. .,-■'. -Í-'.. ■ ■ ■ - (g-фактора, I3K): . ' ". ; ' '/'.■¿vi- ■ '

/ окисленный -' • : * ■ нет сигналов .■ нет сигналов ■ 7

восстановленный ' 2,044; 1,957; 2,052; 1,959; ..

. ■- \ ■" , ■ 1,800 1,890; 1,856 ■■:'■;■

ы -концевая аминокислота ; , аланин , ' .•'.' алашш ■

■ r£,'I5Í ПААГ: ' , " .;,.." "■"' ' '

электрофорез без Sbs 0,47 . 0,90 ■ ."■„ ..■;

,. sos -электрофорез 0,75 ' ■, : ■.■' .. 0,75

.-■ Выход, кг/кг сырой биомассы 6-7 50-60

. V кой ае молекулярной массой (табл. 5). В отличие от ферредоксинов = ■:_•. A.variatdlls {BObme. Schrauteroôier, 1987Г„ ), СущеСТВуЩШС В ВИДе димерных комплексов даже в присутствии"sds , мономеры 4д I а. ■ sphaerica . разделялись щж прогревании препарата в ■присутствии ^ этого детергента. По аминокислотному составу выделенные ферре-дсксины отличались незначительно, за исключением тирозина. По ' функциональным свойствам ферредоксшш л.sphaerica имели существенные различия. Фд П восстанавливался освещенными хлоропласта- : ми гороха, а таете системой фосфорокластического расщепления си- . ' рувата c.butyricum и служил эффективным донорам электронов для .-'■■' нятрогеназы R.sphaeroiäes И гиирогеназы c.butyricum . тоста как ' Фд I в этих системах был неактивен (табл. 6). Не исключено; что это связано с высокой специфичностью фд I в отношении авцепто-ров электронов. Ферредоксин: НАД® - редуктаза A. Ephaer1са -

•;, и. j: '¿-''^y'Jry-A ■'

"-.; - V.V-'V-; ".t: V* - ; W V ..Таблица 6 •

Скорости разных, реакций' (шаль-мин-1) в присутствии ■1 ■ '.-■'; V.V "'».V, - ^ феррвДОКСИНОВ A.sphaerlca '".■/.'■■■ ' ' :',■ \ ' ■

Восстановитель; ',- - Реакция- ' •• .¡ЙЭаот Р*^*>

';-;■■ • Ххорохкасты горска • образование С2Н4 нит- • Г 0 12' v. .-'

'У-l 'К?-'; '.. ; рогеназоЯ R.ephaeroldee '.. t v.;^"- : 'J"-'

: ••'• . Тот . выделение Н9 гвдроге- * О "15 '.'.* ■

..','■'.'назои e.butyricum " ^ ■ .:■ с —

v •.. Фосфорокластическая ч Та'же • \ *; ;, ■ 0 18 ',

'..v^.'V система C.butycicun .' ■-...'' 1: . -

Ч /Ферредоксиа: 'НАДФ^ -„ восстановление ферре-- 500 ' - -3300 : •

'.редуктаза A.sphae- • ДОКСИНОВ . A.sphaerlca '',*'*'л '' '*'

_ *'; Пса у, у ■'У v:-'_"■'■■ ■.'.. -/v-''' Л^л ^ V ■■

; ' .'■'■■? ■■' ■ —' ... ■ - ■ - . "* " восстанавливала: оба' фсрредоксина этой. цианобактерш»' но Фд I: , .^{■•'.У- восстанавливался только в анаэробных условиях и с более, низкой 7

■ скоростью (табл. 6К Следует; отметить, что выделенные из дру-

, - .ют «терсшдота циалобактерий'ферредоксины мало различались' ' - ' :: по^активности в-различных.системах {wada et/ ai., i98i )♦ Значи-; '". тельные различия отмечены лишь для,ферредоксинов a. var i аы i is,, изкоторых'.только 5д1. мог. служить донором электронов для шатро- : . .геназа ВТОЙ imMOC5aKT'ep™ '.,Cs'ehrautemeier','Bi^e,"" 2955).^УЛК--"- У Ui/'v v-'iv ■'•-■'■■ УУ'^-У: ''■'':."'■■■■• Г'- :: .■: ?■:'■"*'■■■"' "'. '

% - -пГ 4i;: 06pMOiBaMe; цианобактерияш"а1шиава и * ■

■"■■■■■■ * - . < актившх соединений ,- ' i';' '■■/'.;■'■. V ■ ■ д.; ■ '/; ..".

' ¿ . Изученные вами гетероцистяые цианобактерш нри росте в ус- : ': > - ;' 'лоииях азотфиксащш выделяли' в ереду' незначительные количества ;; :, / \ амюния в стационарной фазе' роста что' связано, по-видимому, с ■. •; ,: 'лизасс»1 кдеток. При добавлении иетионшсульфоксимика вцкеленкые ■цианобадтсрии, :так 'же как •■ ¿labaena ар. Я A. cyllndrlca (Bergman, ; X9S4t'Hewtoiw Cavlns, 1985 ОбраЗОВЦВаЛИ NH4+ с более ВЫСОКИ-%

■'Vi ffi скоростями (табл.; 7)« Поскольку A.spha«tica довоигьно устой; . чива к действию этого ингибитора и может расти в присутствии не—

' ВЫСОКИХ №Э КОШ1еШ^ШОЙ(' тО аТу ВДШОЗаКТерЕ1)'мОЖНО ЕСПОЛЬЗОг; • : ♦гвать для получёшя аммиака за счет. биоконверсии солнечной энер- .

■ Г V*; .Суспензии клеток цианобактерий и 'их культуральные среды V,;'"' авачитедьно увеличивали также всхадесть'-семян раса и развитие Ч

•" < f У ••.-'• ^ -

. "і.- .- * ч | f • •

■ " . . ^ Таблица 7 ; "."Фотошкегеяие nh4+ 'азотфиксирущиьді клетками цнаяойакгервй.^;^' •' в присутствии 150 мкМ.ь -метионин- сь-сульфексвиана "

Дианобактерии» I - Фотообразование . . ;;:.-■■ ■ ...

^нмоль• час-1 •кг-ї Хл нмоль-час-1 »мг-1 белка '-.<"

A.sphaerlca - і' ■ C.raclborxkl Ы.commune'' ■ -г; N.muscorum • ' • 2400 : : 2100 ■ V ■. У у- 2000: • ; :-■:. - 800' ; 38.7 .. . i'r; v'i .зед. , . і 59,2. .• V 23,4 w..-Л

; его проростков (табл..8).'Как-и в случае Ha'paloslphon .'fonti- • • г

nails СЫгуен Куй, 1937) ато обусловлено образованием.ими.регу-' : .'"ляторов роста растений.' Стимулирующее*' действие цианобактерий на; 'Л; > ■.'-рост.риса проявлялось и при развитии растений в почве. Более ..

сильное развитие корневой системы" риса под действием цианобахте— 1 рий свидетельствует о их способности к образованию ауксттодоб-- С (

вых соединений. Таким образом,. изученные каш дианобактерии •• - ■,. ■ :■■ /'„'ч ■У'.^УУ,- ■V. '■' .;f л '//»;■■ - Таблица 8 •

V-;' Всхожесть семян и развитие:проростков риса после . ' •'• -. / ;«■обработки их цианобактершвш V '.■'■/■•

. 'Обработка1, - У" | Всхожесть, i Общее чис-| Средняя длина,,. 1 .•-'-'

:.ce£ojH -У'^У.- .} . !ло ^Р»6® ¡проростка!корней одного

> j ■-'■•.;■■.'.-}■■-■.-■■■■-■ •■■ j ''■' -■■-!■ у I проростка - ■

: ' Вода-* -V'/" 37 ; 46 - .v.: • : 17,5 ' • .

Среда BG-II *';.. . 36 і-;.' "45 ;•■>.- іі,о 13,0 . / '

Среда Тага • . 4 ' 28 - 48> . • '•. 10,5 . . 17,9

Культуральные среди: Ґ г" 'Н' • - - ■' '-;-:'*- , - ' 1,' • * С 'г *- J*

* A.sphaerica ' '-■■■■■ ■■і' 4 42 ' '. ' 71 12,3 ' - 22,9

H.muscorum* -V' : *■ s';"-v 43" . 93.. • У'. 18,2; ■ ; ' 24,4-\- ■ -У ^

. Суспензии клетокг. - - у ■ , 1-4 ' • . V •• ^ ' • " .- ' -Vc, J V

. A.Sphaerlca ■ '"і • 52 ' ' - .'53' Y '. ' ю.о • • 17,2 ■ v:

A.variabilis • L. . . 53 75 12,4' ••. 25,0; , . , . ,

M.muscorum . 55. ' '118 16,2 ■ ": 26,1 • ••" V...

кявляются, подобно другим видам (Чан Ван Ни и др., 1034; Нгуен' ..Куй, 1387),'источником не только связанного азота/'но я фвзяоло^ ■■ гически активных соединений и могут быть' рекомендованы ДЛЯ Вне-- :, сения в почву с тцелью повышения урожая риса. : . • Л ••

- Чк':.Л.' Из' образцов почв расовых полей Северного Вьетнама палуг "уу ;; ченн бактериологически; чистые культуры пяти видов гетерацистных ^'«кУЧ циавобавтерий^^способных фиксировать молекулярный азот и асси- *'. ':■ 'У-' колировать нитрат. у;у У -.у'.,' у у,1у ■.у л- ;; .-у -

': у' У 2. 'Синтез нитрогеназы у гыделетшк циапобактерий подавдя- •/ ; '

• • : втся аммонием, *: 1<ючевиноД"и'нитратам.' Их репрессирующее действие . .".■■: V- л значительно,слабее при росте культурв присутствии избытка СО^'.

-V-.1 V: 'Относительное "содержание1 гетероцист у изученных циаяо-.. у . • V бактерий не 'макет быть показателем уровня их нитрогеназной ак-;'; д ^ч' тивноств, поскольку эта'величины не'всегда'коррелируют. . ., " ..-'у.'у. 4» Нзтрагеваакая и нитратредуктазная активности алаьаепа ;гу .-■'- ^' ,врьаег1са начинают' снижаться при очень низкой концентрации■. мо- ' у либдека' в'среде (0,1-0,2 ш11) .^йсванный добавлением молибдена у У ; л . синтез нитрагеназы и нитратродуятазы у этой'цвалобактерки ре- у у у ; дрессируется связанными фордами азота, во ускоряется при нале-, ' ■■■'■- чж света я фруктозы. у .> уу _ у ^ | v ' у. .'>*/'.. -':у_у' * у ' *.-',уу"'', - '**5» Культуры л.врьа«с1са , растущие в условиях азотфиксашш■ ч г - ^ проявляют более высокую; по .сравнению с клетками, использующими - -; у нитрат, потребность вТвЗ+усаЗ+.и воз3"*-. Синтез нитрогеназы иу* . ? v нитратредуктазы а.врьаегхса подавляется при недостаткегелеза, "учу и бора, тапка как:;дефицит кальщм ведет.к нрекращрнию синтеза .у. \ : } '.ч.тйжько нитрогеваэы. у . . л ; :■'-' "-уу'^

у'у^-' ': б.'Азотфшссирупдае клетки, а.врьа*г1са содеркат два ферре-'у--"доксина, различавшихся по молекулярной массе. Ферредокст I •" .у состоит из' трех субъединщ с мг*' 11500, тогда как ферредоксин П у у-'У '- из; одной. такой субъединицы» Ферредоксин Ц значительно актив-1 V '.у,-У у;'' нее как'донор электронов ДЛЯ нитрагеназы К,«рЬаего1<Эв81 и гдцро-; -У-'Ч;'; : генаэы с.ъи*упсига в как акцептор электронов для ферредоксин: 1- : • : у-. '-'НЩ ~;реяуктаэы^а.'врлавгАса^ у '..у' '";'.'. ;. .'. ";у •

*:• -:7.' Азотфшссируише клетки изученных вдадобактерий выделяют '-; ; .Ч '*- в среду аммоний в присутствии метионинсульфоксишна. Они обра-у • " . ; /у зуют таюке соеатшшая, стимулирующие прорастание семян.я рост уг"-

• Г. растеввй ряса. Это позволяет' рекшендовать их для использования - ■ У'. .в рисоводстае в качестве источника связанного азота и биостиму-,-.*;,

. • лятсрсш.-г}^;^ у у .¿'Р ч':-

^япзаярри^- ~ НйДФ — муштт^д фосфат!

' .'пиг - *ггч1ин>|Ш11ям1тр1а тяттт.; - дрд л" - ДОДвдаДСуЛЬфвТ НатрИЯ; '• мг- относительная молекулярная масса; фц -' ферредоксинэпр - ^т' у электронный парамапшгный резонанс.......у-.у.- ■ ■„'■г '.«v..

По материалам диссертации опубликованы следушие работы: -

1. Чан' вая Ни, Чан Хай, Процесс фотовьщеленЕЯ водорсща у симбио-тической цианобактерш ДпаЬаепа агоНае В СВОбОДНОМ И В ассоциативном с азоллой состояниях.// Биологический л. -(Вьетнам). - 1982, Т. 4, Ä 4, с. 13-16. . : 4

2. Чан ван Ни, Чан Хай,ГоготовИ.Н. Фотосинтез и метаболизм водорода У Anabaena azollae . // МИКрОбИОЛОГИЯ. - 1983,, т. 52, в. 6, с. 896-901. • -

3. Чан ван Ни, Чан ХаЯ, Данг эием Хояг, Зыонг Дык Тьен. К ис~-следовадаю азотфиксирующп: цианобактерий во Вьетнаме. //Еио-логический ж. (Вьетнам). - 1984, т. 6, £ 2, с. 6-13.

4. Чан Хай, Чан ван Ни. Влияние некоторых азотсодериапщх соединений на морфологию, развитие и активность азотфиксации у цианобактеркЭ. // Биологический ж. (Вьетнам). - I9Q5, т. 7, JS 3, с. 19-24. ■ ■ v

5. Чан Хай. Метод одновременного определения нитратредуктазы и нитрвтредуктазы в целых клетках азотфиксирующих цианобактерий. //Биологический«. (Вьетнам). -1986, т. 8, А 3,

с. 30-35. V / V' : ■ Л

- 6. Чан Хай, Якунин Д.Ф., Гоготов H.H. Влияние различных /форм связанного азота на рост и активностьнитрагевазы некоторых цианобактерий, выделенных из почвы рисовых нолей Вьетнама.// Микробиология, 1988 (в печати). .

7 04.88 Эак.997Р Тир.125 экз. Уч-изд.л.- 1,0

Отпечатано на ротапринте в ОЯГИ НЦБН