Роль агглютининов и неагглютинирующих белков Rhizobium leguminosarum в формировании симбиоза

Аллянова, Марина Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль агглютининов и неагглютинирующих белков Rhizobium leguminosarum в формировании симбиоза
ВАК РФ 03.02.03, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Роль агглютининов и неагглютинирующих белков Rhizobium leguminosarum в формировании симбиоза"

На правах рукописи

Аллянова Марина Сергеевна

Роль агглютининов и неагглютинирующих белков 1ШюЫит 1е£шп 'то$атт в формировании симбиоза 03.02.03 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

3 1 идп 2012

Саратов-2012

005045251

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Карпунина Лидия Владимировна

Официальные оппоненты:

Тихомирова Елена Ивановна

доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина», заведующая кафедрой «Экология»

Соболева Елена Федоровна

кандидат биологических наук

ФГБУН «Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН»,

младший научный сотрудник лаборатории биохимии

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К. Л. Тимирязева

Защита диссертации состоится «21» июня 2012 г. в 13— часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.04 при ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410005, Саратов, ул. Соколовая, 335, диссертационный зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат диссертации разослан «/^>> мая 2012 г.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл.1, ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор

Л.В. Карпунина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Симбиоз между бобовыми растениями и клубеньковыми бактериями (ризобиями) вносит существенный вклад в баланс азота почвы. Сохранение и повышение почвенного плодородия за счет использования бобово-ризобиальных систем составляет основу «биологического земледелия» и на сегодняшний день является одним из перспективных подходов по сравнению с производством и применением минеральных азотных удобрений. Много лег ризобии привлекают внимание ученых благодаря способности взаимодействовать с растениями и при. этом специфически модифицировать их развитие (Шумный, 1991; Сидорова, 2006).

Значительное внимание в последнее время уделяется вопросам изучения поверхностных структур бактериальных и растительных клеток, с помощью которых осуществляется их взаимодействие при формировании ассоциативных и симбио-тических систем, в частности, лектинам бактерий. Имеются сведения о том, что лектины (агглютинины) почвенных азотфиксирующих бактерий проявляют адгезивные свойства и принимают самое непосредственное участие в процессе прикрепления их к корням растений (Карпунина, Никитина, Трихачева, 1989; Никитина, Итальянская, Карпунина, 1989; Никитина и др., 1994; Никитина и др., 1996; Аленькина, Никитина, 1997; Карпунина, Соболева, 2001; Карпунина, 2002). Лектины азоспирилл, бацилл и агглютинины ризобий взаимодействуют с различными компонентами корней растений, для некоторых из них выделены растительные рецепторы (Карпунина, 1995; Никитина и др., 2002; Молекулярные основы..., 2005). Несмотря на это, физиологические, молекулярные и другие механизмы, предшествующие образованию и функционированию азотфиксирующих систем как ассоциативных, так и симбиотических остаются недостаточно изученными. Встречаются публикации относительно влияния поверхностных структур партнеров (экзо- и липополисахаридов) бактерий, а также лектинов растений на нодуля-ционную активность ризобий и эффективность их симбиоза с растениями (Нег-ouart et al., 2002; Ferguson, Mathesius, 2003; Laus et al., 2006; Paul et al. 2006). Практически отсутствуют сведения о влиянии агглютининов ризобий на началь-

ные этапы симбиотических взаимоотношений, в частности, на морфогенез (деформацию) и клубенькообразование корней двудольных растений.

В связи с этим исследования, посвященные изучению влияния агглютининов ризобий на начальные этапы процесса образования симбиоза (на деформацию, процессы модуляции проростков корней гороха, формирование и функционирование клубеньков), являются актуальными и представляют значительный научный интерес.

Цель работы — изучить влияние агглютининов Rhizobium leguminosarum 252 (Ri и R2) и неагглютинирующих белков (R'i и R'2) Uleguminosarum 252/7 на формирование симбиоза: деформацию корневых волосков, формирование клубеньков гороха и их ферментативную активность.

Задачи исследования:

1. Изучить влияние агглютининов R leguminosarum 252 (Ri и R2) и неагглютинирующих белков (R'i и R'2) R leguminosarum 252/7 на деформацию корневых волосков гороха (Pisum sativum).

2. Исследовать влияние агглютининов Rt и R2 и неагглютинирующих белков R'i и R'2 на процесс образования клубеньков.

3. Определить пектинолитическую, протеолитическую активность, а также активность щелочной и кислой фосфатаз в клубеньках гороха при взаимодействии их с агглютинирующими и неагглютинирующими белками ризобий.

4. Исследовать влияние агглютининов и неагглютинирующих белков ризобий на активность метлегоглобинредуктазы, глутаматсинтетазы и пероксидазы клубеньков гороха.

Научная новизна работы

Впервые обнаружена способность агглютининов Rb R2 - R leguminosarum и белка R'i - R leguminosarum 252/7 увеличивать количество деформаций корневых волосков корней гороха. Показано, что агглютинирующие и неагглютинирующие белки ризобий оказывают влияние на морфологию корней проростков гороха. Взаимодействие проростков корней гороха с агглютининами (R] и R2) R leguminosarum 252 и белками (R'i и R'2) R. leguminosarum 252/7 способствуют

формированию клубеньков гороха, в основном, эффективных (Я,, 112 и И.',), а в случае с неагглютинирующим белком 11'2 - неэффективных клубеньков. Впервые показано, что агглютинины ризобий (Я! и К2) и белки мутантного штамма К 1ерлттозагит 252/7 и Я'2) влияют на активность ряда гидролитических ферментов в клубеньках гороха. Агглютинины Я2 и Я'] способны увеличивать активность пектиназы, протеолитической, щелочной и кислой фосфатазы, а -уменьшать их активность. Агглютинин Яь Л2 и белок Я'! ризобий приводит к увеличению активности метлегоглобинредуктазы, и глутаматасинтетазы, а Я'2 - к уменьшению активности оксидоредуктаз. Пероксидазная активность увеличивалась при взаимодействии с белками и и уменьшалась с 112 и Я'2 клубеньков корней гороха.

Праюгическая значимость

Полученные результаты по изучению влияния агглютининов К 1е£шп1-позагит 252 (Я] и Я2) и неагглютинирующих белков Я 1е^иттотгит 252/7 (Я^ и Л'г) на деформацию корневых волосков, клубенькообразование корней гороха и их ферментативную активность расширяют имеющиеся представления о формировании и функционировании бобово - ризобиалыюго симбиоза, что в перспективе может найти применение в агробиценозах в качестве экологически недорогого азотного удобрения.

По материалам диссертационной работы опубликованы методические рекомендации «Изучение влияния агглютининов ЯЫюЫит 1е%ит1по5агит 252 на активность ферментов в клубеньках гороха» для практических занятий студентов старших курсов, а также для работы аспирантов и научных работников, специализирующихся в области микробиологии, биохимии и физиологии растений, рекомендованные Учебно-методической комиссией и одобренные ученым советом факультета ветеринарной медицины и биотехнологии Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова (протокол № 41 ог 29.04.10 г.). Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при чтении лекций по микробиологии в ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Агглютинины R leguminosarum 252 - Ri и R2, и неагглютинирующий белок R'i -R. leguminosarum 252/7 приводят к увеличению, a R'2 к уменьшению количества деформаций корневых волосков корней гороха (Pisum sativum).

2. Агглютинины и неагглютинирующие белки ризобий оказывают влияние на морфологию корней проростков гороха, приводя к редукции боковых корней и увеличению длины главного корня при их взаимодействии с агглютинином Ri и белком R'i. Напротив, при взаимодействии корней проростков гороха с агглютинином R2 и белком R'2—к развитию боковых корней и уменьшению длины главного корня.

3. Агглютинины R], R2 и белок R'i оказывают воздействие на образование эффективных клубеньков.

4. Под действием агглютининов и неагглютинирующего белка R'i ризобий увеличивается активность ряда гидролитических ферментов (пектиназы, протеазы, щелочной и кислой фосфатазы) в клубеньках гороха.

5. Агглютинины Rb R2 и неагглютинирующий белок R'i приводят к увеличению метлегоглобинредуктазной и глутаматсинтетазной активности оксидоредуктаз, a R'2 — к уменьшению их активности. Пероксидазная активность в клубеньках гороха увеличивалась при взаимодействии с белками Ri и R'i и уменьшалась с R2 и R'2.

Работа выполнена на кафедре микробиологии, вирусологии и иммунологии факультета ветеринарной медицины и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» в рамках научно-исследовательской темы: «Роль биологически активных веществ (лектины, экзо-полисахариды) в регуляции метаболизма про- и эукариот».

Апробация работы

циях молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой» (Саратов, 2008); Всероссийской молодёжной выставке -конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (Саратов, 2009); конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской, учебно-методической и воспитательной работы (Саратов, 2012).

Личный вклад соискателя состоит в подготовке и проведении научных экспериментов, решаемых в рамках диссертационной работы, интерпретации полученных результатов и подготовке публикаций.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, двух глав: обзора литературы и экспериментальной части, включающей в себя объекты и методы исследований, результаты исследований и их обсуждение, а также заключения, выводов и списка используемых литературных источников. Работа изложена на 114 страницах, содержит 6 таблиц и 8 рисунков. Список использованных литературных источников включает 232 наименования, в том числе 146 зарубежных.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Объект, материалы и методы исследований

Объектом исследования являлись агглютинины III и Яг, выделенные с поверхности почвенных азотфиксирующих бактерий ШйюЫит legшninosarum ¿v. \iciae 252, и неагглютинирующие белки Я') и К'2, мутантного штамма К 1е£итто$агит 252/7. Культура К Ы^иттовагит 252 была получена из Всесоюзной коллекции ВНИИСХМ (г. Санкт-Петербург-Пушкин).

Культуру Я. 1е%итто5агшп 252 и Я. Ы^иттовагит ТЫЛ выращивали при температуре 26 - 28 °С в термостатированной установке для культивирования микроорганизмов (Шейфер — инкубатор ЕБ — 20) при встряхивании 100 об/мин в течение трёх суток на жидкой синтетической среде Т. М. Ковалевской (1984). Да-

лее клетки ризобий трижды отмывали физиологическим раствором (0,85% NaCl) путем центрифугирования при 6000 g 10 мин. Очистку агглютининов проводили осаждением двумя объемами спирт-ацетоновой смеси (1:1), высаливанием сульфатом аммония в концентрации 15-20 %, диализом на холоду против дистиллированной воды в течение 12 часов и гель-фильтрацией на колонке с Toyopearl HW-55. В качестве элюента использовали ацетатный буфер pH = 3,6-3,8.

Выход белковой фракции регистрировали на приборе Uvicord S-(LKB) при 278 нм (Карпунина, 2002).

Гемагглютинирующую активность белков определяли реакцией агглютинации с самопроизвольным осаждением эритроцитов. Реакцию гемагглютинации проводили в планшетах для иммунологических реакций. Бактериальную взвесь готовили на физиологическом растворе (0,15 М NaCl), предварительно три раза отмыв клетки ризобий при 5000 g в течение 3-5 минут (Луцик, 1981).

В работе использовали семена гороха сорта Уладовский юбилейный {Pisum sativum), полученные из ВНИИСХ Юго-Востока г. Саратова.

Поверхностную стерилизацию семян гороха Уладовский юбилейный (Pisum sativum) проводили концентрированной серной кислотой (Gerhardt, 1969).

Выращивание растений гороха (Pisum sativum) сорта Уладовский юбилейный производили в условиях песчаной культуры в специализированных стерильных сосудах ёмкостью один литр, при поддержании влажности на уровне 60 %. В качестве питательного субстрата использовали среду Г. Гельригеля (рН=5,2), приготовленную на дистиллированной воде, с добавлением смеси микроэлементов А-2 по С. Хогланду (Гроздинский, 1964). Подсчет клубеньков производили в фазе бутонизации (фаза зрелого клубенька).

Количество эффективных и неэффективных клубеньков определяли по методу В. М. Дригальского (Плешков, 1976).

Исследование деформации корневых волосков проводили с помощью слайдовой техники Фареуса, модифицированной С. А. Конновой с соавт. (1995). Учитывали все наблюдаемые деформации: образование симметричных и асимметричных вилочек, ветвления, изгибы, скручивания, утолщения на концах корневых волосков и т.д. Морфологические изменения волосков по отдельным образцам реги-

стрировали фотоаппаратом Зенит ЕТ (СССР), надеваемым на окуляр при помощи насадки.

Суммарную активность протеолитических ферментов определяли по методу К. Preston et al. (1978). Активность фермента выражали количеством микрограммов аланина, образованного в течение 1 мин при данных условиях опыта (37 °С; рН=4,7).

Пектинолитическую активность (К.Ф. 3.2.1.1) клубеньков определяли по реакции восстанавливающих Сахаров с арсенмолибдатом (Методы химии..., 1967). Активность фермента выражали в мг/мл/20мин/мг белка.

Активность щелочной фосфатазы (К.Ф.3.1.3.1) определяли по количеству образующегося в процессе ферментативной реакции п- нитрофенола по методу (Федусов, Михайлов, Жигалина, 1991). Активность щелочной фосфатазы выражали количеством микромолей n-нитрофенола, образованного в течение 30 мин при данных условиях опыта (37 ° С; рН=9,8).

Активность кислой фосфатазы (К.Ф.3.1.3.2) определяли по образованию п-нитрофенола в результате гидролиза сложноэфирной связи п- нитрофенилфосфата (Филиппович, Егорова, Севастьянова, 1975). Активность кислой фосфатазы выражали количеством микромолей n-нитрофенола, образованного в течение 30 мин при данных условиях опыта (37 °С; рН=4,7).

Метлегоглобинредуктазную активность определяли по методу Р. В. Клукаса (Голубева и др., 1988). Активность фермента выражали в мкМ Lb / мин / мг белка.

Глутаминсинтетазную активность (К.Ф. 1.4.1.3) определяли по методу В. И. Яковлевой (2001). Активность фермента выражали в мкМ глу/мин/мг белка.

Активность пероксцдазы (К.Ф. 1.11.1.6) определяли по методу К.З. Гамбурга (Ракитин, 1966). Активность фермента выражали в мкмоль ала/мин/мг белка.

Полученные результаты обрабатывали методами вариационной статистики по методу И. Ойвина (1960).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Действие агглютининов Л. ^ит'тохагит 252 и неагглютинирующих

белков Я. иттоъагит 252П на деформацию корневых волосков и морфологию корней гороха

Известно, что одним из наиболее ранних откликов растения на присутствие в окружающей среде бактерий является деформация корневых волосков. По мнению ряда исследователей (РаЬгаеиз, 1957; Цип^еп, РаЬгаеш, 1963; Коннова и др., 1995), деформация корневых волосков проростков может служить количественным показателем отзывчивости растения на инокуляцию.

Исследование деформации корневых волосков под влиянием агглютинин-рующих белков ризобий и клеток мутантного штамма проводили с помощью слайдовой техники Фареуса, модифицированной С. А. Конноновой с соавт. (1995). Трехдневные проростки корней гороха переносили на предметное стекло, корень заливали 0,2 мл минеральной среды (РаЬгаеиз, 1957), содержащей 0,4 % агара, и накрывали покровным стеклом. После застывания агара препараты помещали в пробирки с 5 мл жидкой минеральной среды того же состава (контроль). В опытных образцах в жидкую и полужидкую минеральные среды добавляли агглютинины ризобий (Я) и Я2) и неагглютинирующие белки (ГГ] и Я'г). Экспериментально были подобраны концентрации агглютининов и агглютинирующих белков, при которых уже наблюдались деформации (не менее 0,1 мг/мл), но еще не происходило их ингибирования (выше 0,3 мг/мл). Исследуемые проростки инкубировали в течение 24 часа в темноте при 25 °С, после чего с использованием светового микроскопа на поляризационно-интерференционном микроскопе Биолар Р1 подсчитывали количество деформаций на первом сантиметре зоны дифференциации корня. Учитывали все наблюдаемые деформации: образование симметричных и асимметричных вилочек, ветвления, изгибы, скручивания, утолщения на концах корневых волосков. Морфологические изменения волосков регистрировали фотографированием.

Проведённые исследования показали (табл. 1), что агглютинины ризобий приводили к увеличению длины главного корня при всех взятых в эксперимент

концентрациях (0,1; 0,2; 0,3 мкг/мл), но наибольший результат наблюдался при концентрации 0,3 мкг/мл.

Таблица 1 - Влияние агглютининов Я. 1е%итто$агит 252 (Д] и Я2) и неагглютинирующих белков Я 1е^ттозагит 252/7 (Л'] и Я'г) на деформацию корневых волосков проростков гороха

Агглютинины и неагглютинирующие белки ризобий, 0,3 мкг/мл Количество деформаций на 1 см длины корня Р

Ъ 18,9 ±2,6 <0,001

1*2 3,7 ± 1,0 <0,001

Я'1 16,9 ±2,6 <0,001

К'2 0,8 ± 0,7 < 0,005

Контроль 1,2 ± 1,0 -

Деформация корневых волосков при этих концентрациях наблюдалась при взаимодействии корней проростков гороха как с агглютинирующими белками Я] и Я2 и составила (при концентрации 0,3 мкг/мл) 18,9 и 3,7 на один см длины корня, так и неагглютинирующими белками и составила для ИЛ - 16,9, а с Я'г, - 0,8, что превышало контрольные значения за исключением Я'г (табл. 2).

Таблица 2 - Влияние концентрации агглютининов Л ¡е^ттохагит 252 (Я] и 112) и неагглютинирующих белков Я 1е£шп1по$агит 252/7 (Я'] и Я'2) на длину главного корня

Концапрация агглютининов ризобии, мкг&и Длина главного корня, мм

агглютинины Л /е^итшозигнт 252 неагглютинирующие белки Я. \eguminosarum 252

СЯ! Р сЯ2 Р с Я'] Р сЯ'2 Р

М±ш М±т М±т М±т

0,1 31 ±1,0 <0,01 11 ±1,2 <0,01 64 ±0,8 <0,01 11 ±1,2 <0,01

0,2 64 ±1,1 <0,01 14 ±0,8 <0,01 71 ± 1,2 <0,01 13 ±1,1 <0,01

0,3 68 ±0,9 <0,01 14 ±1,1 <0,01 72 ± 1,1 <0,01 15 ±0,9 <0,01

Л "2

контроль К 2

Рис 1. Влияние агглютининов (а) и Яг (б) на морфологию корней проростков гороха

)

щ 1

контроль И',

2 а

контроль К'2

Рис. 2. Влияние неагглютинирующих белков ЯЛ (а) и Я'2 (б) на морфологию корней проростков гороха

Инкубирование корней гороха с агглютининами и неагтлютинирующими белками приводило также к изменению морфологии корней проростков гороха. Взаимодействие корней гороха с агглютинином Я] приводило к увеличению длины главного корня в 4,3 раза по сравнению с контролем и отсутствию развития боковых корней (рис. 1а). В то время как инукубирование корней гороха с агглютинином напротив, приводило к редукции главного корня, развитию большого количества боковых корней, длина его была меньше, чем в контрольном варианте в 0,8 раза (рис. 16).

При добавлении к корням проросткам гороха неагглютинирующих белков (КЛ и И'г) мутантного штамма Я. 1е^ттохагит 252/7 наблюдали аналогичную картину. Было обнаружено, что Я'] вызывал увеличение длины главного корня в 4,5 раза по сравнению с контролем, (рис. 2а). а инкубирование корней гороха с Я'г приводило к незначительному уменьшению длины главного корпя по сравнению с контролем (табл. 2, рис. 26).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что агглютинины штамма К ¡е^ттоБагит 252 и неагглкгганирующие белки Я. 1е£ит1по$агит 252/7 по-разному воздействуют на морфологию корней, вызывая их видоизменение.

Анализ приведенных данных позволяет предположить, что при инокуляции корней гороха с R^ R2 и R'i происходит стимуляция ростовых процессов в зоне деления корня, что существенно сказывается на метаболизме и, вероятно, приводит к увеличению фитогормонов в растительных клетках. По мнению некоторых исследователей (Ljungren, Fahraeus, 1963; Коннова и др., 1995), деформации могут быть следствием измененного синтеза полисахаридов в стенках корневых волосков или результатом стабилизации тех же клеточных стенок в процессе их роста. Возможно, что деформация корневых волосков проростков может служить количественным показателем отзывчивости растения на инокуляцию (Gaskins, Hubbell, 1979; Abe et al., 1984). Так, инокуляция пшеницы, сорго и других злаков рядом штаммов Azos-prillum приводила к возрастанию числа корневых волосков, разветвлений и латеральных корней (Окоп, Kapulnik, 1986), удлинению корней, а также увеличению общей корневой поверхности (Kapulnik, Окоп, Henis, 1985).

Таким образом, способность агглютининов оказывать воздействие на деформацию корневых волосков проростков гороха, свидетельствует об их положительной роли на начальные этапы формирования симбиоза.

Влияние агглютининов и неагглютинирующих белков ризобий на образование клубеньков и морфо-физиологический статус растений гороха

Кульминацией взаимодействия ризобий и бобовых растений является образование клубеньков. Активное исследование функций бактериальных лектиноп в последнее десятилетие позволило раскрыть некоторые механизмы действия лектина на растительную клетку. Однако роль этих белков как модуляторов процесса формирования и функционирования особой симбиотической системы корневых клубеньков (клубенькообразования) бобовых растений остается недостаточно изученной.

Было показано, что контрольные растения, корни проростков гороха которых не обрабатывали агглютининами, образовывали эффективные клубеньки (табл. 3). Они имели правильную сферическую форму, были розоватого цвета, располагались равномерно по всей поверхности корневой системы растения (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние агглютининов (Д] и Иг) А \eguminosarum 252 и неагглютинирующих белков (Я'] и И/г) А к^иттоБагит 252/7 на формирование клубеньков

Агглютинины и неагтлютинирующие белки ризобий Характеристика клубеньков бобовых растений

Количество клубеньков Р Вид клубеньков

18,0 ±0,9 <0,001 Эффективные

а* 10,0 ±0,6 <0,05 Эффективные

12,0 ±0,6 < 0,001 Эффективные

7,0 ±0,2 <0,001 Неэффективные

Контроль 7,0 ±0,3 — Эффективные

Корни проростков гороха, обработанные агглютининами Я] и 112, так же приводили к образованию эффективных клубеньков, но их количество было больше по сравнению с контролем: с - в 2,5 раза, а с Я2 - в 1,4 раза (табл. 3). Они также имели правильную округлую форму, были розоватого цвета, располагались равномерно по всей поверхности корневой системы растения. Клубеньки образовывались и на корнях растений, обработанных неагглютинирующими белками ИЛ и Я'2. Однако с Л*1 образовывались эффективные клубеньки, и количество их было также выше, по сравнению с контролем в 1,7 раза, а с 11'2 образовались неэффективные клубеньки, количество которых было таким же, как и в контроле (табл. 3). Эти клубеньки имели цилиндрическую (разветвленную) форму, зеленовато-бурый цвет, были существенно мельче (менее 1 мм) чем в контроле и распределялись в основном на кончиках корневой системы.

Результаты исследований показали, что предварительная обработка корней проростков гороха агглютининами ризобий и неагглютинирующими белками му-тантного штамма приводила к изменению не только способности растениями образовывать клубеньки разного качества, но и способствовала изменению веса растений и клубеньков (табл. 4).

Таблица 4 - Влияние агглютининов (1*1 и Я2) Я 1е^иттовагит 252 и белков (Я'1 и ЛУ Л 1е%ит'то$агит 252/7 на вес растений и клубеньков гороха

Агглютинины и неагглютинирующие белки ризобий Характеристика растений

Вес надземной части растений, г Р Вес клубеньков, г Р

75,6 ±3,3 <0,05 1,3 ± 0,2 < 0,001

Яг 41,0 ±2,2 <0,001 1,3 ± 0,2 < 0,001

Я'1 40,5 ±2,1 < 0,001 1,3 ±0,2 < 0,001

Я'2 20,6 ± 1,4 < 0,001 0,2 ±0,1 < 0,001

Контроль 30,0 ± 1,7 - 0,8 ±0,1 -

Растения, корни проростков которых были обработаны агглютининами ри-зобий, очень быстро набирали свою биомассу. Вес надземной части растения, корни которых были обработаны агглютининами и Я2, превышал вес контрольных образцов в 2,5 и 1,4 раза соответственно (табл. 4). При обработке корней проростков гороха неагглютинирующими белками ризобий мутантного штамма увеличение биомассы гороха наблюдали только при инкубировании только с И.1! - в 1,4 раза (табл. 4), а при обработке корней происходило уменьшение веса в 1,5 раза по сравнению с контролем (табл. 4).

Аналогичная закономерность наблюдалась при измерении веса клубеньков. Вес клубеньков, образованных на корнях гороха и обработанных агглютининами Я] и Я2, составил 1,3 г, что в 1,6 раза превышало контрольные значения; инкубирование корней гороха с 11'1 также способствовало увеличению веса клубеньков в 1,6 раза, а с Я'2 приводило к уменьшению веса клубеньков в 4 раза по сравнению с контролем (табл. 4).

Физиологический статус растений «опытных» и «контрольных» в течение эксперимента также существенно отличался между собой. Стадия бутонизации наступила раньше у бобовых растений, обработанных агглютининами и К2 - на

31-й день, у растений, корни которых инкубировали с белками ИЛ - на 33-й, с Я'2 - на 34-й день эксперимента, а в контроле - на 36-й день.

Анализ приведенных данных подтверждает наше предположение о том, что агглютинины Яь Я2 и ИЛ способствуют стимуляции ростовых процессов в зоне деления корня, что существенно сказывается на метаболизме и, как следствие, приводит, по-видимому, к увеличению фитогормонов в растительных клетках и тем самым способствует повышению биомассы растения.

Исследование гидролитической активности в клубеньках гороха при взаимодействии их с агглютининами и неагглютинирующими белками ризобий

Исследовано влияние агглютининов ризобий родительского и мутангного штамма на активность некоторых гидролитических ферментов в клубеньках бобовых растений, таких как пектиназа, суммарная протеиназа, а также щелочная и кислая фосфатаза.

В результате проведенных исследований было показано, что инкубирование корней проростков гороха с агглютининами Я] и 112 родительского штамма приводило к увеличению пектинолитической активности клубеньков и составило в случае с Я, - 2,48 мг/мл/20мин/мг белка и с Я2-1,23 мг/мл/20мин/мг белка, что в 4,3 раза и 2,2 соответственно превышало контрольные значения (табл. 5).

При взаимодействии агглютинина Я'] с проростками корней гороха также происходило увеличение ферментативной активности в 3,5 раза, а при инкубировании с Я'г наблюдали уменьшение ферментативной активности в 13 раз по сравнению с контрольными значениями.

При исследовании суммарной протеолитической активности при взаимодействии с агглютининами Я. к^ттозагит 252 происходило увеличение активности с ^ в 6,4 раза, с - в 1Д раза по сравнению с контрольными значениями (табл. 5). Взаимодействие проростков корней горюха с белками мутантного штамма приводило к увеличению протеолитической активности только в случае с в 3,8 раза, а при взаимодействии с Я'2, наоборот, происходило уменьшение суммарной протеолитической активности в 0,07 раза по сравнению с контролем как видно из таблицы 5.

Таблица 5 — Влияние агглютининов и неагтлютинирующих белков ризобий на активность гидролитических ферментов в клубеньках гороха

Агглютинины и неагглютинирующие белки ризобий Ферментативная активность

Пектиноли-тическая (мг/мл/20 мин/мг белка) Р Протсо-липпеская (мкг/шш/ 1 мг белка) Р Щелочная фосфатаза (мкМ/30 мин/ 10мг белка) Р Кислая фосфатаза (мкМ/30 мин / 10 мг белка) Р

(М±т) (М±т) (М±ш) (М±т)

Ri 2,48 ± 0,06 <0,001 1,87±0,03 <0,001 2,36 ±0,08 <0,001 2,54 ± 0,07 <0,001

R2 1,23 ± 0,08 <0,001 0,36±0,03 <0,001 0,82 ± 0,03 <0,01 1,12 ±0,03 <0,01

R'i 1,98 ± 0,07 <0,001 1,09±0,02 <0,001 1,22 ±0,03 < 0,001 1,34 ±0,05 <0,001

R'2 0,042 ±0,01 <0,001 0,023±0,007 <0,001 0,004 ±0,01 < 0,001 0,035 ± 0,092 <0,001

Контроль 0,57 ±0,04 — 0,29±0,03 — 0,27 ±0,01 - 0,79 ± 0,04 -

Интересно, также было исследовать влияние агглютининов ризобий родительского и мутантного штамма на активность других гидролитических ферментов, к которым относятся кислая и щелочная фосфатаза. Поскольку известно, что эти ферменты присутствуют во всех растительных организмах и играют важную роль в клеточном метаболизме, участвуя в обмене углеводов, нуклеотидов и фосфолипидов, а также в образовании многих тканей и клубеньков в том числе (Gilboa-Garber, Garber, 1989; Spaink et al., 1989; Kijne, Diaz, Pate, 1992; Kouchi, Hata, 1993; Борисова, 1999).

Активность щелочной фосфатазы в клубеньках, обработанных агглютининами родительского штамма, составила для Ri - 2,36 мкМ/30мин/10мг белка, а для R2 0.82 мкМ/ЗОминЛОмг белка, что в 8,7 и 3,0 соответственно превышало контрольные значения. Активность этого фермента в клубеньках, обработашплх неагглютинирующими белками мутантного штамма, составила для R'i - 1,22 мкМУЗОмин /10мг белка, а для R'2 - 0,004мкМ (табл. 5).

При исследовании активности кислой фосфатазы было обнаружено, что при

обработке корней проростков гороха агглютининами III и Яг происходило увеличение активности ферментов в 3,2 и 1,4 соответственно по сравнению с контрольными значениями (табл. 5). Инкубирование проростков корней гороха с неагглютинирующими белками приводило к изменению активности кислой фосфатазы: при взаимодействии с Я',-к увеличению в 1,7 раза (1,34 мкМ/30мин/10мг белка) и уменьшению с в 22 раза (0,035 мкМ/ЗОмин/Юмг белка) по сравнению с контролем.

Аналогичное воздействие только растительных лектинов в отношении некоторых ферментов мы встречаем в работе I. Ьогепс-КиЫх с соавт. (1981). Авторами было показано, что некоторые лектины растений метуг активировать или ингибировать работу литических ферментов. Так, кислая фосфатаза, выделенная из травы мятлика лугового, активировалась при взаимодействии с маннозоспецифичным лектином — Кон А. Очевидно, при связывании кислой фосфатазы с лектином, сайт связывания Кон А локализовался вблизи активного центра фермента, что и способствовало увеличению сродства фермента к субстрату. Авторы предположили, что активация фермента связана с тем, что лектин способствует более чёткому выявлению активных центров фермента, и они становятся оптимальными для взаимодействия с субстратом. Вполне возможно, что и в нашем случае активация фермента агглютининами и Я2 и неагглютинирующим белком Я'] связана с увеличением сродства фермента с активным центром.

Таким образом, экспериментальные данные показали, что агглютинины и неагглютинирующий белок Я'] ризобий играют важную роль в формировании симбиоза, увеличивая активность пектиназы, протеолитической активности, а также щелочной и кислой фосфатазы в клубеньках гороха. Возможно, этим и объясняется появление клубеньков гораздо раньше в «опыте», чем в «контроле».

Действие агглютининов и неагглютинирующих белков ризобий на активность оксидаз в клубеньках гороха

Для дальнейшего выяснения влияния агглютининов ризобий на эффективность исследуемого нами симбиоза проводили определение активности в клубеньках бобовых растений ферментов класса оксвдаз: метлегоглобинредуктазы, пероксидазы и глутаматсинтетазы (табл. 6).

Таблица 6 - Влияние агглютининов и неагглютинирующих белков ризобий на активность оксидоредуктаз в клубеньках гороха

Агглютинины и неагглютинирующие белки ризобий Метлегоглобин-редуктазная активность (мкМ Lb/мин / мг белка) Р Глутаматсин-тетазная активность (мкМглу /мин/мг белка) Р Пероксиданая активность (мкМ ала/мин/ мг белка) Р

М± m М±га М± m

Ri 2,14 ±0,02 <0,001 3,26 ±0,03 < 0,001 1,42 ±0,01 <0,001

R2 0,44 ±0,02 <0,001 0,55 ±0,03 <0,001 0,18 ±0,04 <0,05

R'. 1,23 ±0,01 <0,001 2,08 ± 0,02 <0,001 1,09 ±0,03 <0,001

Rr2 0,035 ±0,003 <0,001 0,08 ±0,003 <0,001 0,02 ±0,003 <0,001

Контроль 0,40 ±0,03 0,21 ±0,01 0,66 ±0,05

Необходимым компонентом азотфиксирующих клубеньков является гемсо-держащий белок - леггемоглобин - продукт симбиоза высшего растения и ризобий. Леггемоглобин в клубеньках обеспечивает регулируемый доступ кислорода к азот-фиксирующим бактероидам (Ridge, Kim,Yoshida, 1992; Van Brüssel et al., 1992), необходимый для окислительного фосфорилирования, в процессе которого образуется АТФ, требуемая для функционирования нитрогеназы (Brewin, 1991; Ridge, Kim.Yoshida, 1992). Эта гипотеза получила поддержку в работах ряда исследователей (Ridge, Kim.Yoshida, 1992; Van Brüssel et al., 1992; Diaz, Spaink, Kijne, 2000). Однако она все еще остается не полностью доказанной. Поэтому изучение процессов в клубеньках, поддерживающих леггемоглобин в активной «ферро-форме», представляет несомненный интерес.

Результаты исследований метлегоглобинредуктазной активности показали, что обработка корней проростков гороха агглютининами ризобий значительно активизировала работу фермента- в 5,4 раза с R, и в 1,1 раза с R2 по сравнению с контрольными значениями. Инкубирование проростков корней гороха с агглютининами дефектными по геммагглютинирующей активности приводило к увеличению метлегог-

лобинредуктазной активности при взаимодействии с Я'х в 3 раза (1,23 ЬЬ/мин/мг белка), а с белком Я'г было сопоставимо с контрольными значениями и составила 0,035 ЬЬ / мин/мг белка.

Определение активности глутаминсинтетазы при обработке корней проростков гороха агглютининами и 1^2 приводило к увеличению активности фермента в 15,5 и 2,6 раза по сравнению с контрольными значениями. Инкубирование корней проростков гороха с неагглютинирующими белками приводило к увеличению глутамат-синтетазной активности только при взаимодействии с белком Л'] в 9,9 раза (2,08 мкМ глу/мин/мг белка), а с Я'г — к уменьшению в 0,3 раза (0,08 мкМ глу/мин/мг белка) по сравнению с контролем.

Далее нами была определена активность пероксидазы. В результате проведённых нами исследований было показано, что ферментативная активность в клубеньках составила с Я) 1,42 мкМ ала/мин/мг белка, что в 2,1 раза больше контрольного значения, а для Яг - 0,18 мкМ ала/мин/мг и поэтому, наоборот оказалось меньше контроля в 0,3 раза (табл. 6). Инкубирование корней проростков гороха с неагглютинирующими белками ризобий оказывало аналогичное действие на активность исследуемых ферментов, т.е. увеличивалась при взаимодействии с Я'] и составило - 1,09 мкМ ала/мин/мг бежа, а в неэффективных клубеньках, под влиянием агглютинина Я'г происходило уменьшение пероксидазной активности в 2,6 раза по сравнению с контролем. Активность пероксидазы может служить показателем метаболических изменений фитогормональной системы в процессе установления эффективного симбиоза в результате её увеличения при взаимодействии с агглютининами Я, и Я',.

Таким образом, экспериментальные данные показали, что агглютинины Л], и неагтлютинирующий белок ИЛ ризобий играют важную роль в образовании симбиоза, способствуя увеличению числа деформаций корневых волосков, оказывая влияние на формирование эффективных клубеньков гороха и их функционирование, увеличивая активность ферментов класса гидролаз и оксидаз, способствуя тем самым, возможно, более быстрому протеканию и регуляции многих метаболических процессов в клубеньках, что эффективно сказывается на процессе азотфиксации.

Выводы

1. Показано, то агглютинины Л к&иптамгит 252 (Я, и 112) в большей степени, чем неагглютинирующие белки Я Ы&тйпохатт 252/7 (Я'! и Я'2) способны увеличивать количество деформаций корневых волосков корней проростков гороха и изменять их морфологию.

2. Выявлено, что агглютинины Кь Я2 и неагглютштрующий белок приводят к образованию эффективных клубеньков, а Я'2 - неэффективных клубеньков корней гороха.

3. Установлено, что агглютинины Я] Д2 и неагглютинирующий белок Я1! способствуют увеличению биомассы растения, оказывая воздействие на физиологический статус и приводя к более ранней бутонизации бобовых растений.

4. Впервые показано, что агглютинины и неагглютинирующий белок Я', ризобий приводят к увеличению протеолитаческой, пектинолитической, кислой и щелочной фосфатазы в клубеньках бобовых растений и их уменьшению при взаимодействии с неагглютинирующим белком Я'2.

5. Обнаружено, что взаимодействие корней проростков гороха с агглютининами Яь Я2 и неагглютинирующим белком Я1! приводило к увеличению ферментативной активности метлегоглобинредуктазы и глутаматсинтетазы, а при инкубировании с Я'2 - к её уменьшению. Увеличение пероксидазной активности происходило при взаимодействии корней проростков гороха с агглютинином Я] и неагглютинирующим белком Я'ь а с агглютинином Я2 и белком Я'2 - к её уменьшению в клубеньках корней проростков гороха.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Смиян М.С. (Аллянова), Карпунина Л.В. Исследование морфологии корневых волосков двудольных растений при взаимодействии их с агглютининами ризобий // Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой. Вторая региональная конференция молодых ученых: Тезисы докладов 26 - 28 октября 2004. - Саратов, 2004.-С. 25-26.

2. Смиян М.С. (Алляиова), Карпунина Л.В. Влияние ризобиальных агглютининов на морфологию и ферментативную активность корней двудольных растений // Учебно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2004 г. 21 — 25 февраля 2004. - Саратов, 2004. - С. 56.

3. Аллянова М.С., Карпунина JI.B. Влияние агглютининов ризобий на образование клубеньков гороха и их ферментативную активность // Фундаментальные и прикладные аспекты исследования симбиотических систем: Материалы Всероссийской конференции с международным участием. 25-27 сентября 2007. - Саратов, 2007. — С. 97.

4. Аллянова М.С., Карпунина JI.B. Изменение ферментативной активности клубеньков бобовых растений под воздействием агглютининов ризобий // Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой: Материалы IV межрегиональной конференции молодых ученых 14 - 16 октября 2008. - Саратов, 2008. -С. 54.

5. Карпунина JI.B., Аллянова М.С. Исследование гидролитической активности в клубеньках бобовых растений при взаимодействии их с агглютининами ризобий родительского и мутшггаого штамма // Всероссийская молодежная выставка-конкурс прикладных исследований, изобретений и инноваций: Сборник материалов. 27-28 октября 2009. - Саратов, 2009. - С. 45.

6. Аллянова М.С., Карпунина Л.В. Влияние агглютининов ризобий на морфологию корневых волосков гороха, образование клубеньков и их ферментативную активность II Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2010. -№ 8. - С. 7 -II.

7. Аллянова М.С., Карпунина JI.B. Действие агглютининов и неагтлютинирующих белков ризобий на формирование и функционирование клубеньков гороха // Аграрная наука в XXI веке; проблемы и перспективы: Сборник статей VI Всероссийской научно-практической конференции 20 - 25 февраля 2012. - Саратов, 2012. — Ч. I - С. 231 - 232.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Подписано в печать 16.05.2012 Гарнитура Times. Печать Riso. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 0176

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ИП «Экспресс тиражирование» 410005, Саратов, Пугачёвская, 161, офис 320 8 27-26-93

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Аллянова, Марина Сергеевна

Список условных сокращений.

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Азотфиксирующие растительно-бактериальные системы: ассоциативные и симбиотические.

1.2. Роль лектинов растений и лектинов (агглютининов) бактерий в растительно-бактериальных системах.

2. Экспериментальная часть.

2.1. Объекты и методы исследований.

2.1.1. Объекты исследований, условия культивирования.

2.1.2. Методы.

2.1.2.1. Выделение и очистка агглютининов ризобий.

2.1.2.2. Определение гемагглютинирующей активности.

2.1.2.3. Стерилизация семян гороха.

2.1.2.4. Вегетационные опыты.

2.1.2.5. Определение деформации корневых волосков гороха.

2.1.2.6. Определение ферментативной активности клубеньков гороха (Pisum sativum).

2.1.2.7. Метод статистической обработки.

2.2. Результаты исследований и их обсуждение.

2.2.1. Действие агглютининов R. leguminosarum 252 и неагглютинирующих белков R. leguminosarum 252/7 на деформацию корневых волосков и морфологию корней гороха.

2.2.2. Влияние агглютининов и неагглютинирующих белков ризобий на образование клубеньков и морфо-физиологический статус растений гороха.

2.2.3. Исследование ферментативной активности в клубеньках гороха при взаимодействии их с агглютининами и неагглютинирующими белками ризобий.

2.2.3.1. Исследование гидролитической активности в клубеньках гороха при взаимодействии их с агглютининами и неагглютинирующими белками ризобий.

2.2.3.2. Действие агглютининов и неагглютинирующих белков ризобий на активность оксидаз в клубеньках гороха.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль агглютининов и неагглютинирующих белков Rhizobium leguminosarum в формировании симбиоза"

Симбиоз между бобовыми растениями и клубеньковыми бактериями (ризобиями) вносит существенный вклад в баланс азота почвы. Сохранение и повышение почвенного плодородия за счет использования бобово-ризобиальных систем составляет основу «биологического земледелия» и на сегодняшний день является одним из перспективных подходов по сравнению с производством и применением минеральных азотных удобрений. Много лет ризобии привлекают внимание ученых благодаря способности взаимодействовать с растениями и при этом специфически модифицировать их развитие (Шумный, 1991; Сидорова, 2006).

Значительное внимание в последнее время уделяется вопросам изучения поверхностных структур бактериальных и растительных клеток, с помощью которых осуществляется их взаимодействие при формировании ассоциативных и симбиотических систем, в частности, лектинам бактерий. Имеются сведения о том, что лектины (агглютинины) почвенных азотфиксирующих бактерий проявляют адгезивные свойства и принимают самое непосредственное участие в процессе прикрепления их к корням растений (Карпунина, Никитина, Трихачева, 1989; Никитина, Итальянская, Карпунина, 1989; Очистка и сравнение лектинов., 1994; Взаимодействие агглютинина., 1995; Изучение роли лектинов., 1996; Аленькина, Никитина, 1997; Карпунина, Соболева, 2001; Карпунина, 2002). Лектины азоспирилл, бацилл и агглютинины ризобий взаимодействуют с различными компонентами корней растений, для некоторых из них выделены растительные рецепторы (Карпунина, 1995; Влияние лектина АгозртНит ЬгаБйете., 2002; Молекулярные основы взаимоотношений., 2005). Несмотря на это, физиологические, молекулярные и другие механизмы, предшествующие образованию и функционированию азотфиксирующих систем как ассоциативных, так и симбиотических изучены недостаточно. Встречаются публикации относительно влияния поверхностных структур партнеров (экзо- и липополисахаридов) бактерий, а также лектинов растений на нодуляционную активность ризобий и эффективность их симбиоза с растениями (Reactive oxygen species., 2002; Ferguson, Mathesius, 2003; Novel Polar Surface., 2006; Does the acid., 2006). Практически отсутствуют сведения о влиянии агглютининов ризобий на начальные этапы симбиотических взаимоотношений, в частности, на морфогенез (деформацию) и клубенькообразование корней двудольных растений. Также не изучено участие ферментов на начальных этапах инфицирования и органогенеза клубеньков и влияние на их активность лектинов (агглютининов) бактерий.

В связи с этим исследования, посвященные изучению влияния агглютининов ризобий на начальные этапы процесса образования симбиоза (на деформацию, процессы модуляции проростков корней гороха, формирование и функционирование клубеньков), являются актуальными и могут представлять значительный научный интерес.

Цель работы - изученить влияние агглютининов Rhizobium leguminosarum 252 (Ri и R2) и неагглютинирующих белков (R'j и R'2) R. leguminosarum 252/7 на формирование симбиоза: деформацию корневых волосков, формирование клубеньков гороха и их ферментативную активность.

Задачи исследования: 1.Изучить влияние агглютининов R. leguminosarum 252 (Rj и R2) и неагглютинирующих белков (R'i и R'2) R. leguminosarum 252/7 на деформацию корневых волосков гороха (Pisum sativum). - 2.Исследовать влияние агглютининов Rj и R2 и ¿¿агглютинирующих белков R'j и R'2 на процесс образования клубеньков.

3.Определить пектинолитическую, протеолитическую активность, а также активность щелочной и кислой фосфатаз в клубеньках гороха при взаимодействии их с агглютинирующими и неагглютинирующими белками ризобий.

4.Исследовать влияние агглютининов и неагглютинирующих белков ризобий на активность метлегоглобинредуктазы, глутаматсинтетазы и перок-сидазы клубеньков гороха.

Научная новизна работы

Впервые обнаружена способность агглютининов II,, Я2 - Я. 1е%ит1-поБагит, и белка Я'] — Я. leguminosarum 252/7 увеличивать количество деформаций корневых волосков корней гороха. Показано, что агглютинирующие и неагглютинирующие белки ризобий оказывают влияние на морфологию корней проростков гороха. Взаимодействие проростков корней гороха с агглютининами (Я1 и Я2) Я. 1е%иттояагит 252 и белками (Я'] и Я'2) Я. 1е£итто$агит 252/7 способствуют формированию клубеньков гороха, в основном, эффективных (Яь Иг и Я^), а в случае с неагглютинирующим белком Я'2 - неэффективных клубеньков. Впервые показано, что агглютинины ризобий (Я.1 и Я2) и белки мутантного штамма Я. \eguminosarum 252П (Я^ и Я'2) влияют на активность ряда гидролитических ферментов в клубеньках гороха. Агглютинины Яь Я2 и Я7] способны увеличивать активность пектиназы, протеолитической, щелочной и кислой фосфатазы, а Я'2 - уменьшать их активность. Агглютинин Яь Я2 и белок Я"] ризобий приводит к увеличению активности метлегоглобинредуктазы, и глутаматасинтетазы, а Я'2 - к уменьшению активности оксидоредуктаз. Пероксидазная активность увеличивалась при взаимодействии с белками Я] и Я'1 и уменьшалась с Я2 и Я'2 клубеньков корней гороха.

Практическая значимость

Полученные результаты по изучению влияния агглютининов Я. 1е£ит1-позагит 252 (Я] и Я2) и неагглютинирующих белков Я. leguminosarum 252/7 (ЯГ1 и Я'2) на деформацию корневых волосков, клубенькообразование корней гороха и их ферментативную активность расширяют имеющиеся представления о формировании и функционировании бобово - ризоби-ального симбиоза, что в перспективе может найти применение в агробиценозах в качестве экологически недорогого азотного удобрения.

По материалам диссертационной работы опубликованы методические рекомендации «Изучение влияния агглютининов Rhizobium leguminosarum 252 на активность ферментов в клубеньках гороха» для практических занятий студентов старших курсов, а также для работы аспирантов и научных работников, специализирующихся в области микробиологии, биохимии и физиологии растений, рекомендованные Учебно-методической комиссией и одобренные ученым советом факультета ветеринарной медицины и биотехнологии Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова (протокол № 41 от 29.04.10 г.). Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при чтении лекций по микробиологии в ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Агглютинины R. leguminosarum 252 - Ri и R2, и неагглютинирующий белок R'i - R. leguminosarum 252/7 приводят к увеличению, a R'2 к уменьшению количества деформаций корневых волосков корней гороха (Pisum sativum).

2. Агглютинины и неагглютинирующие белки ризобий оказывают влияние на морфологию корней проростков гороха, приводя к редукции боковых корней и увеличению длины главного корня при их взаимодействии с агглютинином Ri и белком R'i. Напротив, при взаимодействии корней проростков гороха с агглютинином R2 и белком R'2 - к развитию боковых корней и уменьшению длины главного корня.

3. Агглютинины R], R2 и белок R'i оказывают воздействие на образование эффективных клубеньков.

4. Под действием агглютининов и неагглютинирующего белка ризобий увеличивается активность ряда гидролитических ферментов (пектиназы, протеазы, щелочной и кислой фосфатазы) в клубеньках гороха.

5. Агглютинины и неагглютинирующий белок приводят к увеличению метлегоглобинредуктазной и глутаматсинтетазной активности оксидоредуктаз, а К'2 - к уменьшению их активности. Пероксидазная активность в клубеньках гороха увеличивалась при взаимодействии с белками 1^1 иЯ'] и уменьшалась с Я2 и К'2.

Работа выполнена на кафедре микробиологии, вирусологии и иммунологии факультета ветеринарной медицины и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» в рамках научно-исследовательской темы: «Роль биологически активных веществ (лектины, экзополисахариды) в регуляции метаболизма про- и эукариот».

Апробация работы

Материалы диссертации были представлены на: конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы (Саратов, 2003; 2004); Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты исследования симбиотических систем» (Саратов, 2007); четвёртой Межрегиональных конференциях молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой» (Саратов, 2008); Всероссийской молодёжной выставке - конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (Саратов, 2009); конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской, учебно-методической и воспитательной работы (Саратов, 2012).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Аллянова, Марина Сергеевна

Выводы

1. Показано, что агглютинины Я. иттоБагит 252 и Я2) в большей степени, чем неагглютинирующие белки К 1е^итто8агит 252/7 (Я'] и Я'2) способны увеличивать количество деформаций корневых волосков корней проростков гороха и изменять их морфологию.

2. Выявлено, что агглютинины Ль Я2 и неагглютинирующий белок приводят к образованию эффективных клубеньков, а К'2 - неэффективных клубеньков корней гороха.

3. Установлено, что агглютинины Д2 и неагглютинирующий белок 11', способствуют увеличению биомассы растения, оказывая воздействие на физиологический статус и приводя к более ранней бутонизации бобовых растений.

4. Впервые показано, что агглютинины и неагглютинирующий белок ризобий приводят к увеличению протеолитической, пектинолитической, кислой и щелочной фосфатазы в клубеньках бобовых растений и их уменьшению при взаимодействии с неагглютинирующим белком К'2.

5. Обнаружено, что взаимодействие корней проростков гороха с агглютининами Я2 и неагглютинирующим белком ИЛ приводило к увеличению ферментативной активности метлегоглобинредуктазы и глутаматсинтетазы, а при инкубировании с 11'2 - к её уменьшению. Увеличение пероксидазной активности происходило при взаимодействии корней проростков гороха с агглютинином К, и неагглютинирующим белком И'ь а с агглютинином и белком И'2 - к её уменьшению в клубеньках корней проростков гороха.

Заключение

Взаимоотношения бобового растения с клубеньковыми бактериями рода ЛЫгоМит представляют собой сложный многоэтапный процесс в результате, которого происходят глубокие физиологические перестройки симбионтов (Братк, 1995). Инфицирование корней бобовых растений КЫгоЫит сопровождается ообразованием особых структур - клубеньков, в которых и осуществляется непосредственно процесс фиксации азота. К настоящему времени экспериментально доказано участие и растительных, и бактериальных лектинов в специфическом взаимодействии растительной клетки и бактерий. Особое значение в этой связи приобретают исследования поверхностных структур клеток, их роли в установлении прямых и косвенных контактов, в межклеточном узнавании бактериями растения-хозяина. Отсюда понятно большое внимание исследователей к лектинам как наиболее важным компонентам в системе «узнавания» и установления 1; взаимного партнерства.

Процесс прикрепления (адгезия) ризобий к корням гороха является одним из наиболее ранних откликов растения на присутствие в окружающей среде бактерий, где происходит деформация корневых волосков. В литературе нам не встретились сведения относительно влияния поверхностных белков агглютининов ризобий на процесс формирования и функционирования растительно-бактериальной системы (симбиоза).

Поэтому первоначальным этапом наших исследований было влияние агглютининов ризобий методом слайдовой техники Фареуса на деформацию и морфологию корневых волосков. Проведённые исследования показали, что агглютинины ризобий приводили к деформации корневых волосков и изменению морфологии корней при всех взятых в эксперимент концентрациях (0,1; 0,2; 0,3 мкг/мл), но наибольший результат наблюдался при концентрации 0,3 мкг/мл. Деформация корневых волосков при этой концентрации наблюдалась при взаимодействии корней проростков гороха как с агглютинирующими белками Ri и R2 и составила 18,9 и 3,7 на один сантиметр длины корня, так и с неагглютинирующим белком R'i количество деформаций составило 16,9 на один сантиметр длины корней проростков гороха, а при взаимодействии с R'2, наоборот происходило уменьшение деформаций по сравнению с контрольными значениями в 1,5 раза соответственно. Известно, что деформация корневых волосков проростков может служить количественным показателем отзывчивости растения на инокуляцию (Gaskins, Hubbell, 1979; Stimulation of clover., 1984).

Нами было обнаружено, что агглютинины ризобий по-разному, воздействуют и на морфологию корней, вызывая их видоизменение. Агглютинин Ri приводил к развитию главного корня, a R2, напротив, вызывал редукцию главного и развитие боковых корней. Действие белков мутантного штамма приводило к иной картине. При взаимодействии с R'i происходило развитие главных и придаточных корней, а с R'2 - к редукции главного и развитию боковых корней. Агглютинины ризобий и белок R'i приводили к образованию эффективных и при взаимодействии с неагглютинирующим белком R'2 штамма R. leguminosarum 252/7 - к неэффективным клубенькам корней гороха.

Исследования показали, что предварительная обработка корней проростков гороха агглютининами ризобий и неагглютинирующими белками мутантного штамма приводила также не только к изменению способности растениями образовывать клубеньки разного качества, но и способствовала изменению веса растений. Растения, корни проростков которых были обработаны агглютининами ризобий, очень быстро набирали свою биомассу. Вес надземной части растения, корни которых были обработаны агглютининами Ri и R2, превышал вес контрольных образцов в 2,5 и 1,4 раза соответственно. При обработке корней проростков гороха неагглютинирующими белками ризобий мутантного штамма увеличение биомассы гороха наблюдали только при инкубировании только с R'i - в 1,4 раза, а при обработке корней К'2 - происходило уменьшение веса в 1,5 раза. Аналогичная закономерность наблюдалась при измерении веса клубеньков. Вес клубеньков образованных на корнях гороха, обработанных агглютининами Их также как и с И2, составил 1,3 г, что в 1,6 раза превышало контрольные значения; инкубирование корней гороха с Я'х также способствовало увеличению веса клубеньков в 1,6 раза, а с - приводило к уменьшению веса клубеньков в 4 раза по сравнению с контролем. Физиологический статус растений «опытных» и «контрольных» в течение эксперимента также существенно отличался между собой. Стадия бутонизации наступила раньше у бобовых растений, обработанных агглютининами 1^1 и И2 - на 31-й день, а у растений, корни которых инкубировали с белками Я'] - на 33-й и с И-'г - на 34-й день эксперимента, а в контроле - на 36-й день. Анализ приведенных данных позволяет предположить, что при инокуляции корней гороха с К1( и происходит стимуляция ростовых процессов в зоне деления корня, что существенно сказывается на метаболизме и, вероятно, приводит к увеличению фитогормонов в растительных клетках. По мнению некоторых исследователей (Ци^геп, РаЬгаеш, 1963; Полисахаридные комплексы. 1995), деформации могут быть следствием измененного синтеза полисахаридов в стенках корневых волосков или результатом стабилизации тех же клеточных стенок в процессе их роста.

Поскольку формирование азотфиксирующих систем предусматривает структурное и функциональное взаимодействие бактериальной и растительной клеток, где наряду с адгезивными свойствами большую роль играют и ферментативные процессы, было исследовано влияние агглютининов ризобий и неагглютинирующих белков на гидролитическую активность клубеньков гороха. Результаты исследований показали, что инкубирование корней проростков гороха с агглютининами Я], И2 и белком мутантного штамма Я'} приводило к увеличению пектинолитической, протеолитической активности, щелочной и кислой фосфатазы, а при инкубировании с Я'2, наоборот, наблюдали её уменьшение.

Для дальнейшего выяснения влияния агглютининов ризобий на эффективность исследуемого нами симбиоза исследовали ферментативную активность в клубеньках бобовых растений класса оксидаз. Как оказалось, инкубирование корней проростков гороха с агглютининами Я), и белком мутантного штамма ЯЛ, приводило к увеличению ферментативной активности метлегоглобинредуктазы и глутаматсинтетазы, а при инкубировании с Я'2 наоборот наблюдали уменьшение ферментативной активности. При определении пероксидазной активности было показано, что ферментативная активность в клубеньках при взаимодействии с агглютинином и неагглютинирующим белком ИЛ приводило к её увеличению, а инкубирование корней проростков гороха с агглютинином родительского штамма Я2 и белком приводило к её уменьшению.

Таким образом, экспериментальные данные показали, что агглютинины ризобий играют важную роль в образовании симбиоза, способствуя увеличению числа деформаций корневых волосков, оказывая влияние на формирование эффективных клубеньков гороха и их функционирование, увеличивая активность ферментов класса гидролаз и оксидаз.

Полученные результаты вносят существенный вклад в понимание природы и свойств лектинов, расширяют наше представление о влиянии лектинов бактериального происхождения на метаболизм и регуляторную роль в растительной клетке. Значение биологических свойств лектинов (агглютининов) бактерий в перспективе позволит активизировать работу симбиотических систем и найти применение при повышении урожайности сельскохозяйственных культур.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Аллянова, Марина Сергеевна, Саратов

1. Агглютинины ЯЫгоЫит 1е%иттовагит и их роль во взаимодействии с растением / Л. В. Карпунина и др. // Известия РАН (Сер. биол.) 1996. -№6.-С. 698-704.

2. Активность азотфиксации и азотфиксирующие микроорганизмы ризосферы озимой ржи / Н. Н. Мальцева и др. // Микробиологический журнал 1992. - Т. 54, № 6. - С. 10 - 16.

3. Аленькина С.А. Влияние лектина АгозртИит ЬгаБйепсе Бр7 на активность гетерогенной р-галактозидазы / С.А.Аленькина, В.Е. Никитина // Сборник статей 2-го Биохимического съезда. 19-23 мая, 1997. Москва, 1997.-С. 166.

4. Аленькина С. А. Оценка влияния лектинов азоспирилл на уровень ц-АМФ в растительной клетке / С. А. Аленькина, Л. Ю. Матора, В. Е. Никитина //Микробиология. 2010. - Т. 79. - С. 1 - 3.

5. Антонюк В. А. Сезонные изменения титра гемагглютинации и сродства к углеводам экстрактов растений, содержащих фукозоспецифичные лектины /В. А. Антонюк, М. Д. Луцик, Л. Я. Ладная // Физиология растений. 1982. -Т. 29, №6.-С. 1219-1224.

6. Антонюк В.О. Лектини та Ух сировинш джерела / В. О. Антонюк //Лымв: Кварт. 2005. - 554 с.

7. Антонюк Л. П. О роли агглютинина зародышей пшеницы в растительно-бактериальном взаимодействии: гипотеза и экспериментальные данные в ее поддержку / Л. П. Антонюк, В. В. Игнатов // Физиология растений. 2001. - Т. 48, № 3. - С. 427 - 433.

8. Антонюк Л. П. Влияние лектина пшеницы на метаболизм АгоьртИит, ЬгаяПете: индукция биосинтеза белков /Л. П. Антонюк, О. Р. Фомина, В. В. Игнатов // Микробиология. 1997. - Т. 66, № 2. - С. 172 - 178.

9. Борисова Н. Н. Субмитохондриальное распределение лектиновой активности и ее изменения с возрастом растений / Н. Н. Борисова // Дисс. канд. биол. наук. Москва, 1999. 182 с.

10. Варбанец JI. Д. Изучение и применение лектинов. Взаимодействие лектина из картофеля с гликополимерами Corynebacterium sepedonicum и Pseudomonas solanacearum / JI. Д. Варбанец // Уч. зап. Тартус. ун-та. 1989. - Т. 2, Вып. 870. - С. 73 - 76.

11. Взаимодействие агглютинина Rhizobium leguminosarum 252 с ауто- и растительными рецепторами / JL В. Карпунина и др. // Микробиол. журн. -1995. Т. 57, № 1. - С. 64 - 70.

12. Взаимодействие лектина пшеницы со свободноживущими азотфиксирующими микроорганизмами / В.В. Котусов и др. // Докл. АН СССР. 1984. - Т. 274, № 3. - С. 751 - 753.

13. Взаимодействие метлегоглобинредуктазы цитозоля клубеньков люпина с кислородпереносящими гемопротеидами / Л.И. Голубева и др. // Докл. АН СССР. 1987. - Т. 24. - С. 1489 - 1492.

14. Взаимодействие полисахаридов клубеньковых бактерий кормовых бобов с лектинами доминирующего растения-хозяина / Л. В. Косенко и др. // Микробиология. 1988. - Т. 57, Вып. 4. - С. 675 - 679.

15. Выделение и свойства гомогенного препарата метлего-глобинредуктазы цитозоля клубеньков люпина /Л. И. Голубева и др. // Биохимия. 1988. - Т. 53, № 10. - С. 1712 - 1717.

16. Гроздинский А. М. Краткий справочник по физиологии растений /А. М. Гроздинский, Д.М. Гроздинский // Киев: Наукова думка. 1964. - 388 с.

17. Евтушенко А. И. Антивирусные свойства лектинов каланхое: Изучение и применение лектинов / А. И. Евтушенко // Уч. зап. Тартус. ун-та. 1989. - Т. 2, Вып. 870. - С. 189 - 192.

18. Ежов Г. И. Руководство к практическим занятиям по сельскохозяйственной микробиологии / Г. И. Ежов // Учебное пособие для студентов 2-е издание, переработанное и дополненное - М.: Высшая школа, 1981.-271 с.

19. Жесткова И. М. Влияние лектина из семян сои на структуру и энерготранспортирующие реакции хлоропластов / И. М. Жесткова, Ю. Г. Молотковский // Уч. зап. Тартус. ун-та. 1989. - Т. 2, Вып. 870. - С. 108-113.

20. Жизнь растений / Под ред. А. Л. Тахтаджяна // М.: Мир. 1983. - Т. 6.-253с.

21. Зависимость агглютинации Azospirillum brasilense Sp7 лектином пшеницы от фазы роста культуры / Н. Н. Семак и др. // Прикладная биохимия и микробиология. 1986. - Т. 22, № 3. - С. 396 - 399.

22. Иванова 3. А. Физиологическая роль пероксидазной активности клеточных ядер на ранних этапах онтогенеза растений / 3. А.Иванова, Г. X.

23. Вафина // Физиология и биохимия культурных растений. 1997. - Т. 29, № 2.-С. 129- 132.

24. Изучение роли лектинов клеточной поверхности азоспирилл во взаимодействии с корнями пшеницы / В. Е. Никитина и др. // Микробиология. 1996. - Т. 65, № 2. - С. 165-170.

25. Интенсивность фотосинтеза и лектиновая активность листьев сои при инокуляции ризобиями совместно с гомологичным лектином / Д. М. Сытников и др. // Физиология растений. 2006. - Т. 53, № 2. - С. 189 -195.

26. Исследование лектинов люпина с целью выяснения их участия в системе бобовые растения клубеньковые бактерии: Изучение и применение лектинов / Е.Д. Кругова и др. // Уч. зап. Тартус. ун-та. 1989. - Т. 2, Вып. 870.-С. 118-122.

27. К вопросу о наличии пектинолитической активности у клубеньковых бактерий / Н. Н. Скочинская и др. // Микробиологический журнал. 1990. -Т. 52,№ 1.-С. 22-23.

28. Карпунина JI. В. Нитрогеназная активность иммобилизованных клеток Bacillus polymyxa / Jl. В. Карпунина, В. Е. Никитина, Г. И. Стадник // Биотехнология. 1986. - № 2 - С. 97 - 101.

29. Карпунина Л.В. Изучение влияния агглютининов Rhizobium leguminosarum 252 на активность некоторых ферментов растительной клетки / Л. В. Карпунина, Е.Ф. Соболева // Микробиология. 2001. - Т. 70, № 3. -С. 348-351.

30. Карпунина Л. В. Лектины почвенных бактерий рода Bacillus / Л.В. Карпунина, В. Е. Никитина, У. Ю. Трихачева // Регуляция микробного метаболизма: Тез. докл. Всесоюзной конф., Пущино, 12 14 июня 1989. -Пущино, 1989. - С. 26-27.

31. Карпунина Л. В. Роль агглютинирующих белков азотфиксирующих бацилл и ризобий в жизнедеятельности бактерий и при взаимодействии срастениями / Л. В. Карпунина // Дис. доктора биол. наук., Саратов, 2002. -315с.

32. Кириченко Е. В. Взаимодействие растительных лектинов с почвенными азотфиксирующими микроорганизмами / Е. В. Кириченко // Физиология и биохимия культурных растений. 2005. - Т.37, № 5. - С. 402 -405.

33. Кириченко О. В. Вплив екзогенного специфічного лектину на лектинову активність у проростках та листках пшениці / О. В. Кириченко, О. М. Тищенко // Укр. біохім. журн. 2005. - Т. 77, № 6. - С. 133 - 137

34. Кириченко О. В. Фунгітоксична активність рослинних лектинів / О. В. Кириченко, В. Г. Сергиенко // Физиология и биохимия культурных растений. 2006. - Т. 38, № 6. - С. 526 - 534.

35. Ковалевская Т. М. Динамика накопления углеводов различными штаммами Як ігоЬіит Іе^итіповагит / Т. М. Ковалевская // Микробиологический журнал. 1984 - Т. 46, № 1. - С. 39 - 41.

36. Королев Н. П. Функции лектинов в клетках / Н. П. Королев // Итоги науки и техники. Серия общие проблемы физико-химической биологии. М.: ВИНИТИ. 1984. - Т.1 - 351с.

37. Королев Н. П. Функции эндогенных лектинов // Изучение и применение лектинов: Уч. зап. Тартус. ун-та. 1989. - Т. 1, Вып. 869. - С. 19-50.

38. Косенко Л. В. Взаимодействие полисахаридов клубеньковых бактерий гороха с лектином доминирующего растения хозяина / Л. В.

39. Косенко, М. А. Пацева, И. Я. Захарова // Микробиология. 1989. - Т. 59, № 5.-С. 812-817.

40. Косенко Л. В. Влияние лектина гороха на рост ЯЫгоЫит Іе^итіпоБагит /Л. В. Косенко, В. Н. Рангелова, А. Ф. Антипчук // Микробиологический журнал. 1993. - Т. 55, № 1. - С. 65 - 70.

41. Косенко Л. В. Сравнительная характеристика углевод-связывающих свойств лектинов из семян бобовых растений / Л. В. Косенко //Физиология растений. 2002. - Т. 49, № 5. - С.718 - 724.

42. Коць С.Я. Лектины бобовых растений как фактор эффективного симбиоза / С. Я. Коць, Д. М. Сытников // Физиология и биохимия культурных растений. 2007. - Т. 39, № 6. - С. 463 - 475.

43. Коць С. Я. Структурні особливості та біологічні функції лектинів бобових/ С. Я. Коць, П. М. Маменко, С. М. Маліченко // Физиология и биохимия культурных растений. 2008. - Т. 40, № 2. - С. 111 - 125.

44. Кретович В. Л. Усвоение и метаболизм азота у растений / В. Л. Кретович // М.: Мир. 1987. - С.11 - 36.

45. Лахтин В. М. Специфичность лектинов микроорганизмов / В. М. Лахтин // Прикладная биохимия и микробиология. 1992. - Т.28, № 4. - С. 483-501.

46. Линевич Л. И. Гликоконьюгаты клеточной оболочки клубеньковых бактерий /Л. И. Линевич, А. В. Болобова, М. С. Тагаев // Успехи биологической химии. 1982. - Т. 23. - С. 155 - 169.

47. Линевич Л. И. Роль лектинов в формировании живых систем разных уровней организации / Л. И. Линевич // Ученые записи Тартуского университета. 1989. - Т. 2, № 870. - С. 39 - 43.

48. Луцик М. Д. Лектины: биологические свойства и применение в иммунологии / М. Д. Луцик // Биохимия человека и животных. 1985. - № 9.-С. 69-76.

49. Любимова Н. В. Межклеточное распознавание и индуцирование устойчивости картофеля к возбудителю фитофтороза: Молекулярные и генетические механизмы взаимодействия микроорганизмов с растениями / Н. В. Любимова, Е. Г. Салькова // Пущино, 1989 С. 158 - 164.

50. Марков Е. Ю. Лектины растений: предполагаемые функции / Е. Ю. Марков, Э. Е. Хавкин // Физиология растений. 1983. - Т. 30, № 5. - С. 852 -867.

51. Методы определения регуляторов роста / Под ред. Ю. В. Ракитина. -М.: Колос. 1966. - 386 с.

52. Методы химии углеводов / Н.К. Кочетков и др. // М.: Мир. 1967. -672 с.

53. Минибаева Ф. В. Продукция супероксида и активность внеклеточной пероксидазы в растительных тканях при стрессе /Ф.В. Минибаева, JI.X. Гордон // Физиология растений. 2003. - Т. 50. - С. 459 - 464.

54. Миронова Г. Д. Участие пероксидазы и неопосредованного цитохромоксидазой действия кислорода в процессах образования АТФ / Г. Д. Миронова, Т. В. Сирота // Биофизика сложных систем и радиационных нарушений. М.: Наука. 1977. - 287с.

55. Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями / В.В. Игнатов и др. // М.: Наука. 2005. -С. 184.

56. Ойвин А .Я. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований /А.Я. Ойвин// Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 1960, № 4 - С. 76 - 89.

57. Определение локализации лектинов, агглютининов почвенных азотфиксирующих бактерий /JI.B. Карпунина и др. // Микробиология. -1995. Т. 64, № 4. - С. 453-457.

58. Очистка и сравнение лектинов с клеточной поверхности активных и неактивных по гемагглютинации клеток азоспирилл / В.Е. Никитина и др. // Биохимия. 1994. - Т. 59, Вып. 5. - С. 656 - 662.

59. Патика В.П. Біологічний азот / В.П. Патика, С.Я. Коць, В.В. Волкогон // Київ: Світ. 2003. - 424 с.

60. Пероксидаза и каталаза в корневых клубеньках кормовых бобов при эффективном и неэффективном симбиозе с ризобиями / Г.Я. Жизневская и др. //Физиология и биохимия культурных растений. 2001. - Т. 33. - С. 285 -290.

61. Плешков Б.П. Практикум по физиологии и биохимии растений / Б.П. Плешков // М: Колос. 1976. - 286 с.

62. Погоріла Н.Ф. Аглютинувальні білки картоплі,фракціоновані з бульб у різні фази розвитку / Н.Ф. Погоріла, О.О. Панюта, P.P. Кухтей //

63. Физиология и биохимия культурных растений. 2004. - Т. 36, № 1. — С. 78 — 83.

64. Полисахаридные комплексы, выделяемые Azospirillum brasilense, и их возможная роль во взаимодействии бактерий с корнями пшеницы / С.А. Коннова и др. // Микробиология. 1995. - Т. 64, № 6. - С. 762 - 768.

65. Проворов H.A. Сравнительная генетика и эволюционная морфология симбиозов растений с микробами-азотфиксаторами и эндомикоризными грибами / H.A. Проворов, А.Ю. Борисов, И.А. Тихонович // Журнал общей биологии. 2002. - Т. 63. - С. 451 - 472.

66. Рожнова H.A. Индукция фитогемагглютинирующей активности в растениях кортофеля in vitro арахидоновой кислотой /H.A. Рожнова, Г.А. Геращенков, A.B. Бабоша // Физиология растений. 2002. - Т. 49, №4. - С. 603-607.

67. Роль агглютининов клеточной поверхности Rhizobium leguminosarum в прикреплении к корням гороха / JI.B. Карпунина и др. // Микробиология. 1996. - Т.65, № 4. - С. 512 - 516.

68. Роль полисахаридсодержащих компонентов капсулы Azospirillum brasilense в адсорбции бактерий на корнях проростков пшеницы /И.В. Егоренкова и др. // Микробиология. 2001. - Т. 70, №1. - С. 45-50.

69. Рубин Б. А. Биохимия и физиология иммунитета растений / Б. А. Рубин, Е. В. Арциховская //М.: Наука. 1968. - 258 с.

70. Сидорова К.К. Симбиотическая азотфиксация: генетические, селекционные и эколого-агрономические аспекты / К.К. Сидорова, В.К. Шумный, В.М. Назарюк// Новосибирск: Академическое издательсво «Гео». -2006.-134 с.

71. Соболева Е.Ф. Агглютинины Rhizobium leguuminosarum 252 и их роль во взаимодействии с растениями / Е.Ф. Соболева // Дис.канд. биол. наук. Саратов, 1998. - 120 с.

72. Тихонович И.А. Генетика симбиотической азотфиксации с основами селекции / И.А. Тихонович, H.A. Проворова // СПб.: Наука. 1998. - 208 с.

73. Федусов Н.В. Высокоактивная щелочная фосфатаза из морских бактерий / Н.В. Федусов, В.В. Михайлов, И.В.Жигалина // Докл. АН СССР. 1991. - Т. 320, № 2 - С. 485 - 487.

74. Филиппович Ю.В. Практикум по общей биохимии / Ю.В. Филиппович, Т.А. Егорова, Т.А. Севастьянова // М: Просвещение. 1975. -318с.

75. Хавкин Э.Е. ,Лектины растений: предполагаемые функции / Э.Е. Хавкин, Е.Ю. Марков// Физиология растений. 1983. - Т. 30, № 5. - С. 852 -867.

76. Шакирова Ф.М. Современные представления о предполагаемых функциях лектинов растений / Ф.М. Шакирова, М.В. Безрукова // Журнал общей биологии. 2007. - Т. 68, № 2. - С. 98-114.

77. Шакирова Ф.М. Влияние теплового стресса на динамику накопления АБК и лектина в клетках каллуса пшеницы / Ф.М. Шакирова, М.В. Безрукова, И.Ф. Шаяхметов // Физиология растений. 1995. - Т.42, № 5. -С. 700-702.

78. Шумный В.К. Биологическая фиксация азота1 В.К. Шумный, К.К. Сидорова // Новосибирск: Наука. 1991. - 271 с.

79. Яковлев Г.П. Бобовые земного шара / Яковлев Г.П. // Л.: Наука. -1991.-144 с.

80. Яковлева Г.П. Активность глутаматсинтетазы / Г.П. Яковлева// Биохимия. 1964. - Т.29, №3. - С.463 - 469.

81. Ямалеева A.A. Лектины растений и их биологическая роль / A.A. Ямалеева // Уфа: Изд-во Башк. ун-та. 2001. - 204 с.

82. A novel polar surface polysaccharide from Rhizobium leguminosarum binds host plant lectin /М.С. Laus et. al. // Mol. Microbiol. 2006. - Vol. 59, N 6.-P. 1704- 1713.

83. Akasaka Y.H. Morphological Alterations and Root Nodule Formation in Rhizobium -Mediated Transgenic Hairy Roots of Peanut / Y. Akasaka, M. May, H. Daemon // Ann. Bot. 1998. - Vol. 81. - P. 355 - 362.

84. Anolles G.C. Quantitation of adsorption of Rhizobia in low numbers to small legume roots / G.C .Anolles, G. Favelukes // Appl. and Environ. Microbiol. 1986. - Vol. 52, N 2. - P. 372 - 376.

85. Araujo R.S. Exopolysaccharide deficient mutants of Rhizobium strain CIAT899 induce chlorosis in beans /R.S. Araujo, K.P. O'Connell, J. Handelsman //Molec. Plant Microbe Interact 1990. - Vol. 3. - P.424 - 428.

86. Association of Azospirillum with grass roots / M. Umali-Garcia et al. // Appl. Environ. Microbiol. 1980. - Vol. 39. - P. 219 - 226.

87. Azospirillum halopraeferans sp. nov., a nitrogen-fixing organism associated with roots of Kallar grass (Leptochloa fusca (L) Kunth) / B. Reinhold et. al. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1987. - Vol. 37, № 1. - P. 43-51.

88. Baldani V.L.D., Dobereiner J. Host plant specificity in the infection of cereala with Azospirillum spp. / V.L.D. Baldani, J. Dobereiner // Soil Biol. Biochem. 1980. - Vol. 12, N 5. - P. 434-439.

89. Bashan Y. Changes in membrane potential of intact soybean root elongation zone cells induced by Azospirillum brasilense / Y. Bashan // Can. J. Microbiol. 1991. - Vol. 37, N 12. - P. 958 - 963.

90. Bashan Y., Root surface colonization of non-cereal crop plants by pleomorphic Azospirillum brasilense /Y. Bashan, H. Levanony, R.E. Whitmoyer // J. Gen. Microbiol. 1997. - Vol. 137. - P. 187 - 196.

91. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology /Ed. G. Garrity // N.Y.: Springer. 2001. - Vol. 1. - 776p.

92. Bergman K.M. Physiology of behavioral mutants of Rhizobium meliloti: evidence for a dual chemotaxis pathway / K.M. Bergman, M.N. Gulash-Hoffee, R.E. Hovestadt // J. Bacterial. 1988. - Vol. 170. - P. 3249 - 3254.

93. Bhuvaneswari T. V. Role of lectins in plantmicroorganism interactions / T. V. Bhuvaneswari, S. G. Pueppke, W. D. Bauer// Plant Physioll. 1977. - Vol. 60.-P. 486-491.

94. Bohlool B.B. Lectins: A Possible basis for specificity in the Rhizobium legumenosarum root nodule symbiosis/ B.B. Bohlool, E.L. Schmidt // Science. -1974. Vol.165. - P. 269 - 271.

95. Bradford M.A. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding / M.A. Bradford // Anal. Biochem. 1976. - Vol. 72, N 1. - P. 248 - 254.

96. Breedverd M.W. Cyclic 3-glucans of members of the family Rhizobiacea / M.W. Breedverd, KJ. Miller// Microbiol. Revs. 1994. - Vol. 58, N 2. - P. 145-161.

97. Brewin N. J. Development of the legume root nodule / N. J. Brewin et. al. //Ann. Rev. Cell. Biol. 1992. - Vol. 7. - P. 191 - 226.

98. Brewin N.J. Legume lectins and nodulation by Rhizobium / N.J. Brewin, I.V. Kardailsky // Trends Plant Sci. 1997. - Vol. 2, N 3. - P. 92 - 98.

99. Caetano-Anolles G. DNA amplification fingerprinting: a strategy for genome analysis / G. Caetano-Anolles, B. J. Bassam, P.M. Gresshoff//Plant Molecular Biology Reporter. 1991. - Vol. 9. - P. 292 - 305.

100. Cell wall degradation during infection thread formation by the root nodule bacterium Rhizobium leguminosarum is a two-step process / P. C. Van Spronsen et al. // Eur.J. Biol.Cell. 1994. - Vol. 64. - P. 88 - 94.

101. Characterization of a new lectin of soybean vegetative tissues / S.R.Spilatro et al. // Plant Physiol. 1996. - Vol. 110, N 3. - P. 825 - 834.

102. Chemotazis of free living bacteria towards amize mucilage /Mandimba G. et al.// Plant Soil. 1986. - Vol. 90. - P. 129 - 139.

103. Cullimore J.V. Perception of Lipo-Chitooligosaccaridic Nod Factors in Legumes / J.V. Cullimore, R. Ranjeva, J.J. Bono // Trends Plant Sci. 2001. -Vol. 6.-P. 24-30.

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

105. Dazzo F.B. Cross-reactive antigens and lectins as determinants of symbiotic specificity in the Rhizobium clove association / F.B. Dazzo, D.H. Hubbell // Appl Microbiol. 1975. - Vol.30. - P. 1018 - 1033.

106. Dazzo F.B. Cross-reactive antigens and lectins as determinants of symbiotic specificity in the Rhizobium association / F.B. Dazzo, D.H. Hubbell // Appl. Microbiol. 1975. - Vol.30. - P. 1018 - 1033.

107. Dazzo F.B. Fimbriae, lectins and agglutinins of nitrogen fixing bacteria / F.B. Dazzo, J.W. Kijne, K. Haahtela // Microbial lectins and agglutinins. New York, 1986.-P. 237-254.

108. Dazzo, F.B. Fimbriae, lectins and agglutinins of nitrogen fixing bacteria / F.B. Dazzo, J.W. Kijne, K. Haahtela // Microbial lectins and agglutinins. New York.- 1986.-P. 237-254.

109. Del Gallo M. Characterization and quantification of exocellular polysaccharides in Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum / M. Del Gallo, A. Haegi //Symbiosis. 1990. - Vol. 9. - P. 155 - 161.

110. Depolarization of alfalfa root hair membrane potential by Rhizobium meliloti Nod factors / S. R. Kondorosi et. al. // Science. 1992. - Vol. 256. - P. 998 - 1000.

111. De-Polli F.L. Serological differentiation of Azospirillum species belonging to different host-plant specificity groups / F.L. De-Polli, B.B. Bohlool, J. Dobereiner // Arch. Microbiol. 1980. - Vol. 126, N 3. - P. 217 - 222.

112. Distribution of lectin during the lifecycle of Phaseolus vulgaris L. / M.C. Castresana // Plant Sci. 1987. - Vol. 48. - P. 79 - 88.

113. Does the acid hydrolysis-incubation method measure meaningful soil organic carbon pools? / E.A. Paul et. al. // Soil Sci. Soc. Am. J. 2006. - Vol. 70. - P. 1023 - 1035.

114. Doltchinkova V. Effect of pH on the electrokinetic and light scattering properties of pea thylakoids in the presence of phytohemagglutinin/ V. Doltchinkova, M. Lambreva // Bulg. J. Plant Physiol. 2002. - Vol. 28. - P. 45 -58.

115. Early interactions of Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli and bean roots: specificity in the process of adsorption and its requirement of Ca2+ and Mg2+ ions / A.R. Lodeiro et. al. // Appl. Environ. Microbiol. 1995. - Vol. 61. -P. 1571- 1579.

116. Effect of lectins on transport of food factorsin caco-2 cell monolayers / Y. Ohno et al. // J. Agr. Food Chem. 2006. - Vol. 54. - P. 548 - 553.

117. Effects of lectins on enzymatic properties plant acid phosphatases and ribonucleases /1. Lorens-Kubis et al. // Lectins: Biol., Biochem., Clin. Biochem. / Ed.: Bog-Hansen T.C., Berlin, New York. 1986. - P. 169 - 178.

118. Enzyme Actiwity of Lectins from the Nitrogen Fixing Soil Bacterium Bacillus polymyxa / U.Y. Melnikova et al. // Current Microbiology. 2000. -Vol. 41.-P. 246 - 249.

119. Ervin S.E. Root hair deformations assotiated with fractionated extracts from Rhizobium trifolii / S.E. Ervin, D.H. Hubbell //Appl. Environ. Microbiol. -1985. Vol. 49, N 1. - P. 61 - 68.

120. Establishment of inoculated Azospirillum spp. in the rhizosphere and in roots of field grown wheat and sorhum / V.L.D. Baldani et. al. / Plant Soil. -1986.-Vol. 90.-P. 35-45.

121. Etzler M.E. From structure to activity: new insights into the functions of legume lectins / M.E. Etzler //Trends Glycosci. Glycotechnol. 1998. - Vol.10, N 53. - P. 247 - 255.

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

123. Ferguson B.J. Signaling interactions during nodule development/ B.J.Ferguson, U.Mathesius // Plant Growth Regul. 2003. - Vol. 22. - P. 47 - 72.

124. Fisher R.F. Rhizobium signal exchange / R.F. Fisher, S.R. Long // Nature.- 1992. Vol. 357. - P. 655 - 660.

125. Fluoresce in isothiocyanate-labelled lectin analysis of the surface of the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense by flow cytometry / J. Yagoda-Shagam et. al.// Appl. and Environ. Microbiol. 1988. - Vol. 54, N 7. - P. 1831- 1837.

126. Gaskins M.H. Response of non-leguminous plants to root inoculation with free-living diazotrophic bacteria/ M.H. Gaskins, D.H. Hubbell // The soil-root interface. N. Y., 1979. - P. 175-182.

127. Gauthier D. Relationship between glutamine synthetase and nitrogenase in Azospirillum lipoferum / D. Gauthier, C. Elmerich // FEMS Microbiol. Lett. -1977.-Vol. 2-P. 101-104.

128. Genomic reguirements of Rhizobium for nodulation of white clover hairy roots transformed with the pea lectin gene/ C.L. Diaz et al. // Mol. Plant-Microbe Interact. 1995. - Vol. 8. - P. 348 - 356.

129. Gilboa-Garber N. Microbial lectin cofunction with lyfic activities as a model for a general leases lectin role / N. Gilboa-Garber, N. Garber// FEMS Microbial. Rev. 1989. - Vol. 63. - P. 211 - 222.

130. Grown gall: a molecular and physiological analysis /E.W. Nester et. al.// Ann. Rev. Plant Physiol. 1984. - Vol. 35. - P. 387 - 413.

131. Haegi A. Azospirillum plant interaction: a biochemical approach / A. Haegi, M. Del Gallo // Nitrogen fixation: Dordrecht, Boston, London: Lower Academic Publishers. 1991. - P. 147-153.

132. Halverson L.J. Signal exchange in plant-microbe interactions / L.J. Halverson, G. Stacey //Microbiol. Rev. 1986. - Vol. 50, N 2. - P. 193 - 225.

133. Halverson LJ. Signal exchange in plant-microbe interactions / L.J. Halverson, G. Stacey //Microbiol. Rev. 1986. - Vol. 50, N 2. - P. 193 - 225.

134. Handbook of plant lectins: propertiesand biomedical applications/ J.M. Van Dame et al. // Chi Chester etc.: John Willey and Sons. 1998. - 451 p.

135. Herbert E. Endogeneous lectins as cell transducers/ E. Herbert //Int. J. Food Microbiol. 2000. - Vol. 50. - P. 169 - 175.

136. Heterologous Rhizobal Lipochitin Oligosaccharides and Chitin Oligomers Induce Cortical Cell Divisions in Red Clover Root, Transformed with the Pea Lectin Gene / C.L. Diaz et al. // Mol. Plant Microbe Interact. 2000. - Vol. 13. -P. 268-276.

137. Hirsch A. M. Developmental biology of legume nodulation / A. M. Hirsch // New. Phytol. 1992. - Vol. 12.- P. 211 - 237.

138. Hirsh A.M. What makes the Rhizobia-legume symbiosis so special? / A.M. Hirsh, M.R. Lum, J.A. Downie //Plant Physiol. 2001.- Vol. 127. - P. 1484- 1492.

139. Host-symbiont interactions: recognizing Rhizobium II Nitrogen fixation / C.A. Napoli // Ed. E. Newton, W.H. Orme Johnson. - Baltimore: Univ. Park press, 1980. - Vol. 2. - P. 139 - 163.

140. Hrabak E.M. Growth-phase dependent immunodeterminants of Rhizobium trifolii lipopolysaccharide which bind trifoliin A, a white clover lectin / E.M. Hrabak, M.R. Urbano, F.B. Dazzo // J. Bacterid. 1981. - Vol. 148, N 2. -P.697 -711.

141. Huang Y.F. Salicylic acid inhibits the biosynthesis of ethylene in detached rice leaves / Y.F. Huang, C.T. Chen, C.H. Kao // Plant Growth Regul. 1992. -Vol. 12-P. 79-82.

142. Hubbell D.H. Proteolytic enzymes in Rhizobium /D.H. Hubbell, V.M. Morales, M. Umali-Garcia//Appl. and Environ. Microbiol. 1978. - Vol. 31, N 1. -P. 210-213.

143. Hunter W.J. Role of pectic and cellulolytic enzymes in the invasion of the soybean by Rhizobium japonicum / W.J. Hunter, G.U. Elven // Can. J. Microbiol. 1975. - Vol. 21, N 8. - P. 1254 - 1258.

144. Induction of pre-infection thread structures in the leguminous host plant by mitogenic lipo-oligosaccharides of Rhizobium/ A. A. Van Brussel et al. // Science. 1992. - Vol. 257. - P. 70 - 72.

145. Isolation and identification of N2-fixing bacteria associated with sugar cane (Saccharum sp.) / R.J.Rennie et al. // Can. J. Microbiol. 1982. - Vol. 28. -P. 462-467.

146. Jain O.K. Characterization of a substance produced by Azospirillum which causes branching of wheat root hairs / O.K. Jain, D.G. Patriquin // Can. J. Microbiol. 1985. - Vol. 31, N 3. - P. 206 - 210.

147. Kapulnik Y. Changes in root morphology of wheat caused by Azospirillum inoculation / Y. Kapulnik, Y. Okon, Y. Henis // Can. J. Microbiol. -1985. Vol. 31, N 10. - P. 881 - 887.

148. Kapulnik Y. Effect of Azospirillum spp. inoculation on root development and NO uptake in wheat (Triricum aestivum) in hydroponic systems/ Y. Kapulnik, R. Gamy, Y. Okon // Canad. Y. Bot. 1985. - Vol. 63. - P. 627 - 631.

149. Kapulnik Y. Changes in root morphology of wheat caused by Azospirillum inoculation / Y. Kapulnik, Y. Okon, Y. Henis // Can. J. Microbiol. -1985. Vol. 31, N 10. - P. 881 - 887.

150. Karpunina L.V. Study of the effect of Rhizobium leguminosarum 252 agglutinins on the activities of certain hydrolytic enzymes / L.V. Karpunina, E.F.

151. Soboleva, O.A. Pronina // 17th International Lectin Meeting: Suppl. Abstr., September 24-27, Germany, Worsburg, Germany. - 1997. - P. 16.

152. Kijne J.W. Lectins in the Symbiosis between Rhizobia and Leguminous Plants / J.W. Kijne, C.L. Diaz, S. Pater // Advances in Lectin Research Berlin: Ullstein Mosby, - 1992. - P. 15 - 50.

153. Knight C. D. Identification of genes and gene products involved in the nodulationof peas by Rhizobium leguminosarum / C. D. Knight, A.W. Johnston, B.L. Rossen // Mol. Gen. Genet. 1985. - Vol. 198. - P. 255 - 262.

154. Kouchi H. Isolation and characterization of novel c DNA representing genes expressed at early stages of soybean nodule development / H. Kouchi, S. Hata, //Mol. Gen. Genet. 1993. - Vol. 79. - P. 106 - 119.

155. Law I.J. Nodulation of soybean by Rhizobium japonicum mutante with altered capsule synthesis / I.J. Law, A.J. Mort, W.D. Bauer // Planta. 1982. -Vol. 54. - P. 100-109.

156. Lectin apyrases and lectin receptor kinases: Proteins potentially playing a role in the legume-rhizobia symbiosis / M.T. Navarro-Gochicoa et al. // Biology of plant microbeinteractions. 2004. - Vol. 4. - P. 351 - 354.

157. Lis H. Soy bean (Glycine max) agglutinin/ H. Lis, N. Sharon // Methods enzymology / Eds. S.P. Colowick, N.O. Kaplan. New York, London: Acad. Press, 1972. - Vol. 2. - P. 360 - 368.

158. Martinez-Molina F. Hydrolytic enzyme production by Rhizobium / F. Martinez-Molina, V. H. Morales, D. H. Hubbel // Appl. Environ Microbiol. -1979. Vol. 38. - P. 1186 - 1188.

159. Matthysse A.G. Characterization of nonattaching mutants of Agrobacterium tumefaciens / A.G. Matthysse // Bacteriol. 1987. - Vol. 169. -P. 313-323.

160. Matthysse A.G. Mechanism of bacterial adhesion to plant surfaces / A.G. Matthysse // Bacterial Adhesion Mechanisms and Phisiological Significance. Eds. Savage, New York and London: Plenum Press. 1985. - P. 255 - 278.

161. Matthysse A.G., Wyman P.M., Holmes K.V. Plasmid-dependent attachment of Agrobacterium tumefaciens to plant tissue culture cells / A.G. Matthysse, P.M. Wyman, K.V. Holmes //Infection and Immunity. 1978. - Vol. 22, N2.-P. 516-522.

162. Michiels K.W. Two different modes of attachment of Azospirillum brasilense Sp7 to wheat roots/ K.W. Michiels, C.L. Croes, J. Vanderleyden //J.Gen.Microbiol. 1991. - Vol. 137, N 9. - P. 2241-2246.

163. Miller J. H. Effects of surrounding sequence on the suppression of nonsense codons/ J. H. Miller, A. M. Albertini //J. Mol. Biol. 1983. - Vol.164. -P. 59-71.

164. Mills K.K. Rhizobium attachment to clover roots / K.K. Mills, W.D. Bauer // J. Cell. Sci. 1985. - Vol. 86. - P. 333 - 345.

165. Molecular mechanisms of attachment of Rhizobium bacteria to plant roots/ G. Smit et. al. // Mol. Microbiol. 1992. - Vol. 6. - P. 2897 - 2903.

166. Mulligan J. T. Induction of Rhizobium meliloti nod C expression byplant exudate requires nod D / J. T. Mulligan, S. R. Long // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1985. - Vol. 82. - P. 6609 - 6613.

167. Mylona P. Symbiotic nitrogen fixation / P.Mylona, K. Pawlowski, T. Bisseling // Plant Cell. 1995. - Vol. 7. - P. 869 - 885.

168. Neyra C.A. Relationship between carbon dioxide, malate, andnitrate accumulation and reduction in corn (Zea mays L.) seedlings/ C.A. Neyra, R.G. Hageman // Plant Physiol. 1976. - Vol. 58. - P. 726-730.

169. Niehaus K. Plant defence and delayed infection of alfalfa pseudonodules induced by an exopolysaccaharide (EPS I) deficient Rhizobium meliloti mutant / K. Niehaus, D. Kapp, A. Pochler // Planta. - 1993. - Vol. 190. - P. 415 - 425.

170. Novak C. The effect of dietary protein level and total sulfur amino acid /C.Novak, H.M. Yakout, S.E. Scheideler // Poult. Sci. 1996. - Vol. 85. - P. 2195 - 2206.

171. Novel Polar Surface Polysaccharide from Rhizobium leguminosarum Binds Host Plant Lectin / M.C. Laus et. al. // Mol. Microbiol. 2006. - Vol. 59. -P. 1704- 1713.

172. Nutman P.S. Test plants. Seeds of Trifolium ambiguum were sterilized in concentrated H2S04, chilled and germinated on agar plates / P.S. Nutman //Exp. Bot. 1949. - Vol. 28. - P. 241 - 259.

173. Okon Y. Development and function of Azospirillum inoculated roots / Y. Okon, Y. Kapulnik // Plant and Soil. 1986. Vol. 90, N 1-3. - P. 3-17.

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

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

176. Organic acids in the rot exudates of Kaller grass (Diplachne fusca (Linn.) Beauv.) / M. Kloss et. al. // Biologia. 1984. - Vol. 26. - P. 107 - 112.

177. Patriquin D.G. Sites and processes of association between diazotrophs and grasses / D.G. Patriquin, J. Dobereiner, D.K. Jain // Can. J. Microbiol. 1983. -Vol. 29,N8.-P. 900-915.

178. Phusiology of behavioral mutants of Rhizobium meliloti: evidence for a dual chemotaxis pathway /K. Berman // J.Bacteriol. 1988. - Vol. 170 - P. 3249- 3254.

179. Plant lectins induce the production of a phytoalexin in Pisum sativum / K. Toyoda et al. // Plant Cell Physiol. 1995. - Vol.36, N 5. - P. 799 - 807.

180. Pleiotropic effects of A mutation in Pisum sativum (L.) conditioning decreased nodulation and increased iron uptake and leaf necrosis / B.E. Kneen et. al. //Plant Physiol. 1990. - Vol. 93. - P. 717 - 722.

181. Polysaccharide complexes from Azospirillum brasilense Cd and their possible role in interaction with wheat sedling roots / Konnova S.A. et. al. // Prog, abstr. Third European Nitrogen Fixation Conference. Lunteren, The Netherlands. - 1998. - P. 206.

182. Preston K.R. Physiological control of exo- and endoproteolytic activities in germinating wheat and their relationship to storage protein hydrolysis / K.R. Preston, J.E. Kruger // J. Plant Physiol. 1978. - Vol. 64. - P. 450 - 454.

183. Pueppke S.G. Understsnding the binding of bacteria to plant surfaces / S.G. Pueppke, M.C. Hawes //Trends in Biotechnol. 1985. - Vol.3, N 12. -P.310-313.

184. Pueppke S.Y. Adsorption of slow and fast - growing rhizobia to soybeen arid cowpea roots / S.Y. Pueppke // Plant Physiol. - 1984. - Vol. 72. - P. 924 - 928.

185. Reactive oxygen species, nitric oxide and glutathione: a key role in the establishment of the legum-Rhizobium symbiosis? / D. Herouart et al. // Plant Physiol. Biochem. 2002. - Vol. 40. - P. 619 - 624.

186. Recourt N. Bacterial genes induced within the nodule during the Rhizobium-legume symbiosis / N. Recourt, V. Oke, S. R. Long // Mol. Microbiol.- 1999. Vol. 32. - P. 837 - 849.

187. Reinhold B. Strain-specific chemotaxis of Azospirillum spp. /B.Reinhold, T. Hurek, I. Fendrik //J. Bacteriol. 1985. - Vol. 162, N 1. - P. 190 - 195.

188. Rhizobium lipopolysaccharide modulates infection thread development in white clover root hairs / F.B. Dazzo et. al. //J. Bacteriol. 1991. - Vol. 173, N 17.-P. 5371 -5384.

189. Ridge R. W. A model of legume root hair growth and Rhizobium infection / R. W. Ridge // Symbiosis. 1992. - Vol. 14. - P. 359 - 373.

190. Ridge R.W. The diversity of lectin-detectable sugar residues on root hair tips of selected legumes correlates with the diversity of their host-ranges for rhizobia / R.W. Ridge, R. Kim, F. Yoshida //Protoplasma. 1998. - Vol. 202. -P. 84 - 90.

191. Rocha R.E.M. Specificity of infection by AzospiriUum spp. in plants with C4 photosynthetic pathway / R.E.M. Rocha, J.I. Baldani, J. Dobereiner // Associative Nitrogen Fixation. Boca Raton: CRC Press, 1981. - Vol. 2. - P. 67 -69.

192. Role for Agrobacterium cell envelop lipopolysaccharide in infection site attachment / M. Whatley et al. // Infection and Immunity. 1976. - Vol. 13. -P. 1080-1083.

193. Role of Ca in theactivity of rhicadhesin from Rhizobium leguminosarum biovar viciae which mediates the first step in attachment of Rhizobiaceae cells to plant root hair tips / G. Smit et. al. // Arch. Microbiol. 1991. - Vol. 155, N 3. -P. 278-283.1.l

194. Root hair deformation activity of nodulation factors and their fate on Vicia saliva /R. Heidstra et al. // Plant Physiol. 1994. - Vol. 105, N 3. - P. 787 -797.

195. Root hair deformation and nodule initiating factors from Rhizobium trifolii Signal Molecules in Plants and Plant-Microbe Interactions / R. Hollingsworth et. al. // Ed. Lugtenberg B. Berlin: Springer Verlag, - 1989. -P. 387-393.

196. Root lectin as a determinant of host-plant specificity in the Rhizobium leguminosarum symbiosis / C. Diaz et. al. // Nature. 1989. - Vol. 338. - P. 579-581.

197. Root nodulation and infection factors produced by rhizobial bacteria /P.Spaink et al. II Annu. Rev. Microbiol. 2000.- Vol. 54.- P. 257 - 288.

198. Rossario de Felipe A.M. Interacciones microorganismos suelo planta en la preservation el Medio Ambiente y la Salud / A.M. Rossario de Felipe // Ann. Real Acad. Nac. Farm. 2004. - Vol. 70, N 3. - P. 743 - 776.

199. Roth L.T. Bacterium release into host cells of nitrogen-fixing soybean nodules: the symbiosome membrane comes from three sources / L.T. Roth, G. Stacey // Eur. J. Cell. Biol. 1989. - Vol. 49. - P. 13 - 23.

200. Sanjuan J. Implication of nif A in regulation of genes located on a Rhizobium meliloti cryptic plasmid that affect nodulation efficiency / J. Sanjuan, J. Olivares //J. Bacteriol. 1989. - Vol. 171. - P. 4154 - 4161.

201. Schlaman H. R. M. Regulation of nodulation gene expression by Nod D in rhizobia/H.R.M. Schlaman, R.J.H. Okker, B.J.J.Lugtenberg// J. Bacteriol. 1992. -Vol. 174.-P. 5177-5182.

202. Sharon N. Legume lectins a large family of homologous proteins/ N. Sharon, H. Lis // FASEB J. 1990. - Vol. 4. - P. 3198 - 3208.

203. Sherwood J.E., Vasse J.M., Dazzo F.B., Truchet G.L. Development and trifoliin A-binding ability of the capsule of Rhizobium trifolii IIIJ. Bacteriol. — 1984. Vol. 159. - P. 145 - 152.j,

204. Smit G. Both cellulose fibrils and Ca -dependent adhesin are involved in the attachment of Rhizobium leguminosarum to pea root hair tips / G. Smit, J.W. Kijne, B.J. Lugtenberg // J. Bacterid. 1987. - Vol. 169, N 9. - P. 4294 - 4301.

205. Smit G. Correlation between extracellular fibrils and attachment of Rhizobium leguminosarum to pea root hair tips / G. Smit, J.W. Kjine, B.J. Lugtenberg // J. Bacteriol. 1986. - Vol. 168. - P. 821 - 827.

206. Specific phases of root hair attachment in the Rhizobium trifolii-clover symbiosis / F.B. Dazzo et. al. // Appl. Environ: Microbiol. 1984. - Vol. 48, N 6.-P. 1140-1150.

207. Specific phases of root hair attachment in the Rhizobium trifolii-clover symbiosis / F.B. Dazzo et al. // Appl. Environ. Microbiol. 1984. - Vol. 48, N 6.-P. 1140- 1150.

208. Sprent J.I. Nodulation in Legumes / J.I. Sprent // Kew Royal Botanical. -Gardens Cromwell Press Ltd. 2001. - 146 p.

209. Stimulation of adhesiveness, infectivity, and competitiveness for nodulation of Brady rhizobium japonicum by its pretreatment with soybean seed lectin /A.R. Lodeiro et. al. //FEMS Microbiol. Lett. 2000. - Vol. 188. - P. 177 -184.

210. Stimulation of adhesiveness, infectivity, and competitiveness for nodulation of Bradyrhizobium japonicum by its pretreatment with soybean seed lectin / A.R. Lodeiro et. al. // FEMS Microbiol. Lett. 2000. - Vol.188, N 2. -P. 177 - 184.

211. Stimulation of clover root hair infection by lectin-binding oligosacharides from capsular and extracellular polysaccharides of Rhizobium trifolii / M. Abe et al. //J. Bacteriol. 1984. - Vol. 160, N 2. - P. 517 - 520.

212. Strain-specific Chemotaxis of Azospirillum spp. /B. Reinhold et. al. //J. Bacteriol.-1985.-Vol. 162, N 1. P. 190 - 195.

213. Stress-induced accumulation of wheatgerm agglutinin and abscisic acid in roots of wheat seedlings / B.P.A.Cammue et al. // Plant Physiol. 1989. - Vol. 91.-P. 1432- 1435.

214. Supernodulation and non-nodulation of mutants of soybean / P.M Gresshoff et al. // D.P.S. Verma, APS Press, St. Paul, MN. 1988. - P. 364 -369.

215. Survival of Azospirillum brasilense in the bulk soil and rhizosphere of 23 soil types /Y. Bashan et al. //Appl. Environ. Microbiol. 1995. - Vol. 61. - P. 1938 - 1945.

216. The effect of wheat germ agglutinin on dinitrogen fixation, glutamine synthetase activity and ammonia excretion in Azospirillum brasilense Sp 245 / L.P. Antonyuk et al. // FEMS Microbiol. Lett. 1993. - Vol. 110. - P. 285 -290.

217. Udvardi M.K. Metabolite transport across symbiotic membranes of legume nodules / M.K. Udvardi, D.A. Day //Annu. Rev. Plant Physiol. Plant. Mol. Biol. 1997. - Vol. 48. - P. 493 - 523.

218. Van Rhijn P.J. Lotus corniculatus Nodulation Specificity is Changed by the Presence of a Soybean Lectin Gene / P.J. Van Rhijn, R.B. Goldberg, A.M. Hirsch // Plant Cell. 1998. - Vol. 10. - P. 1233 - 1250.

219. Vance C.P. Carbon in N2 fixation: limitation or exquisive adaptation? / C.P. Vance, G.H. Heichel // Annu. Rev. Plant Physiol. 1991. - Vol. 42 - P. 134- 146.

220. Vesper S. J. Role of pili (fimbriae) in attachment of Bradyrhizobium japonicum to soybean roots / S.J. Vesper, W.D. Bauer // Appl. Environ. Microbiol. 1986. - Vol. 52. - P. 134 - 144.

221. Vesper S.J. Characterization of Rhizobium attachment to soybean roots / S.J. Vesper, W.D. Bauer // Symbiosis. 1985. - Vol. 1. - P. 139 - 162.

222. Vesper S.J. Nodulation of soybean roots by an isolate of Bradyrhizobium japonicum with reduced firm attachment capability / S.J. Vesper, T.V. Bhuvaneswari // Arch. Microbiol. 1988. - Vol. 150. - P. 15 - 19.

223. Yang L. P. Characteristics from Rhizobium fredii cytostructure, lipopolysaccharide and cell proteins analysis from R. fredii / F. L. Yang, L. P. Lin // Bot. Bull. Acad. Sin. 1998. - Vol. 39. - P. 261 - 267.

Информация о работе

Аллянова, Марина Сергеевна
кандидата биологических наук
Саратов, 2012
ВАК 03.02.03

Диссертация

Роль агглютининов и неагглютинирующих белков Rhizobium leguminosarum в формировании симбиоза - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы