Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями

Кравченко, Лев Витальевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями
ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями"

московский государственный университет имени м.в. ломоносова биологический факультет

На правах рукописи УДК 581.573.4:576.58.071

КРАВЧЕНКО Лев Витальевич

РОЛЬ КОРНЕВЫХ ЭКЗОМЕТАБОЛИТОВ В ИНТЕГРАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ С РАСТЕНИЯМИ

Специальность 03.00.07 - микробиология

автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 2000

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии Российской Академии сельскохозяйственных наук

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ:

академик РАСХН, доктор биологически наук И. А. Тихонович ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

член-корреспондент РАН, доктор биологических наук А.М. Воронин

доктор биологических наук, профессор Г.М. Зенова

доктор биологических наук, профессор В.Т. Емцев

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Санкт-Петербургский государственный университет

Защита состоится 21 декабря 2000 г. в 15 час 30 мин на заседании диссертационного Ученого совета Д 053.05.66 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, Воробьевы горы, МГУ, биологический факультет

С материалами диссертации можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ.

Автореферат разослан" 9 " ноября 2000 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Познание внутренних интеграционных провесов взаимодействия почвенных микроорганизмов с растениями представ-иет собой проблему, имеющую важнейшее теоретическое и практическое наченне. Этот процесс затрагивает глобальные масштабы круговорота орга-шческих и минеральных веществ в биогеоценозе и в значительной мере обу-лавливаег накопление пищевых ресурсов, устойчивость растений к патоге-гам, адаптацию к стрессам и в определенной степени регулирует развитие астений (Звягинцев, 1987).

Как часть биоценоза, микроорганизмы постоянно находятся во взаи-юдейсгвии со всеми его компонентами и в первую очередь с растениями Звягинцев и др., 1993; Емцев, 1994; Bever et al., 1997; Thrall et al., 1997; irayston et al., 1998; Siciliano, Germida, 1999). В нашей работе мы исходили [3 концепции утверждающей, что растения способны осуществлять регуля-орные функции по отношению к окружающей их корни почвенной среде Красильников, 1958; Возняковская, 1969; Берестецкий, 1982; Звягинцев и р.., 1993; Haríey, Russell, 1979; Sarkar et al., 1979;Zobel, 1992). Растения как втотрофы создают органическое вещество в процессе фотосинтеза, которое оддерживаег в первую очередь жизнедеятельность ризосфериых микроорга-измов. Благодаря своей высокой биохимической активности эта микрофлора казывает существенное и во многих случаях положительное влияние на рост астений (Умаров и др., 1994; Воронин, Кочетков, 1995; Lugtenberg et al., 993; Kapulnik, 1996; Bashan, Holguin, 1997). Одной из задач современного гмледелия становиться создание общности растения - микроорганизмы, по-золяющей получить некоторые новые функции, которыми не обладали ее частники раздельно.

Ризосфера, узкая область почвы вдоль поверхности корней, является инамичной микробиологической нишей. У поверхности корня возникают тецифические экохимические условия для почвенных микроорганизмов, ко-зрые качественно отличаются от условий в удаленной от корней почвы. Ин-шеивное поступление в ризосферу продуктов метаболизма растений создает ысокую энергетическую обеспеченность этой зоны. Влияние молекулярного )става корневых экссудатов на процесс формирования микробных ценозов эедставляет большой интерес дая изучения механизмов взаимодействия ри->сферных микроорганизмов с корнями растений. К проявлению такого ¡аимодействия можно отнести: трофические взаимодействия, гормональные ¡аимодействия, обмен сигнальными молекулами, влияние на патогены и ряд эугих процессов. Растения в процессе своей жизнедеятельности непрерывно

и в большом количестве выделяют во внешнюю среду разнообразные органические вещества, количество которых достигает более 30% от всего углерода ассимилированного растением (Умаров, 1986; Bolton et al., 1993; Waisel et al., 1996). Пути использования этого дополнительного углерода почвенной микрофлорой и способы влияния на их эффективность являются важной задачей почвенной микробиологии и до настоящего времени не учитываются при создании современных технологий в земледелии.

Эффективность функционирования ризосферного комплекса в значительной степени зависит от интеграции, в том числе и на генетическом уровне участвующих в нем партнеров. Большая роль в определении свойств микробного сообщества в ризосфере принадлежит определяемым генотипом растений корневым экзометаболитам, которые реализуется микроорганизмами в процессе роста корней (Lynch, 1990; Metting, 1993). Для познания потенциала взаимовыгодной интеграции растений и микроорганизмов, происходящей в ризосфере, и определении степени влияния на эти взаимодействие микробиологического, растительного и почвенного факторов требуются экспериментальные модели с глубоким теоретическим обоснованием (Тихонович, Про-воров, 1993; Паников, 1998). Изучение развития и контроля биологических популяций и моделирование этих процессов неизбежно носиг количественный характер и поэтому требует использование математического аппарата. Однако в настоящее время комплекс вопросов, связанных с измерением параметров жизнедеятельности микроорганизмов, возникающими в результате выращивания растений в почве и способами влияния ризобакгерий на развитие растений весьма сложен и во многих отношениях еще не выяснен. В связ! с этим в литературе к теме работы отсутствовало представление об экспери ментальном изучении ризосферы, как целостной единой системе, в Koropoi обеспечивается активный обмен веществом и энергией между составляюще! ее элементами.

Цель и задачи работы. Цель работы состояла в создании новых экспе рименгалышх и теоретических моделей, позволяющих изучать, прогнозирс вать и контролировать состояние ризосферы. Разработка этих моделей созда ет основы для регулирования роста ризобакгерий, повышения их акгивног потенциала и в итоге - к конструированию высокопродуктивных, стабильны и экономически оправданных растительно-микробных сообществ.

В процессе выполнения работы ставились следующие задачи:

1. Определить влияние вида растений на специфику роста бактерий модельных условиях ризосферы. Изучить динамику и молекулярный состг корневых экзометаболитов на ранних стадиях вегетации растений. Опред

лить содержание компонентов водорастворимых корневых экзометаболитов и выяснить их роль в формировании ргоосферной микрофлоры.

2. Установить значение корневых экзометаболитов для осуществления защитной функции рюобакгериями растений от фитопатогенов. Выделить и идентифицировать новые эффективные штаммы, обладающие ангифунгаль-ной активностью, выяснить возможные механизмы их антагонистического действия на фигопатогены и определить оптимальные условия для осуществления защитных функций.

3. Выяснить роль растительного энергетического материала, поступающего в ризосферу, на рост и активность ассоциативных диазотрофов. Изучить влияние молекулярного состава корневых экзометаболитов на интенсивность ассоциативной азотфиксации.

4. Установить влияние плоидносги генома пшеницы на эффективность поддержания растениями ассоциативных диазотрофов в ризосфере.

5. Определить источники и закономерности продуцирования ауксинов в ризосфере в зависимости от характеристики растений и микробов, входящих в ее состав.

6. С помощью метода имитационного моделирования разработать математическую модель поведения микроорганизмов в ризосфере. Рассчитать теоретические параметры роста и функционирования диазотрофных ризобак-терий с учетом пластического и энергетического обмена между растениями и микроорганизмами.

Основные положения, выносимые на защиту:

- сформулировано положение о роли корневых экзометаболитов растений как об одном из важнейших способов влияния растений на микробиоценоз ризосферы. Система микроорганизмы - растения значительно изменяется по своим свойствам в зависимости от поступления питательных элементов. Происходит создание новой экологической ниши для почвенных микроорганизмов - ризосферы.

- молекулярный состав корневых экзометаболитов играет значительную роль в формировании антифунгального потенциала ризобакгерий и азотфиксирующего ценоза ризосферы.

- биосинтез ауксинов ризобактериями вносит существенный вклад в общий баланс гормонов действующих на растение. Способность растений выделять в ризосферу через экссудаты триптофан, основного метаболигаче-ского предшественника ауксинов, является важнейшим фактором, по средством которого происходит контроль растением своего гормонального статуса.

- процессы, происходящие в ризосфере, описываются системой дифференциальных уравнений, свидетельствующих о том, что вводимые качественные и количественные ее параметры являются детерминирующими в определении статуса ризосферы.

Научная новизна. Впервые изучен индивидуальный состав и получена динамика корневых выделений основных для ризосферной микрофлоры трофических трупп экссудатов (органических кислот и Сахаров) растений томатов, пшеницы и райграса. Показано, что динамика органических кислот в экссудатах специфична для каждого вида, при этом соотношение между количеством вещества во фракциях органических кислот и Сахаров существенно меняется за время вегетации растений.

Впервые проведено комплексное изучение влияния корневых экзоме-таболитов и их компонентов на рост, приживаемость, антифунгальную и гормональную активность РСРЛ штаммов в модельных условиях ризосферы. Установлено, что органические кислоты, входящие в состав экссудатов, гораздо эффектнее утилизируются РвРЛ штаммами, чем сахара. Использование метода проточно-непрерывного культивирования микроорганизмов в почве показало, что не только суммарное количество органического вещества, но и его индивидуальный состав вызывает перестройку микробиологического сообщества в почве.

Установлено, что при утилизации компонентов корневых экзометабо-литов бактериями-антагонистами состав органики влияет на эффективность синтеза антифунгальных веществ. Максимальная антифунгальная активность отмечена при выращивании РвРИ штаммов на органических кислотах, меньшую нестабильную активность проявляли исследуемые бактерии при росте на сахарах.

Впервые показано, что корневые экзометаболиш дикой (диплоидной) пшеницы используются гораздо эффективнее для роста на корнях азотфикси-рующих бактерий, чем экссудаты культурных (гексаплоидных) сортов. При этом в экссудатах диких форм преобладали органические кислоты, а в экссудатах культурных сортов - сахара.

Впервые определено содержание триптофана (метаболитического предшественника биосинтеза ауксинов) в корневых экссудатах пшеницы, ячменя, томатов редиса и огурцов. Показано, что различные виды и сорта растений в широком диапазоне концентраций выделяют триптофан. Триптофан корневых экссудатов может менять гормональный статус ризосферы путем регулирования биосинтеза ауксинов.

Разработана новая математическая модель, позволяющая имитировать и прогнозировать поведение азотфиксирующих и нефиксирующих азот популяций микроорганизмов, конкурирующих за лимитирующие источники роста.

Установлено, что ризосфера является зоной, в которой происходит адаптация почвенной микрофлоры к условиям, создаваемым активно растущими растениями. В связи с этим характер интеграционных процессов в микробном ценозе ризосферы является важным показателем степени и направленности изменения почвенных условий при возделывании различных сельскохозяйственных культур, и может служить основанием для разработки путей их регулирования.

Практическая значимость работы.

Дано теоретическое обоснование и исследованы признаки возможной селекции растений на повышение эффективности микробно-растительного взаимодействия.

В работе разработан ряд методических приемов, состоящих модификации условий получения, очистки и HPLC анализа корневых экзометаболитов. Применение метода проточно-непрерывного культивирования микроорганизмов в колонках с почвой позволило экспериментально моделировать влияние компонентов корневых экссудатов на формирование ризосферного ценоза.

Методом активной селекции пар микроорганизмы-растения получена коллекция из 20 PGPR штаммов, обладающих высокой колонизирующей и антифунгальной активностью. Выработаны критерии для подбора бактериальных штаммов, продуцирующих ауксины и растений, способных обеспечивать их достаточным количеством триптофана, необходимого для биосинтеза растительного гормона.

Разработанная математическая модель может быть использована для оценки поведения ингродуцируемых штаммов ассоциативных азотфиксаторов в почвенных условиях в ризосфере различных растений.

Апробация работы. Результаты настоящего исследования были неоднократно представлены на всероссийских и международных совещаниях: Республиканских конференциях "Симбиотрофные азотфиксаторы и их использование в сельском хозяйстве" (Киев, 1987), "Микроорганизмы-стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных" (Ташкент, 1989); Международных симпозиумах "Гумус и растения" (Чехословакия, 1983), "Взаимодействие между микроорганизмами и растениями в почве" (Чехословакия, 1989), Международных конгрессах по азотфиксации (С. Петербург,

1995, Париж, 1997) и по взаимодействию растений и бактерий (Ноксвил,

1996, Амстердам 1999); Всероссийской конференции "Микробиология почв и

земледелие" (С. Петербург, 1998); Международном совещании ЕиСА11Р1А (С. Петербург, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 61 работа.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы 5 глав экспериментальной части (каждая из которых состоит из разделов: обзор литературы или введения, материалы и методы, результаты и обсуждение и заключения), заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 635 работы, в том числе 489 на иностранных языках. Работа изложена на 368 страницах, содержит 48 рисунков и 62 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Влияние компонентов корневых экзометаболитов на рост микробных сообществ.

Выявление закономерностей формирования ризосферного микробиоценоза, во многом определяемых корневыми экзометаболитами, имеет исключительно важное теоретическое и прикладное значение для познания механизмов сложных взаимоотношений между растениями, почвой и микроорганизмами. Для того чтобы добиться преимущественного развития нужных микроорганизмов и осуществления ими полезных функций необходимо, чтобы большая часть корневых экссудатов была представлена в формах, которые бактериальные штаммы способны максимально эффективно утилизировать. Этой цели можно достичь двумя путями: первый - направленная селекция полезных лггаммов для выделения микроорганизмов, способных конкурировать за корневые экссудаты определенного генотипа растения; второй - селекция сортов растений, большую часть корневых выделений которых составляют избирательно утилизируемые полезными микроорганизмами вещества. Для того чтобы реализовать вторую возможность, необходимы детальные исследования, с одной стороны, состава и динамики корневых экзометаболитов различных растений, с другой - способности различных микроорганизмов, обладающих интересующими нас свойствами, расти на соединениях, входящих в состав корневых экзометаболитов. По этому одной из первых задач работы являлось изучение динамики выделения корнями различных видов растений трофических соединений и определение в модельных условиях их роли в формировании специфической микрофлоры ризосферного микрокосма. Качественный состав и динамика корневых экзометаболитов различных видов и сортов растений. Наш подход к изучению молекулярного состава основных трофических фракций экссудатов органических кислот и Сахаров заключался в применении тщательной асептической подготовки проб для анализа, высокочувствительного метода НРЬС и его специальной модификации

(для анализа Сахаров), позволяющих получить максимально точные данные состава исследуемых образцов. В качестве объектов исследования были выбраны растения, различающиеся по таксономическому положению, биологии и хозяйственной ценности, томаты (Lycopersicon esculentvm сорт Кармелло), пшеница (Triticum aestivum L. сорт Обелиск) и райграс однолетний (Lolium multiflorum сорт Бармулгра). Экссудаты семян и проростков получали в стерильных условиях. Молекулярный состав и динамику органических кислот и Сахаров определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии высокого давления (HPLC). Для анализов использовали HPLC систему JASCO LC-900 (Япония). Органические кислоты разделяли на ионообменной хроматографической колонке SUPELCOGEL С-610Н. Для анализа Сахаров использовали дополнительное оборудование. Детектирование редуцирующих Сахаров осуществляли методом послеколоночной реакции (Mopper, Degens, 1972). Этот метод заключается в автоматической колориметрической реакции разделяемых Сахаров с тетразолиум голубым в щелочной среде. Сахара разделяли на хроматографической колонке SUPELCOSEL LC-NH2. Томаты (Lycopersicon esculentum L.). В корневых экзометаболитах томатов обнаружено 12 органических кнслот. После помещения семян во влажную среду при температуре 4°С и их набухания в течение первых 2 сут уже происходила значительная экссудация органических соединений. В пробах набухающих семян доминировали щавелевая, пировиноградная, кетоглутаровая и молочная кислоты (97,5% от общего количества оргкислот), у 4 сут проростков - лимонная, щавелевая, молочная (82,6%), у 14 сут растений - лимонная, яблочная и молочная (80,3%). В результате анализа состава Сахаров в экзометаболитах томатов зарегистрировано 7 Сахаров. У набухающих семян доминировали фруктоза и глюкоза (более 94% от общего количества), у 4 сут проростков - фруктоза, глюкоза и мальтоза (90,9%) и у 14 сут растений - также фруктоза, мальтоза и глюкоза (87,7%). Таким образом, содержание доминирующих Сахаров в отличие от органических кислот, достоверно снижалось с увеличением времени выращивания томатов.

Пшеница (Triticum aestivum L.) В корневых экзометаболитах обнаружено 11 органических кислот. В пробах экссудатов набухающих 2 сут семян доминировали яблочная, молочная и янтарная кислота (78,8%), у 4 сут проростков доминировали только две органические кислоты - яблочная и янтарная (87,6), а у 14-сут растений - яблочная и лимонная (81,3). В результате анализа динамики выделения Сахаров зарегистрировано 7 Сахаров. У 2 сут набухающих семян доминировали фруктоза и глюкоза (более 88%), у 4 сут проростков -также фруктоза, глюкоза, но с более низким общим содержанием (67,1%), а у

14 суг растений преобладающим компонентом в углеводной фракции была мальтоза, в то время как суммарное содержание фруктозы и глюкозы уменьшалась до 11,0%. Одновременно увеличивалось содержание мелибиозы (или гетобиозы), которая становилась вторым по величине компонентом углеводной фракции корневых экзометаболитов.

Райграс (Lolium multiflorum). В состав фракции органических кислот в экзо-метаболитах райграса входили 9 соединений. В первые 2 сут у набухающих семян максимальную концентрацию имели янтарная, яблочная и лимонная кислоты. Причем содержание яблочной кислоты в пробе было в 2 раза больше, чем двух других. У 4 сут проростков доминировали те же кислоты и примерно с тем же количественным соотношением. Доля 3 доминирующих кислот в суммарном количестве фракции составляла 97,4%. Корни 14 сут растений выделяли в наибольшем количестве две кислоты - янтарную и лимонную (90,5%). Экссудация Сахаров набухающими семенами райграса начиналась сразу очень интенсивно. Наиболее разнообразный за все время опыта качественный состав выделяемых сахароз был за первые 2 сут - в пробе зарегистрировано 7 Сахаров. В этот период времени доминировали арабиноза, глюкоза н фруктоза (94,5%), В пробах 4 сут проростков доминировали те же сахара, но с максимальным содержанием глюкозы (96,7%). В этот срок количество арабинозы уменьшалось в 3,5 раза по сравнению с 2 сут экссудатами. В выделениях корней растений доминировали глюкоза и фруктоза (96,9%). В пробах 14 сут растений наблюдали также уменьшение разнообразия выделяемых Сахаров - не регистрировалась арабиноза, которая доминировала в первых 2 анализах. В литературе описаны случаи уменьшение концентрации отдельных соединений в стерильных пробах экссудатов из-за их реутилизации из среды растущим корнем, которая может составлять до 90% от суммарного количества органических соединений, выделившихся в ризосферу, (Jones, Darrah, 1993; Johnson, 1996). По-видимому, по этой причине суммарное количество выделившихся Сахаров снижалось в 1,2 раза у 4 сут проростков по сравнению с набухающими семенами, затем возрастало в 1,5 раз у корней 14 сут растений.

Видовая специфичность состава экссудатов органических кислот и Сахаров. Из приведенных результатов по динамике корневых экзометаболитов следует, что соотношение между суммарным количеством вещества во фракциях органических кислот и Сахаров меняется за время эксперимента. Причем для разных видов растений динамика корневых экзометаболитов существенно различается (табл. 1). Набухающие семена томатов выделяют больше Сахаров, чем органических кислот. Однако уже на 4 сут доля органических кислот

Таблица 1

Динамика суммарного количества корневых экзометаболитов различных генотипов растений _

Растение

Суммарное количество, мкг/семя (растение)

Органические кислоты

Сахара

Отношение количества органических кислот к сахарам

2 сут

Томаты 0,60±0,10 0,74±0,09 0,81

Пшеница 2,54±0,38 7,89±1,48 0,32

Райграс 1,80±0,26 4 сут 3,01±0,53 0,60

Томаты 3,84±0,42 1,24±0,24 3,10

Пшеница 12,1±2,4 14,1±3,0 0,86

Райграс 2,72±0,39 14 сут 2,54±0,51 1,07

Томаты 24,8±2,6 6,64:4=1,32 3,73

Пшеница 77,2±9,8 339,4±55,9 0,24

Райграс 5,б6±1,1 4,45±0,87 1,27

в экссудатах значительно выше. Указанная закономерность сохраняется и для корневых экзометаболитов 14 сут растений. В ризосфере молодых растений томатоз фракция органических кислот играет главную роль. В экссудатах пшеницы во всех пробах доминируют сахара. Динамика отношения количества выделяемых органических кислот и Сахаров у райграса сходна с динамикой выделений у томатов. Наибольшее количество органических кислот и Сахаров 416,6 мкг/растение на 14 сут выделяют корни пшеницы, томаты и райграс выделяют соответственно 31,4 и 10,1 мкг/растение.

В большинстве анализов наблюдали положительную и достоверную корреляцию между составом органических кислот и длительностью выращивания растений. Отрицательное значение корреляции было зарегистрировано только при сопоставлении проб 2 и 14 сут экссудатов томатов. При сравнении состава Сахаров и длительности выращивания наоборот доминировали отрицательные или не достоверные положительные коэффициенты корреляции. Из проведенного анализа можно сделать вывод, что состав органических кислот в экссудатах различных видов растений более стабилен во времени, чем состав Сахаров. Коррелятивная зависимость между составом экссудатов и

у разных пар изучаемых видов растений показала, что состав органических кислот более видоспецифичен: корреляция между разными видами отсутствует по всем срокам анализа. В тоже время по составу Сахаров на ранних сроках (2 и 4 сут) выявлена сильная коррелятивная зависимость для большинства изучаемых видов растений. Видовую специфичность по составу Сахаров в экссудатах наблюдали только на 14 сут.

Таким образом, из приведенных результатов следует, что корневые эк-зометаболиты различных видов растений, которые играют основную роль трофических соединений для ризосферной микрофлоры, состоят из сложных смесей определенных компонентов, которые могут быть экспериментально определим. Динамика выделения суммарного количества органических веществ специфична во времени для каждого изучаемого вида растений, при этом соотношение между количеством вещества во фракциях органических кислот и Сахаров значительно менялось за время вегетации растений. Относительно небольшое число простых соединений, выделяемых корнями растений, и качественное различие между составом у отдельных видов позволило в дальнейшем изучить их роль в становлении ризосферной микрофлоры. Рост ризобактерий на индивидуальных компонентах корневых экзометаболитов. Интенсивность роста бактерий в ризосфере во многом определяется эффективностью утилизации питательного субстрата. Быстрое увеличение численности в зоне корня является важным фактором в способности того или иного микроорганизма занять свою экологическую нишу в ризосфере. В качестве объектов исследования были выбраны выделенные нами штаммы ризо-бактерии, обладающие антифуигальными свойствами: Pseudomonas chloro-raphis SPB1217, выделенный из ризосферы гексаплоидной пшеницы (Triticum aestivum L.); Р. fluorescens SPB2137, выделенный с корней диплоидной пшеницы (Triticum топососсит номер по каталогу ВНРа 45024); Clavibacter sp. SPB4054, выделенный с корней редиса (Raphanus sativus L. сорт Заря). Динамику роста бактериальных штаммов определяли при культивировании их в жидкой минеральной среде на качалке с добавлением органических соединений, являющихся основными компонентами корневых экзометаболитов. В качестве единственного источника углерода в среду добавляли 1,0 г/л изучаемых органических соединений или их смесь, с общей концентрацией компонентов также равной 1,0 г/л. Биомассу бактерий оценивали фотометрирова-нием при длине волны 660 нм на фотометре LKB Uitrospec П (Bichrom Cambridge, England).

Утилизация органических кислот и Сахаров. Изучение потребления органических кислот показало, что все исследуемые штаммы используют их с большой эффективностью. Для Р. сМогогарШя БРВ1217 и Р. /1иоге.чсет БРВ2137 при культивировании их на лимонной кислоте были отмечены максимальные значения биомассы уже через 14 ч, а для С1т\Ъасгег $р. БРВ4054 через 22 ч. Интенсивность роста ризобактерий на пировиноградной, янтарной и яблочной существенно различалась. При утилизации этих органических кислот штаммы БРВ1217 и 5РВ2137 достигали стационарной фазы развития через 24 ч культивирования, в то время как штамм БРВ4054 только через 48 -70 ч. Оптическая плотность культуральной жидкости всех изученных штаммов при росте на лимонной кислоте после 22 ч инкубирования составляла 0,36 - 0,45. Рост на других кислотах был менее интенсивным и более специфичным: штамм Р. сЫогогарЫз БРВ1217 лучше рос на яблочной и янтарной кислоте (с максимальной оптической плотностью ОП = 0,21 - 0,23), а штамм БРВ2137 - на пировиноградной кислоте (ОП = 0,30).

Динамика роста ризобактерий в чистых культурах на сахарах отличалась от динамики потребления органических кислот. Скорость роста изучаемых штаммов при использовании Сахаров была существенно ниже, чем на органических кислотах. Во всех случаях увеличивалась продолжительность лаг-фазы на кривой роста бактерий. Наиболее интенсивно штамм Р. сЫогогарЫз 8РВ1217 рос на сахарозе, достигая за 22 ч ОП = 0,13. Однако стационарная фаза роста за этот период времени достигнута не была. Штамп Р. /¡иогевсет 5РВ2137 максимальную оптическую плотность 0,26 достигал при утилизации глюкозы. Обе величины оптической плотности были соответственно в 3,3 и 1,7 раза меньше, чем при росте этих бактерий на лимонной кислоте.

Сравнивая динамику роста трех исследуемых штаммов ризобактерий на средах с различными компонентами корневых экссудатов, следует отметить, что пггамм С1а\пЬааег зр. 8РВ4054 являлся медленно растущим в отличие от быстрорастущих Р. сЫогогарЫь 5РВ1217 и Р. /1иоге$сеп.$ 5РВ2137. Эта особенность сохраняется на средах со смесью органических кислот и Сахаров, имитирующих корневые выделения томатов. Необходимо подчеркнуть, что использование сбалансированной смеси органических кислот и Сахаров позволяет бактериям эффективней потреблять органику и достигать максимального развития биомассы за более короткий промежуток времени, чем при использовании отдельных веществ. Сведения о динамике развития дают представление о стратегии бактериальной популяции в ризосфере определенного генотипа растений и, в конечном счете, позволяет оценить конку-

рентную способность данного штамма для конкретного растения, хотя конкретные величины скорости роста в реальных условиях могу отличаться от полученных в модельных экспериментах.

Формирование комплекса ризосферной микрофлоры в модельных условиях почвенного микрокосма. Метод проточно-непрерывного культивирования микроорганизмов в почве (Масша, 1961), представляющий собой наиболее близкий аналог природных открытых систем, дает возможность регулировать микробиологические и физико-химические параметры, изучая при этом специфичность и скорость потребления отдельных соединений микроорганизмами непосредственно в почве и их влияние на формирование микрофлоры ризосферы. Поэтому в своих экспериментах мы воспользовались этим методом для выделения трофического фактора в развитии микробиоценоза ризосферы.

Нами была сконструирована оригинальная установка, состоящая из 10 единичных модулей, в которых происходило культивирование почвенных микроорганизмов. Схема единичного модуля приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема единичного модуля установки проточно-непрерывного культивирования микроорганизмов в почве. 1 - колба с питательным раствором, 2 -колба с 30% КОН, 3 - колонка с почвой, 4, 8 - перистальтические насосы, 5 -ультратермостат, 6 - колба приемник, 7 - колонка с 0,1 н КтаОН.

Варианты отличались составом источников углерода Длительность непрерывного культивирования составляла 10 сут при 21^С. После чего колонки разбирали и проводили микробиологический анализ почвенных образцов.

Экспериментальное моделирование формирования микрофлоры ризосферы позволяет определить роль индивидуальных соединений и их смесей, входящих в состав корневых экзометаболитов, в процессах, происходящих при возникновении ризосферного эффекта. В табл. 2 приведены результаты микробиологического анализа почвы колонок из серии опытов по влиянию сбалансированных по углероду фракций соединений, входящих в состав корневых экзометаболитов, на рост почвенных микроорганизмов. Как видно из

Таблица 2

Влияние водорастворимых компонентов фракций углерода в субстрате корневых экзометаболитов на групповой состав микроорганизмов в колонках с почвой.

Микроорганизмы Без источ- Сахара Орг. ки- Амино- НСРо,95

КОЕ/г почвы ника углерода слоты кислоты

Суммарное коли-

чество бактерий, 14,0 210 940 490 31,5

10е

Псевдомонады, 5,1 100 187 225 18,9

10®

Спорообразую- 72 1790 220 1080 32,4

щие, 104

Грибы, 104 10 25 120 120 9,3

полученных данных, добавление различных классов органических соединений стимулирует развитие всех групп почвенных микроорганизмов. Однако отдельные компоненты корневых экзометаболитов в эквивалентных концентрациях по углероду действуют различно на развитие почвенной микрофлоры. Общее число бактерий, определенное на МПА, максимально, в 67 раз, по сравнению с контролем без поступления органики, увеличивалось в варианте с органическими кислотами. Утилизация органических кислот бактериями, определяемыми на среде с МПА, была в 4,5 раза выше, чем утилизация фракции Сахаров и в 1,9 раза, чем фракции аминокислот. Количество псевдомонад, типично ризосферных бактерий, было максимально при культивировании почвы с аминокислотами. Псевдомонад в почве при утилизации аминокислот было в 2,2 и 1,2 раза больше, чем в вариантах с сахарами и органи-

ческимн кислотами соответственно. Эти данные подтверждают установленный ранее факт, что в ризосфере многих растении наблюдается относительное увеличение численности бактерий, нуждающихся хотя бы в следовых количествах аминокислот. Спорообразующие формы лучше всего развивались на сахарах. Для грибов величина определяемых в опыте КОЕ вырастала до максимального значения (в 10 раз больше контроля) при их развитии на фракциях органических кислот и аминокислот. Давно известно (Лилли, Бар-нет, 1953), что наиболее важными и широко распространенными источниками углерода для грибов являются углеводы, образование КОЕ на средах с са-харами только в 2 раза выше, чем в контроле. При этом отношение грибов к общему количеству бактерий было одинаково для вариантов с сахарами и органическими кислотами. Так как бактерии растут лучше на органических кислотах, а грибы одинаково используют кислоты и сахара, то при поступлении в ризосферу избытка Сахаров грибы могут получить преимущество.

В табл. 3 представлены результаты формирования почвенной микрофлоры при подаче в колонки соединений, входящих в состав экссудатов, на фоне минерального или аминного азота в среде. В контрольном варианте через почву пропускали питательный раствор с равным количеством глюкозы и яблочной кислоты в суммарной концентрации 1,7 г/лшр (скорость подачи вещества в колонки составляла 55 - 60 мг/сут). Варианты отличались составом источников углерода - глюкозы, сахарозы, малата и сукцината, однако количество углерода, подаваемого в колонки, во всех вариантах было одинаковым. Концентрация минерального азота в первых 6-и вариантах составляла 3,5 мг МУлитр (в виде ЫН^С1), а в 4-х последующих минеральный азот был

заменен той же концентрацией аминного азота в виде глутамина, аланина, серина. В вариантах с минеральным азотом наибольшую численность микроорганизмов, растущих на такой сложной среде как МПА (более чем 4,3 раза по сравнению с контролем), наблюдали при добавлении в колонки только яблочной или янтарной кислоты. Энергетически равнозначное количество сахара в вариантах с глюкозой и сахарозой оказывает ингибирующее действие на развитие бактерий, что ранее было отмечено в работе Мацуры и Кунца (Масита, Кипе, 1961). Олигонитрофнлы (на среде Эшбн) хорошо росли в контроле - на смеси яблочной кислоты и глюкозы и еще лучше при использовании только янтарной кислоты. Грибы кроме сахарозы и в этом случае лучше утилизировали органические кислоты - варианты с яблочной и янтарной кислотами. Замена в питательных растворах минерального азота на небольшое эквивалентное по азоту количество аминного азота приводила к существенной перестройке количественного и качественного состава почвенной микро-

Таблица 3

Влияние водорастворимых компонентов корневых зкзометаболитов па групповой состав микроорганизмов в колонках с почвой. Цифры в таблице средине величины из 3 независимых опытов__

Варианты с минеральным азотом Варианты с аминным азотом"

Микроорганизмы3, Контроль6 Глюкоза Сахароза Малат Сукцинат Контр. + Контр. + Контр. + НСРо,95

КОЕ/г почвы (1/2 малата+ 1/2 глюкозы) Глутамин Алании Серин

Бактерии на МПА, х10б 22,0 6,3 4,5 96,3 67,8 4,0 105,0 60,3 9,3

Бактерии на Эшби, хЮб 127,0 44,5 25,3 109,0 203,0 25,0 91,3 327,0 18,9

Споровые формы, хЮ 30,3 15,0 6,0 15,3 46,7 7,3 87,3 38,2 8,8

Грибы, х104 6,7 5,3 8,3 10,7 12,0 6,3 13,7 8,7 1,3

а). Численность различных групп микроорганизмов в почве, после 10 сут культивирования при 27°С, определяли высевом почвенных разведений на чашки с агаризованной питательной средой соответствующего состава, б). В контрольном варианте в качестве источника углерода и энергии через почву в колонке пропускали питательный раствор с равным содержанием яблочной кислоты и глюкозы в суммарном количестве 55 - 60 мг/сут. Остальные варианты с минеральным азотом отличались от контрольного источником углерода, однако количество углерода, подаваемого в колонки, было везде одинаково. Доза минерального азота (в виде N^01), подаваемая в колонки составляла 0,10-0,11 мг/сут. в). В вариантах с аминным азотом источник углерода соответствовал контролю. Минеральный азот был заменен эквивалентным количеством азота аминокислот.

флоры. Алании, вызывал по сравнению с контролем максимальное увеличение численности бактерий, растущих на среде МПА в 4,8 раза, грибов в 2,0 раза и споровых форм в 2,9 раза. Серии максимально действовал на численность олигонитрофилов.

Из полученных в модельных экспериментах результатов можно сделать следующие выводы. Изменение состава питательного раствора, подаваемого в почву, при сохранении его энергетической ценности, вызывало коренную перестройку микрофлоры моделирующей ризосферный микрокосм. Одним кз возможных механизмов влияния корневых экзометаболигов на формирование ризосферной микрофлоры является их разнообразие и видос-педифичносгь и различное влияние на развитие почвенной микрофлоры. Выявленные закономерности позволяют предположить, что система ризосфер-ные микроорганизмы - растения значительно меняется по своим свойствам в зависимости от поступления питательных элементов. В этой связи важным для сельскохозяйственного производства является анализ тех свойств системы, применение которых может иметь практически значимый характер. Одним из наиболее важных свойств такого рода являются взаимоотношения между полезной и фитопатогенной микрофлорой.

2. Значение рнзобактерий для биологического контроля фнтопатогенов.

Наиболее интересным для практического применения являются бактерии (PGPR), обладающие широкими защитными функциями по отношению к растениям. По современным понятиям, термин PGPR сейчас применяется к разнообразному спектру бактериальных штаммов, которые после инокуляции ими семян или корней растений повышают продуктивность растений. Влияние на растения может происходить за счет прямой стимуляции роста - увеличения поступления минеральных элементов азота и фосфора, продуцирования ангафунгальных веществ и фитогормонов. Косвенно за счет вытеснения фнтопатогенов из ризосферы и подавления их развития активными биоконтрольными штаммами или индукции защитных реакций растений (Lambert, Joos, 1989; Lugtenberg et al., 1991; Weller, Thomashov, 1994). Причем часто могут включаться один или несколько специфических или неспецифических механизмов защиты (Kapulnik, 1996).

Выделение и фенотипическая характеристика бактерий, являющихся антагонистами фитопатогенных грибов Цель настоящего исследования состояла в селекции, ризобактериальных штаммов, обеспечивающих максимальную комплеменгарность к растению-хозяину, определения влияний растения на эффективность продуцирования ризобакгериями антифунгальных метаболитов, сопоставления антагонистических свойств бактериальных изолягов и

способности интродуцируемых штаммов активно развиваться на корнях и в ризосфере.

В качестве растений, с корней которых выделяли бактериальные изо-лягы, были взяты гексаплоидная пшеница (Triticvm aestivum L. сорт Обелиск), дикая диплоидная пшеница (Г. топососит, № 14379 по каталогу ВИРа), редис (Raphanus sativus L. сорт Заря) и томаты (Lycopersicum esculentum Mill, сорт Кармелло). Для активной селекции бактериальных штаммов, обладающих высокой колонизирующей способностью, использовали усовершенствованный метод О. А. Берестецкого и В. Ф. Патыки (Берестецкий и др., 1986). Стерильные проростки с длиной корня около 1 см укладывали чашки и параллельно им помещали полоски почвы. Почвенные микроорганизмы начинали двигаться по поверхности агарозы по направлению к источнику питания - корневым выделениям. В результате этого с корня, к которому перемещались микроорганизмы, выделяли несколько бактериальных штаммов, обладающих максимальной подвижностью и высокой степенью утилизации корневых выделений конкретного растения. Величину антифунгального эффекта изолятов измеряли по диаметру зон ингибирования грибного роста вокруг лунок с бактериями. Колонизация бактериями поверхности корня изучали в гнотобиотической системе (Simons et al., 1996). Антифунгальные вещества определяли методом HPLC. Все пики, полученные при хроматографии экстракта кулыуралъной жидкости, собирали на коллекторе фракций и после концентрирования на роторном испарителе анализировали методом лунок на антифунгальную активность против Fusarium culmorum.

Из почв северо-западного региона методом активной селекции было выделено 156 бактериальных изолятов, обладающих высокой колонизирующей способностью. Из них 46 штаммов изолированы с корней диплоидной (дакой) пшеницы, 58 штаммов •• с корней гексаллоидной (селекционной) пшеницы и 52 штамма с корней редиса. В табл. 4 показаны результаты измерения зон ингибирования роста грибов кулмуратьной жидкостью ряда исследуемых изолятов. На основании активной селекции и биотеста на антифунгальную активность нами были отобраны 20 штаммов ризобактерий, обладающих повышенной подвижностью и уровнем антифунгальной активности к широкому спектру патогенных грибов. Важным свойством ризобактерий, необходимым для успешного проявления биоконтрольных функций, является способность эффективно колонизировать корни растений. В табл. 5 приведены, полученные в гнотобиотических условиях, значения колонизирующей активности и конкурентной способности изолированных ризобактерий по сравнению со стандартным штаммом Р. ßuorescens PCL1500 (Tn5-/acZ

Таблица 4

Антифунгальная активность ризобактерий по отношению к различным видам фитопатогенных грибов.__

Штамм Диаметр зоны ингибирования, мм

Fusarium culmorum Pythium butleri Bortytis cinerea Rhizoctonia sp. Alternaria consor-

SPB1117 0 0 0 18±2 34±3

SPB1217 16±2 25±3 20±2 30±3 б±2

SPB2117 31±2 20±2 12±1 36±2 47±4

SPB2137 14±2 38±3 38±3 65±4 47±3

SPB2184 10±2 6±1 48±4 34±2 33±3

SPB3057 0 0 0 30±2 н.и.

SPB3062 0 0 0 4Ш н.и.

SPB3185 14±2 5±1 40±4 0 20±2

SPB4027 23±3 14±2 41±3 н.и. 33±2

SPB4087 25±2 33±2 34±3 н.и. 38±2

производный от дикого штамма WCS365), который обладал повышенной конкурентной способностью и использовался как тест-штамм. Три штамма Р. chlororaphis SPB1217, Р. fluorescens SPB2137 и Pseudomonas sp.SPB3185 имели в 1,5 - 9 раз лучшую колонизирующую и конкурентную способность, чем PCL1500 на всех тестируемых растениях. Как видно из приведенных данных на корнях разных растений доминировали разные штаммы тестируемых ризобактерий.

Таким образом, метод активной селекции ризобактерий позволил получить серию штаммов, обладающих высокой колонизирующей способностью и антагонистическими свойствами по отношению к фигопатогенным грибам. Использование данного метода селекции дает возможность выделять бактериальные изоляты и проводить скрининг конкретных видов бактерий с использованием разных сортов растений, применяемых в качестве реципиентов отбираемых штаммов. Тестирование изолятов показало их сильный антифун-гальный эффект против широкого крута грибных патогенов. Полученные результаты показывают, что колонизация корней изучаемыми бактериями зави-

Таблица 5

Колонизация корней ризобактериями при конкурентных взаимоотноше ниш с Р. Аиоге$сет РС1Л500.____

Растение, штамм Численность", хЮ3 КОЕ/см корня Отношетю6

Тестируемый штамм РСЫ500

Пшеница

8РВ1217 7,6±1,8 3,8±1,1 2,0

БРВ2137 8,8±3,9 2,9±2,0 3,0

БРВ2142 13,7±3,1 3,3±2,1 4,1

8РВ2184 9,Ш, 0 9,3±2,7 1,0

8РВ3185 9,0±2,8 2,4±1,7 3,8

8РВ4087 3,7±2,2 4,2±2,3 0,9

Редис

БРВ1217 9,5±2,0 1,0±0,7 9,5

8РВ2137 7,1±1,3 1,0±0,9 7,1

8РВ2142 1,5±0,4 2,6±0,5 0,6

БРВ2184 5,2±1,7 5,8±2,1 0,9

8РВ3185 16,2±2,3 5,4±0,9 3,0

БРВ4087 11,4±2,8 15,2±2,2 0,8

Томаты

8РВ1217 7,3±1,3 3,3±2,0 2,2

8РВ2137 4,5±2,0 1,0±0,7 4,5

8РВ2142 2,8±1,2 10,9±2,5 0,3

БРВ2184 б,1±1,8 9,0±1,7 0,7

8РВ3185 5,2±0,9 3,7±1,3 1,5

8РВ4087 7,7±1,8 10,8±2,0 0,7

а). Число бактерий на 1 см кончике корня после 7 сут роста; б). Отношение числа клеток тестируемого штамма к числу клеток стандартного РСЫ500. Начальное соотношение штаммов 1:1.

сит от генотипа, как растеши, так и микроорганизма. Большинство из выделенных ризобактерий обладали высокой колонизирующей активностью необходимой для эффективной защиты корней от фитопатогенов. Кроме того, все штаммы имели высокую подвижность, что облегчало их миграцию по корню. Влияние состава среды на антифупгальную активность водорастворимых бактериальных метаболитов. Сложные взаимоотношения микроорганизмов ризосферы с высшими растениями осуществляются, прежде всего, посредством их метаболитов. Продуцирование антибиотиков в ризосфере, являющихся

вторичными метаболитами PGPR штаммов, является одним из основных механизмов ангифунгалыюго контроля ризобактериями (Kapulnik, 1996). Показано, что в условиях ризосферы уровень экспрессии генов {auf), отвечающих за биосинтез антибиотиков, может определяться составом корневых экзоме-таболитов (Gutterson, 1990; Georgakopoulos et al., 1994). Однако работы по изучению влияния органических веществ проводились фрагментарно, без относительной связи с широким кругом соединений, входящих в состав компонентов корневых экссудатов различных растений.

Для того, чтобы определить влияние различных компонентов корневых экссудатов на продуцирование бактериями ангифунгальных веществ, PGPR штаммы инкубировали в минимальной среде с добавлением 6 различных органических кислот и 7 Сахаров в качестве единственных источников углерода. Полученные результаты показывают, что источник углерода, используемый для роста штамма-антагониста, определяет величину ангифунгального эффекта. Наблюдаемые различия в антагонистической активности исследуемых бактериальных штаммов не коррелировали с интенсивностью их роста. При росте на органических кислотах уровень антифунгальной активности был несколько выше, чем при росте этих же штаммов на сахарах. Против F. culmorum максимальную суммарную токсичность при росте на индивидуальных сахарах обеспечивал штамм Р. chlororaphis SPB1217, а для Verticillium dahliae штамм Pseudomonas sp. SPB3185. При утилизации органических кислот максимальную суммарную антифунгальную активность против F. culmorum имели метаболиты Р. flvorescens SPB2137, а против V, dahliae также как и для Сахаров, метаболиты Pseudomonas sp. SPB3185.

При утилизации ряда Сахаров культуральная жидкость исследуемых ризобактернй не имела антифунгальной активности. Рост на ксилозе для всех бактерий не сопровождался синтезом антифунгальных веществ против F. culmorum, а против V. dahliae только в одном случае со штаммом SPB2137, хотя величина оптической плотности культуральной жидкости в этих опытах была сопоставима с вариантами с другими сахарами. Кроме ксилозы уменьшение антифунгальной активности бактериальной культуральной жидкости вызывали глюкоза, рибоза и в случае штамма Pseudomonas sp. SPB4087 цел-лобиоза. Рост мицелия V. dahliae был менее чувствительным к метаболитам ризобакгерий, использующих различные источники углерода. При росте всех изучаемых штаммов ризобакгерий на органических кислотах эффект ингиби-рэвания антагонистической активности культуральной жидкостью не наблюдали. Как и для данных, полученных ранее по составу корневых экзометабо-лигов, показывающих, что состав органических кислот в экссудатах растений

более ввдоспецифичен и стабилен во времени, а состав Сахаров не является видоспецифичным, ангифунгальная активность РвРЯ штаммов при росте на органических кислотах видоспецифична и стабильна для различных соединению!. Ангифунгальная активность штаммов при утилизации Сахаров не является видоспецифичной. Полученные результаты могут быть связаны с тем, что изученные источники углерода мо1ут влиять на экспрессию генов, кодирующих синтез антибиотиков. Первые данные о том, что экспрессия генов, кодирующих антибиотики, вовлеченных в биологический контроль, зависит от факторов внешней среды, получены при изучении синтеза оомицина Р. /¡иогеясею Н\'37а (Сийегеоп, 1990).

Определение антифунгальных метаболитов в культуральной жидкости РвРЯ штаммов. Для выделения и идентификации возможных феназиновых производных в метаболитах Р. сМогогарЫя БРВ1217, кулыуральную жидкость штамма, выращенного на среде Кинг В и экстрагировали хлороформом (С1гт-А-\¥ое1Щ й а1., 1998). Хроматографический профиль хлороформного экстракта культуральной жидкости Р. сЫогогарЫв 8РВ1217 (рис. 2), полученный при регистрации УФ детектором с Я = 220 нм

>1 »

I! I

¡1

II м

■16 ЬЬ

зо сю

30 оо

л Л г

40 ЭД

ет.оо рп1п]

Рис. 2. НРЬС анализ культуральной жидкости хлороформного экстракта штамма Р. сЫогогарЫв 8РВ1217. А - хроматограмма Р. сЫогогарЫъ 5РВ1217. Б - хроматограмма стандартов: 1 - феназин-1-карбоксамвд, 2 - фе-назин-1-карбоновая кислота

имел ряд малоинтенсивных пиков и один очень интенсивный пик с временем удержания (Е.[) равным 30,2 мин. Идентификация соединения, соответствующего указанному пику, проводили путем сравнения его Яг с хроматограммой двух стандартных веществ (рис. 2). Первый пик стандарта соответствовал феназин-1-карбоксамиду с Иг = 26,3 мин и второй феназин-1- карбоновой кислоте с Яг = 30,4 мин. Как видно из сравнения наиболее интенсивный пик экстракта Р. сЫогогарЫь 5РВ1217 соответствовал феназин-1- карбоновой кислоте. В хроматограмме экстракта культуральной жидкости можно также наблюдать слабый пик соответствующий феназин-1-карбоксамиду. Дополнительное подтверждение идентификации осуществили при сравнении УФ-спекгров пиков пробы и стандарта.

Таким образом, в культуральной жидкости может находиться несколько антифукгальных веществ различной химической природы. Приведенные экспериментальные данные позволяют предположить, что в ризосфере количество антифунгальных метаболитов может быть связано с составом корневых выделений и в ряде случаев, в зависимости от растения-хозяина. По-видимому, этим фактом можно объяснить и случайность защитного эффекта. 3. Рост и нитрогеиазная активность диазотрофов при использовании корневых зкзометаболитов.

Ассоциативные диазогрофы, входящие по современным понятиям в классификацию РОЖ, получают значительную часть необходимой энергии для азотфиксации из корневых экссудатов растений. В процессе эволюции между отдельными видами растений и ризосферных микроорганизмов развивались гармоничные взаимоотношения, что привело к различиям в количественном и функциональном составе ризосферных микроорганизмов, в том числе и корневых диазотрофов. Так как процесс азотфиксации весьма энергоемкий, функционирование азотфиксирующих бактерий тесно связано с генотипом растений (Умаров, 1983; Редькина, 1989), количеством и молекулярным составом корневых экссудатов (Емцев и др., 1985). Чрезвычайно широкая вариабельность количества и состава корневых зкзометаболитов у разных видов и сортов растений позволяет предположить существование различных типов питательных субстратов в зоне ризосферы и условий для эффективной ризосферной азотфиксации.

В качестве объектов исследовапия были выбраны четыре штамма корневых диазотрофов. Все они выделены с корней различных злаковых растений и при инокуляции давали достоверную прибавку урожая (Патыка, 1989). Для определения влияния различных соединений, входящих состав корневых

экзометаболитов, на шпрогеназную активность диазотрофов использовали метод проточного культивирования в колонках с почвой. Влияние индивидуальных компонентов водорастворимых корневых экссудатов. Экспериментальное моделирование комплекса азотфгассирующей микрофлоры в ризосфере позволяет определить влияние индивидуальных веществ, входящих в состав корневых экзометаболитов и на эффективность использования их энергетики диазотрофами. В табл. 6 приведены данные микробиологического анализа почвы из колонок, после ее инкубирования в питательном проточном растворе, с различными органическими соединениями, выровненными по содержанию углерода. В качестве контроля использовали вариант со смесью равных количеств малата и глюкозы с добавлением аммо-ниной формы азота. Как видно из полученных результатов, количество диазотрофов в почве в различных вариантах опыта меняется более чем 8 раз, хотя количество углерода, подаваемое в колонки, было везде одинаково. Минимальную численность диазотрофов наблюдали в вариантах с сахарозой и глюкозой, а максимальную - в вариантах со смесью равных количеств малата и глюкозы с добавлением аминного азота в виде аланина или серина. Численность диазотрофов слабо коррелировала с уровнем азотфиксации в вариантах с минеральным азотом. Минимальное значение азотфиксации зарегистрировали в варианте с сахарозой. Резкое по сравнению с контролем повышение уровня азотфиксации в 5,4 и 3,6 раза наблюдали соответственно в вариантах с аланином и серином. Энергетический выход процесса азотфиксации, определенный как количество фиксированного азота на 1 г поданного в колонку субстрата, шел максимальные значения в также в этих вариантах. Максимальный выход С02 наблюдали в варианте с сукцинатом, в котором численность диазогрофов в почве была наибольшей. Полученный результат означает, что коэффициент использования на азотфиксацию субстрата данного состава был наибольшим в вариантах со следовым количеством аминокислот. Хартман и др. (Hartmann et al., 1988) ранее показали способность даже незначительных количеств аминокислот усиливать рост азоспирилл на средах с малатом или сахарозой. Поскольку количественный и качественный состав фракции аминокислот в корневых экссудатах различных растений в зависимости от вида и стадии роста может изменяться в широких пределах (Бере-стецкий, Кравченко, 1980), специфическая утилизация аминокислот штаммами диазотрофов важна для их приспособления в ризосфере и размере реальной азотфиксации.

К)

СТ\

а). Численность диазотрофов в почве, после 10 сут культивирования при 27°С, определяли высевом на чашки с средой Реннье. Азотфиксацию определяли ацетиленовым методом, б). В контроле в качестве источника углерода и энергии через почву в колонке среду с равным содержанием малата и глюкозы в суммарном количестве 55 - 60 мг/сут. Остальные варианты от контроля источником углерода, однако, количество углерода, было везде одинаково. Доза минерального азота (в виде N11(01), подаваемая в колонки составляла 0,10-0,11 мг/сут. в). В вариантах с аминным азотом источник углерода соответствовал контролю. Минеральный азот был заменен эквивалентным количеством азота аминокислот.

Таблица 6

Минерализация водорастворимых компонентов корневых экзометаболитов и их влияние на численность диазотрофов и уровень азотфиксацни в колонках с почвой__

Показатели" Варианты с минеральным азотом 5 Варианты с аминным азотом8 НСР0.95

Котроль (1/2 малата+ 1/2 глюкозы) Глюкоза Сажроза Малат Сукцинат Контроль+ Глутамин КонтролЫ-Алании Контроль+ Серии

Диазотрофы, Ю6 КОЕ7г

Азотфиксация, мкт Ы/г 12,5 9,3 24,4 17,3 12,4 12,3 67,4 48,4 5,1

Углерод, выделившийся в

видеСОг,%от

поступившего 8,5 6,8 7,2 7,5 14,0 2,8 10,9 10,3 М

Энергетический выход,

мкт Л/г субстрата 2,45' 2,01 5,08 ЗД) 1,85 2,41 13,20 9,49 0,84

Влияние генотипа растений на рост и нитрогеназную активность корневых диазотрофов. Важную роль в возникновении ассоциаций между злаковыми растениями и азотфиксирующими бактериями играет генотип растения и бактерии. Изогенные линии и сорта некоторых видов злаковых обладают различной активностью азотфиксации в почве (Садыков, 1989; Rennie, Larson, 1979). Известны данные о хромосомном контроле растением формирования азотфиксирующей ассоциации у замещенных линий пшеницы при инокуляции двумя видами диазотрофов (Rennie, Larson, 1979). Противоречивые сведения имеются о потенциальной нитрогеназной активности на изолированных корнях пшеницы с различным уровнем ллоидности. В ряде случаев показано статистически достоверное превышение нитрогеназной активности у диких диплоидных форм по сравнению с теграплоидными н гексаплоидными формами (Родынюк, 1985,1989) и существование генетического контроля за этим процессом (Родынюк и др., 1991). В других опытах максимальная нитроге-назная активность диазотрофного ризоценоза была зарегистрирована у гекса-плоидной пшеницы (Чумаков, 1988). Цель настоящего исследования состояла в изучении в модельных условиях влияния корневых экзометаболитов различных видов растений на нитрогеназную активность диазотрофов и определении эффективности роста ассоциативных азотфиксаторов в ризосфере различных генотипов растений в зависимости от специфики их корневых экзометаболитов.

В работе изучали рост бактериального штамма A. brasilense Cd (АТСС-29729), A. brasilense 254 и М. rubeacearum, обладающих нитрогеназной активностью. В качестве растительных объектов использовали формы пшеницы (Triticum) из коллекции ВИРа, с различной плоидностью генома: диплоидные Т. топососсит - 14379, 45024 и Т. bocoticum - 40118; гексапло-идные сорта Т. compaction - 50206 и Т. aestivum - 1906. Степень утилизации корневых экзометаболитов различных видов растений определяли в жидкой минеральной среде с моноксеничными культурами бактерий в специальных сосудах, где в качестве единственного источника углерода и энергии служили корневые выделения. Численность бактерий в растворе и на корнях в моно-ксеничных вариантах определяли с помощью посева на чашки Петри со средой Реннье (Rennie, 1981).

Среднее суммарное количество бактерий, которое развивалось за счет корневых экзометаболитов у диплоидных сортов в 1,6 раза выше, чем гексап-лоидных (табл. 7). Еще отчетливее различия проявлялись при учете распределения численности бактерий на корневой поверхности и в окружающем растворе. Средняя численность бактерий в растворе при культивировании да-

плоидных сортов более чем в 1,8 раза превышала численность в вариантах с гексаплоидной пшеницей. Однако обратная зависимость была отмечена при учете количества микроорганизмов на корнях. Корни гексаплоидных сортов адсорбировали в 3,5 раза больше бактерий, чем корни диплоидных.

Таблица 7

Рост А. Ьгаяиете С(1 в жидкой культуре на корневых экзометаболитах пшеницы после 7 сут культивирования.

Сорт3 (номер по Плоидность Численность бактерий6, Доля бактерий

каталогу ВИРа) Ю6КОФ/расгение на корнях от

их суммарной

на корнях в растворе численности, %

45024 2п 0,35±0,09 35,043,1 1,0

14379 2п 0,43±0,18 22,0±2,4 1,9

40118 2п 0,70±0,25 22,8±3,4 3,0

50206 6п 1,65±0,31 1б,9±1,1 8,2

1906 6п 1,79±0,39 12,8±1,9 12,8

В результате подсчета доли микроорганизмов на корнях от общего количества азоспирилл определено, что у диплоидных сортов эта величина не превышала 3,0% (форма 40118), в то время как у гексаплоидных достигала 12,8% (сорт 1906). Величина корневых экзометаболитов исследуемой пшеницы приведены в табл. 8. Изучение корневых экссудатов у сортов пшеницы показало

Таблица 8

Величина углерода корневых экзометаболитов пшеницы

Генотип (номер по каталогу ВИРа) Плоидность Количество углерода в корневых экзометаболитах

м кг/растение мкг/мг сухого веса корней

45024 2п 38,5±3,1 9,6

14379 2п 19,6±1,8 5,6

40118 2п 45,6±4,8 9,5

50206 6п 429Д±31,9 56,5

1906 6п 767,9±67,4 116,3

значительные различия в его интенсивности. Выделения диплоидные растения содержали меньше углерода в корневых экзометаболитах по сравнению с гексаплоидными сортами. Расчет количества выделенного углерода по отношению к сухой биомассе растения показал, что в среднем у диплоидных форм эта величина составляла 0,25%, в то время как у остальных достигала 3,6% (сорт 1906). Сходную зависимость от плоидносги растений имело отношение выделенного углерода к биомассе корней - у диплоидных форм оно было в 10 раз меньше, чем у гексаплоидкых сортов. Считая, что содержание углерода в сухом веществе корневых экзометаболитов составляет 40%, можно оценить количество выделяемой органики у диплоидных форм в 0,40 - 0,79%, а у гексаплоидкых в 4,4 - 8,9% от сухой массы растений.

Сравнение данных по величине корневых экзометаболитов и суммарному количеству бактерий, которые росли на выделившемся субстрате, выявило, что наиболее эффективно утилизировались экзометаболиты диплоидных форм (табл. 9). Численность бактерий по отношению к количеству углерода корневых экзометаболитов стерильных растений, у диплоидных форм пшеницы в 10 - 60 раз выше, чем у гексаплоидных. В приведенной оценке не учитывается примерно 2-х кратное увеличение корневых выделений в несте-

Таблица 9

Численность бактерий по отношению к количеству углерода корневых экзометаболитов.

Сорт (номер по каталогу ВИРа) Плоидносгь Количество бактерий в млн. на мкг углерода корневых экзомеметаболитов

45024 2п 0,92±0,12

14379 2п 1,04±0,15

40118 2п 0,51±0,09

50206 6п 0,043±0,008

1906 6п 0,019±0,006

рильных условиях по сравнению со стерильными. Таким образом, гораздо меньшее количество корневых экзометаболитов диплоидных форм поддерживало рост большего числа ассоциативных бактерий. Изучение корневых экзометаболитов диплоидной формы 45024 и гексаплоидного сорта - 1906 показало, что как количественный, так и качественный состав проб различен. Содержание в пробах корневых экзометаболитов диплоидной формы (45024) органических кислот, углеводов и аминокислот составляло соответственно

178,1, 30,2, 4,9 нМ/мг сырой массы корней (подсчитанное как сумма концентраций идентифицированных индивидуальных компонентов), а у гексаплоид-ного сорта (1906) количество аналогичных фракций составляло 254,6, 326,3 и 44,1 нМ/мг. Суммарное количество углеводов и аминокислот в корневых выделениях гексаплоидного сорта превышало эти величины у диплоидной формы более чем в 10 раз, в то время как по содержанию органических кислот превышение было только в 1,4 раза. В выделениях диплоидной формы преобладают органические кислоты, а у гексаплоидного - углеводы, доля аминокислот выше в выделениях сорта 1906.

Сравнительное изучение состава проб корневых экзометаболитов двух сортов пшеницы показало, что наблюдается некоторое его варьирование. Основными компонентами углеводной фракции дипловдного (45024) и гексап-лондного (1906) сорта являлись глюкоза и фруктоза. В пробах сорта 1906 набор Сахаров более разнообразный - выделялось 10 компонентов, в то время как у формы 54024 только 5. Как у диплоидного, так и у гексаплоидного сорта в максимальном количестве во фракции органических кислот наблюдали янтарную и фумаровую кислоты. Однако у диплоидной формы 45024 абсолютное количество яблочной кислоты в экзометаболигах в 1,5 раза выше, чем у гексаплоидного сорта 1906. Основными компонентами аминокислотной фракции у формы 45024 являлись глутаминовая и аспарагиновая кислота, а у сорта 1906 - аспарагин и глутаминовая кислота. Всего в пробах идентифицировано по 16 свободных аминокислот. У гексаплоидного сорта отсутствовали метеонин и цистатионин, а у диплоидной формы - аргинин и гистидин. Эффективное потребление субстрата штаммом А. ЬгавИете Сё в опытах с диплоидными сортами может быть связано с определенными нами особенностями количественного и качественного состава корневых экзометаболитов. Нами было показано, что в зависимости от вида злаковых растений доля углерода, доступного для ассимиляции ассоциативными азотфиксаторами углерода корневых экзометаболитов изменялась от 35,7 до 92,6%. Кроме того, варьирование состава субстрата, пропускаемого через колонки с почвой, при сохранении общего количества углерода вызывало изменение численности диазотрофов более чем в 10 раз. Известно, что органические кислоты поддерживали интенсивный рост и азотфиксацию всех видов азоспирилл, с другой стороны эти бактерии отличались по способности утилизировать углеводы. Штаммы А. ЬгахНете плохо росли и фиксировали азот на большинстве сред с сахарами в качестве источника углерода (Таггапс! с1 а1., 1978; МаПшег-Вгйз й а1., 1984). Аминокислотный состав проб корневых экзометаболитов также может влиять на интенсивность роста А. ЬгазИете (НаПтапп, 1988).

Таким образом, исследование влияния корневых экзометаболитов иа рост и функционирование ассоциативных диазотрофов подтверждают полученные нами данные, что молекулярный состав экзометаболитов во многом определяет эффективность процесса азотфиксации. Показано, что в модельных условиях в ризосфере диплоидных сортов пшеницы рост диазотрофов интенсивнее, чем у гексаплоидных сортов. При этом у диплоидных генотипов в экссудатах намного выше соотношение органических кислот к сахарам. Ранее мы показали, что органические кислоты - намного лучшие субстраты для ассоциативных ризобактерий, чем сахара. Поэтому очевидно, что высокая эффективность использования азоспириллами корневых экзометаболитов диплоидных сортов может быть связана со спецификой состава корневых экссудатов и более высокой степенью их утилизации для обеспечения энергетических затрат на азотфиксацию в ризосфере. Полученные данные трудно однозначно связать только с плоидностью - степень сходства изучаемых форм и сортов пшеницы по их происхождению не велика, скорее получаемые различия связаны со степенью окулмуренности растений. Изменение состава корневых экзометаболитов в процессе направленной селекции может оказаться перспективным направлением увеличения эффективности микробно-растительного взаимодействия.

4. Гормональные взаимодействия между ризобактериями и растениями

Корневая система всех высших растений находится в ассоциации с почвенной микрофлорой, способной синтезировать некоторые из пяти основных классов фитогормонсв: ауксины, гибберелшш, цитокинины, этилен и абсцизовую кислоту. Часть из этих микроорганизмов вступают в мутуалистн-ческне взаимоотношения с корнями растений, будучи крайне зависимыми, в своем развитии от питательного субстрата, выделяемого в виде корневых экзометаболитов. При этом полезная часть почвенной микрофлоры синтезирует и выделяет в ризосферу соединения регулирующие рост растений. Вкладом ризосферной микрофлоры, продуцирующей гормональные вещества, может являться увеличение урожайности сельскохозяйственных культур (Frankenberger, Arshad, 1995). Среди растительных гормонов ауксин является первыми фнтогормоном, идентифицированным и изученным химически (Bartel, 1997), он играет ключевую роль в разнообразном спектре ростовых процессов растения. На уровне целого растения ауксин включается в различные процессы роста и метаболизма растения, играет важную роль формировании корней, тропизме и старении (Guilfoyle et al., 1998). Ряд индольных компонентов и фенилуксуспых производных обладают ауксиновой активностью. Эксперименты in vitro показали, что только некоторые бактериальные культуры могут синтезировать небольшие количества ИУК без добавления экзогенного триптофана, являющегося его метаболитическим предшествен-

никои (Т*а111к й а1. 1989). В ризосфере основным источником триптофана являются корневые экзометаболиты. Из-за наличия в почве ризосферы множества мижрозон, с различными уровнями концентрации корневых экссудатов (в том числе и по содержанию триптофана), процессы биосинтеза ИУК могут идти с неодинаковой эффективностью. Вследствие трудности количественного определения имеются только приблизительные оценки уровня концентрации триптофана в ризосфере различных растений (СЬапёгатсЬап, МаЬас1е\ап, 1968; Рпкгу1 е! а! 1985). Действительная роль корневых экзоме-таболитов в синтезе ауксинов до сих пор не определена (ТгапкепЬег§ег, АгкИас!, 1995).

Уровень синтеза издольных производных ризобактериями. На рис. 3 приведена типичная хроматограма этилацетатного экстракта кулыуральной жидкости А. туяогет 2. Кроме индолил-3-уксусной кислоты в пробе обнаружены индолил-3-молочная кислота и индолил-3-ацетамид, образующиеся на

Рис. 3. НРЬС хроматограмма пробы ивдольных производных в кулыуральной жидкости А. туюгет 2. 1 - индолил-3-ацетамид, 2 - индолил-3-молочная кислота, 3 - индолил-3-карбоновая кислота, 4 - индолил-3-альдегид, 5 - индолил-3-укусная кислота

пути биосинтеза ИУК, а также индолил-3-карбоновая кислота и индолил-3-альдегид, являющиеся продуктами деградации ИУК (Гамбург, 1976). Присутствие индольных соединений было доказано как на основании совпадения времени удержания со стандартными веществами, так и по УФ - спектрам поглощения элюируемьгх соединений.

Результаты количественного анализа индольных производных в куль-туральной жидкости исследуемых штаммов (табл. 10) показывают, что содержание ауксинов варьировало в значительных пределах. Максимальное количество ИУК, продуцируемое диазотрофами, составляло 60.5 и 62.9 мкг/мл культуралыюй жидкости (72.8 и 56.8 мкг/мг сухой биомассы) соответственно для штаммов A. mysorens 2 vi A. brasilense 200. Биосинтез ИУК остальными штаммами проходил менее эффективно. Количество ИУК в индольных продуктах биосинтеза варьировало от 30,3% для Xanthobacter sp. 202 до 82,4% для A. brasilense 200. Вторым по величине компонентом ин-дольной фракции являлась индолил-3-карбоновая кислота, которая является неактивным продуктов разрушения ИУК. Ее содержание было максимально в пробах A. mysorens 2 и Flavobacterium sp. 30F. Суммарное количество индольных метаболитов было максимальным в пробах A. mysorens 2 и Flavobacterium sp. 30F сильно отличаясь от содержания в культуральной жидкости других штаммов. На биосинтез ИУК расходовалось, только 1,2 -17,0% молекул триптофана. Однако с учетом промежуточных индольных продуктов синтеза или метаболизма ИУК количество используемого триптофана возрастает до 4,3 - 32,3%. Содержание промежуточных индольных соединений в пробах характеризует соотношение между динамикой биосинтеза и деграрадации ИУК. В ризосфере растений сдвиг равновесия биосинтеза и метаболизма может увеличить или уменьшить количество экзогенной ИУК.

Влияние триптофана корневых экссудатов. Так как основным источником L-триптофана в почве являются корневые выделения растений, почвенные микроорганизмы, находящиеся в тесном контакте с корнями растений, сильно активизируют свой синтез ауксинов в присутствии необходимых метаболических предшественников. Зная потенциальный уровень продуцирования L-тршггофана проростками различных культур, можно ориентировочно судить об эффективности конкретных сочетаний микроорганизма и растения хозяина. Для определения реального количества экзогенного триптофана в ризосфере нами проведен анализ корневых экзометаболигов проростков злаковых и овощных культур. Наибольшее количество триптофана в корневых выделениях пшеницы в расчете на один проросток (табл. 11) обнаружено у сортов Мироновская 808 (гексаллоидная форма Т. aeslivum) и 18777 (тетраплоидная форма Т. durum). Содержание триптофана в пробах пшеницы различалось более чем в 25 раз. Следует отметить, что доля триптофана в общем пуле аминокислот корневых экссудатов у 14 сут растений пшеницы, измеренных на аминокислотном анализаторе, составляла для сорта Мироновская 808 только 0,26%, тогда как доля доминирующих аминокислот - аспарапшовой кислоты и аспарагина составляла 30,0 и 8,8% соответственно. Максимальное количество экзогенного триптофана среди всех исследуемых образцов, определено у редиса. Особенно велико у редиса количество экссудируемого

Таблица 10

Количество индольных метаболитов, продуцируемых ассоциативными диазогрофамн на синтетической

Бактерия8 Индолил- Индолил-3- Индолил-З- Индолил- Индолил-3-

ацетамид молочная карбоновая альдещд уксусная

кислота кислота кислота

1б 2В 1 2 1 2 1 2 1 2

А. туяогет Бр. 2 1,8 2,2 5,2 6,3 35,3 42,5 2,6 ЗД 60,5 72,8

А. Ьга.чИепяе 200 2Д 1,9 г Н.Д. н.д. 11,4 10,2 н.д. Н.Д. 62,9 56,8

ХаМоЬас(ег ф. 202 1,2 1,7 н.д. Н.Д. 7,4 10,5 Н.Д. Н.Д. 3,8 5,3

Е. аего^епея 30 1,7 3,2 Н.Д. н.д. н.д. Н.Д. 15,2 28,7 7,6 14,4

Р1тоЬас(вгшт

5р. ЗОР 0,5 1,6 4,0 11,7 14,8 43,5 7,0 20,5 18,6 54,7

НСРо,95 1,2 1,3 2,2 3,5 4,1 5,5 3,2 4,9 7,3 8,6

и)

а). Потенциальный уровень биосинтеза ауксинов изучали в жидких культурах на минеральной среде с добавлением по 2,5 г/л яблочной кислоты, сахарозы и 500 мг/л Ь-триптофана. б). Количество индольных метаболитов в мкг вещества на мл кулыуральной жидкости, в). Количество индольных метаболитов в мкг вещества на мг сухой биомассы, г). Количество вещества ниже предела детектирования.

триптофана приходилось на единицу веса корней. Варьирование содержания триптофана в корневых экссудатах различных видов и сортов растений в пересчете на один проросток было более чем в 4-5 раз. В пересчете на единицу массы семян также наблюдается существенное изменение

Таблица 11

N Растение (род, Количество триптофана,

п/п сорт, номер выделенного за 1 сут

каталога ВИРа)

нг/иг мас- иг/ пророс- нг/мг сы-

сы семян ток рой массы

корней

Пшеница

1 Мироновская-808 3,98 143,3 240,0

2 Саратовская-39 1,81 60,3 72,8

3 Обрий 1,30 52,6 70,9

4 Широкко 0,21 8,3 н.и.а

5 Селпик 2,49 103,7 Н.И.

6 Макс 2,20 79,3 н.и.

7 18777 5,65 220,4 433,5

8 14067 3,02 73,2 147,8

9 45024 5,17 93,0 210,5

10 14379 2,31 50,9 85,3

Ячмень

11 Циклон 5,53 232,5 383,5

12 Церизе 0,65 26,5 Н.И.

Редис

13 Тепличный 27,66 390,0 781,1

14 Сакса нова 32,20 293,0 Н.И..

Томаты

15 Кармелло 1,56 5,3 30,3

Огурцы

16 Конкурент 1,25 26,0 19,7

17 Дальневосточный 3,57 83,3 117,3

НСР095 1,3 18,1 24,6

содержания экзогенного триптофана между исследуемыми сортами. Данное свойство является не специфичным, и каждому диапазону значений соответствует несколько сортов или родов растений. По этой причине трудно предсказать уровень экзогенного триптофана без предварительного измерения его количества для конкретного растения. Такая неоднородность открывает определенные возможности для селекции растений по принципу содержания

триптофана в экссудатах с целью оптимизации микробно-растительных взаимодействий.

Влияние триптофана корневых экзометаболитов на биосинтез ИУК ассоциативными диазотрофами показано в табл. 12. В качестве сравнения приведены данные по эффективности использования различного количества синтетического Ь-тршгтофана, добавленного в питательную среду. Как видно из

Таблица 12

Влшшие триптофана корневых экзометаболитов на биосинтез ИУК ассоциативными диазотрофами.

Вариант опыта, Количество Ь-трип- Количество ИУК, Доля молекул трип-

штамм" тофана в среде, мкг/100 мл среды6 тофана, идущих на

мкг/мл биосинтез ИУКВ,%

А. ЬгазИеюе 254

Ь-триптофан 100,0 830,0±110,0 9,7

Ь-трипгофан 8,0 29,0±5,1 4,2

Экзомегаболиты

пшеницы 8,0 7Д±1,2 1,0

редиса 8,0 1,4±0,3 0,3

А. гасИоЬаЫег 52

Ь-триптофан 100,0 810,0±100,0 9,4

Ь-трипгофан 8,0 25,0±4,3 3,6

Экзометаболигы

пшеницы 8,0 1,9±0,5 0,4

редиса 8,0 5,7±1,б 0,8

а). В вариантах с Ь-триптофаном в среду добавляли соответствующее количество синтетического триптофана. В вариантах с корневыми экзометаболита-ми добавляли корневые выделения пшеницы и редиса так, чтобы концентрация триптофана в среде составляла 8,0 мкг/мл; б). Количество ИУК в среде определяли методом НРЪС; в). Значения получены расчетным путем.

полученных результатов, изучаемые штаммы обладали примерно одинаковой способностью продуцировать ИУК на синтетическом Ь- триптофане. Однако при росте бактерий с эквивалентным количеством триптофана в экссудатах пшетшы и редиса эффективность его использования на биосинтез ИУК существенно различалась. При концентрации триптофана в корневых экзоме-

таболитах пшеницы 8,0 мкг/мл образование ИУК в культуральной жидкости A. brasilerlse 254 и A. radiobacter было соответственно в 4,2 и 13,2 ниже, чем в вариантах с внесештем такого же количества только синтетического L-трилтофана. Аналогичную закономерность наблюдали при росте бактерий на среде с корневыми экзометаболигами редиса, в этом случае количество ИУК при росте на экссудатах у A. brasilense 254 и A. radiobacter было соответственно 20,7 и 4,4 раза меньше, чем на синтетическом L- триптофане. Уменьшение выхода ИУК, наблюдаемое при использовании экзогенного триптофана корней пшешщы и редиса по сравнению с синтетическим L-трнптофаном, по-видимому, связано особенностями состава корневых выделений. Экзогенные аминокислоты и органические кислоты, которые являются компонентами корневых выделений, влияют на эффективность дезаминирования триптофана при его превращении в ИУК, причем активность такого процесса сильно зависит от концентрации индивидуальных соединений (Kaunat, 1969; Шарма, Чахал, 1986; Martens, Frankenberger, 1993).

Фитостимулирующая активность PGPR штаммов. Опыты по биостимуляции растений редиса PGPR штаммами проводили в вегетационных опытах в почвенном субстрате. Как видно из полученных результатов (табл. 13) в почвенных условиях через 14 сут у редиса при инокуляции PGPR штаммами по сравнению с контролем происходило статистически достоверное увеличение как корневой, так и надземной биомассы. Наряду с биостимулирующей функцией испытываемые PGPR штаммы оказывали и биоконтрольный эффект. В опытах в почве при высоком фоне фитопатогенного гриба Fusarium oxysporum наблюдали как увеличение биомассы растений редиса, так и снижение уровня заболевания растений. Масса корней с корнеплодом увеличивалась почти в 2,5 раза при инокуляции штаммом Р. chlororaphis SPB1217. Количество больных растений в этом варианте снизилось в 6,8 раза. Все испытуемые штаммы давали высокую прибавку биомассы и снижение заболеваемости растений. Одним из возможных механизмов стимуляции роста растений редиса в данном эксперименте является гормональное влияние бактерий на растения. В вариантах (табл. 12) по изучению биоконтрольной активности и стимулирующего влияния PGPR штаммов по сравнению с контрольным вариантом возрастала величина отношения корневой массы к массе стеблей: для штамма Р. chlororaphis SPB1217 она составляла 123%, для Р. fluorescens SPB2137 - 132% и для Р. corrugata SPB2142 - 114%. Известно, что таким характерным действием на корни и зеленную массу растений обладают ауксины (Frankenberger, Arshad, 1995). Как было показано ранее (табл. 11) редис обладает способностью продуцировать большое количество свободного триптофана в окружающую среду. Количество экзогенного триптофана, выделяемого проростками редиса превышало аналогичные величины всех изученных нами видов растений. Отсутствие ингибирования биосинтеза ауксинов из-за недостаточного количества триптофана в среде

Таблица 13

Биостимулирующее влияние РвРК штаммов на рост редиса при выращивании в вегетационных опытах в почве в течение 14 сух_

Штамм3 Сухой вес, мг/растение

Корни Корни, % от контроля Надземная масса Надземная масса, % от контроля

Контроль (без инокуляции) 4,58*0,43 100,0 48,26±5,43 100,0

Р. corrugata SPB2184 б,28±0,70 137,1±20,0 64,79±8,54 134,2*23,2

Curtobacterium sp. SPB3062 7,03±0,82 153,5±23,1 69,81±6,02 144,6*20,5

а). Семена редиса инокулировали с помощью замачивания в суспензии бактериального штамма 109 КОЕ/мл и 2% метилцеллюлозы. может вызывать экстра- продуцирование этого гормона в ризосфере редиса. Такие количества индолил-3-уксусной кислоты могут провоцировать характерное для действия ауксинов увеличение массы корневой системы и корнеплода, а также подавлять фшопатогенную инфекцию на корнях и повышать устойчивость растений (Максимова и др., 1996; Шакирова, 1999; ВиЬе&оузку ега1., 1993).

Для проверки гипотезы о влиянии экзогенной ИУК на развитие растений и подавление фигопатогенной инфекции нами был поставлен вегетационный опыт с редисом в почве с фоном Г. охухрогит и добавлением ИУК. В табл. 14 приведены данные, полученные после 10 суг роста редиса сорта Сак-

Таблица 14

Вариант3 Сырой вес, мг/растение

Надземная Надземная Корни Корни, % от

масса масса, % от контроля

контроля

Контроль 390±36 100,0 38,2±4,1 100,0

ИУК 368±29 94,3 52,5±4,8 136,7

а). Растения выращивали в вегетационных сосудах.

са нова в варианте без добавления ИУК (контроль) и в варианте с добавлением ИУК в концентрации 10"7 М. Как видно из полученных результатов, добавление ауксина вызывало увеличение массы корневой системы на 36%, но при этом зеленая масса не увеличивалась. Существенно, примерно в 2 раза, уменьшалось число больных растений. Полученные результаты могут служить подтверждением гормонального механизма действия изучаемых РвРЯ штаммов на рост редиса.

Таким образом, уровень биосинтеза ауксинов ризобакгериями может достигать существенных величин. При этом ИУК в большинстве случаев является главным компонентом смеси индольных производных бактериальных экзометаболигов. Степень использования синтетического Ь-триптофана на биосинтез ИУК при определении потенциального уровня ее продуцирования уменьшается с уменьшением концентрации Ь-триптофана в бактериальной культуральной жидкости, Основным источником метаболитического предшественника Ь-триптофана, необходимого для синтеза ауксинов являются корневые экзометаболиты. Растения в чрезвычайно широком диапазоне концентраций способны экссудировать свободный триптофан. Однако доля триптофана в суммарном количестве выделяемых аминокислот не велика и составляет доли процента. Наблюдается существенное варьирование содержания экзогенного триптофана в экссудатах, как между различными видами растений, так и менаду исследуемыми сортами. Триптофан корневых экзометаболигов может менять гормональный статус ризосферы путем регулирования биосинтеза ауксинов, как спонтанной почвенной микрофлорой, так и интродуцируе-мых РвРЯ штаммов. Необходимое условие активного гормонального воздействия ризосферной микрофлоры на растение, состоит в наличии бактериальных штаммов эффективно синтезирующих ауксины на среде богатой триптофаном. По-видимому, ауксины являются особым классом фитогормонов, биосинтез которых в зоне корня лимитируется генетическими и физиолого-биохимическими свойствами как микросимбионта (бактерии), так и макросимбионта (растения). Для эффективного использования свойства ризобакте-рий продуцировать ауксины необходимо проводить специальный подбор пар микроорганизм - растение. Способность выделять в ризосферу через экссудаты триптофан, основного метаболитического предшественника ауксинов, является важнейшим фактором, которым через простые биохимические реакции происходит контроль растением своего метаболитического статуса. 5. Имитационное моделирование роста и функционирования бактерий в ризосфере.

В дайной работе предпринята попытка количественно описать изменения численности ассоциативных азотфиксируюгцих микроорганизмов в ризосфере злаковых растений в зависимости от скорости выделения углеродного субстрата корнями и конкурентных взаимоотношений с нефшссирующей ча-

стъю ризосферной микрофлоры. В модели предусмотрено (рис. 4), что в процессе жизнедеятельности ассоциативные азотфиксирующие микроорганизмы

Рис. 4. Функциональная схема модели. Обозначения параметров модели указаны в подписи к системе уравнений (1)

могут менять "путь" своего метаболизма - использовать молекулярный азот воздуха или же минеральный азот почвы и удобрений (Dobereiner, Day 1976). Мы постулировали, что значительное содержание минерального азота в почве стимулирует переход диазотрофов с метаболитического пути фиксации молекулярного азота воздуха на метаболигический путь использования имеющегося в почве минерального азота. Дефицит минерального азота вынуждает азотфиксаторов возвращаться на метаболигический путь использования молекулярного азота воздуха. Процесс перехода бактериальных клеток из одного состояния в другое с одной стороны заключает в себе элементы случайного процесса, а с другой обеспечивает стабильное соотношение между числом микроорганизмов с различными метаболитическими путями усвоения азота, в зависимости от его содержания в почве. Часть микрофлоры при всех этих условиях не обладает азотфиксирующей активностью. Она выступает в роли конкурента с обеими труппами диазотрофов за источник углерода в ризосфере. Популяции микроорганизмов в модели, характеризуются кинетическими параметрами роста, определяемые набором коэффициентов. При этом коэффициенты в исследуемый период времени предполагаются постоянными. Таким образом, в рачках данного подхода различным генотипам микроорганизмов соответствуют различные наборы кинетических коэффициентов,

варьирование которых позволяет исследовать влияние гетерогенности микроорганизмов на их популяционную динамику в ризосфере.

Из всех факторов, влияющих на рост микроорганизмов, при построении модели рассмотрена динамика двух из них - количества органических корневых выделений и концентрация кислорода в ризосфере. Остальные факторы, в том числе содержание азота, для расчетного периода времени приняты в качестве постоянных величин. Рассматриваются два источника снабжения субстратом: один - корневая система, которая выделяет субстрат в почву, другой находится в самой почве, где субстрат может возникать в результате последовательной деградации трудно растворимых органических веществ почвы (гумус, удобрения, растительные остатки). В моделируемой зоне происходят интенсивные диффузионные процессы. Специфический органический субстрат корневых экссудатов может диффундировать как в моделируемую зону с поверхности корня, так и уходить из этой зоны. Кислород за счет диффузии поступает в ризосферу и расходуется на дыхание ризосферной микрофлоры и корней растений. Значения содержания минерального азота является параметрическим и задается для каждого варианта расчета.

Основными допущениями модели являются следующие положения. Вся совокупность ризосферной микрофлоры описывается только двумя крупными микроценозами (азотфкксаторами и не способными к азотфиксации). Это допущение можно обосновать тем, что в ризосфере различных растений доминирующие микроорганизмы определяются в большей степени по их функциональным возможностям, а не видовому составу. Кроме того, выбором конкретных параметров (определяющихся из экспериментальных данных), входящих в качестве постоянных коэффициентов в уравнения модели, можно охарактеризовать некоторый усредненный тип микроорганизмов. Существует много примеров (Misra, Pavlostathis, 1997; Goudar, Strevett, 1998; Kramanev, Samson, 1998), где исследователи работали со сложным сообществом микроорганизмов, в том числе и почвенным, как с одним видом и при этом идентифицировали его кинетические параметры роста. Следующим допущением является то, что ризосферу мы рассматриваем в виде точечной модели, которая предполагает известную гомогенность среды моделирования. Действительно радиальный размер ближней зоны ризосферы, фигурирующей в большинстве исследований, составляет порядка 10 мш. В модельных расчетах использовали еще меньшие размеры ризосферных зон. Мы предполагаем, что ризосферу можно рассматривать как совокупность узких пространственных областей, ограниченных концентрическими цилиндрическими поверхностями, в которых создаются гомогенные условия, а изменение свойств существу-

ex только на границах между различными зонами. Третьим допущением в нашей модели является отсутствие учета миграции микроорганизмов в зону и из зоны ризосферы. По-видимому, градиент питательных веществ, направленный перпендикулярно к поверхности корня препятствует активной миграции из зоны ризосферы. Что касается миграции в зону ризосферы, то в ризосфере в начале сукцессии преобладают бактерии, относящиеся к г-стратегам, скорость роста которых столь велика, что мигранты, пришедшие в ризосферу вследствие хемотаксиса из внешних зон почвы, вряд ли будут составлять значительную часть ризоценоза. Четвертым достаточно существенным допущением является отсутствие в уравнении слагаемого, определяющего затраты энергии на поддержание микроорганизмов, считающиеся необходимым дополнением к уравнению Моно (Перт, 1975). В результате углубленных исследований установлено, что траты на поддержание не являются константой, более того их изменение имеет достаточно четкое экологическое значение при дефиците питательных веществ (Паников, 1992), Поэтому траты на поддержание не являются характеристиками определенного штамма микроорганизмов, и их величина колеблется под влиянием большого количества экологических факторов. Основываясь на литературных данных (Перт, 1975; Паников, 1992) можно прогнозировать, что пренебрежение тратами на подержание в предлагаемой модели приведет к тому, что математические кривые роста микроорганизмов будут проходить немного выше, чем кривые с учетом энергии поддержания.

От описанных ранее математических моделей имитирующих динамику микроорганизмов в ризосфере (Паников 1992; Newman, Watson, 1977; Druiy et al. 1983; Bazin et al., 1990; Dairah 1991; Scott et al. 1995)., описываемую модель отличает представление ризосферы как почвенной области, гомогенной по концентрациям органических соединений, кислорода, азота. Также оригинальной чертой является исследование поведения микроорганизмов под влиянием нескольких внешних факторов, в то время как в других существующих моделях микробного сообщества ризосферы исследуется влияние только одного фактора - концентрации растворимых органических соединений.

Математическое Формулирование. В процессе имитационного моделирования использована следующая система четыре дифференциальных уравнений (1), описывающих процессы, происходящие в ризосфере растений в соответствии со схемой, представленной на рис. 4:

dt dXK dt dS

= XA[MA(S,P)-dA] = XK[juK(S,P)-dK]

df =~<lSAXA ~4SKXK ~VDS + VS +LS dP

= -ЧРА XA ~ ЧРК X К ~VR + Vp -LP

где Хл и X K - биомассы азотфнксирующих и конкурирующих с ними микроорганизмов; S и Р - концентрации специфического органического субстрата и растворенного кислорода в почве; ¡хА и \iK - удельные скорости роста азотфнксирующих и конкурирующих микроорганизмов; d л и dK - удельные скорости гибели азотфнксирующих и конкурирующих микроорганизмов; q sa , Ч sk , q fa , Чрк - метаболитические коэффициенты использования органического субстрата и кислорода азотфиксирующими и конкурирующими микроорганизмами; L s и Lp - скорости выделения субстрата и поглощения кислорода почвой и почвенным раствором; Vs и VDS скорости поступления и диффузионного оттока органического субстрата корневых выделений; VP и VR -скорости диффузионного поступления кислорода в ризосферу и его потребления корневой системой. Значения удельных скоростей роста цл и - функции содержания субстрата и кислорода в ризосфере. Метаболитические коэффициенты qsA, qsK, Яра и qPK в свою очередь, представляют собой функции от удельных скоростей роста. Скорости диффузионных потоков VDS, VP и VR определяют через значения коэффициентов диффузии субстрата и кислорода и градиента их концентрации вблизи корневой поверхности. Скорость выделения субстрата корнем Vs задают функцией от времени.

Первое уравнение системы (1) описывает динамику роста популяции азотфнксирующих бактерий, которая в отсутствии миграции микроорганизмов из зоны ризосферы, выражается разностью между скоростью размножения микробов и скоростью их отмирания (Мштеу, 1996). В модели предусмотрено, что в процессе жизнедеятельности почвенные диазотрофы могут менять "путь" своего метаболизма в зависимости от концентрации минерального азота. Математически это положение выражается введением двух слагаемых в первое уравнение системы (1), описывающее динамику роста популяции азотфнксирующих бактерий, метаболизм которых в текущий момент времени вдет по пути усвоения минерального азота. Второе слагаемое опре-

деляет изменение численности азотфшссирующих бактерий, метаболизм которых в текущий момент времени идет по пути биологической фиксации азота. Второе уравнение системы (1) представляет все многообразие почвенных микроорганизмов, не обладающих способностью к азотфиксацни, и являются непосредственными конкурентами за специфический органический субстрат, выделяемый корневой системой. Третье уравнение в модели основано на балансе растворимых соединений углерода в ризосфере. Первое и второе слагаемое этого уравнения отражают потребление органики в ризосфере азот-фиксирующими и конкурирующими с ними микроорганизмами. При записи третьего уравнения в развернутом виде были сделаны следующие дополнительные предположения. Корневая система растений состоит из прямых цилиндров одинакового радиуса г, равномерно покрытых почвой. Считается, что каждый корень окружен цилиндром из почвы, ограниченной изнутри внешней поверхностью корня, а снаружи цилиндром с радиусом Я. Таким образом, слой почвы, для которого происходит моделирование, будет составлять (Я - г). В соответствии с первым законом Фика суммарное количество вещества, пересекающее единичное сечение в единицу времени будет определяться величиной коэффициента диффузии. Тогда третье слагаемое уравнения представляющее поток субстрата из зоны ризосферы за счет диффузии, а поступление субстрата в ризосферу определяется величиной корневых экссудатов и наличием доступной для микроорганизмов фоновой органики почвы. Четвертое уравнение системы (1) описывает скорость изменения парциального давления кислорода в ризосфере. Так как количество использованного почвенной микрофлорой на дыхание кислорода прямо зависит от количества использованного специфического органического субстрата азотфиксирующи-ми бактериями и конкурирующей микрофлорой, то оно сходно с третьим уравнением системы (1).

С помощью представленной математической модели при подстановке эмпирически определяемых параметров могут бьггь получены сведения о размере зоны ризосферы - расстояния, на котором осуществляется влияние корневой системы на почвенную микрофлору. Определено варьирование размеров этой зоны в зависимости от микробиологических и почвенных параметров. Изучены конкурентные взаимоотношения между азотфиксаторами и микроорганизмами, не способными фиксировать молекулярный азот воздуха. Оценена степень влияния на этот процесс изменения параметров модели, учетом большого количества факторов, различной природы. Определены условия оптимального роста и функционирования азотфиксирующей микрофлоры.

Таким образом, представленная нами математическая модель, имити-

рует поведение ассоциативных азотфиксаторов и конкурирующей микрофлоры в ризосфере. Представленная математическая модель описывает конкуренцию двух групп микроорганизмов за два лимитирующих ресурса (органического субстрата и кислорода) и введенной в качестве параметра концентрации азота. Для ассоциативных азотфиксаторов нами предложена функция удельной скорости роста в оригинальном виде, описывающая сложную зависимость интенсивности азотфиксации от уровня кислорода в почве. Несмотря на то, что модель относится к классу точечных моделей в нее входит пространственная координата, варьируя которую можно исследовать пространственное распределение микроорганизмов в ризосфере. Представленная модель может быть использована для оценки поведения новых пггаммов-инокулянгов в почвенных условиях в ризосфере различных растений.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что ризосфера является зоной, в которой происходит адаптация почвенной микрофлоры к условиям, создаваемым активно растущими растениями. В связи с этим характер интеграционных процессов в микробном ценозе ризосферы является важным показателем степени и направленности изменения почвенных условий при возделывании различных сельскохозяйственных культур, и может служить основанием для разработки эквивалентных технологий получения сельскохозяйственной продукции.

2. Установлено, что одним из механизмов влияния растений томатов, пшеницы и райграса на микробиоценоз ризосферы является специфичность состава выделения органических веществ корнями. Состав органических кислот в экссудатах видоспецифичен и стабилен во времени, в то время как по сахарам специфичность отсутствует. На примере растений томата и пшеницы показано, что в процессе вегетации динамика выделения органических кислот и Сахаров в экссудатах различна. Доля органических кислот в выделениях томатов в 3,7 раза больше, чем Сахаров, а в выделениях пшеницы доля органических кислот была в 4,4 раза меньше.

3. Впервые показано, что изменение состава органических соединений питательного раствора при сохранении его энергетической ценности, вызывало коренную перестройку микрофлоры, моделирующей ризосферный микрокосм. Метод проточно-непрерывного культивирования микроорганизмов в почве, представляющий собой наиболее близкий аналог природных открытых систем, позволил определить влияние состава смесей отдельных компонентов корневых экзометаболитов и их суммарного количества на микрофлору в модельных условиях в почве.

4. Предложен метод активной селекции ризобактерий с учетом их ком-племенгарности с корнями растений, с помощью которого из почвы изолирована коллекция бактериальных PGPR штаммов, в большинстве принадлежащих роду Pseudomonas, и обладающих высокой колонизирующей способностью корней и антагонистическими свойствами по отношению к фитопато-генным грибам. Использование данного метода селекции позволило проводить скрининг бактерий для конкретных видов и сортов растений, применяемых в качестве реципиентов отбираемых штаммов.

5. Показано, что при утилизации PGPR штаммами корневых экзомета-болитов состав органики оказывает влияние на эффективность бактериального синтеза ангифунгальных веществ. Максимальное подавление патогенов было отмечено при выращивании бактерий на органических кислотах. Меньшую активность проявляли штаммы, выращенные на среде с сахарами. Ангифуигальная активность бактерий при росте на органических кислотах была более ввдоспецифична и стабильна для различных источников углерода, чем при утилизации Сахаров. Изменение состава доминирующих компонентов в корневых экссудатах у растений может влиять на уровень ангифун-гальной активности одних и тех же PGPR штаммов в ризосфере.

6. Впервые показано, что суммарное количество углерода не всегда играет определяющую роль в азогфиксации свободноживущих бактерий. Молекулярный состав корневых экзометаболигов во. многом обусловливает эффективность процесса азотфиксации, являющегося одним из одним из адаптивных механизмов PGPR штаммов-диазотрофов. В стационарной фазе роста при высокой численности диазотрофов нитрогеназная активность исчезает. Этим фактом может быть объяснено отсутствие в ряде случаев четкой корреляции медузу численностью диазотрофов и их азотфиксирующей активностью.

7. Впервые установлено, что у культурных (гексаплоидных) форм пшеницы общее количество экссудатов в 10 раз повышено по сравнению с дикорастущими (диплоидными) формами, однако численность бактерий в ризосфере по отношению к углероду экссудатов у гексаплоидных форм в 10 -60 раз ниже, чем у диплоидных. Высокая эффективность использования азоспи-риллами корневых экзометаболигов диплоидных сортов для обеспечения энергетических затрат на азотфиксацию в ризосфере может быть связана со спецификой состава корневых экссудатов (повышенным по сравнению с сахарами содержанием органических кислот и низкой концентрацией аминокислот).

8. Впервые определено содержание -L-триптофапа в корневых экссудатах 17 видов растений. Наибольшее содержание триптофана обнарркено в экссудатах редиса. Триптофан корневых экзометаболиггов может менять гормональный статус ризосферы путем ре1улирования биосинтеза ауксинов, как спонтанной почвенной микрофлоры, так и интродуцируемыми PGPR штаммами.

9. Показано, что PGPR-штаммы мохут синтезировать значительное количество ауксинов при наличии L-тршггофана в среде. Биосинтез ауксинов зоне корня лимитируется генетическими и физиолого-биохимическимн свойствами как микросимбионга (бактерии), так и макросимбионта (растения). Способность выделять в ризосферу через экссудаты основного метаболического предшественника ауксинов, является важнейшим фактором, которым через простые биохимические реакции происходит контроль растением своего метаболитического статуса.

10. Разработана математическая модель поведения ассоциативных диа-зотрофов в ризосфере, позволяющая прогнозировать рост микроорганизмов при широком варьировании различных кинетических параметров роста микроорганизмов и почвенных условий. С помощью теоретического анализа поведения микроорганизмов в ризосфере получены зависимости их оптимального развития и высокой конкурентной способности. Представленная модель может быть использована для предварительной опенки поведения штаммов-гаюкулянтов в различных почвенных условиях и ризосфере различных растений.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кравченко Л. В. Применение инструментальных методов анализа при изучении влияния растений на почвенные микроорганизмы // Труды ВНИИ сельхоз. микробиологии. 1980. Т. 49. С.157-166.

2. Берестецкий О. А., Кравченко Л. В. Выделение свободных аминокислот прорастающими семенами злаковых и бобовых растений II Физиол. раст. 1980. Т. 27. № 2. С. 419-422.

3. Берестецкий О. А., Кравченко Л. В., Азарова Т. С. Использование почвенными микроорганизмами летучих выделений прорастающих семян как источник углерода и энергии // Микробиология. 1981. Т. 50. Вып. 5. С. 898902.

4. Берестецкий О. А., Кравченко Л. В., Макарова Н. М. Образование летучих соединений на ранних сроках разложения растительных остатков в почве//Биологические науки. 1981. № 10. С. 92-95.

5. Кравченко JI. В., Макарова Н. М. Влияние растительных остатк* разных сроков разложения на микрофлору почв // V Республиканская конф ренция по проблемам аллелопатии / Тезисы докладов. Киев. Наукова думк 1982. С. 130.

6. Берестецкий О. А., Кравченко JI. В., Макарова Н. М. Расгагельш остатки как энергетический источник для несимбиотической азотфиксации Сельхоз. биология. 1984. Т. 1. С. 69-71.

7. Кравченко Л. В., Фомичева А. П., Берестецкий О. А. Пиролитическ масс-спектрометрия как метод идентификации бактерий, доминирующих комплексах почвенной микрофлоры // Микробиология. 1984. Т. 53. Вып. 3. i 500-507.

8. Кравченко Л. В., Чатска В. Действие летучих метаболитов, образу! щихся при минерализации сидератов в почве // Humus et Planta VII. Vol. Czechoslovakia. 1985. P. 420-423.

9. Кравченко Л. В., Азарова Т. С. Влияние компонентов летучих корн вых выделений на рост грибов рода Fusarium // Фитонциды. Бакгериальш болезни растений / Тезисы докладов. Киев. Наукова думка. 1985. С. 54-55.

10. Кравченко Л. В. Влияние корневых выделений на рост и продукта ность ассоциативных азотфиксаторов // Бюллетень ВНИИ сельскохоз. ми робиологии. 1985. №42. С. 19-23.

11. Берестецкий О. А., Швыгов И. А., Кравченко Л. В. Имитационн модель ассоциативной азотфиксации в ризосфере небобовых культур И Док ВАСХНИЛ. 1986. № 7. С. 6-8.

12. Кравченко Л. В., Макарова Н. М., Берестецкий О. А. Содержал свободных аминокислот в корневых выделениях различных сортов гороха Физиология и биохимия культурных растений. 1987. Т. 19. № 2. С. 181-186.

13. Макарова Н. М., Кравченко Л. В. Изучение динамики роста и азе фиксирующей активности чистых и смешанных культур Azospirillum // Си биотрофные азотфиксаторы и их использование в сельском хозяйстве / Тез сы докладов. Киев. 1987. С. 58.

14. Патыка В. Ф., Ермолина А. В., Кравченко Л. В. Азотфиксирующ активность аэробных бактерий ризосферы риса, возделываемого бессменно в севообороте// Микробиологический журнал. 1987.Т. 49. № 2. С. 27-33.

15. Кравченко Л. В. Энергетические затраты на ассоциативную азотфн еащоо и их обеспечение в ризосфере небобовых растений // Биологичесю азот в сельском хозяйстве СССР. М.: Наука, 1989. С. 99-109.

16. Kravchenko L. V., Makarova N. М. Use of exometabolites by associati nitrogen-fixing microorganisms // Interrelationship between Microorganisms a Plants in Soil / Ed. V. Vancura, F. Kunc. Praha/London, N.Y. Academia/Elsevii 1989. P. 277-281.

17. Азарова Т. С., Кравченко Л. В. Роль генотипа пшеницы в колонк ции корней шпродуцированными диазотрофами // Микроорганизмы - стил:

ляторы и ингибиторы роста растений н животных , Тезисы докладов. 4.1. Ташкент. 1989. С. 9.

18. Кравченко Л. В., Макарова Н. М. Азотфгассирующая активность Azospirillum brasilense, внесенного в почву с растительными остатками // Докл. ВАСХНИЛ. 1990. № 6. С.24-26.

19. Макарова Н. М., Чуваева Н. А., Кравченко Л. В. Изучение серологических свойств бактерий рода Azosirillum // Микробиология. 1991. Т. 60. Вып. 1. С. 132-138.

20. Кравченко Л. В., Боровков А. В., Пшикрил 3. Возможность биосинтеза ауксинов ассоциативными азотфиксаторами в ризосфере пшеницы // Микробиология. 1991. Т. 60. Вып. 5. С 927-931.

21. Kravchenko L., Borovkov A., Makarova N., Tikhonovich I. Signal molecules on initial stages of Rhizobium leguminosarum interaction with pea plant // VIII Eastern Europe Symposium on Biological Nitrogen Fixation. Nitrogeniix-92 /Abstracts. Saratov. 1992. P.23.

22. Кравченко Л. В., Леонова Е. И. Использование триптофана корневых экзометаболитов при биосинтезе индоши-З-уксусной кислоты ассоциативными бактериями//Микробиология. 1993. Т. 62. Вып. 3. С. 435-459.

23. Кравченко Л. В., Макарова Н. М. Кинетика колонизации корневой поверхности злаков при интродукции ассоциативных бактерий // Микробиология. 1993. Т. 62. Вып. 3. С.524-529.

24. Кравченко Л. В., Азарова Т. С., Достанко О. Ю. Влияние корневых экзометаболитов пшеницы с различной плоидностью генома на рост Azospirillum brasilense II Микробиология. 1993. Т. 62. Вып. 5. С.863-868.

25. Kravchenko L. V., Leonova Е. I. Effect of plant genotype on the response of auxin production be associated fixer // BNF Non-Legumes VI International Symposium / Abstracts. Egypt: Cairo University. 1993. P.111.

26. Kravchenko L. V., Azarova T. S. Effect of volatile root exometabolites as a factor influencing selection of rhizosphere microorganism // XV International Botanical Congress / Abstracts. Yokohama, Japan: Congress Center of Pacific. 1993. C. 395.

27. Kravchenko L. V., Leonova E. I., Tikhonovich I. A. Effect of root exudates of non-legume plants on response of auxin production by associated di-azotrophs // Microb. Releases. 1994. Vol. 2. P. 267-271.

28. Tikhonovich I. A., Borisov A. Y., Chvabauskene J. A., Kamardin N. N., Kravchenko L. V. et a1. Plant genetical control at the crucial steps of symbiosis// Nitrogen Fixation: Fundamentals and Applications / Ed. I. A. Tikhonovich et al. The Netherlands: Kluver Academic Publishers. 1995. P. 461-466.

29. Kravchenko L. V., Makarova N. M., Ovtsina A. O. et al. Competitiveness of R. leguminosarum strains in the connection with nod-factor production // Nitrogen Fixation: Fundamentals and Applications / Ed. I. A. Tikhonovich et al. The Netherlands: Kluver Academic Publishers. 1995. P. 313.

30. Kravchenko L. V., Azaiova T. S., Makarova N. M., Leonova E. I. Effect of organic substances exuded from roots of non-legumes on plant control of associated nitrogen fixing bacteria // Nitrogen Fixation: Fundamentals and Applications / Ed. I. A. Tikhonovich et al. The Netherlands: Kluver Academic Publishers. 1995. P.344.

31. Кравченко Л. В., Макарова Н. М., Чуваева Н. А. Эффективность инокуляци ячменя культурой Azospirillum brasilense в зависимости от дозы калийных удобрений // Микробиология. 1996. Т. 65. 1 1. С 125-129.

32. Simons M.s Permentier Н. P., Kravchenko L. et al. Tomato root colonization by P. fluorescens strain WCS365 is not dependent on exudate amino acids and sugars // 8th International Congress Molecular Plant-Microbe Interactions / Abstract book. Knoxville, USA. 1996. E-8.

33. Lugtenberg В., Bij A., Bloemberg G., Chin A Woeng Т., Dekkers L., Kravchenko L. etal. Molecular basis of rhizosphere colonization by Pseudomonas bacteria // Biology of Plant-Mcrobe Interactions / Ed. G. Stacey et al. St. Paul, Minnesota, USA: Int. Society Mol. Plant-Microbe Interect. 1996. P. 433-440.

34. Tikhonovich I. A., Kozhemiakov A. P., Provorov N. A., Kravchenko L. V. Genetic potential of plants for improving the beneficial microbe interaction // Biological Fixation of Nitrogen for Ecology and Sustainable Agriculture / Ed. A. Legocki, H. Bothe, A. Puhler. NATO ASI Series. Vol. G 37. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. 1997. P. 191-194.

35. Lutova L. A., Pavlova Z. В., Malysheva L. V., Kravchenko L. V. Pea (Pisum sativum L.) regeneration and transformation efficiency are highly dependent on plant genotype // Biological Nitrogen Fixation for the 21st Century / Ed. C. Elmerich, A. Condorosi, W. E. Newton. The Netherlands: Kluver Academic Publishers. 1997. P. 329.

36. Pavlova Z. В., Malyshev N. V., Kravchenko L. V. et al. Response of pea {Pisum sativum L.) genotypes to Agrobacterium as a means of probing their endogenous hormone levels U Plant Science. 1998. Vol. 133. P. 167-176.

37. Кравченко Л. В., Бломберг Г., Азарова Т. С., Макарова Н. М., Мул-дерс И., Люгтенберг Б., Тихонович И. А. Защитные свойства ризобакгерий, выделенных методом активной колонизации корней // Микробиология почв и земледелие / Тезисы докладов 13-17 апреля 1998. С. Петербург. 1998. С. 41.

38. Стригуль Н. С., Азарова Т. С., Кравченко Л. В. Математическое моделирование процессов утилизации бактериальной и грибной микрофлорой корневых экзометаболитов в ризосфере // Микробиология почв и земледелие / Тезисы докладов 13-17 апреля 1998. С. Петербург. 1998. С. 122.

39. Барболина И. И.. Кравченко Л. В., Архипченко И. А. Использование триптофана органических удобрений для биосинтеза индолцл-3-уксусной кислоты почвенными микроорганизмами // Сельхоз. биология. 1999. 1 3. С.87-90.

40. Kravchenko L. V., Strigul N. S., Azarova T. S„ Tikhonovich I. A. Experimental and mathematical models of the microbial-plant system in creating new criteria for plant breeding // Eucarpia. October 17-21 1999. St. Petersburg. Russia / Programme and Abstracts. 1999. N. 3-5.

41. Lugtenberg B. J. J., Kravchenko L. V., Simons M. Tomato seed and root exudate sugars: composition, utilization by Pseudomonas biocontrol strains and role in rhizosphere colonization II Environmental Microbiology. 1999. Vol. 1. P. 439-445.

42. Lugtenberg B. J. J., Dekkers L., Bloemberg G., Kravchenko L. et al. Pseudomonas genes and traits involved in tomato root colonisation // Molecular Plant-Microbe Interactions 9th International. Congress/ Book of Abstracts. 1999. SP67. ф ф

43. Wijfies A., Simons M^ravchenko L. еГа1. Sugars and organic acids of tomato seed and root exudate: composition, utilization, biocontrol strains and role in rhizosphere colonization // Molecular Plant-Microbe Interactions 9th International. Congress/ Book of Abstracts. 1999.17.12.

44. Кравченко JX В. Механизмы влияния корневых экзометаболигов на ззаимодействие микроорганизмов с растениями в почве // Тезисы докладов til съезда Докучаевского общества почвоведов. 2000. М.: РАСХН. Кн. 2. С. П.

45. Стригуль Н. С., Кравченко Л. В. Применение методов математического моделирования для оценки выживаемости бактериальных инокулянтов з почве // Тезисы докладов 1П съезда Докучаевского общества почвоведов. 1000. М.: РАСХН. Кн. 2. С. 55.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Кравченко, Лев Витальевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. РИЗОСФЕРА КАК СПЕЦИФИЧЕСКАЯ ЭКОХИ-МИЧЕСКАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ (Обзор литературы).

1.1. Трофические и регуляторные процессы в ризосфере.

1.1.1. Количество корневых экзометаболитов.

1.1.2. Качественный состав корневых экзометаболитов.

1.1.3. Зоны интенсивной экссудации на поверхности корня.

1.1.4. Факторы, влияющие на уровень экссудации.

1.1.5. Энергетическое потребности ризобактерий.

1.1.6. Обмен регуляторными молекулами между растениями и микроорганизмами.

1.2. Микробиологическая экология ризосферы.

1.2.1. Микробиологическая заселенность корневой зоны.

1.2.2. Состав ризосферной микрофлоры.

1.2.3. Влияние растений и микроорганизмов на физико-химические условия в ризосфере.

2. ВЛИЯНИЕ КОМПОНЕНТОВ КОРНЕВЫХ ЭКЗОМЕТАБОЛИТОВ НА РОСТ МИКРОБНЫХ

СООБЩЕСТВ.

2.1. Качественный состав и динамика корневых экзометаболитов различных видов растений.

2.1.1. Материалы и методы.

2.1.2. Томаты (Lycopersicon esculentum).

2.1.3. Пшеница (Triticum aestivum L.).

2.1.4. Райграс (Lolium miiltifloriim).

2.1.5. Видовая специфичность состава экссудатов

Сахаров и органических кислот.

2.2. Рост ризобактерий на индивидуальных соединениях корневых экзометаболитов.

2.2.1. Материалы и методы.

2.2.2. Утилизация органических кислот и Сахаров.

2.3. Формирование комплекса ризосферной микрофлоры в модельных условиях почвенного микрокосма.

2.3.1. Материалы и методы.

2.3.2. Влияние суммарного количества органического вещества.

2.3.3. Влияние качественного состава корневых экзометаболитов.

3. ЗНАЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РИЗОБАКТЕРИЙ С РАСТЕНИЯМИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ФИТОПАТОГЕНОВ.

3.1. Механизмы защитного действия ризобактерий от фитопатогенов (Обзор литературы).

3.1.1. Конкурентные взаимоотношения с ризосферной микрофлорой и фитопатогенами за питательные вещества в почве.

3.1.2. Синтез соединений, обладающих антибиотической активностью.

3.2. Выделение и фенотипическая характеристика бактерий, являющихся антагонистами к фитопатогенным грибам.

3.2.1. Материалы и методы.

3.2.2. Селекция ризобактерий и первичная оценка их антифунгальной активности.

3.2.3. Колонизирующая активность изолятов.

3.3. Роль трофических потребностей бактерий антагонистов в процессе колонизации ризосферы.

3.3.1. Материалы и методы.

3.3.2. Отсутствие корреляции между утилизацией Сахаров штаммами Pseudomonas и их колонизирующей способностью.

3.4. Влияние условий роста ризобактерий на антифунгальную активность.

3.4.1. Материалы и методы.

3.4.2. Влияние состава среды на антифунгальную активность водорастворимых бактериальных метаболитов.

3.4.3. Определение антифунгальных метаболитов в культуральной жидкости PGPR штаммов.

3.4.4. Антифунгальная активность летучих бактериальных метаболитов.

4. РОСТ И НИТРОГЕНАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ ДИА-ЗОТРОФОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОРНЕВЫХ ЭКЗОМЕТАБОЛИТОВ.

4.1. Улучшение минерального питания и водного режима в ризосфере (Обзор литературы).

4.2. Кинетика колонизации корневой поверхности при интродукции ассоциативных бактерий.

4.2.1. Материалы и методы.

4.2.2. Колонизация стерильных корней.

4.2.3. Колонизация корней в почвенных условиях.

4.3. Влияние состава органического вещества на рост и уровень нитрогеназной активности.

4.3.1. Материалы и методы.

4.3.2. Индивидуальные компоненты водорастворимых корневых экссудатов.

4.3.3. Летучие соединения прорастающих семян и корней.

4.4. Влияние генотипа растений на рост и нитрогеназную активность корневых диазотрофов.

4.4.1. Материалы и методы.

4.4.2. Степень использования корневых экссудатов ассоциативными диазотрофами.

4.4.3. Рост Azospirillum brasilense на корневых экзометаболитах пшеницы различной плоидности.

5. ГОРМОНАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ РИЗОБАКТЕРИЯМИ И РАСТЕНИЯМИ.

5.1. Бактериальный синтез ауксинов в почве

Обзор литературы).

5.1.1. Синтез ауксинов ризосферными микроорганизмами.

5.1.2. Действие экзогенных ауксинов на растение.

5.2. Использование корневых экзометаболитов при биосинтезе ауксинов в ризосфере.

5.2.1. Материалы и методы.

5.2.2. Уровень синтеза индольных производных ризобактериями.

5.2.3. Влияние триптофана корневых экзометаболитов.

5.2.4. Фитостимулирующая активность

PGPR штаммов.

6. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БАКТЕРИЙ В

РИЗОСФЕРЕ.

6.1. Математическое моделирование процессов взаимодействия почвенных микроорганизмов и растений (Обзор литературы).

6.2. Имитационная модель динамики численности и активности ассоциативных диазотрофов в зоне корня.

6.2.1. Биологический смысл.

6.2.2. Математическое формулирование.

6.2.3. Расчетные параметры модели.

6.3. Исследование динамики популяций микроорганизмов в ризосфере.

6.3.1. Расчет размера зоны ризосферы.

6.3.2. Конкурентные взаимоотношения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями"

Микроорганизмы являются неотъемлемой и самой реактивной частью любого биогеоценоза (В.И. Вернадский, 1967). Они в процессе своей жизнедеятельности создают условия для развития других высших форм жизни. Как часть биоценоза, микроорганизмы постоянно находятся во взаимодействии со всеми его компонентами и в первую очередь с растениями. Испытывая влияние со стороны растений, микроорганизмы, в свою очередь, также оказывают существенное влияние на их рост и развитие. Познание внутренних механизмов процесса взаимодействия почвенных микроорганизмов с растениями представляет собой проблему, имеющую важнейшее теоретическое и практическое значение. Этот процесс затрагивает глобальные масштабы круговорота органических и минеральных веществ в биогеоценозе и в значительной мере обуславливает накопление пищевых ресурсов, повышает устойчивость растений к патогенам и адаптацию к стрессам, в определенной степени регулирует развитие растений (Звягинцев, 1987).

В почве микроорганизмы подвергаются действию многочисленных внешних факторов. В основном, считается, что на количество, типы и активность почвенных микроорганизмов влияет природа и доступность использования энергетических источников питания, физическая и биологическая характеристика среды обитания и ее условий, т.е. влажности, температуры, аэрации (Виноградский, 1952; Waisel et al., 1996). Влияние отдельных факторов может в значительной степени варьировать в различных участках одной и той же почвы, что обуславливает появление экологических микрониш, условия в которых определяют направление развития микроорганизмов. Только в исключительных случаях набор всех звеньев в микронише является оптимальным для роста микроорганизмов. Микробный ценоз в микронише изменяется в зависимости от смены источников питания, от типов почв, обладающих различными потенциальными возможностями, при этом реакция одних и тех же микроорганизмов не всегда одинакова и зависит от динамики состава и активности всего микробиологического сообщества в почвенной среде. Однако при всем этом всегда, в конце концов, в процессе сукцессии достигается динамическое равновесие, что является результатом взаимодействия среды и микрофлоры (Заварзин, 1974).

В почве можно определить два основных типа микробных ценозов (Lynch, 1990). Первый обнаруживается в почве, удаленной от влияния корней и его существование связано с наличием органических остатков, в основном растительного происхождения. Второй тип ценоза находится в почве; непосредственно примыкающей к поверхности корней - ризосфере и его существование определяется метаболитической активностью корневой системы. Именно микроорганизмы, которые аккумулируются на поверхности корней и в непосредственной к ним близости, оказывают действие на рост и питание растений. Основное наиболее значимое действие ризобактерий заключается в повышении доступности питательных минеральных веществ почвы, фиксации и перевода в доступную форму атмосферного азота, подавление фитопа-тогенной инфекции и гормональное воздействие на рост растения. Это микробное сообщество представлено видами с различными морфологическими, физиологическими и биохимическими свойствами, которые существенно отличаются от свойств микроорганизмов, распространенных за пределами влияния корней (Lynch, 1990; Metting, 1993).

Значение микроорганизмов, обитающих в ризосфере, чрезвычайно велико. Они, с одной стороны, являются активными участниками в круговороте питательных веществ между почвой и растением, синтезируют необходимые для роста физиологически активные соединения и играют существенную роль в биологическом контроле фитопатогенов. С другой стороны, увеличение в ризосфере численности фитотоксической и патогенной микрофлоры, оказывает негативное воздействие на рост растений. Однако, несмотря на важность и разнообразие функций ризосферных микроорганизмов, сведения о закономерностях, определяющих формирование микробиологического ценоза в зоне корня и молекулярных факторах его управления, недостаточны. Изучение законов, управляющих формированием микробиологических сообществ и изменениями, которые происходят в этих сообществах в почве, и особенно в микронишах, является общепризнанным подходом к оценке почвы как своеобразного продукта природы, способного возобновлять запасы питательных веществ для растений (Руссель, 1977).

В нашей работе мы исходили из концепции, утверждающей, что растения способны осуществлять регуляторные функции по отношению к окружающей их корни почвенной среде (Красильников, 1958; Возняковская, 1969; Берестецкий, 1982; Звягинцев и др., 1993; Harley, Russell, 1979; Sarkar et al., 1979; Zobel, 1992). Растения как автотрофы создают органическое вещество в процессе фотосинтеза, почвенные микроорганизмы питаются за счет образующейся органики (Умаров, 1986; Waisel et al., 1996). Благодаря своей высокой биохимической активности эта микрофлора оказывает существенное и в большинстве случаев положительное влияние на рост растений. Таким образом, в почве возникает общность растение - микроорганизмы, позволяющая получить некоторые новые функции, которыми не обладали ее участники раздельно.

В этом аспекте также рассматривается концепция стабильного (sustainable) биологического земледелия, позволяющая определить регулирующие взаимоотношения растений и микроорганизмов в агрофитоценозах и выделить молекулярно - генетические факторы, обеспечивающие эффективное взаимодействие партнеров (Тихонович, Проворов, 1993; Паников, 1998). Н. А.

Красильников (1958) считал, что растения являются самым мощным фактором формирования микробных ценозов почв. Он предполагал, что роль растений более важна, чем географический фактор и основное влияние на формирование микробных ценозов почв оказывают высшие растения и хозяйственная деятельность человека. Однако по этому вопросу получены очень противоречивые экспериментальные данные, что не позволяет до сих пор классифицировать сельскохозяйственные растения не только по их влиянию на численность и состав микроорганизмов в ризосфере, но и по принципам формирования этой микрофлоры (Берестецкий, 1982). Все же по современным представлениям (Звягинцев и др., 1993) растения являются центрами формирования бактериальных сообществ в почве. Живое растение предоставляет для бактерий совокупность специализированных экологических ниш, при этом наиболее тесные взаимосвязи бактерий и растений наблюдаются на листьях и корнях в местах, связанных с интенсивным выделением экссудатов. Растения и микроорганизмы представляют собой целостную систему, функционирование которой осуществляется в результате тесного взаимодействия ее компонентов в условиях значительного влияния почвы. Таким образом, эффективность функционирования ризосферного комплекса в значительной степени зависит от интеграции, в том числе и на генетическом уровне участвующих в нем партнеров.

Большая роль в определении свойств микробного сообщества в ризосфере принадлежит определяемым генотипом растений корневым экзомета-болитам, которые реализуются микроорганизмами в процессе роста корней. Водорастворимые и летучие экзометаболиты, состоящие в основном из низкомолекулярных хорошо доступных для усвоения микрофлорой органических соединений, являются источниками углерода, энергии и физиологически активных веществ для ризосферных микроорганизмов (Stotzky, Schenk,

1976b; Waisel et al., 1996). Интенсивное поступление в ризосферу продуктов фотосинтеза растений создает высокую энергетическую обеспеченность этой зоны (Lynch, 1990). Пути использования дополнительного углерода почвенной микрофлорой и способы влияния на их эффективность являются важной задачей почвенной микробиологии и до настоящего времени не учитываются при создании современных технологий в земледелии.

Для реализации потенциала взаимовыгодной интеграции растений и микроорганизмов, происходящей в ризосфере, и определения степени влияния на эти взаимодействия микробиологического, растительного и почвенного факторов требуется реализация четких экспериментов и теоретических исследований (Тихонович, Проворов, 1993). Решение этих задач требует адекватных экспериментальных и теоретических моделей, в которых результат микробно-растительного взаимодействия может быть достаточно точно измерен, а сама модель разложена на простые составляющие элементы. Изучение развития и контроля биологических популяций и моделирование этих процессов неизбежно носит количественный характер и поэтому связано с использованием математического аппарата (Уильямсон, 1975). Однако в настоящее время комплекс вопросов, связанных с измерением параметров жизнедеятельности микроорганизмов, происходящими в результате выращивания тех или иных растений в почве биохимическими процессами и способами влияния ризобактерий на развитие растений весьма сложен и во многих отношениях еще не выяснен.

Целью данной работы являлось создание новых экспериментальных и теоретических моделей, позволяющих изучать, прогнозировать и регулировать поведение ризобактерий в зоне корня. Разработка этих моделей создает основы для регулирования роста ризобактерий, повышения их активного потенциала и в итоге предлагает пути для конструирования высокопродуктивных, стабильных и экономически оправданных растительно-микробных сообществ.

В процессе выполнения работы ставились следующие задачи:

1. Определить влияние вида растений на специфику роста бактерий в модельных условиях ризосферы. Изучить динамику и молекулярный состав корневых экзометаболитов на ранних стадиях вегетации растений. Определить содержание компонентов водорастворимой фракции корневых экзометаболитов и выяснить их роль в формировании ризосферной микрофлоры.

2. Установить значение корневых экзометаболитов для осуществления ризобактериями защитной функции от фитопатогенов растений. Выделить и идентифицировать новые эффективные штаммы, обладающие антифунгаль-ной активностью, выяснить возможные механизмы их антагонистического действия на фитопатогены и определить оптимальные условия для осуществления защитных функций.

3. Изучить влияние молекулярного состава корневых экзометаболитов на интенсивность ассоциативной азотфиксации. Установить влияние плоид-ности генома на эффективность использования ассоциативными диазотро-фами корневых экзометаболитов пшеницы. Выяснить роль растительного энергетического материала на рост и активность ассоциативных диазотрофов.

4. Выявить роль триптофана корневых экзометаболитов - метаболити-ческого предшественника при биосинтезе ауксинов в ризосфере. Определить уровень экссудации триптофана корнями различных видов растений. Установить интенсивность биосинтеза ауксинов ризобактериями.

5. С помощью метода имитационного моделирования разработать математическую модель поведения микроорганизмов в ризосфере. Рассчитать теоретические параметры роста и функционирования ризобактерий с учетом пластического и энергетического обмена между растениями и микроорганизмами.

Данная работа выполнена во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии, начиная с 1986 года в рамках общесоюзных и общероссийских проектов: "Биологический азот"; Государственной научно-технической программы "Перспективные процессы производства сельскохозяйственной продукции"; отраслевой научно-технической программы "Разработать научные основы формирования агроландшафтов и создать качественно новые зональные системы земледелия для основных природно-сельскохозяй-ственных зон страны". Гранта РФФИ "Изучение генетического контроля и молекулярных механизмов становления бобово-ризобиального симбиоза" №96-04-50361, а также международных грантов: ИНТ АС "Молекулярные основы хозяйской специфичности нового типа ризобиального симбиоза, обладающего высокой эффективностью азотфиксации " № 94-1058; 2-х грантов Организации по проведению научных исследований (NWO, Нидерланды) "Применение ризобактерий в качестве биопестицидов и фитостимуляторов растений в биологическом земледелии" № 047.01.030 и "Повышение эффективности бактериальных инокулянтов для биологического земледелия" № 047.01.007.96.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Кравченко, Лев Витальевич

выводы

4. Предложен метод активной селекции ризобактерий с учетом их ком-плементарности с корнями растений, с помощью которого из почвы изолирована коллекция бактериальных PGPR штаммов, в большинстве принадлежащих роду Pseudomonas, и обладающих высокой колонизирующей способностью корней и антагонистическими свойствами по отношению к фитопато-генным грибам. Использование данного метода селекции позволило проводить скрининг бактерий и конкретных видов и сортов растений, приметаемых в качестве реципиентов отбираемых штаммов.

5. Показано, что при утилизации PGPR штаммами корневых экзометаболитов состав органики оказывает влияние на эффективность бактериального синтеза антифунгальных веществ. Максимальное подавление патогенов было отмечено при выращивании бактерий на органических кислотах. Меньшую активность проявляли штаммы, выращенные на среде с сахарами. Антифунгальная активность бактерий при росте на органических кислотах была более видоспецифична и стабильна для различных источников углерода, чем при утилизации Сахаров. Изменение состава доминирующих компонентов в корневых экссудатах у растений может влиять на уровень антифун-гальной активности одних и тех же PGPR штаммов в ризосфере.

6. Впервые показано, что суммарное количество углерода не всегда играет определяющую роль в азотфиксации свободноживущих бактерий. Молекулярный состав корневых экзометаболитов во многом обусловливает эффективность процесса азотфиксации, являющегося одним из адаптивных механизмов PGPR штаммов-диазотрофов. В стационарной фазе роста при высокой численности диазотрофов нитрогеназная активность исчезает. Этим фактом может быть объяснено отсутствие в ряде случаев четкой корреляции между численностью диазотрофов и их азотфиксирующей активностью.

7. Впервые установлено, что у культурных (гексаплоидных) форм пшеницы общее количество экссудатов в 10 раз повышено по сравнению с дикорастущими (диплоидными) формами, однако численность бактерий в ризосфере по отношению к углероду экссудатов у гексаплоидных форм в 10 -60 раз ниже, чем у диплоидных. Высокая эффективность использования азоспириллами корневых экзометаболитов диплоидных сортов для обеспечения энергетических затрат на азотфиксацию в ризосфере может быть связана со спецификой состава корневых экссудатов (повышенным по сравнению с са-харами содержанием органических кислот и низкой концентрацией аминокислот).

8. Впервые определено содержание L-триптофана в корневых экссудатах 17 видов растений. Наибольшее содержание триптофана обнаружено в экссудатах редиса. Триптофан корневых экзометаболитов может менять гормональный статус ризосферы путем регулирования биосинтеза ауксинов, как спонтанной почвенной микрофлорой, так и интродуцируемыми PGPR штаммами.

9. Показано, что PGPR-штаммы могут синтезировать значительное количество ауксинов при наличии L-триптофана в среде. Биосинтез ауксинов в зоне корня лимитируется генетическими и физиолого-биохимическими свойствами как микросимбионта (бактерии), так и макросимбионта (растения). Способность выделять в ризосферу через экссудаты основного метаболити-ческого предшественника ауксинов является важнейшим фактором, которым через простые биохимические реакции происходит контроль растением своего метаболитического статуса.

10. Разработана математическая модель поведения ассоциативных диазотрофов в ризосфере, позволяющая прогнозировать рост микроорганизмов при широком варьировании различных кинетических параметров роста микроорганизмов и почвенных условий. С помощью теоретического анализа поведения микроорганизмов в ризосфере получены зависимости их оптимального развития и высокой конкурентной способности. Представленная модель может быть использована для предварительной оценки поведения штаммов-инокулянтов в ризосфере различных растений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из проведенных в модельных условиях опытов следует, что корневые экзометаболиты различных видов растений состоят из сложных смесей индивидуальных соединений. Динамика выделения органических веществ специфична для каждого вида растений, при этом соотношение между количеством вещества во фракциях органических кислот и Сахаров, являющихся основными трофическими соединениями для ризосферной микрофлоры, существенно меняется за время вегетации растений. Так, у растений томатов и пшеницы динамика соотношения количества органических кислот к количеству Сахаров имеет диаметрально противоположный характер. Корреляционный анализ данных установил, что состав органических кислот в экссудатах видоспе-цифичен и стабилен во времени, а по составу Сахаров выявлена сильная коррелятивная зависимость для большинства изучаемых видов растений и результаты не являются видоспецифичными. Существенное различие в групповом и индивидуальном составе корневых экссудатов оказывает сильное влияние на формирование специфического микробиоценоза ризосферы. Ризобак-терии неодинаково отзываются на появление в среде различных источников углерода из состава корневых экссудатов. Такой вывод подтверждается изменениями в кинетике роста ризобактерий на средах с органическими кислотами и сахарами и их смесей. Органические кислоты, входящие в состав экссудатов, гораздо эффективнее утилизируются ризобактериями, чем сахара.

В модельных условиях в ризосфере диплоидных сортов пшеницы рост диазотрофов азоспирилл был интенсивнее, чем у гексаплоидных сортов. При этом у диплоидных генотипов в экссудатах намного выше соотношение органических кислот к сахарам. Высокая эффективность использования азоспи-риллами корневых экзометаболитов диплоидных сортов была связана со спецификой состава корневых экссудатов (высокой концентрацией органических кислот) и повышенной степенью их утилизации при обеспечении энергетических затрат на азотфиксацию в ризосфере. Генетически обусловленная адаптивная способность дикорастущих форм (диплоидных) обеспечивать себя всеми необходимыми элементами питания выражается специфичностью их корневых экссудатов, обеспечивающих преимущественное развитие бактерий, продуцирующих биологический азот. У культурных (гексаплоидных) форм пшеницы продуктивность и общее количество экссудатов повышено по сравнению с дикорастущими формами, однако эффективность использования экссудатов ризобактериями снижена. Таким образом, направленная на повышение урожайности селекция растений без учета влияния корневых экзометаболитов могла приводить к снижению сим биотического потенциала.

Основным источником метаболитического предшественника L-триптофана, необходимого для синтеза ауксинов в ризосфере являются корневые экзометаболиты. Растения в чрезвычайно широком диапазоне концентраций способны экссудировать свободный триптофан. Однако содержание триптофана в суммарном количестве выделяемых аминокислот не велико и составляет доли процента. Наблюдается существенное варьирование величины экзогенного триптофана в экссудатах, как между различными видами растений, так и между сортами. Триптофан корневых экзометаболитов может менять гормональный статус ризосферы путем регулирования биосинтеза ауксинов, как спонтанной почвенной микрофлоры, так и интродуцируемых PGPR штаммов. Необходимое условие активного гормонального воздействия ризосферной микрофлоры на растение, состоит в наличие бактериальных штаммов эффективно синтезирующих ауксины на среде, богатой триптофаном. Поэтому для эффективного использования свойства ризобактерий продуцировать ауксины необходимо проводить специальный подбор пар микроорганизм - растение. Способность выделять в ризосферу через экссудаты основного метаболитического предшественника ауксинов, является важнейшим фактором, которым через простые биохимические реакции происходит контроль растением своего гормонального статуса.

Таким образом, растения имеют ряд важнейших свойств, определяющих процесс регулирования деятельности почвенных микроорганизмов. Корневые экзометаболиты и продукты их преобразования служат главным источником питания и энергии для ризосферной микрофлоры. Кроме того, растения оказывают существенное влияние на физические свойства прикорневого слоя почвы, тепловой и водный режим, доступность питательных элементов. Характер интеграционного взаимодействия ризосферной микрофлоры с растениями может трансформироваться в зависимости от вида растений и почвенных условий. Возможным механизмом действия корневых экзометаболитов на формирование ризосферной микрофлоры является их разнообразие, видоспецифичность и различное влияние на развитие почвенной микрофлоры. Выявленные закономерности позволяют предположить, что система ризосферные микроорганизмы - растения значительно меняется по своим свойствам в зависимости от поступления питательных элементов. В этой связи важным для сельскохозяйственного производства является анализ тех свойств системы, применение которых может иметь практически значимый характер.

Метод проточно-непрерывного культивирования микроорганизмов в почве, представляющий собой наиболее близкий аналог природных открытых систем, позволил определить влияние отдельных компонентов корневых экзометаболитов на микроорганизмы непосредственно в почве. Как суммарное количество органического вещества, так и его индивидуальный состав вызывали перестройку микробиологического сообщества в почве. Увеличение концентрации углерода, подаваемого в почву и имитирующего корневые экссудаты, приводило к резкому увеличению численности бактериальной и относительному уменьшению грибной микрофлоры. Также менялось соотношение между отдельными бактериальными группами. Энергетически равнозначные количества индивидуальных органических соединений, входящих в состав корневых экссудатов, вызывали различный эффект при формировании пула ризосферных микроорганизмов. Органические кислоты по сравнению с сахарами существенно в 10-20 раз увеличивали интенсивность роста бактерий. Добавление небольшого количества аминного азота вместо минерального в некоторых случаях резко увеличивало численность бактериальной и грибной микрофлоры. Изменение состава питательного раствора, подаваемого в почву, при сохранении его энергетической ценности, вызывало коренную перестройку микрофлоры моделирующей ризосферный микрокосм.

Одними из наиболее интересными для практического применения являются бактерии, обладающие широкими защитными функциями по отношению к растениям PGPR - штаммы (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria). Для лучшего использования антагонистических свойств и в частности повышения эффективности продуцирования антибиотиков интродуцируемыми PGPR -штаммами следует учитывать зависимость их свойств от состава корневых экссудатов в ризосфере и подбирать сорта растений с благоприятным соотношением индивидуальных компонентов корневых выделений. Разработанный метод активной селекции ризобактерий с учетом их комплементарности с корнями растений дает возможность выделять из почвы бактериальные изо-ляты и проводить скрининг отбираемых штаммов и конкретных сортов растений, применяемых в качестве реципиента. Созданная коллекция ризобакте-риальных штаммов, состояла из грамположительных и грамотрицательных штаммов, последние из которых преимущественно представляли бактерии рода Pseudomonas. Тестирование набора бактериальных изолятов, выделенных методом активной селекции, показало их сильный антифунгальный эффект против широкого круга грибных патогенов. Высокая ферментативная активность изолятов ризобактерий также может играть существенную роль в ограничении роста грибной биомассы в зоне корневой поверхности.

При утилизации PGPR штаммами компонентов корневых экзометаболитов состав органики оказывает влияние на эффективность синтеза анти-фунгальных веществ. Максимальные величины зон подавления патогенов в лабораторных условиях были отмечены при выращивании бактерий на органических кислотах. Меньшую активность исследованные штаммы проявляли при выращивании на средах с сахарами. В случае использования некоторых Сахаров антифунгальная активность вообще не была зарегистрирована. Ан-тифунгальная активность при росте на органических кислотах была видоспе-цифична и стабильна для различных соединений. Антифунгальная активность штаммов при утилизации Сахаров не являлась стабильной и видоспецифич-ной. Изменение динамики состава доминирующих компонентов в экссудатах различных видов растений может влиять на уровень антифунгальной активности одних и тех же PGPR штаммов в ризосфере. Вариабельность биосинтеза антибиотиков сказывается на эффективности антагонистического эффекта для многих интродуцируемых в почву PGPR штаммов. Полученные результаты показали, что биоконтроль осуществляется ризосферными микроорганизмами за счет питательных элементов поставляемых растением. Подробный анализ изменения колонизирующих и антифунгальных свойств под воздействием различных веществ, входящих в состав корневых экссудатов установил, что эти свойства значительно меняются в зависимости от формы, в которой находится основная часть экссудируемого углерода.

Наряду с продуцированием антифунгальных веществ, PGPR штаммы могут препятствовать возникновению и развитию грибной инфекции путем осуществления конкурентных взаимоотношений за источники питания и экологические ниши в зоне ризосферы. Выделенные методом активной селекции ризобактерии обладают высокой колонизирующей активностью, необходимой для эффективной защиты корней от фитопатогенов. Кроме того, все штаммы имеют высокую подвижность, что облегчало их миграцию по корню. Известно, что конкурентные взаимодействия инокулюма штаммов-антагонистов с почвенной микрофлорой могут существенно модифицировать кинетику приживаемости инокулянтов на поверхности корня. Все бактериальные штаммы, выделенные методом активной селекции, были высоко конкурентоспособными. Однако повышенная численность инокулянта, внесенного на поверхность семени, наблюдалась в зоне корня, непосредственно примыкающей к семенам, а с увеличением расстояния от семени численность спонтанных почвенных и интродуцируемых бактерий у молодых растений существенно падала. На начальных этапах колонизации происходит конкуренция бактерий инокулюма со спонтанной микрофлорой, причем градиент численности этих двух групп микроорганизмов направлен во взаимно перпендикулярных направлениях: вдоль корня у инокулянта и перпендикулярно корню у спонтанной почвенной микрофлоры. Конкуренция происходит за свободные трофические ниши на поверхности корня. Результат такой конкуренции определяется уровнем комплиментарности интродуцируемых бактерий к корневым экзометаболитам конкретных видов растений и повышенной скоростью их миграции по поверхности корня и в почвенной среде.

Один из защитных механизмов PGPR штаммов-диазотрофов, связанный с их ростостимулирующим свойством, которым является азотфиксация в ризосфере растений. Ассоциативные диазотрофы получают основную часть необходимой энергии для азотфиксации из корневых экссудатов растений. В процессе эволюции отдельных видов растений и ризосферных микроорганизмов развивались гармоничные взаимоотношения, что привело к различиям в количественном и функциональном составе ризосферных микроорганизмов, в том числе и корневых диазотрофов. Так как процесс азотфиксации весьма энергоемкий, функционирование азотфиксирующих бактерий тесно связано с генотипом растений, количеством и молекулярным составом корневых экссудатов. Активная азотфиксация в чистых культурах ассоциативных диазотрофов происходит в момент наибольшей скорости роста клеток и ограничивается 20 - 50 часами. В стационарной фазе роста при высокой численности диазотрофов нитрогеназная активность исчезает. Этим фактом может быть объяснено отсутствие в ряде случаев четкой корреляции между численностью диазотрофов и их азотфиксирующей активностью. С помощью метода проточно-непрерывного культивирования в почве определено, что интенсивность азотфиксации максимальна в вариантах с использованием в качестве питательного субстрата модельных смесей Сахаров и органических кислот с добавлением незначительного количества аминокислот вместо такого же количества минерального азота. Суммарное количество углерода, прокачиваемого через почву, не всегда играло определяющую роль в азотфиксации сво-бодноживущих бактерий. Молекулярный состав питательных смесей, пропускаемых через почву, может существенно влиять на эффективность использования органического вещества в процессе азотфиксации.

Многие ризосферные микроорганизмы синтезируют гормоны, которые играют важную роль в их взаимодействии с растением. Часть из этих микроорганизмов вступают в мутуалистические взаимоотношения с корнями растений, будучи крайне зависимыми, в своем развитии от питательного субстрата, выделяемого в виде корневых экзометаболитов. Ауксин - индолил-3-уксусная кислота (ИУК) в большинстве случаев является главным компонентом смеси индольных производных бактериальных экзометаболитов. Степень использования синтетического L-триптофана на биосинтез ИУК при определении потенциального уровня ее продуцирования уменьшается с уменьшением концентрации L-триптофана в бактериальной культуральной жидкости. По-видимому, ауксины являются особым классом фитогормонов, биосинтез которых в зоне корня лимитируется генетическими и физиолого-биохимическими свойствами как микросимбионта (бактерии), так и макросимбионта (растения). Такое свойство открывает определенные возможности для селекции растений по принципу содержания триптофана в экссудатах с целью оптимизации микробно-растительных взаимодействий.

Нельзя считать сложную систему такую как ризосфера полностью изученной, если ей не дано количественное описание. В свою очередь для количественного описания системы требуется привлекать различные математические методы. Они преимущественно обеспечивают точное и однозначно воспринимаемое описание системы, и вместе с тем с их помощью удается раскрывать механизмы и зависимости реальных биологических процессов. Математическая модель дает изображение моделируемой системы, поэтому она должна быть похожа на саму биологическую систему, и если система является динамической, то модель должна быть способна имитировать ее изменения. Одна из наиболее важных черт модели состоит в том, что ее можно легче описывать, чем реальную систему. В данной работе предпринята попытка описать изменения численности ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов в ризосфере злаковых растений в зависимости от скорости выделения углеродного субстрата корнями и конкурентных взаимоотношений с нефиксирующей частью ризосферной микрофлоры. В модели предусмотрено, что в процессе жизнедеятельности ассоциативные азотфиксирующие микроорганизмы могут менять "путь" своего метаболизма - использовать молекулярный азот воздуха или же минеральный азот почвы и удобрений. Мы постулировали, что значительное содержание минерального азота в почве стимулирует переход диазотрофов с метаболитического пути фиксации молекулярного азота воздуха на метаболитический путь использования имеющегося в почве минерального азота. Дефицит минерального азота вынуждает азотфиксаторов возвращаться на метаболитический путь использования молекулярного азота воздуха. Процесс перехода бактериальных клеток из одного состояния в другое с одной стороны заключает в себе элементы случайного процесса, а с другой обеспечивает стабильное соотношение между числом микроорганизмов с различными метаболитическими путями усвоения азота, в зависимости от его содержания в почве. Часть микрофлоры при всех этих условиях не обладает азотфиксирующей активностью. Она выступает в роли конкурента с обеими группами диазотрофов за источник углерода в ризосфере. Популяции микроорганизмов в модели, характеризуются кинетическими параметрами роста, определяемые набором коэффициентов.

Разработанная нами математическая модель поведения двух конкурирующих микробных сообществ в ризосфере позволила прогнозировать поведение микроорганизмов при широком варьировании различных кинетических параметров роста микроорганизмов и почвенных условий. Показано, что в ряде случаев лимитирование роста микроорганизмов по азоту и кислороду играет более важную роль, чем лимитирование по органическому субстрату экссудатов. С помощью теоретического анализа поведения микроорганизмов в ризосфере получены зависимости их оптимального развития и высокой конкурентной способности. Представленная модель может быть использована для предварительной оценки поведения разработанных штаммов-инокулянтов в различных почвенных условиях и ризосфере различных растений.

Таким образом, ризосфера является зоной, в которой происходит адаптация почвенной микрофлоры к условиям, создаваемым активно растущими растениями. В связи с этим характер интеграционных процессов в микробном ценозе ризосферы является важным показателем степени и направленности изменения почвенных условий при возделывании различных сельскохозяйственных культур, а, следовательно, может служить основанием для разработки путей их регулирования.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Кравченко, Лев Витальевич, Санкт-Петербург

1. Агрономическая микробиология. Л.: Колос, 1976. 231 С.

2. Азарова Т. С. Корневые выделения злаковых и бобовых культур и их влияние на состав модельного микробиоценоза ризосферы // Дис. . канд. биол. наук. Л.: ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1986.188 С.

3. Белимов А. А., Поставская С. М., Хамова О. Ф. и др. Приживаемость и эффективность корневых диазотрофов при инокуляции ячменя в зависимости от температуры и влажности почвы // Микробиология. 1994. Т. 63. Вып. 5. С. 900-908.

4. Берестецкий О. А. Изучение фитотоксических свойств грибов // Методы экспериментальной микологии. Киев: Наукова думка, 1973.1. С. 165-173.

5. Берестецкий О. А., Кравченко Л. В. Выделение свободных аминокислот прорастающими семенами пшеницы и гороха // Физиол. растений. 1980. Т. 27. №2. С. 419-422.

6. Берестецкий О. А., Кравченко Л. В., Макарова Н. М. Образование летучих соединений на ранних сроках разложения растительных остатков в почве //Биол. науки. 1981. № 10. С.92-95.

7. Берестецкий О.А. Роль культурных растений в формировании микробных сообществ почв // Дис. . докт. биол. наук. Л.: ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1982. 543 С.

8. Берестецкий О.А., Васюк Л. Ф., Элисашвили Т. А. и др. Эффект инокуляции тимофеевки луговой и овсяницы тростниковой диазотрофами из природных азотфиксирующих ассоциаций злаков // Сельхоз. биология. 1985. №3. С. 48-52.

9. Берестецкий О.А., Шерстобоев Н. К., Шерстобоева Е. В., Патыка В. Ф. Модифицированный метод накопительных культур для выделениясимбиотрофных азотфиксирующих микроорганизмов // Микробиол. ж. 1986. Т. 48, № 2, С. 85-88.

10. Бигон М., Харпер Дж., Таундсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества T.l. М.: Мир. 1989. 667 С.

11. Билай В. И. Фузарии. Киев: Наукова думка, 1977. 442 С.

12. Бирюков В. В. Макрокинетические модели много субстратного лимитирования и ингибирования процессов в микробиологических процессах // Лимитирование и ингибирование процессов микробиологического синтеза. Пущино. 1976. С. 18-32.

13. Воронин А. М., Кочетков В. В. Биопрепараты для защиты и стимуляции роста растений на основе бактерий рода Pseudomonas II Защита растений в условиях реформирования АПК: экономика, эффективность, экологичность. СПБ. 1995. С. 292.

14. Варфоломеев С. Д., Калюжный С. В. Биотехнология: Кинетические основы микробиологических процессов. М.: Высшая школа. 1990. 269 С.

15. Васюк Л. Ф. Азотфиксирующие микроорганизмы на корнях небобовых растений и их практическое использование // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР. М.: Наука, 1989. С. 88-98.

16. Васюк Л. Ф., Боровков А. В., Хальчицкий А. Е. и др. Бактерии рода Azospirillum и их влияние на продуктивность небобовых растений // Микробиология. 1989. Т. 58. С. 642-648.

17. Вернадский В. И. Биосфера: Избранные труды по биохимии. М.: Мысль, 1967. 376 С.

18. Виноградский С. Н. Микробиология почвы. М.: Изд-во АН СССР. 1952. 792 С.

19. Возняковская Ю. М. Микрофлора растений и урожай. Л.: Колос, 1969. 238 С.

20. Возняковская Ю. М. Использование метода идентификации бактерий в исследованиях ризосферной микрофлоры и ее роль в жизни растений // Труды ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1980. Т. 49. С. 48-63.

21. Волкогон В. В., Хальчицкий А. Е., Миняйло В. Г. и др. Азотфикси-рующие микроорганизмы корневой зоны райграса и костреца // Микро-биол. журнал. 1991. Т. 53. № 6. С. 3-10.

22. Гамбург К. 3. Биохимия ауксина и его действие на клетки растений. Новосибирск: Наука. 1976. 272 С.

23. Гордеева Т. X. Экологическая оценка влияния агротехнических мероприятий на микробиоценоз ризосферы озимой ржи // Дис. . канд. биол. наук. Д.: ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1998. 136 С.

24. Гочелашвили 3. А. Электронно-микроскопическое изучение корневой микрофлоры цитрусовых растений // Микробиология. 1986. Т. 55. Вып. 5. С. 884-886.

25. Гринева Г. М. О выделении веществ корнями растений при кратковременном анаэробизе // Физиол. раст. 1961. Т. 8. N 6. С. 686-691.

26. Гринева Г. М. Об образовании и выделении спирта корнями растений в анаэробных условиях // Физиол. раст. 1963. Т. 10. N 4. С. 432-440.

27. Гринева Г. М. Накопление и выделение спиртов корнями растений при недостатке кислорода // Докл. АН СССР. 1964. Т. 156. № 5. С. 12251228.

28. Гродзинский А. М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ. Киев: Наукова Думка. 1965. 246 С.

29. Гузев В. С., Иванов П. И. Функциональная структура зимогенной части микробной системы почвы // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1986. № 5. С. 739-746.

30. Дарт П., Дей Д. Несимбиотическая азотфиксация в почве // Почвенная микробиология. М.: Колос, 1979. 316 С.

31. Дорофеев А. Г., Паников Н. С. Эффективность роста микроорганизмов разных экологических стратегий в непрерывных культурах // Микробиология. 1988. Т. 57. Вып. 4. С. 606-614.

32. Дорофеев А. Г., Паников Н. С. Эндогенное дыхание и оборот клеточных компонентов в растущей и нерастущей культуре Pseudomonas fluorescens II Микробиология. 1995. Т. 64. № 5. С. 601-609.

33. Егоров Н. С. Ред. Промышленная микробиология. М.: Высшая школа. 1989. 688 С.

34. Емцев В. Т. Ассоциативный симбиоз почвенных диазотрофных бактерий и овощных культур //Почвоведение. 1994. № 4. С. 74-84.

35. Ермаков Е. И., Степанова О. А. Изучение микроорганизмов ризосферы в ризотроне // Микробиология. 1992. Т. 61. № 5. С. 916-923.

36. Заварзин Г. А. Фенотипическая систематика бактерий. Пространство логических возможностей. М.: Наука, 1974. 142 С.

37. Заварзин Г. А. Микроорганизмы и состав атмосферы // Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979. С. 5-34.

38. Звягинцев Д. Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М.: МГУ. 1973. 176 С.

39. Звягинцев Д. Г., Кожевин П. А., Малахов П. А. Экологические проблемы в почвенной микробиологии // Журн. общей биологии. 1976. Т. 37. N. 5. С. 691-706.

40. Звягинцев Д. Г. Газовая фаза почвы и микроорганизмы // Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979. С. 92-104.

41. Звягинцев Д. Г., Кожевин П. А., Кочкина Г. А., Полянская JI. М. Микробная сукцессия в почве и определение экологических стратегий конкретных популяций // Микробиология. 1981. Т. 50. Вып. 2. С. 353359.

42. Звягинцев Д. Г., Кожевин П. А., Кириллова И. П. Экологическая характеристика ризосферы // Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1982. С. 66-70.

43. Звягинцев Д. Г. Проблема управления азотфиксаторами в ризосфере и ризоплане // Бюл. ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1985. №. 42. С. 6-9.

44. Звягинцев Д. Г. Почва и микроорганизмы. М.: МГУ, 1987. 256 С.

45. Звягинцев Д. Г., Добровольская Т. Г., Лысак Л. В. Растения как центры бактериальных сообществ // Журнал общей биологии. 1993. Т. 54. №2. С. 183-199.

46. Иваница В. А., Кривицкая Т. Н., Багаева О. С. Бактерии рода цито-фага в ризосфере некоторых сельскохозяйственных растений // Тез. докл. 4 Всес. науч. конф., Пущино, 20-24 янв. 1992 / Пущино. 1992. С. 64.

47. Иванов В. П. Растительные выделения и их значение в жизни фитоце-нозов М.: Наука. 1973. 294 С.

48. Иванов В. Н. Энергетика роста микроорганизмов. Киев: Наукова Думка. 1981. 139 С.

49. Иерусалимский Н. Д. Основы физиологии микробов М.: Наука. 1963. 244 С.

50. Калининская Т. А., Рао В. П., Волкова Н. Г., Ипполитов Л. Т. Определение азотфиксирующей активности почвы, занятой под посевами риса, при помощи ацетиленового метода // Микробиология. 1973. Т. 42. С. 483-485.

51. Калининская Т. А., Лаврова В. А. Состав азотфиксирующих бактерий целинных лесных и окультуренных дерново-подзолистых почвах // Микробиология. 1988. Т. 57. № 5. С. 868-873.

52. Калининская Т. А, Миллер Ю. М. Использование изотопа 15N при изучении несимбиотической азотфиксации // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР / Ред. Е. Н. Мишустин. М.: Наука. 1989. С.156-165.

53. Каменева С. В., Муронец Е. М. Генетический контроль процессов взаимодействия бактерий с растениями в ассоциациях // Генетика. 1999. Т. 35. №11. С. 1480-1494.

54. Клевенская И. Л. Фиксация азота атмосферы свободноживущими микроорганизмами // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. 1978. N 5. Вып. 1. С. 16-23.

55. Климашевский Э. Л. Генетический аспект минерального питания растений. М.: Агропромиздат. 1991. 415 С.

56. Колмогоров А. Н. Качественное изучение математических моделей динамики популяций //Проблемы кибернетики. 1972. Вып. 25. С. 100-106.

57. Кондратьева Е. Н., Гоготов И. Н. Молекулярный водород в метаболизме микроорганизмов. М.: Наука. 1981. 342 С.

58. Кожевин П. А. Микробные популяции в природе. М.: МГУ. 1989. 173 С.

59. Кожевин П. А. Динамика микробных популяций в почве // Вестник МГУ. 1992. Сер. 17. № 2. С. 36-56.

60. Костычев С. П. Физиология растений. 2 часть. 1933. M.-JI. Сельхозгиз. 345 С.

61. Кочетков В. В., Лубейковский А. Н., Воронин А. М. Ризосферные псевдомонады для защиты растений от фитопатогенов // Новые направления в биотехнологии. Пущино. 1990. С. 36-37.

62. Красильников Н. Ф. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 463 С.

63. Круглов Ю. В. Некоторые закономерности в реакции почвенной микрофлоры на пестициды // Труды ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1980. Т. 49. С. 95-113.

64. Кунакова А. М. Взаимодействие ассоциативных ризобактерий с растениями при различных агроэкологических условиях // Дис. . канд. биол. наук. Санкт-Петербург: ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1998. 148 С.

65. Кураков А. В., Костина Н. В. Микробная колонизация поверхности корней на ранних стадиях растений // Микробиология. 1997. Т. 66. N 3. С. 394-401.

66. Кураков А. В., Костина Н. В. Сапрофитные микромицеты ризопланы томатов, огурцов, дерново-подзолистой почвы и их способность подавлять фузариозную инфекцию корней // Почвоведение. 1998. № 2. С. 193199.

67. Лилли В., Барнетт Г. Физиология грибов. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1953. 531 С.

68. Лукин С. А., Кожевин П. А., Звягинцев Д. Г. Пространственное распределение азоспирилл в ризосфере ячменя // Микробиология. 1990. Т. 59. №6. С. 1090-1093.

69. Лукин С. А., Прозоров А. А. Конъюгация между азоспириллами в ризосфере ячменя и в почве // Микробиология. 1994. Т. 63. Вып. 2. С. 254247.

70. Максимова И. В., Шакирова Ф. М., Хайруллин Р. М., Безрукова М.

71. В. Гормональный баланс ИУК/АБК в растениях пшеницы при инфицировании септориозом // Микология и фитопатология. 1996. Т. 30. Вып. 3.С. 75-83.

72. Мальцева Н. Н., Волколгон В. В., Надкерничеая Е. В. и др. Азотфик-сирующая активность азоспирилл в ассоциации с растениями некоторых видов злаковых культур // Труды ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1991. Т. 61. С. 66-73.

73. Матвеев Н. М. Основные направления и достижения в развитии алле-лопатии в СНГ после выхода в свет монографии Г. Грюмера и С. И. Чернобривенко // Успехи соврем, биол. 1996. Т. 116. Вып. 1. С. 37-47.

74. Мелентьев А. И., Кузьмина Л. Ю., Галимзянова Н. Ф. Влияние температуры и влажности почвы на колонизацию ризосферы пшеницы бактериями Bacillus cohn., антагонистами фитопатогенов // Микробиология. 2000. Т. 69. №3. С. 426-432.

75. Мергель А. А., Тимченко А. В., Леошко В. А. и др. Потки азота корневых выделений в трансформации азота в почве и в процессе образования "экстра-азота" почвы // Агрохимия. 1992. № 9. С. 3-13.

76. Мергель А. А., Тимченко А. В. Интенсивность процессов, протекающих в ризосфере, под влиянием корневых выделений растений // Сель-хоз. биология. 1998. № 3. С. 92-104.

77. Мишустин Е. Н., Шильникова В. К. Биологическая фиксация атмосферного азота. М.: Наука. 1968. 531 С.

78. Мишустин Е. Н. Микробные ассоциации почвенных типов // Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв / Ред. Добровольский. М.: Наука. 1976. С. 19-41.

79. Муромцев Г. С., Маршунова Г. Н., Павлова В. Ф. Почвенная микрофлора и фосфорное питание растений // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева. 1983. Т. 28. N. 4. С. 22-27.

80. Муромцев Г. С., Герасимова Н. М., Кобрина Н. С., и др. Регуляторы роста растений микробного происхождения // Успехи микробиологии. 1984. М.: Наука. Вып. 19. С. 106-135.

81. Муромцев Г. С., Маршунова Г. Н., Павлова В. Ф., Зольникова Н. В. Роль почвенных микроорганизмов в фосфорном питании растений // Успехи микробиологии. 1985. М.: Наука. Вып. 20. С. 174-198.

82. Най П. X., Тинкер П. Б. Движение растворов в системе почва-растение. М.: Колос. 1980. 365 С.

83. Нерпин С. В., Чудновский А. Ф. Физика почвы. М.: Наука. 1967. 583 С.

84. Нестеренко В. П., Карягина JI. А., Редькина Т. В. Эффективность ассоциативных азотфиксаторов на зерновых и кормовых культурах в условиях Белоруссии // Труды ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1991. Т. 61.С. 66-73.

85. Нетис И. Т. Влияние азотфиксирующей бактерии Flavobacterium L. на урожай и качество зерна озимой пшеницы // Агрохимия. 1989. № 3. С. 56-60.

86. Обручева Н. В. Специфика метаболизма корня // Серия "Физиология растений". Т. 1. Физиология корня. (Итоги науки и техн.). М.: ВИНИТИ АН СССР. 1972. С. 107-163.

87. Одум Ю. Экология. М.: Мир. 1986. Т. 2. 376 С.

88. Озолиня Р. К. (Ред.) Физиология эпифитных и корневых микроорганизмов. Рига: Зинатие. 1979. 152 С.

89. Онищук О. П., Симаров Б. В. Генетическая изменчивость нодуляци-онной конкурентоспособности у клубеньковых бактерий и ее использование в селекции // Генетика. 1995. Т. 31. №3. С. 293-303.

90. Оразова М. X., Полянская JI. М., Звягинцев Д. Г. Гетерогенность корня как среда местообитания микроорганизмов // Микробиология. 1994. №4. С. 706-714.

91. Оразова М. X., Полянская JI. М., Звягинцев Д. Г. Структура микробного комплекса в прикорневой зоне ячменя // Микробиология. 1999. Т. 68. № 1. с. 127-133.

92. Оразова М. X., Бурканова О. А., Полянская JI. М., Звягинцев Д. Г. Влияние фосфора на колонизацию микроорганизмами прикорневой зоны ячменя // Микробиология. 2000. Т. 69. № 3. с. 420-425.

93. Орлов Д. С. Химия почв. М.: МГУ. 1985. 376 С.

94. Павлова В. Ф. Активность растворения фосфатов алюминия и железа микроорганизмами // Сельскохоз. микробиология. 1982. Т. 17. N. 3. С. 321-322.

95. Паников Н. С. Особенности кинетики микробного метаболизма в природных средах // Экологическая роль микробных метаболитов. М.: Изд-во МГУ. 1986. С. 140.

96. Паников Н. С. Синтетическая хемостатная модель как средство описания сложного динамического поведения микроорганизмов // Микробиология. 1991. Т. 60. Вып. 3. С. 431-441.

97. Паников Н. С., Палеева М. В., Дедыш С. Н., Дорофеев А. Г. Кинетические методы определения биомассы и активности различных групп почвенных микроорганизмов // Почвоведение. 1991. №8. С.109-120.

98. Паников Н. С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука. 1992. 311 С.

99. Паников Н. С. Признаки новой парадигмы в почвенно- микробиологических исследованиях агроэкосистем // Микробиология почв и земледелие / Всероссийская конференция 13-17 апреля 1998. Санкт-Петербург: РАСХН-ВНИИСХМ, 1998. С. 5-6.

100. Патыка В. Ф. Использование корневых диазоторофов для повышения урожая зерновых культур на юге Украины // Тр. ВНИИ с.-х. микробиологии. 1989. Т. 59. С. 65-76.

101. Патыка В. Ф. Роль азотфиксирующих микроорганизмов в повышении продуктивности сельскохозяйственных растений // Автореф. дис. докт. биол. наук. Киев. 1992. 47 С.

102. Перт С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир. 1978. 331 С.

103. Печуркин Н. С. Вопросы регуляции скоростей роста микробиологических процессов с позиции ферментативной кинетики, физиологи и динамики популяций // Лимитирование и ингибирование процессов микробиологического синтеза. Пущино. 1976. С. 54-65.

104. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир. 1981.

105. Полянская Л. М., Оразова М. X., Свешникова А. А., Звягинцев Д. Г. Влияние азота на колонизацию микроорганизмами корневой зоны ячменя //Микробиология. 1994а. Т. 63. N 2. С. 308-313.

106. Полянская Л. М., Оразова М. X., Мирчинк Т. Г., Звягинцев Д. Г. Динамика численности и структура микробного комплекса в прикорневой зоне гороха // Микробиология. 1994b. Т. 63. N 2. С. 314-325.

107. Редди Т. К., Худяков Я. П., Боровков А. В. Pseudomonas fluorescens штамм 26-0 продуцент фитотоксических веществ // Микробиология. 1969. Т. 38. Вып. 5. С. 909-913.

108. Редди Т. К., Боровков А. В. Антибиотические свойства 2,4-диацетил хлороглюцинола (2,4-диацетил-1,3,5-тригидробензол), продуцируемого Pseudomonas fluorescens штамм 26-0 // Антибиотики. 1970. Т. 15. С. 1921.

109. Родина Н. А., Солодянкина М. М. Скрининг генотипов ячменя, толерантных к А13+, в условиях водной культуры // Научные основы стратегии адаптивного растениеводства Северо-Востока европейской части России, ч. 2. Киров, 1999. С. 31-39.

110. Редькина Т. В. Механизмы положительного влияния бактерий рода Azospirillum на высшие растения // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР / Ред. Е. Н. Мишустин. М.: Наука. 1989. С. 132-141.

111. Родынюк И. С. Влияние генотипа пшеницы на формирование эффективных ассоциаций с азотфиксирующими микроорганизмами // Бюл. ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1985. N. 42. С. 54-56.

112. Родынюк И. С. Ассоциативная азотфиксация у представителей рода Triticum L. при различном содержании азота в субстрате // Микробиологические исследования в Западной Сибири / Ред. И.Л. Клевенская. Новосибирск. Наука. 1989. С. 116-121.

113. Родынюк И. С., Степаненко И. JL, Коваль С. Ф. Ассоциативная азот-фиксация в ризоценозе изогенных иммунных и короткостебельных линий яровой мягкой пшеницы // Сельскохоз. биол. 1991. № 5. С. 88-94.

114. Романов В. И. Энергетика симбиотической азотфиксации у бобовых и ее связь с фотосинтезом // Молекулярные механизмы усвоения азота растениями / Ред. В. JI. Кретович и др. М.: Наука. 1983. С. 92-121.

115. Руссель С. Микроорганизмы и жизнь почвы. М.: Колос, 1977. 224 С.

116. Рыжова И. М., Умаров М. М. Динамика азотфиксации в луговом биогеоценозе //Почвоведение. 1979. №8. С. 39-42.

117. Садыков Б. Ф. Биологическая азотфиксация в агроценозах. Уфа: БНЦ Уральское отделение АН СССР, 1989. 109 С.

118. Сальников А. И. Влияние температуры и влажности почвы на видовой состав микроорганизмов ризосферы проростков пшеницы // Уч. зап. Пермского ун-та. 1971. N 277. Вып. 5. С. 83-86.

119. Самсонова С. М., Мусина Г. X. Влияние влажности почвы на эпифит-ную и ризосферную микрофлору и эффективность бактеризации семян // Микроорганизмы и высшие растения. Казань, 1978. С. 76-83.

120. Самцевич С. А., Романов С. JI. О химическом составе гелеобразных веществ, продуцируемых кончиками корня кукурузы // Весщ АН БССР Сер. б1ял. навук. 1975. № 6. С. 105-106.

121. Симаров Б. В., Проворов Н. А., Аронштам А. А. и др. Генетические основы селекции клубеньковых бактерий / Ред. Б. В. Симаров. Л.: Агро-промиздат, 1989. 192 С.

122. Смирнов А. М. Рост и метаболизм изолированных корней в стерильной культуре. М.: Наука, 1970. 455 С.

123. Смирнов В. В., Киприанова Е. А. Бактерии рода Pseudomonas. Киев: Наукова Думка, 1990. 259 С.

124. Смирнов В. В., Киприанова Е. А., Бойко О. И. и др. Влияние ионов железа на антифунгальную активность бактерий рода Pseudomonas II Микробиол. журн. 1991. Т. 53. № 3. С. 80-87.

125. Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрем Дж. Мир микробов. Т. 2. М.: Мир. 1979. С. 126-129.

126. Тамбиев А. X. Реакционная способность экзометаболитов растений. М.: МГУ, 1984. 72 С.

127. Тарвис Т. В. Иммобилизация азота почвенной микрофлорой и азотное питание растений // Труды ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1980. Т. 49. С. 82-94.

128. Тихонович И. А., Проворов Н. А. Пути использования адаптивного потенциала систем "растение микроорганизм" для конструирования высокопродуктивных агрофитоценозов // Сельхоз. Биология. 1993. N. 5. С. 36-46.

129. Торнли Дж. Г. М. Математические модели в физиологии растений. Киев. нукова Думка, 1982. 310 С.

130. Трепачев Е. П. К вопросу о вкладе несимбиотической азотфиксации в азотный баланс почвы // Бюлл. ВНИИ с.-х. микробиологии. 1985. № 42. С. 14-16.

131. Уильямсон М. Анализ биологических популяций. М.: Мир. 1975. 271 С.

132. Умаров М. М. Значение несимбиотической азотфиксации в балансе азота в почве // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1982. № 1. С. 92-105.

133. Умаров М. М. Ассоциативная азотфиксация: проблемы и перспективы //Бюл. ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1985. №. 42. С. 9-13.

134. Умаров М. М., Куракова Н. Г., Садыков Б. Ф. Азотфиксация в ассоциациях микроорганизмов с растениями // Минеральный и биологический азот в земледелии СССР / Ред. Е. Н. Мишустин. М.: Наука, 1985. С.205-213.

135. Умаров М. М. Ассоциативная азотфиксация. М.: Наука, 1986. 133 С.

136. Умаров М. М., Коновалова О. Е., Шабаев В. П. Азотфиксация и де-нитрификация в агросистемах на серых и лесных почвах // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР / Ред. Е. Н. Мишустин. М.: Наука, 1989. С. 116-123.

137. Умаров М. М., Бурлуцкая Г. Р., Давидович О. Г., Матвеева Н. Г.

138. Влияние инокуляции бактериями рода Pseudomonas на процессы азотного цикла в ризосфере небобовых растений // Микробиология. 1994. Т. 63. Вып. 2. С. 326-333.

139. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс. 1980.

140. Фролова В. Д., Муронец Е. М., Митронова Т. Н. и др. Мутанты Agrobacterium radiobacter с измененной способностью к азотфиксации и взаимодействию с растением // Микробиология. 1994. Т. 63. Вып. 2. С. 239-246.

141. Хальчицкий А. Е. Приживаемость и эффективность действия бактерий рода Azospirillum при инокуляции сельскохозяйственных растений // Дис. . канд. биол. наук. JL: ВНИИ сельскохоз. микробиологии. 1989. 144 С

142. Холодный Н. Г. Избранные труды. Киев: АН УССР. 1957. Т. 3. С. 287290.

143. Чайлдс У. Физические постоянные. М.: Изд-во физ.-мат. литературы. 1962. 80 С.

144. Чернавский Д. С., Иерусалимский Н. Д. О принципе минимума в кинетике ферментативных реакций // Управляемый биосинтез. М.: Наука. 1966. С. 19-39.

145. Чумаков М. И., Емцев В. Т. Азотфиксирующая микрофлора коневой зоны яровой пшеницы // Биотехнология микроорганизмов в сельском хозяйстве / Сборник ТСХА. М., 1989. С. 3-13.

146. Шакирова Ф. М. Участие фитогормонов и лектина пшеницы в ответе растений на стрессовые воздействия // Автореф. дис. докт. биол. наук. С. Петербург. 1999. 44 С.

147. Шарма П. К., Чахал В. П. С. Влияние акцепторов аминогрупп на образование азотобактером индолилуксусной кислоты из триптофана // Микробиология. 1986. Т. 55. Вып. 6. С. 1041-1043.

148. Afifi A. F. Effect of volatile substances released from Origanum majorana and Ocimum basilicum on the rhizosphere and phyllospere fungi Phaseolus vulgaris II Folia Microbiol. 1978. Vol. 23. P. 399-405.

149. Afifi A. F., Dowidar A. E. Effect of volatile substances released from Origanum majorana and Ocimum basilicum on spore respiration and germination of some soil fungi // Folia Microbiol. 1978. Vol. 23. P. 486-492.

150. Ahl P., Voisard C., De'fago G. Iron-bound siderophores, cyanic acid, and antibiotics involved in suppression of Thielaviopsis basicola by a Pseudomonas fluorescens strain//J. Phytopathol. 1986. Vol. 166. P. 121-134.

151. Ahmad J. S., Baker R. Rhizosphere competence of Trichoderma harzianum //Phytopathology. 1987. Vol. 77. P. 182-189.

152. Aiken R. ML, Smucker A. J. M. Root system regulation of whole plant growth // Annu. Rev. Phytopathol. 1996. Vol. 34. P. 325-346.

153. Albreht S. L., Okon Y., Lonnquist J., Burns R. H. Nitrogen fixation by com-Azospirillum associations in a temperate climate // Crop. Sci. 1981. Vol. 21. P. 301-306.

154. Alexandre G., Jacoud C., Faure D., Bally R. Population dynamics of a motile and non-motile Azospirillum lipoferum strain during rice colonization and motility variation in the rhizosphere // FEMS Microbiol. Ecol. 1996. Vol. 19. P. 271-278.

155. Andrade G., Azcon R., Bethlenfalvay G. J. A rhizobacterium modifies plant and soil responses to the mycorrhizal fungus Glomus mosseae II Appl. Soil Ecol. 1995. Vol. 2. P. 195-202.

156. Angers D. A., Caron J. Plant-induced changes in soil structure: Processes and feedbacks // Biogeochemistry. 1998. Vol. 42. P. 55-72.

157. Astrom В., Gustafsson A., Gerhadson B. Characteristics of a plant deleterious rhizosphere pseudomonad and its inhibitory metabolites // J. Appl. Bacterid. 1993. Vol. 74. P. 20-28.

158. Bacic A., Moody S. F., Clark A. Structural analysis of secreted root slime from maize (Zea mays) // Plant Physiol. 1986. Vol. 80. P. 771-777.

159. Bahme J. В., Schroth M. N. Spatial-temporal colonization patterns of a rhizobacterium on undergrounds organs of potatoes // Phytopathology. 1987. Vol. 77. P. 1093-1100.

160. Balandreau J. Microbiology of association // Canad. J. Microbiol. 1983. Vol. 29. P. 851-859.

161. Balandreau J., Hamad-Fares I. Impotance de la fixation d'azote dans le rhizosphere du riz. Colloque Rhizophere 1974 // Soc. Bot. Fr. 1975. Vol. 122. P. 109-119.

162. Balandreau J., Rinaudo J., Umarov M. et al. Asymbiotic N-fixation in paddy soil // 1st Intern. Symp. on N-fixation in USA. Pullman. 1976. P. 126133.

163. Barber D. A., Gunn К. B. The effect of mechanical forces on the exudation of organic substances by roots of cereal plants grows under sterile condition // New Phitol. 1974. Vol. 73. P. 39-45.

164. Barber D. A., Martin J. K. The release of organic substances by cereal roots into soil //New Phitol. 1976. Vol. 76. P. 69-80.

165. Barber L., Tjerkema J. Evans H. Acetylene-reduction in the root environment of same grasses and other plants in Oregon // Ecoll. Bull. 1978. Vol. 26. P. 366-371.

166. Barclay C. A., Crosse J. E. Population of aerobic bacteria associated with the roots of apple and cherry plant // Appl. Bact. 1974. Vol. 37. P. 475-480.

167. Barea J. M., Navarro E., Montoya E. Production of plant growth regulators by rhizosphere phosphate-solubilizing bacteria // J. Appl. Bacterid. 1976. Vol. 40. P. 129-134.

168. Barker В., Zambrysky p., Staskawicz B. et al. Signaling in plant-microbe interactions // Science. 1997. Vol. 276. P. 726-733.

169. Bartel B. Auxin biosyntesis // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1997. Vol. 48. P. 51-66.

170. Bashan Y., Levanonny H. Current status of Azospirillum inoculation technology: Azospirillum as a challenge of agriculture // Can. J. Microbiol. 1990. Vol. 36. P. 591-608.

171. Bashan Y., Puente M. E., Rodrigues-Mendoza M. N. et al. Soil parameters which affect the survival of Azospirillum brasilense И Azospirillum VI and Related Microorganisms / Ed. I. Fendric et al. NATO ASI Series, 1995. Vol. G37.P. 441-449.

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

173. Bazin M. J., Markham P., Scott E. M., Lynch J. M. Population dynamics and rhizosphere interactions // The rhizosphere / Ed. J.M. Lynch. Chichester, England: John Wiley and Sons Ltd. 1990. P. 99-127.

174. Beck S. M., Gilmore С. M. Role of wheat root exudates in associative nitrogen fixation // Soil. Biol. Biochem. 1983. Vol. 15. P. 33-38.

175. Bekku Y., Kumura M., Ikeda H., Koizumi H. Carbon input from plant through root exudation in Digitaria adscendens and Ambrosia artemisiifolia II Ecol. Res. 1997. Vol. 12. P. 305-312.

176. Belimov A. A., Kunakova A. M., Vasilyeva N. D. et al. Relationship between survival rates of associative nitrogen-fixers on root and yield response of plants to inoculation // FEMS Microbiol. Ecol. 1995. Vol. 17. P. 187-196.

177. Bennett R. A., Lynch J. M. Colonization potential of bacteria in the rhizosphere // Curr. Microbiol. 1981a. Vol. 6. P. 137-138.

178. Bennett R. A., Lynch J. M. Bacteria growth and development in the rhizosphere of gnotobiotic cereal plants // J. Gen. Microbiol. 1981b. Vol. 125. P. 95-102.

179. Bever J. D., Westover К. M., Antonovics J. Incorporating the soil communities into plant population dynamics: the utility of the feedback approach // J. Ecology. 1997. Vol. 85. P. 661-574.

180. Bhattari Т., Hess D. Growth and yield responses of a Nepalese Azospirillum spp. at various levels of nitrogen fertilization // Biol. Fertil. Soil. 1989. Vol. 26. P. 72-77.

181. Biondini M., Klein D. A., Redente E. F. Carbon nitrogen losses through root exudation Agropyron cristatum, A. smithii and Bouteloua gracilis II Soil Biol. Biochem. 1988. Vol. 20. P. 477-482.

182. Bochner B. R., Savegeau M. A. Generalized indicator plate for genetic, metabolic, and taxonomic studies with microorganisms // Appl. Envirom. Microbiol. 1977. Vol. 33. P. 443-444.

183. Boeuf-Tremblau S., Plantereux S., Guckert A. Influence of mechanical impedance on root exudation of maize seedlings at two development stages // Plant Soil. 1995. Vol. 172. P. 279-287.

184. Bokhari U. G., Coleman D. C., Rubink Chemistry of root exudates and rhi-zosphere soils of prairie plants // Can. J. Bot. 1979. Vol. 57. P. 1473-1477.

185. Bolton H., Fredrickson J. K., Elliott L. F. Microbial ecology of the rhizosphere // Soil Microbial Ecology / Ed.: F.B. Meetting, N.Y., Basel, Hong Kong: Marcel Dekker Inc., 1993. P. 27-63.

186. Bowen G. D., Rovira A. D. Are modeling approaches useful in studies of rhizosphere biology? // Modern Methods in the Study of Microbial Ecology / Stockholm, 1973. P. 443-450.

187. Bowen G. D., Theodorou C. Growth of ectomycorrizial fungi around seeds and roots // Ectomycorrizae: Their Ecology and Physiology / New York: Acad. Press, 1973. P. 107-150.

188. Bowen G. D., Rovira A. D. Microbial colonization of plant roots // Ann. Rev. Phytopathology. 1976. Vol. 11. P. 121-144.

189. Bowen G. D. Integrated and experimental approaches to the study of growth of organisms around roots // Soil-Borne Plant Pathogens / Ed. B. Schippers, W. Gams. London: Academic Press, 1979. P. 207-227.

190. Bowen G. D. Misconceptions, concepts and approaches in rhizosphere biology // Contemporary Microbial Ecology / Ed. D. C. Ellwood, J. N. Hedger et al., London: Academic Press, 1980. P. 283-304.

191. Brandl M. Т., Lindov S. E. Environmental signals modulate the expression of indole-3-acetic acid biosynthetic gene in Erwinia herbicola // Mol. Plant-Microbe Inter. 1996. V. 10. P. 499-505.

192. Bratbak G., Dundas I. Bacterial dry matter content and biomass estimation // Appl. and Environ. Microbiol. 1984. Vol. 48. P. 755-757.

193. Brown M. E., Burlingham S. К., Jackson R. M. Studies on Azotobacter species in soil. П. Population of Azotobacter in the rhizosphere and effects of artificial inoculation //Plant Soil. 1962. Vol. 17. P. 320-322.

194. Brown M. E. Plant growth substances produced by microorganisms of soil and rhizosphere // J. Appl. Bacteriol. 1972. Vol. 35. P.443-451.

195. Brown M. E. Soil bacteriostasis limitation in growth of soil and rhizosphere bacteria// Can. J. Microbiol. 1973. Vol. 19. P. 195-199.

196. Brown M. E. Seed and root bacterization // Annu. Rev. Phytopathol. 1974. Vol. 12. P. 181-197.

197. Burg S. P., Burg E. A. Ethylene formation in pea seedlings its relation to the inhibition of bud growth caused by indole-3-acetic acid // Plant Physiol. 1968. Vol. 43. P. 1069-1074.

198. Buyer J. S., Leong J. Iron transport-mediated antagonism between plant growth-promoting plant deleterious Pseudomonas strains // J. Biol. Chem. 1986. Vol. 261. P. 791-794.

199. Campball R., Greaves M. P. Anatomy and community structure of the rhizosphere // The Rhizosphere / Ed. J. M. Lynch, West Sussex: John Wiley & Sons, 1990. P. 11-34.

200. Carlson R. W., Price N. P. J., Stacey G. The biosynthesis of rhizobial lipoo-ligosaccharide nodulation signal molecules // Mol. Plant-Microbe Int. 1994. Vol. 7. P. 684-695.v

201. Catska V., Vrany J. Rhizosphere microflora of wheat after foliar application of chlorocholine, urea, and 4-chloro-2-methylphenoxy-acetic acid // Folia Microbiol. 1976. Vol. 21. P. 268-273.v

202. Catska V. Effect of volatile and gaseous metabolites of germinating pea seeds on micromycetes // Folia Microbiol. 1980. Vol. 25. P. 174-176.

203. Catska V., Vancura V. Volatile and gaseous metabolites released by germinating seeds of lentil and maize cultivars with different susceptibilities to fusariosis and smut // Folia Microbiol. 1980. Vol. 25. P. 177-181.

204. Chalk P. M. The contribution of associative and symbiotic nitrogen fixation to the nitrogen nutrition of non-legumes // Plant Soil. 1991. Vol. 132. P. 29-39.

205. Chan E. C. S., Rouatt J. W. The influence of soil and root extracts on associate growth of selected soil bacteria // Can. J. Microbiol. 1967. Vol. 9. P. 187-191.

206. Chandramohan D., Mahadevan A. Indole acetic acid metabolism in soil // Curr. Sci. 1968. Vol. 37. P. 112-113.

207. Chebotar V., Nakayama Y., Kang U. G., Gaali E. E., Akao S. Use of reporter gws-gene to study the colonization of rice by Azospirillum lipoferum II Soil Microorganisms. 1999. Vol. 53. P. 13-18.

208. Cheng W. X., Johnson D. W. Elevated CO2 rhizosphere processes, and soil organic matter decomposition // Plant Soil. 1998. Vol. 202. P. 167-174.

209. Coley-Smith J. R., Cooke R. C. Survival and germination fungal sclerotia // Annu. Rev. Phytopath. 1971. Vol. 9. P. 65-92.

210. Cook R. J., Barker K. F. The nature and practice of biological control of plant pathogens. St. Paul: American Phytopathology. Society, 1983. 539 P.

211. Cook R. J. Making greater use introduced microorganisms for biological control of plant pathogens // Annu. Rev. Pytopathol. 1993. Vol. 31. P. 53-80.

212. Cotrufo M. F., Gorissen A. Elevated CO2 enhances below-ground С allocation in three perennial grass species at different levels of N availability // New Phitol. 1997. Vol. 137. P. 421-431.

213. Curl E. A., Truelove B. The Rhizosphere. Berlin: Springer-Verlag, 1986. 288 P.

214. Daae E. В., Ison A. P. A simple structural model describing the growth of Streptomyces lividans /I Biotech. Bioengin. 1998. Vol. 58. P. 263-266.

215. Dahm H., Sitek J. M., Strzelczyk E. Synthesis of auxins by bacteria isolated from the roots of pine seedlings inoculated with rusty forest soil // Pol. J. Soil Sci. 1977. Vol. 10. P.131-137.

216. Dakora F. D. Plant flavonoids: biological molecules for useful exploitation // Aust. J. Plant Physiol. 1995. Vol. 22. P. 87-99.

217. Dalton H., Postgate J. R. Growth and physiology of Azotobacter chroococ-cum in continuous culture // J. Gen. Microbiol. 1969. Vol. 56. P. 307-319.

218. Darbyshire J. F., Greaves M. P. Protozoa and bacteria in rhizosphere of Sinapis alba L., Trifolium repens L. and Lolium perenne L. // Can J. Microbiol. 1967. Vol. 13, P. 1057-1068.

219. Darrah P. R. Models of the rhizosphere 1. Microbial population dynamics around a root releasing soluble and insoluble carbon // Plant and Soil. 1991a. Vol. 133. P. 187-199.

220. Darrah P. R. Models of the rhizosphere 2. Quasi three-dimensional simulation of the microbial population dynamics around a root releasing soluble exudates // Plant and Soil. 1991b. Vol. 138. P. 147-158.

221. Dart P. J. Nitrogen fixation associated with non-legume in agriculture // Plant and Soil. 1986. Vol. 90. P. 303-334.

222. De Mot R., Vanderleyden J. Purification of a root-adhesive outer membrane protein of root-colonising Pseudomonas fluorescens IIFEMS Microbiol. Ecol. 1991. Vol. 81. P. 323-328.

223. Dekkers L. C. Isolation and Characterization of Novel Rhizosphere Colonization Mutant of Pseudomonas fluorescense WCS365. Phd Thesis. 1997. Leiden University.

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

225. Dijkstra A. F., Scholten G. H. N., van Veen J. A. Colonization of wheat seedling (Triticum aestivum) roots by Pseudomonas fluorecens and Bacillus subtilis И Biol. Fertil. Soil. 1987a. Vol. 4. P. 41-46.

226. Dijkstra A. F., Govaert J. M., Scholten G. H. N., van Elsas J. D. A soil chamber for studying the bacterial distribution in the vicinity of roots // Soil Biol. Bichem. 1987b. Vol. 19. P. 351-352.

227. Dixon R. A., Lamb C. J. Molecular communication in interactions between plants and microbial pathogens // Annu. Rev. Plant. Phisiol. Plant Mol. Biol. 1990. Vol. 41. P. 339-367.

228. Djordjevic M. A.,Redmond J. W. et al. Clovers secrete specific compounds which either stimulate or repress nod gene expression in Rhizobium trifolii II EMBO J. 1987. Vol. 6. P. 1173-1179.

229. Dobereiner J., Day J., Dart P. Nitrogenase activity and oxygen sensitivity of the Paspalum notatum Azobacter paspalii associations // J. Gen. Microbiol. 1972. Vol. 71. P. 103-116.

230. Dobereiner J. Nitrogen fixation in grass-bacteria associations in the tropics // Isotopes Biol. Dinitrogen Fixat. Proc. Viena. 1978. P. 51-58.

231. Dommergues Y. R., Krupa S. V. (Ed.) Interaction between non-pathogenic soil microorganisms and plants. Amsterdam: Elsevier, 1978. 475 P.

232. Dormaar J. F., Sauerbeck D. R. Seasonal effects of photoassimilated car-bon-14 in the root system of blue grama and associated soil organic matter // Soil Biol. Bichemistry. 1983. Vol. 15. P. 475-579.

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

234. Dorofeyev A. G., Bazin M. J., Lynch J. M., N. S. Panikov N. S. Respiration of Pseudomonas fluorescens as a function of intracellular substrate concentration // Microbiology. 1997. Vol. 142. P. 1605-1613.

235. Drury R. е., Baker R., Griffin G. Calculating the dimensions of the rhizosphere //Phitopathology. 1983. Vol. 73. P. 1351-1354.

236. Ehrhardt D. W., Atkinson E. M., Long, S. R. Depolarization of alfalfa root hair membrane potential by Rhizobium meliloti nod factors // Science. 1992. Vol. 256. P. 998-1000.

237. Elhottova D., Triska J., Santruckova H. et al. Rhizosphere microflora of winter wheat plants cultivated under elevated CO2 // Plant and Soil. 1997. Vol. 197. P. 251-259.

238. Elissa H., Martin A. Bacterial characteristics important to rhizosphere competence // Soil Biol. Biochem. 1991. Vol. 23. P. 717-723.

239. Estabrook E. M., Yoder J. I. Plant-plant communications: rhizosphere signaling between parasitic angiosperms and their hosts // Plant Physiol. 1998. Vol. 116. P. 1-7.

240. Evans H. J., Purohit K., Cantrell M. A. et al. Hydrogen losses and hydro-genases in nitrogen-fixing organisms // Current perspectives in nitrogen fixation Planta Canberra. Australian Academy of Science. 1981. P. 84-89.

241. Fallik E., Okon Y., Epstein E. et al. Identification and quantification of IAA and IBA in Azospirillum 6ra.s7/mse-inoculated maize roots // Soil Biol. Biochem. 1989. Vol. 21. P. 147-153.

242. Fallik E., Sarig S., Okon Y. Morphology and physiology of plant roots associated with Azospirillum II Ed. Y. Okon. London: C.R.C., 1994. P. 77-86.

243. Firmin J. L., Wilson К. E., Rossen L., Johnston A. W. B. Flavonoid activation of nodulation genes in Rhizobium reversed by other compounds present in plants //Nature. 1986. Vol. 324. P. 90-92.

244. Flaishman M., Eyal Z., Voisard C., Haas D. Suppression of Septoria tritici by phenazine or siderophore-deficient mutants of Pseudomonas II Curr. Microbiol. 1990. Vol. 20. P. 121-124.

245. Flora J. R. V., Suidan M. Т., Biswars P. et al., A modeling study of anaerobic biofilm system. 1. Detailed biofilm modeling // Boitech. Bioengin. 1995. Vol. 46. P. 43-43.

246. Francisco G. Т., Tomas H. Т., Francisco A. G., Luis G. B. Appl. Microbiol. Biotechn. 1987. Vol. 25. P. 502-506.

247. Frankenberger W. Т., Brunner W. Method of detection of auxin-indole-3-acetic acid in soil by high performance liquid chromatography // Soil Sci. Soc. 1983. Vol. 47. P.237-241.

248. Frankenberger W. Т., Chang A. C., Arshad M. Response of Raphanus sativus to the auxin precursor, L-tryptophan applied to soil // Plant Soil. 1990. Vol. 129. P.235-241.

249. Frankenberger W. Т., Arshad M. Yield response of watermelon and musk-melon to L-tryptophan applied to soil // Hortic Sci. 1991a. Vol. 26. P.35-37.

250. Frankenberger W. Т., Arshad M. Yield response of Capsicum annuum to the L-tryptophan applied to soil // PGRSA Q. 1991b. Vol. 19. P.231-240.

251. Frankenberger W. Т., Arshad M. Phytohormons in soil: microbial production and function. New York: Marcel Dekker, Inc., 1995. 503 P.

252. Fravel D. R. Role of antibiosis in the biocontrol of plant diseases // Annu. Rev. Phytopathology. 1988. Vol. 26. P. 75-91.

253. Fries N. Effects of volatile organic compounds on the growth and development of fungi // Trans. Brit. Mycol. Soc. 1973. Vol. 60. P. 1-21.

254. Fritzsche C. Degradation of pyrene at low defined oxygen concentrations by a Mycobacterium sp. // Appl. Environ. Microbiol. 1994. Vol. 60. P. 16871689.

255. Foster R. C., Rovira A. D. infrastructure of the wheat rhizosphere // New Phitol. 1976. V. 76. P. 343-352.

256. Foster R. C., Bowen G. D. Plant surface and bacterial growth: The rhizosphere and rhizoplane // Phytopathogenic Prokaryotes / Ed. M.S. Mount, G.H. Lacy, New York: Academic Press. 1982. Vol. 1. P. 159-185.

257. Foster R. C. The biology of the rhizosphere // Ecology and Management of Soil Borne Plant Pathogens / Ed. C.A. Parker et al., St. Paul Minn: Am. Phy-topathol. Soc. 1985. P. 75-79.

258. Foster R. C. The ultrastructure of the rhizoplane and rhizosphere // Ann. Rev. Phytopathol. 1986. Vol. 24. P. 211-234.

259. Fulcherieri M., Frioni L. Azospirillum inoculation on maize (Zea mays): effect on yield in a field experiment in central Argentina // Soil Biol. Biochem. 1994. Vol. 26. P. 921-923.

260. Gaffney T. D., Lam S. Т., Ligon J. et al. Global regulation of expression of antifungal factors by a Pseudomonas fluorescens biological control strain // Mol. Plant-Microbe Interact. 1994. Vol. 7. P. 455-463.

261. Gardner W. K., Parbery D. G., Barber D. A., Swinden L. The acquisition of phosphorus by Lupinus albus L. V. The diffusion of exudates away from roots: a computer stimulation // Plant Soil. 1983. Vol. 72. P. 13-29.

262. Garland J. L., Mills A. L. Classification and characterization of heterotrophic microbial communities on the basis of patterns of community-level-solecarbon-source utilization // Appl. Environ. Microbiol. 1991. Vol. 57. P. 23512359.

263. Garland J. L. Patterns of potential С source utilization of rhizosphere communities // Soil Biol. Biochem. 1996. Vol. 28. P. 223-230.

264. Gerke J., Meyer U. Phosphate acquisition by red mustard on a humic podzol //J. Plant Nutr. 1995. Vol. 18. P. 2409-2429.

265. Gianinazzi-Pearson V., Dumas-Gaudot E., Gollote A. et al. Cellular and molecular defense-related root responses to invasion by arbuscular mycorrhizal fungi // New Phytologist. 1996. Vol. 133. P. 45-57.

266. Gilbert G. S., Parke J. L., Clayton M. K., Handelsman J. Effects of an introduced bacterium on bacterial communities on roots // Ecology. 1993. Vol. 74. P. 840-854.

267. Goudar С. Т., Strevett K. A. Comparison of relative rates of BTEX biodeg-radation using respirometry // J. Industr. Microbiol. Biotechnol. 1998. Vol. 21. P. 11-18.

268. Grappeli A., Rossi W. The effect of phytohormones produced by Arthrobac-ter sp. on the phosphatase activity in plant roots // Folia Microbiol. 1981. Vol. 26. P.137-141.

269. Grayston S. J., Campbell C. D. Functional biodiversity of microbial communities in the rhizosphere hybrid larch and Sitka spruce II Tree Physiol. 1996. Vol. 16. P. 1031-1038.

270. Grayston S. J., Wang S., Cambell C. D., Edwards A. C. Selective influence of plant species on microbial diversity in the rhizosphere // Soil Biol. Biochem. 1998. Vol. 30. P. 369-378.

271. Griffiths B. S., Ritz K., Ebbelewhite N. et al. Ryegrass rhizosphere microbial community structure under elevated carbon dioxide concentration, with observations on wheat rhizosphere // Soil Biol. Biochem. 1998. Vol. 30. P. 315-321.

272. Groleau-Renaud V., Plantureux S., Guckert A. Influence of plant morphology on root exudation of maize subjected to mechanical impedance in hydro-ponic conditions //Plant Soil. 1998. Vol. 201. P. 231-239.

273. Guilfoyle Т., Hagen G., Ulmasov Т., Murfett J. How does auxin turn on genes // Plant Physiol. 1998. Vol. 118. P. 341-347.

274. Gurtler V., Wilson V. A., Mayall В. C. Classification of medically important Clostridia using restriction endonuclease site differences of PCR-amplified 16S rDNA // J. Gen. Microbiol. 1991. Vol. 137. P. 2673-2679.

275. Gutschick V. P. Energetics of microbial fixation of dinitrogen // Microbes and Engineering Aspects. Berlin: Springer Verlag. 1982. P. 109-167.

276. Gutterson N. I., Layton T. J., Ziegle J. S., Warren G. J. Molecular cloning of genetic determinants for inhibition of fungal growth by fluorescent pseudomonas // Phytopathology. 1986. Vol. 165. P. 696-703.

277. Gutterson N. I. Microbial fungicides: recent approaches to elucidating mechanism // Crit. Rev. Biotehnol. 1990. Vol. 10. P. 69-91.

278. Gutterson N. I., Howie W., Suslow T. Enhancing efficacious of biocontrol agents by the use of biotechnology // New Directions in Biocontrol / Baker R., Dunn P. New York: A. R. Liss, 1990. P. 749-765.

279. Haahtela K., Ronkko R., Laakso Т., Korhonen Т. K. Effect of plant growth-promoting enteric bacteria in grasses // Abstr. 2-nd International Workshop on Plant Growth-Promoting Rhizobacteria. Switzerland, 1991. P.125.

280. Haas D., Blumar C., Keel C. Biocontrol ability of fluorescent pseudomonas genetically dissected: importance of positive feedback regulation // Curr. Opinion Biotechnol. 2000. Vol. 11. P. 290-297.

281. Hale M. G., Moore L. D., Griffin G. J. Root exudates and exudation // Interaction Between Non-Pathogenic Soil Microorganisms and Plants / Ed. Y.R. Dommergues, S.V. Krupa. Amsterdam, Elsevier Publ. Co., 1978. P. 163-203.

282. Hale M. G., Moore L. D. Factors effecting root exudations. II: 1970 1978. //Adv. Agron. 1979. Vol. 31. P. 93-124.

283. Hall J. M., Paterson E., Kilham K. The effect of evaluated CO2 concentration and soil pH on the relationship between plant growth and rhizosphere de-nitrification potential // Glob. Change Biology. 1998. Vol. 4. P. 209-216.

284. Haller Т., Stolp M. Qualitative estimation of root exudation of maize plants // Plant Soil. 1985. Vol. 86. P. 207-216.

285. Halverson J., Stacey G. Signal exchange in plant-microbe interactions // Mi-crob. Rev. 1986. Vol. 50. P. 193-225.

286. Harley J. L., Russell R. S. (Ed) The soil-root interface. London: Academic Press, 1979. 448 P.

287. Hartmann A. Fu H., Burns R., H. Influence of amino acids on nitrogen fixation ability and growth of Azospirillum spp. // Appl. Environ. Microbiol. 1988. Vol. 54. P. 87-93.

288. Hartwig U. A., Maxwell C. A., Joseph С. M. et al. Interactions among fla-vonoid nod gene inducers released from alfalfa seed and roots // Plant Physiol. 1989. Vol. 91. P. 1138-1142.

289. Hartwig U. A., Maxwell C. A., Joseph С. M. et al. Chrysoeriol and luteolin released from alfalfa seeds induce nod genes in Rhizobium meliloti II Plant Physiol. 1990. Vol. 92. P. 116-122.

290. Hauter R., Mengel K. Measurement of pH at the root surface of red clover (Trifolium pratense) grown in soil differing in proton buffer capacity // Biol. Fertil. Soils. 1988. Vol. 5. P. 295-298.

291. Hawes M. S., Brigham L. A., Wen F. et al. Function of root border cells in health: Pioneers in the Rhizosphere // Annu. Rev. Phytopathol. 1998. Vol. 36. P. 311-327.

292. Hedley M. J., Nye P. H., White R. E. Plant-induced changes in the rhizosphere of rape (Brassica napus var. Emerald) seedlings. П Origin of the pH change//NewPhytol. 1982. Vol. 91. P. 31-44.

293. Hegazi N. A., Amer H. A., Monib M. Studies on N2 fixating spirilla (Azospirillum ssp.) in Egyptian soils // Rev. Ecol. Biol. Soil. 1980. Vol. 17. P.491-499.

294. Heidstra R., Geurts R., Franssen H. et al. Root hair deformation activity of nodulation factors and their fate on Vicia sativa II Plant Physiol. 1994. Vol. 105. P. 787-797.

295. Heinrich D., Hess D. Chemotactic attraction of Azospirillum lipoferum by wheat roots and characterization of some attractants // Can. J. Microbiol. 1985. Vol. 31. P. 26-31.

296. Helal H. M., Sauerbeck D. R. Effect of plant roots on carbon metabolism of soil microbial biomass // Z. Pflanzenernaehr. Bodenk. 1986. Vol. 149. P. 181188.

297. Hiltner L. Uber neuere Erfahrungen und Problem auf dem Gebeit der Boden-bakteriologie und unter besonderer Berucksichtigung der Grundungung und Brache // Arb Dtsch. Landwirt. Ges. 1904. Vol. 98. P. 59-78.

298. Hirsch A. M. Developmental biology of legume nodulation // New Phytol. 1992. Vol. 122. P. 211-237.

299. Hodge A., Millard P. Effect of elevated CO2 on carbon partitioning and exudate release from Plantago lanceolata seedlings // Physiol. Plant. 1998. Vol. 103. P. 280-286.

300. Hodge A., Paterson E., Grayston S. J. et al. Characterization and microbial utilization of exudate material from the rhizosphere of Lolium perenne grown under C02 enrichment // Soil. Biol. Biochem. 1998. Vol. 30. P. 1033-1043.

301. Hodgson J. F. Contribution of metal-organic comlexing agents to the transport of metals to roots // Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1969. Vol. 33. P. 68-75.

302. Hoffland E. Quantitative evaluation of the role of organic acids exudation in the mobilization of rock phosphate // Plant Soil. 1992. Vol. 140. P. 279-289.

303. Hohnadel D. Meyer J. M. Pyoverdin-facilitated iron uptake among fluorescent pseudomonas // Iron Siderophores, and Plant Diseases / Ed. T. R. Swinburne. New York: Plenum, 1986. P. 119-129.

304. Homma Y. Mechanisms in biological control focused on the antibiotics pyr-rolnitrin // Improving Plant Productivity with Rhizobacteria / Ed. M. H. Ryder, P. V. Stephens, G. D. Bowen. Adelaide, Australia: CSIRO Division of Soil, 1994. P. 100-103.

305. Нога T. S., Baker R. Volatile factor in soil fungistasis // Nature. 1970. Vol. 225. P. 1071-1072.

306. Horvath M. A., Bachem C. W. В., Schell J. et al. Host-specific regulation of nodulation genes in Rhizobium is mediated by plant-signal interacting with nodD gene product // EMBO J. 1987. Vol. 6. P. 841-848.

307. Howell C. R., Stipanovic R. D. Control of Rhizoctonia solani on cotton seedlings with Pseudomonas fluorescens and with an antibiotic produced by the bacterium//Phytopathology. 1979. Vol. 69. P. 480-482.

308. Howie W. J. Factors affecting colonization of wheat roots and suppression of take-all by pseudomonas antagonistic to Gaeumannomyces graminis var. tritici //Ph.D. Dissertation. Wash. State Univ.: Pullman, 1985.

309. Howie W. J., Cook R. J., Weller D. M. Effect of soil matrix potential and soil motility on wheat root colonization by fluorescent pseudomonads suppressive to take-all // Phytopathology. 1987. Vol. 77. P. 286-292.

310. Howie W. J., Matsubara D., Gutterson N., Suslow Т. V. Directed enhancement of biocontrol in Pseudomonas by constitutive antibiotic biosynthesis //Phytopathology. 1989. Vol. 79. P. 1160-1163.

311. Howie W. J., Suslow Т. V. Role of antibiotic synthesis in the inhibition of Py-thum ultimum in cotton spermosphere and rhizosphere by Pseudomonas fluorescens II Mol. Plant-Microbe Interact. 1991. Vol. 4. P. 393-399.

312. Hungaria M., Joseph С. M., Phillips D. A. Rhizobium nod gene inducers exuded naturally from roots of common bean (Phaseolus vulgaris L.) // Plant Phisiol. 1991. Vol. 97, P. 759-764.

313. Hungaria M., Johnston A. W. R., Phillips D. A. Effect of flavonoids released naturally from bean {Phaseolus vulgaris) on яоб/D-regulated gene transcription in Rhizobium leguminosarum bv. Wiciae II Mol. Plant-Microbe Interact. 1992. Vol. 5. P. 199-203.

314. Husain S. S., McKeen W. E. Interaction between strawberry roots and Rhizoctonia fragarie II Phytopathol. 1963. Vol. 53. P. 35-44.

315. Iversen T.-H., Aasheim Т., Pedersen K. Transport and degradation of auxin in relation to geotropism in roots of Phaseolus vulgaris II Physiol. Plant. 1971. Vol.25. P.417-424.

316. Jagnow G. Nitrogen-fixing bacteria associated with graminaceus roots with special reference to Spirillum lipoferum Beijerinck // Z. Pflanzenernahr. und Bodenk. 1979. Vol. 142. P. 399-410.

317. Jabbouri S., Fellay R., Talmont F. et al. Involvement of nodS in N-methylation and nodU in 6-Ocarbamoylation of Rhizobium sp. NGR234 nod factors //J. Biol. Chem. 1995. Vol. 270. P. 22968-22973.

318. Jain D. K., Patriquin D. G. Root hair deformation bacterial attachment and plant growth in wheat Azospirillum associations // Appl. Envirom. Microbiol. 1984. Vol. 48. P. 1208-1213.

319. James D. W., Suslow Т. V., Steinback К. E. Relationship between rapid, firm adhesion and long term colonization of roots by bacteria // Appl. Inv. Microbiol. 1985. Vol. 50. P. 392-398.

320. James D. W., Gutterson N. I. Multiple antibiotics produced by Pseudomonas fluorescens Hv37a and their differential regulation by glucose // Appl. Environ. Microbiol. 1986. Vol. 27. P. 1183-1189.

321. Johonson J. F., Allan D. H., Vance C. P., Weiblen G. Root carbon dioxide fixation by phosphorus-deficient Lupinus albus. Contribution to organic acid exudation by proteoidroots //Plant. Physiol. 1996. Vol. 112. P. 19-30.

322. Johonson N. C., Tilman D., Wedin D. Plant and soil controls on mycorrhizal fungal communities //Ecology. 1992. Vol. 73. P. 2034-2042.

323. Jones D. L., Darrah P. R. Influx and efflux of amino acids from Zea mays L. roots and their implications for N nutrition and the rhizosphere // Plant Soil. 1993. Vol. 155/156. P. 87-90.

324. Jones D. L., Darrah P. R. Role of root derived organic acids in the mobilization of nutrients from the rhizosphere // Plant Soil. 1994. Vol. 166. P. 247257.

325. Jones D. L., Darrah P. R. Re-sorption of organic compounds by roots of Zea mays L. and its consequences in the rhizosphere // Plant Soil. 1996. Vol. 178. P. 153-160.

326. Kampert M., Strelczyk E., Pokojska A. Production of auxins by bacteria isolated from the roots of pine seedlings (Pinus silvestris L.) // Acta Microbiol. 1975. Vol. 7. P. 135-143.

327. Каре R., Parniske M., Brandt S. et al. Isoliquiritigenin, a strong nod gene-and glyceollin resistansce-inducting flavonoid from soybean root exudate // Appl. Environ. Microbiol., 1992, Vol. 56. P.1705-1710.

328. Kapulnik Y., Sarig S., Nur I. et al. Yield increases in summer cereal crops in Israel fields inoculated with Azospirillum II Exper. Agric. 1981. Vol. 17. P. 179-187.

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

330. Kapulnik Y., Joseph С. M., Phillips D. A. Flavone limitation to root nodula-tion and symbiotic nitrogen fixation in alfalfa // Plant Phisiol. 1987. Vol. 84. P. 1193-1196.

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

332. Karamanev D. G, Samson R. High-rate biodegradation of pentachlorophenol by biofilm developed in the immobilized soil bioreactor // Environ. Sci. Techn. 1998. Vol. 32. P. 994-999.

333. Katznelson H., Rouatt J. W. Studies of incidence of certain physiological groups of bacteria in the rhizosphere // Can. J. Microbiol. 1957. Vol. 3. P. 265-269.

334. Katznelson H. Nature and importance of the rhizosphere // Ecology of Soil Borne Plant Pathogens Prelude to Biological Control / Ed. K.Barker, W. C. Snyder. Berkeley: University of California Press. 1965. P. 187-209.

335. Kaunat H. Bildung von Indolderivaten durch rhizospharenspezifische Bak-terien und Aktinomyzeten // Zentralbl. Bakteriol. Abt. 1969. Vol. 11-123. P.501-515.

336. Keel C. U., Schinder M., Maurhofer C. et al. Suppression of root diseases by Pseudomonas fluorescens CHAO: importance of the bacterial secondary metabolites 2,4-diacetylphloroglucinol // Mol. Plant-Microbe Interact. 1992. Vol. 5. P. 4-13.

337. Kempf H.-J., Wolf G. Erwinia herbicola as biocontrol agent of Fusarium culmorum and Puccinia recondita f. sp. triciti on wheat // Phytopathology. 1989. Vol. 79. P. 990-994.

338. Kijne J., Diaz C., Eijsden R. et al. Lectins and Nod factors in Rhizobium-legume symbiosis // Proc. 1-st European Conference on Nitrogen Fixation. Szeged, 1994. P. 106-110.

339. Ют D. H., Misaghi L. J., Fluorescent pseudomonad population in modified rhizosphere atmospheres // Soil Biol. Biochem. 1996. Vol. 28. P. 467-501.

340. King E. O., Ward M. K., Paney D. E. Two simple media for demonstration of pyocianin and fluorescin // J. Lab. Clin. Med. 1954. Vol. 44. P. 301-307.

341. Kinkle В. K., Schmidt E. L. Transfer of pea symbiotic plasmid hJB5JI in nonsterile soil // Appl. Environ. Microbiol. 1991. Vol. 57. P. 3264-3269.

342. Kittell B. L., Helinski D. В., Ditta G. S. Aromatic aminotransferase activity and indolacetic acid production in Rhizobium meliloti II J. Bacterid. 1989. Vol. 131. P. 5458-5463.

343. Kleeberger A., Castorph A. H., Klingmuller W. The rhizosphere microf of wheat and barley with special reference of to gram-negative bacteri Arch. Microbiol. 1983. Vol. 136. P. 306-311.

344. Kloepper J. W., Schroth M. N. Plant growth promoting rhizobacteria on i ishes // Proc. 4th Int. Conference on Plant Pathogenic Bacteria. Angers, li P. 879-882.

345. Kloepper J. W., Leong J., Teintze M., Schroth M. N. Enhanced p growth by siderophores produced by plant growth-promoting rhizobacten Nature. 1980. Vol. 286. P. 885-886.

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

347. Kluepfel D. A. The behavior and tracking of bacteria in the rhizosphei Annu. Rev. Phytopathol. 1993. Vol. 31. P. 441-472.

348. Kosslak R. M., Bookland R., Barkei J. et al. Induction of Bradyrhizob japonicum common nod genes by isoflavones isolated from Glycine ma Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. Vol. 84. P. 7428-7432.

349. Kosslak R. M., Joshi R. S., Bowen B. A. et al. Strain-specific inhibitio nod gene induction in Bradyrhizobium japonicum by flavonoid compoum Appl. Environ. Microbiol. 1990. Vol. 56. P. 1333 1341.

350. Kramanev D. C., Samson R. High-rate biodegradation of pentachlorophi by biofilm developed in the immobilized soil bioreactor // Environ. Sci. T< nol. 1998. P. 994-999.

351. Kroer N., Barklay Т., Sorensen S., Weber D. Effect root exudates and 1 terial metabolic activity on conjugal gene transfer in the rhizosphere < marsh plant // FEMS Microbiol. Ecol. 1998. Vol. 25. P. 375-384.

352. Krupa S., Fries N. Studies on ectomycorrhizae of pine. I. Production of л tile organic compounds // Can. J. Bot. 1971. Vol. 49. P. 1425-1431.

353. Kunc F., Macura J. Decomposition of root exudates in soil // Folia Microbiol. 1966. Vol. 11. P. 239-247.

354. Kurkdjian A. C. Role of the differentiation of root epidermal cells in Nod factor (from Rhizobium meliloti)-induced root-hair depolarization of Medicago sativa II Plant Physiol. 1995. Vol 107. P. 783-790.

355. Laheurte F., Berthelin J. Effect of phosphate solubilizing bacteria on maize growth and root exudation over four levels labile phosphorus // Plant Soil. 1988. Vol. 105. P. 11-17.

356. Lam S. T. Microbial attributes associated with root colonization // UCLA symposia on molecular and cellular biology. 1990. Vol. 112. P. 767-778.

357. Lambers H. Growth, respiration, exudation and symbiotic associations: the fate carbon translocated to the roots // Root Development and Function / Ed.: P.J. Gregory, J.V. Lake, D.A. Rose. Cambridge: Cambridge University Press. 1987. P. 125-145.

358. Lambers H., Simpson R. J., Beihars V. C., Dalling M. J. Translocation and utilization of carbon in wheat (Triticum aestivum) // Phisiol. Plant. 1982. Vol. 56. P. 18-22.

359. Lambert В., Joos H. Fundamental aspects of rhizobacterial plant growth promotion research // Trends Biotechnol. 1989. Vol. 7. P. 215-219.

360. Larson C. G. R., Djordjevic M. A., Rolfe R. G. Rhizobium inoculation induces condition-dependent changes in the flavonoid composition of root exudates from Trifolium subterraneium II Australian J. Plant Phisiol. 1996. Vol. 23. P. 93-101.

361. Larson R. I., Atkinson T. G. A cytogenetic analysis of reaction to common root rot in some hard red spring wheat // Can. J. Bot. 1970. Vol. 48. P. 20592067.

362. Larson R., Neal J. Selective colonization of the rhizosphere of wheat by nitrogen-fixing bacteria // Ecol. Bull. 1978. Vol. 26. P. 331-341.

363. Latour X., Lemanceau P. Carbon and energy metabolism of oxidase-positive saprophytic fluorescent Pseudomonas spp. (Review) // Agronomie. 1997. Vol. 17. P. 427-443.

364. Leben C. Association of Pseudomonas syringae pv. lachrimans and other bacterial pathogens with roots // Phytopathology. 1983. Vol. 73. P.557-581.

365. Lebuhn M., Hartmann A. Method for determination of indole-3-acetic acid and related compounds of L-tryptophan catabolism in soil // J. Chromatogr. 1993. Vol.629. P.255-266.

366. Lee K. J., Gaskins M. H. Increased root exudation of 14C-compounds by sorghum seedling inoculated with nitrogen-fixing bacteria // Plant Soil. 1982. Vol. 69. P. 391-399.

367. Leong J. Siderophores: their biochemistry and possible role in the biocontrol of plant pathogens // Annu. Rev. Phytopathol. 1980. Vol. 24. P. 187-209.

368. Lerouge. P., Roche. P., Faucher. et al. Symbiotic host-specificity of Rhizobium meliloti is determined by a sulphated and acylated glucosamine oligosaccharide signal. Nature (London). 1990. Vol. 344. P. 781-784.

369. Li S. Y., Chen G. H. Modeling the organic removal and oxygen consumption by biofilm in an open-channel flow // Water Sci. Techn. 1994. Vol. 30. P. 5361.

370. Lieberman J. A., Epstein L. Activity of fungistasic compounds from soil // Phytopathology. 1992. Vol. 82. P.147-153.

371. Lieberman J. A., Epstein L. Partial characterization of volatile fungistatic compounds from soil // Phytopathology. 1994. Vol. 84. P.442-446.

372. Lifshitz R., Kloepper J. W., Kozlowski M. et al. Growth promotion of carola (rapeseed) seedling by a strain Pseudomonas putida under gnotobiotic condition // Can. J. Microbiol. 1987. Vol. 33. P. 390-395.

373. Liljeroth E., van Veen J. A., Miller H. J. Assimilate translocation to the rhizosphere of two wheat lines and subsequent utilization by rhizosphere microorganisms at two nitrogen concentration // Soil Biol. Biochem. 1990. Vol. 22. P. 1015-1021.

374. Liljeroth E., Kuikman P., van Veen J. A. Carbon translocation to the rhizosphere of maize and wheat and influence on the turnover of native soil organic matter at different soil nitrogen levels // Plant Soil. 1994. Vol. 161. P. 233-240.

375. Lilley A. K., Fry J. C., Day M. J., Bailey M. J. In situ transfer of exoge-nously isolated plasmid Pseudomonas spp. in sugar beet rhizosphere // Microbiology. 1994. Vol. 140. P. 27-33.

376. Lindsay W. L. Chemical equilibria in soil. New York: John Wiley & Sons. 1979.

377. Linehan D. J., Sinclair A. H., Mitchel M. C. Mobilization of Cu, Mn and Zn in the soil solution of barley rhizosphere // Plant Soil. 1985. Vol. 86. p. 147-149.

378. Lochhead A. G., Chase F. E. Qualitative studies of soil microorganisms. V. Nutritional requirement of the predominant bacterial flora // Soil Sci. 1943. Vol. 55. P. 185-195.

379. Lochhead A. G. The nutritional classification of soil bacteria // Proc. Soc. Appl. Bacteriol. 1952. Vol. 15. P. 15-20.

380. Lochhead A. G. Qualitative studies of soil microorganisms. XV. Capability of predominant bacterial flora for synthesis of various growth factors // Soil Sci. 1957. Vol. 84. P. 395-403.

381. Lockwood J. L., Filonov A. B. Responses of fungi to nutrient-limited condition and inhibitory substances in natural habitats // Adv. Microb. Ecol. 1981. Vol. 5. P. 1-61.

382. Loper J. E., Haack C., Schroth M. N. Population dynamics of soil pseudomonas in the rhizosphere of potato {Solarium tuberosum L.) // Appl. Environ. Microbiol. 1985. Vol. 49. P. 416-422.

383. Loper J. E., Schroth M. N. Influence of bacterial sources of indole-3-acetic acid on root elongation of sugar beet // Phytopathology. 1986. Vol. 76. P.386-389.

384. Loper J. E., Buyer J. S. Siderophores in microbial interaction on plant surface // Mol. Plant-Microbe Interact. 1991. Vol. 4. P. 5-13.

385. Lopez-Lara I. M., van den Berg, J. D. J. Thomas-Oates, et al. Structural identification of the lipo-chitin oligosaccharide nodulation signals of Rhizobium loti II Mol. Microbiol. 1995. Vol. 15. P. 627-638.

386. Lundgren B. Size classification of soil bacteria: effect on microscopically estimated biovolumes // Soil Biol. Biochem. 1984. Vol. 16. P. 283-284.

387. Lugtenberg B. J. J., van Brussel A. A. N. et al. Mechanism of activation of Rhizobium nodD gene // Molecular Genetics of Plant-Microbe Interactions / Ed. R. Palacios, D. P. S. Werma. St. Paul Minn.USA: APS Press. 1988. P. 7983.

388. Lugtenberg B. J. J., de Weger L. A., Bennett J. W. Microbial stimulation of plant growth and protection from disease // Current Opinions in Microbiology. Vol. 2. 1991. P. 457-464.

389. Lugtenberg В. J. J., Dekkers L. C. What makes Pseudomonas bacteria rhizosphere competent //Environ. Microbiol. 1999. Vol. 1. P. 9-13.

390. Lumsden R. D., Carter J. P., Wipps J. M., Lynch J. M. Comparison of biomass and variable propagule measurements in antagonism of Trichoderma harzianum against Pythium ultimum II Soil Biol. Biochem. 1989. Vol. 21.

391. Lynch J. M. Soil biotechnology. Microbiological factors in crop productivity. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1983.191 P.

392. Lynch J. M. The Rhizosphere. Chichester, England: John Wiley and Sons Ltd. 1990. 485 P.

393. Lynn D. G., Chang M. Phenolic signals in cohabitation: implications for plant development // Annu. Rev. Plant Phisiol. 1990. Vol. 41. P. 497-526.

394. Macura J. Continuous flow method in soil microbiology. I. Apparatus. // Folia Microbiol. 1961. Vol. 6. P. 328-334.

395. Macura J., Kunc F. Continuous flow method in soil microbiology. II. Observations on glucose metabolism // Folia Microbiol. 1961. Vol. 6. P. 398-406.

396. Marilley L., Vogt G., Blanc M., Aragno M. Bacteria diversity in the bulk soil and rhizosphere fractions of Lolium perenne and Trifolium repens as revealed by PCR restriction analysis of 16S rDNA // Plant Soil. 1998. Vol. 198. P. 219-224.

397. Markwell M. A., Haas К. S., Bieder L. L., Tolbert N. E. Modification of the Lowry procedure to simplify protein determination in membrane and lipoprotein samples // Anal. Biochem. 1978. Vol. 87. P. 206-210.

398. Marschner H. Mineral Nutrition of Higher Plants. London: Academic Press. 1986.

399. Marschner H., Romheld V. Strategies of plants for acquisition of iron // Plant and Soil. 1994. Vol. 165. P. 261-274.

400. Marschner H. Role of root growth, arbuscular mycorrhiza, and root exudates for the efficiency in nutrient acquisition // Field. Crop. Res. 1998. Vol. 56. P. 203-207.

401. Martens R. Contribution of rhizodeposits to the maintenance and growth of soil microbial biomass // Soil. Biol. Biochem. 1990. Vol.22. P. 141-147.

402. Martens D. A., Frankenberger W. T. On-line solid-phase extraction of soil auxins produced from exogenously-applied tryptophan with ion-suppression reversephase HPLC analysis // Chromatographia. 1991. Vol. 32. P. 417-422.

403. Martens D. A., Frankenberger W. T. Stability of microbial-produced auxins derived from L-tryptophan added to soil // Soil Sci. 1993a. Vol. 155. P. 263271.

404. Martens D. A., Frankenberger W. T. Metabolism of tryptophan in soil // Soil Biol. Biochem. 1993b. Vol. 25. P. 1679-1687.

405. Martens D. A., Frankenberger W. T. Assimilation of exogenous 2-14C-indole acetic acid and 3'-14C-tryptophan exposed to the roots of three wheat varieties //Plant Soil. 1994. Vol. 166. P. 281-290.

406. Martin J. К. Factors influencing the loss organic carbon from wheat roots // Soil. Biol. Biochem. 1977. Vol.9. P. 1-7.

407. Martin J. K., Kemp J. R. Carbon loss from roots of wheat cultivars // Soil Biol. Biochem. 1980. Vol. 12. P. 551-554.

408. Martinez-Drets G., Gallo M., Burpee C. L., Burns R. H. Catabolism of carbohydrate and organic acids by azospirilla // J. Bacteriol. 1984. Vol. 159. P. 80-85.

409. Matzanke B. F. Mossbauer spectroscopy of microbial iron metabolism // Iron Transport in Microbes, Plant Animals / Ed. G. Winkelmann, D. van Helm, J. B. Neilands. Weinhame: Verlagsgesellschaft mbH, 1987. P. 251-284.

410. Mazierski J. Effect of chromium (Cr-VI) on the growth rate of activated sludge bacteria // Water Res. 1995. Vol. 29. P. 1479-1482.

411. McDougall В. M., Rovira A. D. Sites of exudation of 14C-labelled compounds from wheat plants // New Phytol. 1970. Vol. 69. P. 999-1003.

412. McKay I. A., Djordjevic M. A. Production and excretion of Nod metabolites by Rhizobium leguminosarum bv. trifolii are disrupted by the same environmental factors that reduce nodulation in the field // Appl. Env. Microbiol. 1993. Vol. 59. P. 3385-3392.

413. Meharg A. A., Killham K. A novel method of determining root exudates in the presence of soil micro-flora // Plant Soil. 1991. Vol. 133. P. 111-116.

414. Meharg A. A., Killham K. Loss of exudates from the roots of perennial ryegrass inoculated with a range of micro-organisms // Plant Soil. 1995. Vol. 170. P. 345-349.

415. Merckx R., den Hartog A., van Veen J. A. Turnover of root-derived material and related microbial biomass formation in soil of different texture // Soil Biol. Biochem. 1985. Vol. 17. P. 565-569.

416. Merckx R., Dijkstra A., den Hartog A., van Veen J. A. Production of root-derived material and associated microbial growth in soil at different nutrient levels //Biol. Fertil. Soils. 1987. Vol. 5. P. 126-132.

417. Metting F. B. Soil Microbial Ecology: application in agricultural and environmental management. New York: Marcel Dekker, Inc. 1993. 646 P.

418. Meyer J. M., Abdallah M. A. The fluorescent pigment of Pseudomonas fluorescens: biosynthesis, purification and physiochemical properties // J. Gen. Microbiol. 1978. Vol. 107. P. 319-328.

419. Miller H. J., Henken G., van Veen J. A. Variation and composition of bacterial populations in the rhizospheres of maize, wheat and grass cultivars // Can. J. Microb. 1989. Vol. 35. P. 656-660.

420. Minchin P. E. H., McNaugton G. S. Exudation of recently fixed carbon by nonsterile roots // J. Exp. Bot. 1984. Vol. 35. P. 74-82.

421. Mishustin E. N., Emtsev V. T. Anaerobic nitrogen-fixing bacteria of different soil types // Nitrogen fixation by free-living microorganisms. Cambridge: Univ. Press. 1975. P. 29-100.

422. Misra G., Pavlostathis S.G. Biodegradation kinetics of monoterpenes in liquid and soil-slurry systems. // Appl. Microbiol. Biotech. 1997. Vol. 47. P. 572-577.

423. Monod J. The growth of bacterial cultures // Annu. Rev. Microb. 1949. Vol. 3.P. 371-394.

424. Moore A. Non-symbiotic nitrogen fixation in soil and soil-plant system // Soil Fert. 1966. N2. P. 113-128.

425. Morita R. Y. Bioavailability of energy and the starvation state // Starvation in Bacteria / Ed. S. Kjelleberg. New York: Plenum Press. 1993. P. 1-23.

426. Morris D. A., Briant R. E., Thompson P. C. The transport and metabolism of 14C-labelled indoleacetic acid in intact pea seedlings // Planta. 1969. Vol. 89. P. 178-197.

427. Mortensen L. E., Thorneley R. N. F. Structure and function of nitrogenase // Annu. Rev. Biochem. 1979. Vol. 48. P. 387-418.

428. Muller M., Deigele C., Ziegler H. Hormonal interactions in the rhizosphere of maize (Zea mays L.) and their effects on plant development // Z. Pflanzen. Bodenk. 1989. Vol. 152. P. 247-254.

429. Murrey J. D. Mathematical Biology // Biomathematics Vol. 19 / Ed. Levin S. A. N. Y. Springer-Verlag. 1993. 767 P.

430. Myeong-Je Cho, Harper J. E. Effect of inoculation and nitrogen on isofla-vonoid concentration in wild type and nodulation-mutant soybean roots // Plant Physiol. 1991. Vol. 95. p. 435-442.

431. Nairn M. S., Afifi A. F., El-Grindy A. A. Effect of seed and root exudates on some crops as well as their constituents singly, on some soil micromycetes. // Ind. Phytopath. 1979. Vol. 29. P. 412-417.

432. Narayanaswami R., Veerraju V. IAA synthesis in paddy soil as influenced by ammonium sulphate fertilization // Curr. Sci. 1969. Vol. 38. P. 517-518.

433. Neal J. L., Atkinson T. G., Larson R. I. Changes in rhizosphere microflora of spring wheat induced by disomic substitution of a chromosome // Can. J. Microbiol. 1970. Vol. 16. P. 153-158.

434. Neal J. L., Larson R. I., Atkinson T. G. Changes in rhizosphere populations of selected physiological groups of bacteria related to substitution of specific pairs of chromosomes in spring wheat // Plant Soil. 1973. Vol. 39. P. 209-212.

435. Neilands J. B. Microbial iron compounds // Annu. Rev. Biochem. 1981. Vol. 50. P. 715-731.

436. Neilands J. В., Leong S. A. Siderophores in relation to plant growth and disease // Annu. Rev. Plant. Physiol. 1986. Vol. 37. P. 187-208.

437. Neilands J. В., Konopka R., Schwyn B. et al. Comparative biochemistry of microbial iron assimilation // Iron Transport in Microbes, Plants and Animals /

438. Ed. G. Winkelmann, D. van Helm, J. B. Neilands. Weinhaim: Verlagsgesell-schaftmbH, 1987. P. 3-33.

439. Nelson E. В., Chao W-L., Norton J. M. et al. Attachment of Enterobacter cloacae to hyphae of Pythium ultimum: possible role in biological control of Pythium reemergence damping off // Phytopathology. 1986. Vol. 76. P. 321335.

440. Nelson E. B. Exudate molecules initiating fungal responses to seeds and roots //Plant and Soil. 1990. Vol. 129. P. 61-73.

441. Newman E. I. The rhizosphere: carbon sources and microbial populations // Plants, Microbes and Animals / Ed. A. H. Fitter, D. Atkinson, D. J. Read, M. B. Usher. Oxford: Blackwell Scientific Publications. 1985. P. 107-121.

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

443. Nye P. H., Marriott F. H. A theoretical study of the distribution of substances around roots resulting from simultaneous diffusion and mass flow // Plant Soil. 1969. Vol. 30. P. 459-472.

444. Odunfa V. S. A., Oso B. A. Fungal population in rhizosphere and rhizoplane of cowpea// Trans. Brit. Mycol. Soc. 1979. Vol. 73. P. 21-26.

445. Okon Y., Albrecht S. L., Burris R. H. Factors affecting growth and nitrogen fixation of Spirillum lipoferum II J. Bacteriol. 1976. Vol. 127. P. 1248-1254.

446. Orme-Johonson W. H., Davis L. C., Henzl M. T. et al. Components and pathways in biological nitrogen fixation // Recent development in nitrogen fixation / Ed. Newton et al., London, N. Y., Academic Press. 1977. P. 131178.

447. Ortas I. Determination of the extent of rhizosphere soil // Commun. Soil Sci. Plant Anal. 1997. Vol. 28. P. 1767-1776.

448. O'Sullivan D. J., O'Gara F. Traits of fluorescent Pseudomonas spp. involved in suppression of plant root pathogens // Microbiol. Rev. 1992. Vol.56. P. 662676.

449. Parke J. L. Root colonization by indigenous and introduced microorganisms / The Rhizosphere and Plant Growth / Ed. D. L. Keister, P. B. Cregan. Dordrecht, Kluver Academic Publisher. 1991. P. 33-42.

450. Pastorelli R., Gori A., Favilli F. Adhesion of rhizosphere bacteria to roots of maize and wheat // Azospirillum VI and Related Microorganisms / Ed. I. Fen-dric et al. NATO ASI Series, 1995. Vol. G37. P. 543-547.

451. Paul R. E., Johnson С. M., Jones R. L. Studies on secretion of maize root cap slime. I. Some properties of secreted polymer // Plant Physiol. 1975. Vol. 56. P. 300-306.

452. Paulitz Т. С. Effect of Pseudomonas putida on the stimulation of Pythum ul-timum by seed volatile of pea soybean // Phytopathology. 1991. Vol. 81. P. 1282-1287.

453. Payne W. Y. Energy yields and growth of heterotrophs // Ann. Rev. Microb. 1970. Vol. 24. P. 17-23.

454. Pearson R., Parkinson D. The sites of excretion of ninhidrin-positive substances by broad bean seedlings // Plant Soil. 1961. Vol. 13. 391-396.

455. Peters N. K., Frost J. W., Long S. R. A plant flavone, luteolin, induces expression of Rhizobium meliloti nodulation genes // Science. 1986. Vol. 233. P. 977-980.

456. Peters N. K., Long S. R. Alfalfa root exudate and compounds which promote or inhibit induction of Rhizobium meliloti nodulation genes // Plant Physiol. 1988. Vol. 88. P. 396-400.

457. Picket-Heaps J. D. Further ultrastructural observation on polysaccharide localization in plant cell // J. Cell Sci. 1968. Vol. 3. P. 55-64.

458. Pierson L. S., Thomashow L. S. Cloning and heterologous expression of the phenazine biosynthetic locus from Pseudomonas auerofacient II Mol. Plant-Microbe Interact. 1993. Vol. 5. P. 330-339.

459. Pirt S. J. A kinetic study of the mode of growth of surface colonies of bacteria and fungi // J. Gen. Microbiol. 1967. Vol. 47. P. 55-64.

460. Plhak F., Helan J. Action of volatile substances liberated from couch grass // Biol. Plant. 1965. Vol. 7. P. 368-197.

461. Polonenko D. R., Mayfield С. I., Dumbroff E. B. Microbial responses to salt-induced osmotic stress. IY. A model of a root region // Plant Soil. 1984. Vol. 80. P. 363-371.

462. Prikryl Z., Vancura V. Root exudates of plants. VI: Wheat root exudation as dependent on growth, concentration gradient of exudates and presence of bacteria // Plant Soil. 1980. Vol. 57. 69-84.

463. Prikryl Z., Vancura V., Wurst M. Auxin formation by rhizosphere bacteria as a factor of root growth // Biol. Plant. 1985. Vol. 27. P. 159-163.

464. Prinsen E., Costacurta A., Michiels K. et al. Azospirillum brasilense in-dole-3-acetic acid biosynthesis: evidence for non-tryptophan depended pathway // Mol. Plant-Microbe Inter. 1993. Vol. 6. P. 609-615.

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

466. Rai R. Aluminum-tolerant strains of Azospirillum brasilense and their associative nitrogen fixation with figer millet genotypes in an acid soil // J/ Gen. Appl. Microbiol. 1991. Vol. 37. P. 9-24.

467. Ramirez-Oliveras G., Stutte C. A., Orengo-Santiago E. Hydrogen ion efflux differences in soybean roots associated with yields // J. Agric. Univ. P. R.1997. Vol. 81. P. 159-180.

468. Ramos C., Molbak L., Molin S. Bacterial activity in the rhizosphere analyzed at the single-cell level by monitoring ribosome contents and synthesis rates // Appl. Environm. Microbiol. 2000. Vol. 66. P. 808-809.

469. Rao A. S. Root flavonoids // Botanical Review. 1990. Vol. 56. P. 1-84.

470. Rao K. P. S., Arunachalam V., Tilak К. V. Genotype-dependent response to Azospirillum treatment in yield and nitrogenase activity in Brassia juncea L. // Indian Curr. Sci. 1990. Vol. 59. P. 607-609.

471. Raymond R. N., Muller G., Matzangke F. Complexation of iron by siderophores. A review of their solution and structural chemistry and biological function // Top. Curr. Chem. 1984. Vol. 123. P. 49-102.

472. Relic В., Taimont F., Kopcinska J. et al. Biological activity of Rhizobium sp. NGR234 Nod-factors on Macroptilium atropurpureum II Mol. Plant-Microbe Int. 1993. Vol. 6. P. 764-774.

473. Rengel Z., Ross G., Hirsch P. Plant genotype and micronutrient status influence colonization of wheat roots by soil bacteria // J. Plant Nutr. 1998. Vol. 21. P. 99-113.

474. Rennie R. J., Larson R. I. Dinitrogen fixation associated with disomic chromosome substitution lines of spring wheat // Can. J. Bot. 1979. Vol. 57. P. 2771-2775.

475. Rennie R. J. A single medium for the isolation of acetylene-reducing (dinitro-gen-fixing) bacteria from soils // Can. J. Microbiol. 1981. Vol. 27. P. 8-14.

476. Richards B. Nitrogen fixation in the rhizosphere of conifers // Soil Biol, and Biochem. 1973. Vol.5. N 2. P.149-152.

477. Riviere J., Chalvignac M. La rhizososphere // La vie dans les sols. Paris. 1971. P. 391-413.

478. Robson R. L., Postgate J. R. Oxygen and hydrogen in biological nitrogen fixation // Annu. Rev. Microibiol. 1980. Vol. 34. P. 183-207.

479. Roche P., Debelle F., Maillet F. Molecular basis of symbiotic host specificity in Rhizobium meliloti: nodR and nodPQ genes encode the sulfation of lipooli-gosaccharide signals // Cell. 1991. Vol. 67. P 1131-1143.

480. Romine M., Baker R. Soil fungistasis: Evidence for inhibitory factor // Phytopathology. 1973. Vol. 63. P. 756-759.

481. Rossi W., Grappelli A., Pietrosanti W. Phytohormones in soil after atrazine application // Follia Microbiol. 1984. Vol. 29. P. 325-329.

482. Rouatt J. W. Initiation of rhizosphere effect // Can. J. Microbiol. 1959. Vol. 5. P. 67-71.

483. Rouatt J. W., Katznelson H. A study of the bacteria on the root surface and in the rhizosphere soil of crop plants // J. Appl. Bacterid. 1961. Vol. 24. P. 164-171.

484. Rovira A. D. Plant root excretion in relation to the rhizosphere effect. П. // Plant Soil. 1956. Vol. 7. P. 195-208.

485. Rovira A. D. Plant root exudates // Bot. Rev. 1969. Vol. 35. P. 35-57.

486. Rovira A. D. Zones of exudation along plant roots and spatial distribution of microorganisms in the rhizosphere // Pestic. Sci. 1973. Vol. 4. P. 361-366.

487. Ruiz-Argueso Т., Emerick D. W., Evans H. J. Characteristics of the H2 oxidizing system in soybea nodule bacteroids // Arch. Microbiol. 1979. Vol. 121. P. 113-118.

488. Russell R. S. Plant Root Systems. Their function and interaction with soil. London: McGraw-Hill, 1977. 298 P.

489. Rossi W., Grappelli A., Pietrosanti W. Phytohormons in soil after atrazine application // Folia Microbiol. 1984. Vol. 29. P.325-329.

490. Ryder D. N., Sinclair C. G. Model for growth of aerobic microorganisms under oxygen limiting conditions // Biotech. Bioengin. 1972. Vol. 14. P. 787798.

491. Sadowsky M. J.,Olson E. R., Foster V. E. et al. Two host-inducible genes of Rhizobium fredii and characterization of the inducing compound I I J. Bacterid. 1988. Vol. 170. P. 171-178.

492. Saghir A. R., Mann L. K., Yamaguchi M. Composition of volatiles in Allium as related to habitat, stage of growth, and plant part // Plant Physiol. 1965. Vol. 40. P. 681-685.

493. Salmone I. A. de, Dobereiner J. Maize genotype effects on the response to Azospirillum inoculation // Biol. Fertil. Soil. 1996. Vol. 21. P. 193-196.

494. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. A. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory. 1989. N.Y. Cold Spring Harbor.

495. Sanjuan J., Grob P., Gottfert M., et al. NodW is essential for full expression of the common nodulation genes in Bradyrhizobium japonicum // Mol. Plant-Microbe Interact. 1994. Vol. 7. P. 364-369.

496. Sarig S., Blum A., Okon Y. Improvement of water status and yield of field-grown grain sorghum {Sorghum bicolor) by inoculation with A. brasilense II J. Agric. Sci. (Cambridge) 1988. Vol. 110. P. 271-277.

497. Sarkar A. N., Jenkins D. A., Wyn Jones R. G. Modification to mechanical and mineralogical composition of soil within the rhizosphere // The Soil Root Interface / Ed. J.L. Harley, R. Scott Russel, New York: Academic Press. 1979. P. 125-136.

498. Sarwar M., Frankenberger W. T. Influence of L-tryptophan and auxins applied to the rhizosphere on the vegetative growth of Zea mays L. // Plant Soil. 1994. Vol. 160. P. 97-104.

499. Sauerberg D. R., Johnen B. G. Root formation and decomposition during plant growth // Soil Organic Matter Studies / Vienna: IAEA. 1977. Vol. 1. P. 141-148.

500. Sauerberg D. R., Nonnen S., Allard J.-L. Assimilateverbrauch und-umsaltz in Wurzelraum in Abhangigkeit von Pflanzenart une Ansucht // Landwirtsch. Forsch. 1981. Vol. 37. P. 207-216.

501. Schank S. C., Weier K. L., McRac I. C. Plant yield and nitrogen content of digit grass in response to Azospirillum inoculation // Appl. Environ. Microbiol. 1981. Vol. 41. P. 342-345.

502. Schenk S., Stotzky G. Effect on microorganisms of volatile compounds released from germinating seeds // Can. J. Microbiol. 1975. Vol. 21. P. 16221634.

503. Scher F. M., Baker R. Mechanism of biological control in a Fusarium suppressive soil // Phytopathology. 1980. Vol. 70. P. 412-417.

504. Scher F. M., Kloepper J. W., Siglenton C. Chemotaxis of fluorescent Pseudomonas spp. to soybean seed exudates in vitro and in soil // Can. J. Microbiol. 1985. Vol. 31. P. 570-574.

505. Scher F. M., Kloepper J. W., Siglenton C. et al. Colonization of soybean roots by Pseudomonas and Serratia species relationship to bacteria motility, chemotaxis and generation time // Phytopathology. 1988. Vol. 78. P. 10551060.

506. Schilling G., Gransee A., Deubel A. et al. Phosphorus availability, root exudates, and microbial activity in the rhizosphere // Z. Pflanzen. Bodenk. 1998. Vol. 16. P. 465-478.

507. Schippers В., Bakker A. W., Bakker P. A. Interaction of deleterious and beneficial rhizosphere microorganisms and the effect of cropping practices // Annu. Rev. Phytopathol. 1987. Vol. 25. P. 339-358.

508. Schonwitz R., Zeigler H. Exudation of water-soluble vitamins and of some carbohydrates by intact roots of maize seedlings (Zea mays L.) into mineral nutrient solution // Z. Pflanzenphysiol. 1982. Vol. 107. P. 7-14.

509. Schortemeyer M., Santruckova H., Sadowsky M. J. //Relationship between root length density and soil microorganisms in the rhizosphere of white clover and perennial ryegrass // Commun. Soil Sci. Plant Anal. 1997. Vol. 28. P. 1675-1682.

510. Schroth M. N., Hancock J. G. Disease-suppressive soil and root-colonizing bacteria// Science. 1982. Vol. 216. p. 1376-1381.

511. Schultze M., Quiclet-Sire B. Kondorosi E. et al. Rhizobium meliloti produces a family of sulfated lipooligosaccharides exhibiting different degrees of plant host specificity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992.Vol. 89. P. 192-196.

512. Scott E. M., Rattray E. A. S., Prosser J. I. et al. A mathematical model for dispersal of bacterial inoculants colonizing the wheat rhizosphere // Soil Biol. Biochem. 1995. Vol. 27. P. 1307-1318.

513. Seong K-Y., Hofte M., Boelens J., Verstraete W. Growth, survival, and root colonization of plant growth beneficial Pseudomonas fluorescens ANP15 and Pseudomonas 7NSK2 at different temperature // Soil Biol. Biochem. 1991. Vol. 23. P. 423-428.

514. Shamoot S., McDonald J., Bartholomew W. V. Rhizo-deposition of organic debris in soil // Soil Sci. Amer. Proc. 1968. Vol. 32. P. 817-820.

515. Shanahan P., O'Sullivan, Simpson P. et al. Isolation of 2,4-diacetylphloroglucinol from a fluorescent Pseudomonad and investigation of physiological parameters influencing it production // Appl. Environ. Microbiol. 1992. Vol. 58. P. 353-358.

516. Simeoni L. A., Linsday W. L., Baker R. Critical iron level associated with biological control of Fusarium wilt // Phytopathology. 1987. Vol. 77. P. 19571961.

517. Simon R., Priefer U., Puhler A. A brood host range mobilization system for in vivo genetic engineering: transposon mutagenesis in Gram-negative bacteria //Bio/Technology. 1983. Vol. 1. P. 784-791.

518. Simon R., Quandt J., Klipp W. New derivatives of transposon Tn5 suitable for mobilization of replicons, generation of operon fusion and induction of genes in Gram-negative bacteria // Gene. 1989. Vol. 80. P. 161-169.

519. Simons M., van der Bij A. J., Brand J., et al. Gnotobiotic system for studying rhizosphere colonization by plant growth-promoting Pseudomonas bacteria //Mol. Plant-Microbe Interact. 1996. Vol. 9. P. 600-607.

520. Simons M., Permentier H. J., de Weger L. A., Wijffelman C. A. Lugtenberg B. J. J. // Amino acid synthesis is necessary for tomato root colonization by Pseudomonas fluorescens strain WCS365 // Mol. Plant-Microbe Interact. 1997. Vol. 10. P. 102-106.

521. Skinner F. A., Jones P. C., Mollison J. T. A comparison of a direct and plate counting technique for the quantitative estimation of soil microorganisms //J. Gen. Microbiol. 1952. Vol. 6. P. 261-271.

522. Skyring G. W., Quadling C. Soil bacteria: comparisons of rhizosphere and nonrhizosphere population // Can. J. Microbiol. 1969. Vol. 15. P. 473-488.

523. Smiley R. W. Colonization of wheat roots by Gaeumannomyces graminis inhibited by specific soils, microorganisms and ammonium-nitrogen // Soil Biol. Biochem. 1978. Vol. 10. P. 175-179.

524. Smith M. S., Tiedje J. M. The effects of roots on soil denitrification // Soil Sci. Soc. Am. J. 1979. Vol. 43. P. 951-955.

525. Smith R. L., Bouton J. H., Schank S. G. et al. Nitrogen fixation in grasses inoculated with Spirillum lipoferum II Science. 1976. Vol. 193. P. 1003-1005.

526. Smith R. L., Schank S. G., Milarm J. R. et al. Responses of Sorghum and Pennisetum species to the N2-fixing bacterium Azospirillum brasilense // Appl. Environ. Microbiol. 1984. Vol. 47. P. 1331-1336.

527. Smith K. P., Goodman R. M. Host variation for interaction with beneficial plant-associated microbes // Annu. Rev. Phytopathol. 1999. Vol. 37. P. 473491.

528. Soumare S., Blondeau R. Caracteristiques microbiologiques des sols de la region du Nord de la France: Importance de Arthrobacter II Annal. Inst. Pasteur. 1977. Vol. 123. P. 239-249.

529. Spaink H. P., Wijffelman C. A., Pees E., et al. Rhizobium nodulation gene nodD as a determinant of host specificity // Nature. 1987. Vol. 328. P. 337340.

530. Spaink H. P., Okker R. J. Wijffeiman C. A. et al. Symbiotic properties of rhizobia containing a flavonoid-independent hybrid nodD product // J. Bacterid. 1989. Vol. 171. P. 4045-4053.

531. Spaink H. P. Regulation of plant morphogenesis by lipo-chitin oligasaccarides // Crit. Rev. Plant Sci. 1996. Vol. 15. P. 559-582.

532. Sperber J. I., Rovira A. D. A study of the bacteria associated with the roots of subterranean clover and Wimmera ryegrass // J. Appl. Bacterid. 1959. Vol. 22. P. 85-95.

533. Stahl P. D., Patkin Т. B. Microbial production of volatile organic compounds in soil // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1996. Vol. 60. P. 821-828.

534. Stewart W. D. P. Nitrogen fixation its current relevance and future potential // Isr. J. Bot. 1982. Vol. 31. P. 5-44.

535. Stotzky G. A simple method for the determination of respiratory quotient of soil // Can. J. Microbiol. 1960. Vol. 6. P. 439-443.

536. Stotzky G., Schenk S. Observations of organic volatiles from germinating seeds and seedlings // Am. J. Bot. 1976a. Vol. 63. P. 798-805.

537. Stotzky G., Schenk S. Volatile organic compounds and microorganisms // CRC Crit. Revs. Microbiol. 1976b. Vol. 4. P. 333-382.

538. Sun Y. W., Petersen J. N., Clement T. P. et al. Effect of reaction kinetics on predicted concentration profiles during subsurface biomediation // J. Contam. Hydrol. 1998. Vol. 31. P. 359-372.

539. Szmigielska A. M., Vanrees К. C. J., Cieslinski G., et al. Determination of low molecular weight dicarboxylic acids in root exudates by gas chromatography // J. Agr. Food Chem. 1995. Vol. 43. P. 956-959.

540. Tada M., Takakuma Т., Nagai M., Yoshii T. Antiviral and antimicrobial activity of 2,4-diacetylphloroglucinols, 2-acetylcyclohexane-l,3-diones and 2-carboxamidecyclohexane-l,3-diones // Agric. Biol. Chem. 1990. Vol. 54. P. 3061-3063.

541. Tan К. H., Nopamornbodi O. Electron microbeam scanning of element distribution zones in soil rhizosphere and plant tissue // Soil Sci. 1979. Vol. 127. P. 235-241.

542. Tan К. H., Nopamornbodi O. Electron microbeam analysis and scanning electron microscopy of soil-root interfaces // Soil Sci. 1981. Vol. 131. P. 100106.

543. The energetics of biological nitrogen fixation // Publ. Amer. Soc. Plant Physiol. 1982. N. l.P. 1-30.

544. Thomashow L. S., Weller D. M. Role of phenazine antibiotic from Pseudomonas fluorescens 2-79 in biological control of Gaeumannomyces graminis var. triciti II J. Bacteriol. 1988. Vol. 170. P. 3499-3508.

545. Thomashow L. S., Weller D. M., Bonsall R. F., Pierson L. S. Production of the antibiotic phenazin-l-carboxylic acid by fluorescent Pseudomonas speciesin rhizosphere of wheat // Appl. Environ. Microbiol. 1990. Vol. 56. P. 908912.

546. Thrall P. H., Bever J. D., Mihail J. D., Alexander H. M. The population dynamics and soil-born fungal pathogens // J. Ecology. 1997. Vol. 85. P. 313328.

547. Trolldenier G., Hecht-Buchhols Ch. Effect of aeration status of nutrient solution on microorganisms, mucilage and ultrastructure of wheat root // Plant Soil. 1984. Vol. 80. P. 381-390.

548. Turner J. M., Messenger A. J. Occurrence, biochemistry and physiology of phenazine pigment production // Adv. Microb. Physiol. 1986. Vol. 27. P. 211275.

549. Upchurch R. G., Mortenson L. E. In vivo energetics and control of nitrogen fixation: changes in adenylate energy charge and ADP/ATP ratio of cells during growth on dinitrogen versus growth on ammonia // J. Bacteriol. 1980. Vol. 143. P. 274-284.

550. Van den Berg H. A. A generic view of classic microbial growth models // Acta Biotheoret. 1998. Vol. 46. P. 117-130.

551. Van der Bij A. J., de Weger L. A., Tucker T. W., Lugtenberg B. J. J. Plasmid stability in Pseudomonas fluorescens in the rhizosphere // Appl. Environ. Microbiol. 1996. Vol. 62. P. 1076-1080.

552. Van der Werf H., Verstraete W. Estimation of active soil microbial biomass by mathematical analysis of respiration curves: Development and verification of the model // Soil Biol. Biochem. 1987a. Vol. 19. P. 253-260.

553. Van der Werf H., Verstraete W. Estimation of active soil microbial biomass by mathematical analysis of respiration curves: Calibration of the test procedure // Soil Biol. Biochem. 1987b. Vol. 19. P. 261-266.

554. Van Egeraat A. W. The possible role of homoserine in the development of Rhizobium leguminosarum in the rhizosphere of pea seedlings // Plant Soil. 1975a. Vol. 42. P. 381-386.

555. Van Egeraat A. W. Exudation of ninhidrin-positive compounds by pea-seedling roots: A study or the sites of exudation and of the composition of exudate // Plant Soil. 1975b. Vol. 42. P. 37-47.

556. Van Elsas J. D., Trevors J. Т., Starodub M. E. Bacterial conjugation between pseudomonas in the rhizosphere of wheat // FEMS Microbiol. Lett. 1988. Vol. 53. P. 299-306.

557. Van Vuurde J. W. L., Schippers B. Bacterial colonization of seminal wheat roots // Soil Biol. Biochem. 1979. Vol. 12. P. 559-565.

558. Vancura V., Hovadik Root exudates of plants. II. Composition of root exudates of some vegetables // Plant Soil. 1965. Vol. 22. P. 21-32.

559. Vancura V. Root exudates of plants. III. Effect of temperature and "cold shock" on the exudation of various compounds from seeds and seedlings of maize and cucumber // Plant Soil. 1967. Vol. 27. P. 319-328.

560. Vancura V., Hanzlikova A. Root exudates of plants IV. Differences in chemical composition of seed and seedlings exudates // Plant Soil. 1972. Vol. 36. P. 271-282.

561. Vancura V., Stanek M. Root exudates from bean roots as related to presence of reserve compounds in cotyledons // Plant Soil. 1975. Vol. 43. P. 547-559.

562. Vancura V., Stotzky G. Gaseous and volatile exudates from germinating seeds and seedlings // Can. J. Bot. 1976. Vol. 54. P. 518-532.

563. Vandenhove H., Merckx R., Wilmots H., Vlassak K. Survival of Pseudomonas fluorescens inocula of different physiological stages in soil // Soil Biol. Biochem. 1991. Vol. 23. P. 1133-1142.

564. Vesper S. J. Production of pili by Pseudomonas fluorescens and correlation with attachment to corn roots // Appl. Env. Microbiol. 1987. Vol. 53. P. 13971401.

565. Voisard C., Keel C., Haas D., De'fago G. Cyanide production by Pseudomonas fluorescens helps suppress black root rot of tobacco under gnotobiotic conditions // EMBO J. 1989. Vol. 8. P. 351-358.

566. Volpon A. G. Т., De-Polli H., Dobereiner J. Physiology of nitrogen fixation in Azospirillum lipoferum Br 17 (ATCC 29 709) // Arch. Microbiol. 1981. Vol. 128. P. 371-375.

567. Vose P. B. Development in nonlegume N2-fixing systems // Can. J. Microbiol. 1983. Vol. 29. P. 837-849.

568. Vrany J., Vancura V., Macura J. The effect of foliar application of some readily metabolized substances, growth regulators and antibiotics on rhizosphere microflora//Folia Microbiol. 1962. Vol. 7. P. 61-70.

569. Vrany J. Effect of foliar application of urea on the root microflora // Folia Microbiol. 1963. Vol. 8. P. 351-355.

570. Wainwright M. Metabolic diversity of fungi in relation to growth and mineral cycling in soil a review // Trans. Br. Mycol. Soc. 1988. Vol. 90. P. 159-170.

571. Waisel Y., Eshel A., Kafkafi U. Ed. Plant Roots. The Hidden Half. New York: Marcel Dekkers, Inc. 1996. 920 P.

572. Walker С. C., Patridge D. P., Yates M. G. The effect of nutrient limitation on hydrogen production by nitrogenase in continuous culture of Azotobacter chroococcum //J. Gen. Microbiol. 1981. Vol. 124. P. 317-327.

573. Wallage R. H., Lochhead A. G. Qualitative studies of soil microorganisms. IX. Amino acid requirements of rhizosphere bacteria // Can. J. Research. 1950. Vol. 28. P. 1-9.

574. Walter M. V., Porteous L. Al., Ganio L., Seidler R. J. A microcosm for measuring survival and conjugation of genetically engineered bacteria in rhizosphere environments // Curr/Microbiol. 1991. Vol. 22. P. 117-121.

575. Warembourg F. R., Billes G. Estimating carbon transfers in the plant rhizosphere // The Soil-Root Interface / Ed. J. L. Harley, R. S. Russel, London: Acadimic Press. 1979. P. 183-196.

576. Weger L. A., van der Vlugt, Wijfjes A. H. M. et al. Flagella of a plant-growth stimulating Pseudomonas fluorescens strain are required for colonization of potato roots // J. Bacterid. 1987. Vol. 169. P. 2769-2775.

577. Weger L. A., van Bij A. J., Dekker L. C., Simons M., Wijffelman C. A., Lugtenberg В J. J. Colonization of the rhizosphere of crop plants by plant-beneficial pseudomonads // FEMS Microbiol. Ecol. 1995. Vol. 17. P. 221228.

578. Welch R. M. Micronutrient nutrition of plants (Review) // Crit. Rev. Plant Sci. 1995. Vol. 14. P. 49-82.

579. Westover К. M., Kennedy А. С., Kelley S. Е. Patterns of rhizosphere microbial community structure with co-occurring plant species // J. Ecology. 1997. Vol. 85. P. 863-873.

580. Williams S. Т., Vickers J. C. The ecology of antibiotic production // Microbial. Ecol. 1986. Vol. 12. P. 43-52.

581. Whipps J. M. Environment factors affecting the loss of carbon from the roots of wheat and barley seedlings // J. Exp. Bot. 1984. Vol. 35. P. 767-773.

582. Whipps J. M. Carbon economy // The Rhizosphere / Ed. J.M. Lynch. Chichester, England: John Wiley and Sons Ltd. 1990. P. 59-97.

583. Whipps J. M., Lynch J. M. Energy losses by the plant in rhizodeposition // Ann. Proc. Phytochem. Soc. Eur. 1985. Vol. 26. P. 59-71.

584. Whipps J. M., Lynch J. M. The influence of the rhizosphere on crop productivity // Adv. Microb. Ecol. 1986. Vol. 9. P. 187-244.

585. Wohler I., Lebuhn M., Hartmann A. Occurrence of indole-3-acetic acid and related compounds in forest and agricultural soils // Abstr.2-nd International Workshop on Plant Growth-Promoting Rhizobacteria. Switzerland, 1990. P. 42.

586. Yang J., Blanchar R. W., Hammer R. D., Thompson A. L. Soybean growth and rhizosphere pH as influenced by a horizon thickness // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. P. 1901-1907.

587. Yeates G., Darrah P. R. Microbial changes in a model rhizosphere // Soil Biol. Biochem. 1991. Vol. 23. P. 969-971.

588. Young I. M. Variation in moisture contents between bulk soil and rhizosheath of wheat (Triticum aestivum L. cv. Wembley) // New Phytol. 1995. Vol. 130. P. 135-139.

589. Zaat S. A. J., Wijffelman C. A., Mulder I. H. M. et al. Root exudates of various host plant of Rhizobium leguminosarum contain different sets of inducers of Rhizobium nodulation genes // Plant Physiol. 1988. Vol. 86. P. 1298-1303.

590. Zaat S. A. J., Schipserma J., Wijffelman C. A. et al. Analysis of the major inducer of the Rhizobium nodA promoter from Vicia saliva root exudate and their activity with different nodD genes // Plant Mol. Biol. 1989. Vol. 13. P. 175-188.

591. Zhang J. H., Zhang X. P., Liang J. S. Exudation rate and hydraulic conductivity of maize root are enhanced by soil drying and abscisic acid treatment // New Phytologist. 1995. Vol. 131. P. 329-336.

592. Zheng X. Y., Sinclair J. B. Chemotactic response of Bacillus megaterium strain В153-2-2 to soybean root and seed exudates // Physiol. Mol. Plant Pathol. 1996. Vol. 48. P. 21-35.

593. Zobel R. W. Soil environment constraints to root growth // Adv. Soil Sci. 1992. Vol. 19. P. 27-51.1 *J : 4: Г-./ ; •. .2025 4--0Zf:

Информация о работе

Кравченко, Лев Витальевич
доктора биологических наук
Санкт-Петербург, 2000
ВАК 03.00.07

Диссертация

Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы