Клубеньковые бактерии представляют собой микроорганизмы, которые относятся к роду Rhizobium (дословно с греч. – «живущие на корнях»). Они внедряются в корневую систему растения и там живут. При этом они не являются паразитами, т. к. не только бактерии, но и сам представитель флоры получает пользу. Такое взаимовыгодное существование организмов называется симбиозом. В данном случае растения дополнительно получают атмосферный азот, который «ловят» микроорганизмы, а сами бактерии – углеводы и минеральные вещества. Бытует мнение, что данные прокариоты поселяются в корнях только представителей семейства бобовых, однако это не так. Существуют и другие растения, корни которых служат местом обитания клубеньковых прокариот – например, ольха, вейник лесной и т. д.
Для организмов рода Rhizobium характерна полиморфность, т. е формы бактерий очень разнообразны. Данные микроорганизмы могут быть подвижными и неподвижными, иметь форму кокка или палочки, нитевидную, овальную. Чаще всего молодые прокариоты имеют палочковидную форму, которая с ростом и возрастом изменяется за счет накопления питательных веществ и обездвиживания. В своем жизненном цикле микроорганизм проходит несколько стадий, о которых можно судить по его внешнему виду. Изначально это форма палочки, затем так называемой «опоясанной палочки» (имеет пояски с жировыми включениями) и, наконец, бактериод – крупная неподвижная клетка неправильной формы.О том, как клубеньковые бактерии попадают в корень, нет единого мнения, однако существует ряд гипотез о механизме их проникновения. Так, некоторые ученые считают, что прокариоты внедряются в корень через повреждения его тканей, а другие говорят о проникновении через корневые волоски. Также существует ауксинная гипотеза – предположение о клетках-спутниках, которые помогают бактериям внедряться в клетки корня.
Значение бактерий, которые способны фиксировать азот, велико для сельского хозяйства, т. к. именно эти организмы могут повышать урожайность. Из данных микроорганизмов готовят бактериальное удобрение, которое используют для обработки семян бобовых, что способствует более быстрому инфицированию корней. Различные виды семейства мотыльковых при посадке даже на бедных почвах не требуют дополнительного внесения азотных удобрений. Так, 1 га бобовых «в работе» с клубеньковыми бактериями в течение года переводит в связанное состояние 100-400 кг азота.
Таким образом, клубеньковые бактерии – симбиотические организмы, которые очень важны не только в жизни растения, но и круговороте азота в природе.
- Клубеньковые бактерии
- бактерии рода Rhizobium, образующие на корнях некоторых бобовых растений клубеньки и фиксирующие в условиях симбиоза с растением молекулярный азот; при этом они продуцируют ряд физиологически активных веществ, благоприятно влияющих на бобовые растения. К. б. играют важную роль в обогащении почвы азотом. Молодые К. б. размером 0,5—0,9 × 1,2—3
А. А. Имшенецкий.
- Клубень
- Клубеньковые долгоносики
Смотреть что такое «Клубеньковые бактерии» в других словарях:
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — (Rhizobium), род азотфиксирующих бактерий, образующих клубеньки на корнях мн. бобовых растений. Внутри клубеньков К. б. ассимилируют мол. азот, переводя его в соединения, усваиваемые растениями, к рые, в свою очередь, обеспечивают бактерии питат … Биологический энциклопедический словарь
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — род азотфиксирующих бактерий, образующих клубеньки на корнях многих бобовых растений. Поглощают атмосферный молекулярный азот и переводят его в азотные соединения, усваиваемые растениями, которые, в свою очередь, обеспечиват другие растения… … Экологический словарь
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — род бактерий, образующих на корнях многих бобовых растений клубеньки и фиксирующих молекулярный азот воздуха в условиях симбиоза с растением. Спор не образуют, аэробы. Обогащают почву азотом. См. также Азотфиксация … Большой Энциклопедический словарь
клубеньковые бактерии — клубеньковые бактерии. См. ризобии. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
клубеньковые бактерии — ризобии Обширная, генетически разнородная (в связи с этим сейчас род Rhyzobium подразделяется на 3 4 самостоятельных рода) группа почвенных грам отрицательных микроорганизмов, способных вступать во внутриклеточный симбиоз с бобовыми растениями и… … Справочник технического переводчика
Клубеньковые бактерии — Сечение клубенька корня сои. Бактерии, лат. Bradyrhizobium japonicum, обсеменяют корни и входят в азотфиксирующий симбиоз. Клубеньковые бактерии … Википедия
клубеньковые бактерии
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — бактерии симбионты, развивающиеся на тканях корней бобовых и некоторых др. растений, способные связывать свободный азот воздуха и делать его доступным для высших растений … Словарь ботанических терминов
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — (Rhizobium), род аэробных бактерий, поселяющихся в клубеньках на корнях бобовых р ний и обладающих способностью усваивать атм. азот и обогащать им почву. Живут в симбиозе с растениями, обеспечивая их азотом и получая от р ний продукты углеродного … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
клубеньковые бактерии — (Rhizobium), род аэробных бактерий, поселяющихся в клубеньках на корнях бобовых растений и обладающих способностью усваивать атмосферный азот и обогащать им почву. Живут в симбиозе с растениями, обеспечивая их азотом и получая от растений… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
Клубеньковые бактерии были первой по времени группой азотфиксирующих микробов, о которых узнало человечество.
Около 2000 лет назад земледельцы заметили, что возделывание бобовых культур возвращает плодородие истощенной почве. Это особое свойство бобовых эмпирически связывали с наличием на корнях у них своеобразных узелков, или клубеньков, но объяснить причины этого явления долгое время не могли.
Потребовалось провести еще очень много исследований, чтобы доказать роль бобовых культур и живущих на их корнях бактерий в фиксации газообразного азота атмосферы. Но постепенно работами ученых разных стран была раскрыта природа и детально изучены свойства этих замечательных существ.
Клубеньковые бактерии живут с бобовыми растениями в симбиозе, т. е. приносят друг другу взаимную пользу: бактерии усваивают азот из атмосферы и переводят его в соединения, которые могут быть использованы растениями, а они, в свою очередь, снабжают бактерии веществами, содержащими углерод, который ранения усваивают из воздуха в виде углекислого газа.
Вне клубеньков на искусственных питательных средах клубеньковые бактерии могут развиваться при температурах от 0 до 35°, а наиболее благоприятными (оптимальными) для них являются температуры порядка 20—31°. Наилучшее развитие микроорганизмов наблюдается обычно в нейтральной среде (при pH равном 6,5—7,2).
В большинстве случаев кислая реакция почвы отрицательно сказывается на жизнедеятельности клубеньковых бактерий, в таких почвах образуются неактивные или неэффективные (не фиксирующие азот воздуха) их расы.
Первые исследователи клубеньковых бактерий предполагали, что эти микробы могут поселяться на корнях у большинства видов бобовых культур. Но затем было установлено, что они обладают определенной специфичностью, имеют свои «вкусы» и «снимают» будущее «жилье» в строгом соответствии со своими потребностями. Та или иная раса клубеньковых бактерий может вступать в симбиоз с бобовыми растениями только определенного вида.
В настоящее время клубеньковые бактерии подразделяют на следующие группы (по растениям-хозяевам, на которых они поселяются):
- клубеньковые бактерии люцерны и донника;
- клубеньковые бактерии клевера;
- клубеньковые бактерии гороха, вики, чины и кормовых бобов;
- клубеньковые бактерии сои;
- клубеньковые бактерии люпина и сераделлы;
- клубеньковые бактерии фасоли;
- клубеньковые бактерии арахиса, вигны, коровьего гороха и др.
Надо сказать, что специфичность клубеньковых бактерий в различных группах бывает неодинаковой. Разборчивые «квартиросъемщики» иногда теряют свою щепетильность. Если клубеньковые бактерии клевера отличаются очень строгой специфичностью, то о клубеньковых бактериях гороха этого сказать нельзя.
Способность к образованию клубеньков свойственна далеко не всем бобовым, хотя в общем широко
группа симбионтов — журнал «Рутвет»
Содержание:
- Клубеньковые бактерии живут на корнях
- Функции клубеньковых бактерий
- Клубеньковые бактерии: примеры пользы
- Питание клубеньковых бактерий
Такие бактериальные формы – микроорганизмы, ведущие свою жизнедеятельность, внедряясь в корни посадок. Они относятся к группе симбионтов, так как флора тоже получает выгоду от такого взаимодействия. Растительные культуры получают азотные соединения, которые накапливают бактериальные клетки, а вторые, в свою очередь, питаются минеральными веществами, а также углеводными соединениями.
Существует несколько растений, корневища которых являются благоприятной средой для обитания таких микроорганизмов. К ним относятся:
- представители семейства бобовых;
- люцерна;
- донник;
- клевер;
- гороха;
- чин;
- кормовые бобы;
- соя;
- люпин;
- сераделла;
- фасоль;
- арахис;
- вигна;
- коровий горох;
- ольха;
- лесной вейник.
Интересно, что эти микроорганизмы полиморфны, то есть их форма может быть абсолютно разнообразной: от овальной до нитевидной. Также они могут быть подвижными, а могут и утрачивать эту способность. В основном молодые представители характеризуются формой палочки, которая со временем деформируется. Такие изменения обуславливаются накоплением большого количества питательных веществ.
Клубеньковые бактерии живут на корнях
Эти микроорганизмы имеют возможность вступать в симбиотические отношения только с некоторыми видами флоры, поселяясь у них в корневищах. Существует несколько гипотез об их проникновении в корни.
Согласно одной из них, они проникают в корневую структуру через механические повреждения.
А другая теория гласит, что они проникают через корневые волоски.
Согласно третьей – ауксинной гипотезы, они оснащены клетками-спутниками, которые оказывают помощь во время их внедрения в корневую систему.
Внедряются бактериальные формы в корни растения в две фазы. Сначала происходит инфицирование волосков корневой системы, а только потом формируются клубеньки. Длительность фаз может отличаться в зависимости от качества почвы и вида посадки. Также они могут удлиняться из-за формирования неблагоприятных окружающих условий среды.
При отсутствии хозяев эти симбионты способны длительный период времени просто жить в почве. Однако в такой ситуации, микроорганизмы теряют свою способность, заключающуюся в фиксации азота. При посадке подходящих видов флоры они активно начинают проникать в ее корни, а потом и создавать клубеньки.
Функции клубеньковых бактерий
Учеными установлен целый список функций, которые выполняются этими микроорганизмами:
- ассимиляция различных углеводных соединений;
- ассимиляция органических кислот;
- ассимиляция многоатомных спиртов;
- ассимиляция молекулярного азота в симбиозе с растениями;
- повышение урожайности бобовых;
- выделение веществ, способствующих активизации разрастания корневой системы;
- повышение показателя плодородия почвы.
В этом видео рассказано о клубеньковых бактериях.
Активность выполнения перечисленных функций зависит от ряда причин, среди которых выделяют:
- температурные показатели окружающей среды – при повышенных температурах они прекращают свою активную жизнедеятельность;
- освещения;
- кислотно-щелочного баланса почвы;
- наличия достаточного количества кислорода;
- наличия в земле большого количества питательных микроэлементов.
Фиксация прокариотами атмосферного азота зависит от влияния внешних условий. Например, при большом содержании в почве азотнокислых и аммиачных солей, скорость азотной фиксации угасает, а при их дефиците, наоборот, увеличивается. Это обусловлено тем, что находящиеся в растении и почве азотистые соединения блокируют притяжение их новых «порций» из атмосферы. Также на эту способность оказывает влияние и молибден: при его добавлении в почву процесс азотного притяжения активизируется. Это объясняется тем, что молибден является составляющей ферментов, которые осуществляют фиксацию атмосферного азота.
Клубеньковые бактерии: примеры пользы
Этот вид бактериальных форм способен скапливать азот, что очень важно не только для самого растения, но и для сельского хозяйства в целом. Симбиоз посадки и прокариот значительно увеличивает урожайность. Также многие фермеры и дачники дополнительно подкармливают посадки, изготавливая из бактериальных форм, формирующих клубеньки, удобрения. Оно используется для обрабатывания семян бобовых культур. Такая обработка позволяет активизировать процесс дальнейшего инфицирования корневищ.
Еще один пример пользы таких прокариот – участие в круговороте азотистых соединений в природе. Такой вывод обуславливается тем, что по статистике, на 1 гектар высаженных бобовых, достигших плодоносящего периода и вступивших в симбиоз с прокариотами такого типа, связывает в среднем 100-400 килограмм азота.
В процессе своего размножения они синтезирую витамины, антибиотические вещества природного происхождения, что способствует ускоренному развитию корневой системы. Также они ускоряют рост посадки, синтезируя фитогормоны.
Питание клубеньковых бактерий
Эти бактериальные формы питаются соединениями, которые вырабатываются флорой взамен на то, что они улавливают азот из воздуха и формируют его в форму, пригодную для поглощения растительными культурами. Так, из корневой системы они добывают углеводные соединения. Помимо углеводов, они могут поглощать сахара, аминокислоты и иные вещества, которые выделяются корневой системой.
Благодаря такому сожительству вокруг корневой системы формируется ризосфера – слой почвы, который насыщен полезными и питательными веществами, переработанными из отмерших участков флоры. Такие полезные вещества доступны для питания растительных культур и самих бактериальных клеток, что подтверждает факт взаимополезного бактериально-растительного симбиоза.
Доломитовая мука: использование в огороде, советы и подсказки.
Теплицы из поликарбоната с отоплением: советы и подсказки.
В этом видео рассказано о симбиозе клубеньковых бактерий и сои. Не забывайте оставлять свои вопросы, пожелания и комментарии к статье.
Бактерии клубеньковые
Клубеньковые бактерии снабжают бобовое растение азотом, который фиксируют из воздуха. Растения же, в свою очередь, поставляют бактериям продукты углеводного обмена и минеральные соли, необходимые им для роста и развития.[ …]
Клубеньковые бактерии — микроаэрофилы (развиваются при незначительных количествах кислорода в среде), предпочитающие, однако, аэробные условия.[ …]
Клубеньковые бактерии, вышедшие из инфекционной нити, продолжают размножаться в ткани хозяина. Размножение их в этот период происходит делением перетяжкой (рис. 158). Основная масса бактерий размножается в цитоплазме клетки, а не в инфекционной нити. Зараженные клетки дают начало будущей бактероидной ткани.[ …]
Клубеньковые бактерии и способность бобовых питаться азотом воздуха открыты не так давно. Это открытие сделало полный переворот в земледелии. Благодаря способности бобовых растений питаться азотом воздуха, сельское хозяйство получило возможность использовать громадные запасы воздушного азота непосредственно возделыванием бобовых растений. Они добывают этот азот из воздуха не только для себя, но и обогащают им почву для других растений своими корневыми и пожнивными остатками. На этом основано применение культуры бобовых при травосеянии.[ …]
Бактерии в клубеньках вейника лесного очень напоминают клубеньковых бактерий бобовых растений.[ …]
Клубеньковые бактерии поселяются в почве, размножаются и через отверстия в корневых волосках бобовых растений проникают в корневые клетки. В клетках происходит усиленное размножение клубеньковых бактерий и параллельно идет интенсивное деление корневых клеток, инфицированных клубеньковыми бактериями. В результате этого на корнях растений образуются клубеньки, в которых можно обнаружить значительное количе-чество азотсодержащих органических соединений (белков). Растение использует этот связанный азот и в свою очередь доставляет клубеньковым бактериям необходимые им углеродсодержащие органические вещества. В качестве источника углерода клубеньковые бактерии могут использовать различные сахара, спирты.[ …]
Все клубеньковые бактерии приблизительно одинаково устойчивы к щелочной реакции среды (pH = 8,0), но неодинаково чувствительны к кислой.[ …]
Мир бактерий велик, их видовой состав разнообразен. Некоторые из них ведут симбиотический образ жизни. К ним относят клубеньковые бактерии, находящиеся в симбиозе с бобовыми травами. Клубеньковые бактерии усваивают атмосферный азот и превращают его в азотсодержащие органические соединения. В то же время они находятся в экологической зависимости от бобовых, обеспечивающих их энергией. С отмирающими клубеньками и корнями бобовых растений азотсодержащие органические вещества поступают в почву и обогащают ее азотом. В некоторых травяных фитоценозах, в том числе в почвах, богатых азотом, бобовые отсутствуют. И, несмотря на это, азотфиксация там происходит. Азотфиксация атмосферного азота бактериями — не единственный источник обогащения почв азотсодержащими соединениями. В пастбищных БГЦ почва обогащается азотом экскрементов пасущихся сельскохозяйственных животных. Разложение и минерализацию фекалий осуществляет особая группа бактерий-копротрофов. Вследствие обогащения почв азотсодержащими веществами фекалий животных численность почвенных микроорганизмов на пастбищах обычно выше, чем на сенокосах. Бактерии-фитопаразиты на травянистую растительность влияют меньше, чем патогенные грибы.[ …]
Для клубеньковых бактерий ткань хозяина представляет такую питательную среду, которая может удовлетворить даже самый требовательный штамм вследствие содержания в ткани всех типов питательных веществ. Тем не менее после внедрения клубеньковых бактерий в ткань растения-хозяина их развитие определяется не только внутренними процессами, но и в значительной степени зависит от действия внешних факторов, оказывающих влияние на весь ход инфекционного процесса. Содержание или отсутствие того или иного питательного вещества в окружающей среде может быть определяющим моментом для проявления симбиотической азотфиксации.[ …]
Молодые клубеньковые бактерии в чистой культуре на питательных средах обычно имеют палочковидную форму (рис. 143, 2, 3), размер палочек примерно 0,5—0,9 X 1,2—3,0 мкм, подвижные, размножаются делением. У палочковидных клеток клубеньковых бактерий клевера наблюдается деление перешнуровыванием. С возрастом палочковидные клетки могут переходить к почкованию.[ …]
От наличия клубеньковых бактерий в почве зависит исход естественного заражения бобовых растений. При отсутствии в почве соответствующих видов клубеньковых бактерий бобовые растения развиваются без клубеньков и не выполняют функции азотонакопителей, становясь потребителями почвенного азота.[ …]
При старении клубеньковые бактерии теряют подвижность и переходят в состояние так называемых опоясанных палочек. Такое название они получили вследствие чередования в клетках плотных и неплотных участков протоплазмы. Полосатость клеток хорошо выявляется при просмотре в световом микроскопе после обработки клеток анилиновыми красителями. Плотные участки протоплазмы (пояски) прокрашиваются хуже, чем промежутки между ними. В люминесцентном микроскопе пояски светло-зеленые, промежутки между ними не светятся и выглядят темными (рис. 143, 1). Пояски могут располагаться в середине клетки или на концах. Опоясан-ность клеток видна и на электроннограммах, если препарат перед просмотром не обрабатывать контрастирующими веществами (рис. 143, 3). Вероятно, с возрастом бактериальная клетка наполняется жировыми включениями, не воспринимающими окраску и вследствие этого обусловливающими исчерченность клетки. Стадия «опоясанных палочек» предшествует стадии формирования бактероидов — клеток неправильной формы: утолщенных, разветвленных, сферических, грушевидных и колбовидных (рис. 144). Термин «бактероиды» ввел в литера-ТУРУ Дж- Брунхорст в 1885 г., применив его к необычным по форме образованиям, значительно более крупным, чем палочковидные клетки бактерий, встречающимся в тканях клубеньков.[ …]
Известно, что клубеньковые бактерии вызывают размягчение стенок корневых волосков. Однако ни целлюлазы, ни пектинолитических ферментов они не образуют. В связи с этим было высказано предположение, что клубеньковые бактерии проникают в корень благодаря выделению ими слизи полисахаридной природы, вызывающей синтез растениями фермента поли-галактуроназы. Этот фермент, разрушая пектиновые вещества, влияет на оболочку корневых волосков, делая ее более пластичной и проницаемой. В небольших количествах полига-лактуроназа всегда присутствует в корневых волосках и, очевидно, вызывая частичное растворение соответствующих компонентов оболочки, позволяет клетке растягиваться.[ …]
Клетки клубеньковых бактерий |
- Клубеньковые бактерии
- Сечение клубенька корня сои. Бактерии, лат. Bradyrhizobium japonicum, обсеменяют корни и входят в азотфиксирующий симбиоз.
Клубеньковые бактерии — бактерии рода лат. Rhizobium[1], которые способны связывать неорганический, атмосферный азот продуцируя органические азотсодержащие вещества. Клубеньковые бактерии, обитающие в корнях бобовых растений, являются симбионтами.
Примечания
См. также
Категории:- Микробиология
- Бактерии
Wikimedia Foundation. 2010.
- Клуб юных моряков (Великий Новгород)
- Клубная мания
Смотреть что такое «Клубеньковые бактерии» в других словарях:
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — (Rhizobium), род азотфиксирующих бактерий, образующих клубеньки на корнях мн. бобовых растений. Внутри клубеньков К. б. ассимилируют мол. азот, переводя его в соединения, усваиваемые растениями, к рые, в свою очередь, обеспечивают бактерии питат … Биологический энциклопедический словарь
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — род азотфиксирующих бактерий, образующих клубеньки на корнях многих бобовых растений. Поглощают атмосферный молекулярный азот и переводят его в азотные соединения, усваиваемые растениями, которые, в свою очередь, обеспечиват другие растения… … Экологический словарь
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — род бактерий, образующих на корнях многих бобовых растений клубеньки и фиксирующих молекулярный азот воздуха в условиях симбиоза с растением. Спор не образуют, аэробы. Обогащают почву азотом. См. также Азотфиксация … Большой Энциклопедический словарь
клубеньковые бактерии — клубеньковые бактерии. См. ризобии. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
клубеньковые бактерии — ризобии Обширная, генетически разнородная (в связи с этим сейчас род Rhyzobium подразделяется на 3 4 самостоятельных рода) группа почвенных грам отрицательных микроорганизмов, способных вступать во внутриклеточный симбиоз с бобовыми растениями и… … Справочник технического переводчика
клубеньковые бактерии — род бактерий, образующих на корнях многих бобовых растений клубеньки и фиксирующих молекулярный азот воздуха в условиях симбиоза с растением. Спор не образуют, аэробы. Обогащают почву азотом. См. также Азотфиксация. * * * КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ… … Энциклопедический словарь
Клубеньковые бактерии — бактерии рода Rhizobium, образующие на корнях некоторых бобовых растений клубеньки и фиксирующие в условиях симбиоза с растением молекулярный азот; при этом они продуцируют ряд физиологически активных веществ, благоприятно влияющих на… … Большая советская энциклопедия
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — бактерии симбионты, развивающиеся на тканях корней бобовых и некоторых др. растений, способные связывать свободный азот воздуха и делать его доступным для высших растений … Словарь ботанических терминов
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — (Rhizobium), род аэробных бактерий, поселяющихся в клубеньках на корнях бобовых р ний и обладающих способностью усваивать атм. азот и обогащать им почву. Живут в симбиозе с растениями, обеспечивая их азотом и получая от р ний продукты углеродного … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
клубеньковые бактерии — (Rhizobium), род аэробных бактерий, поселяющихся в клубеньках на корнях бобовых растений и обладающих способностью усваивать атмосферный азот и обогащать им почву. Живут в симбиозе с растениями, обеспечивая их азотом и получая от растений… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
клубеньковые бактерии
Клубеньковые бактерии специфичны — отдельные виды или расы их способны образовать клубеньки на корнях лишь определенных бобовых. Так, одни из них развиваются только на корнях клевера, но не могут заражать корни гороха, люцерны, люпина и других бобовых. Группы бактерий, которые образуют клубеньки на корнях люпина и сераделлы, не заражают корни клевера и гороха и т. д. Иногда специфичность клубеньковых бактерий настолько сильно выражена, что различные разновидности од но Г? и той же культуры (или даже сорта растений) по-разному относятся к тому или другому штамму бактерии. Например, корни желтого кормового люпина не всегда хорошо заражаются клубеньковыми бактериями из корней однолетних горьких люпинов. Группы клубеньковых бактерий по их специфичности указаны на странице 382.[ …]
Клубеньковые бактерии наиболее интенсивно развиваются при реакции почвы, близкой к нейтральной. Поэтому при посевах бобовых на кислых почвах наряду с инокуляцией семян необходимо известкование почвы. Инокуляция без известкования оказывает очень слабое влияние на урожай и содержание белка. По данным К. Филлерса, при выращивании сои на кислой почве без инокуляции и без внесения извести содержание белка в семенах составляло 32,8%, при инокуляции содержание белка увеличилось на 1,2%, а при нейтрализации кислотности почвы и инокуляции содержание белка в семенах возросло на 11,2%.[ …]
Клубеньковые бактерии различных бобовых растений погибают в кислых почвах.[ …]
Клубеньковые бактерии нуждаются в достаточном притоке к ним углеводов, фосфора и кальция. В последние годы установлено, что и ряд микроэлементов (особенно молибден) играет важную роль в жизнедеятельности клубенько вых бактерий. Известкование и применение молибдена под бобовые на кислых почвах регулируют реакцию почвы; достаточная обеспеченность бобовых фосфором нужна на всех почвах.[ …]
Прокариоты (бактерии, архебактерии, цианобактерии) — одноклеточные организмы, не имеют ядра. Благодаря такому разнообразному метаболизму бактерии могут существовать в самых различных условиях среды: в воде, воздухе, почве, живых организмах. Велика роль бактерий в образовании нефти, каменного угля, торфа, природного газа, в почвообразовании, в круговоротах азота, фосфора, серы и других элементов в природе. Сапротрофные бактерии участвуют в разложении органических останков растений и животных и в их минерализации до С02, Н20, Н28, 1ЧН3 и других неорганических веществ. Вместе с грибами они являются редуцентами. Клубеньковые бактерии (азотфикси-рующие) образуют симбиоз с бобовыми растениями и участвуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соединения, доступные растениям. Сами растения такой способностью не обладают.[ …]
При отсутствии клубеньковых бактерий на корнях бобовых культур они становятся такими же потребителями азота из почвы, как и другие растения.[ …]
Важным свойством клубеньковых бактерий является их активность (эффективность), т. е. способность в симбиозе с бобовыми растениями ассимилировать молекулярный азот и удовлетворять в нем потребности растения-хозяина. В зависимости от того, в какой степени клубеньковые бактерии способствуют повышению урожайности бобовых культур (рис. 146), их принято делить на активные (эффективные), малоактивные (малоэффективные) и неактивные (неэффективные).[ …]
Среди азотфиксирующих бактерий выделяют свободноживу-щих в почве и клубеньковых, живущих на корнях бобовых растений (рис. 9, з). Наиболее важными представителями свобод-ноживущих азотфиксирующих бактерий являются Azotobacter и Clostridium, связывающие за год несколько десятков килограммов азота на 1 га почвы. Значительно более эффективна деятельность клубеньковых бактерий, заражающих клетки корней бобовых. В результате под бобовыми происходит микробиологическое накопление доступного для растений азота. Под площадью в 1 га, засеянной клевером, в результате действия этих бактерий может быть накоплено в 100 раз больше азота, чем свободноживущими фиксаторами этого элемента.[ …]
Поскольку размножение клубеньковых бактерий в отсутствие влаги не происходит, в случае засушливой весны инокулированные (искусственно зараженные) семена необходимо вносить глубже в почву. Например, в Австралии семена с нанесенными на них клубеньковыми бактериями глубоко заделывают в почву. Интересно, что клубеньковые бактерии почв засушливого климата более стойко переносят засуху, чем бактерии почв влажного климата. В этом проявляется их экологическая приспособленность.[ …]
Кроме специфичности, расы клубеньковых бактерий различаются по вирулентности и активности. Вирулентность — способность их проникать через корневые волоски в корень бобового растения и образовывать клубеньки. Активностью клубеньковых бактерий называют способность их к усвоению азота атмосферы. Только активные штаммы этих бактерий снабжают бобовые растения азотом. При заражении корней вирулентными, но неактивными клубеньковыми бактериями образуются клубеньки, но фиксации азота не происходит. Клубеньковые бактерии, используемые для приготовления нитрагина, должны обладать большой вирулентностью и высокой активностью. Если вирулентность клубеньковых бактерий нитрагина выше вирулентности уже находящихся в почве менее активных бактерий, то это позволяет клубеньковым бактериям нитрагина проникать в корень быстрее и в большом количестве.[ …]
Из всех этих примеров симбиоз »клубеньковых бактерий с бобовыми изучен наиболее тщательно, поскольку эти растения имеют для человека огромное значение.[ …]
Большое влияние на жизнедеятельность клубеньковых бактерий и образование клубеньков оказывает реакция почвы. Для разных видов и даже штаммов клубеньковых бактерий значение pH среды обитания несколько различно. Так, например, клубеньковые бактерии клевера более устойчивы к низким значениям pH, чем клубеньковые бактерии люцерны. Очевидно, здесь также сказывается адаптация микроорганизмов к среде обитания. Клевер растет на более кислых почвах, чем люцерна. Реакция почвы как экологический фактор оказывает влияние на активность и вирулентность клубеньковых бактерий. Наиболее активные штаммы, как правило, легче выделить из почв с нейтральными значениями pH. В кислых почвах чаще встречаются неактивные и слабовирулентные штаммы. Кислая среда (pH 4,0— 4,5) оказывает непосредственное влияние и на растения, в частности нарушая синтетические процессы обмена веществ растений и нормальное развитие корневых волосков.[ …]
Существует большое количество видов и рас клубеньковых бактерий, каждая из которых приспособлела к заражению одного или нескольких видов бобовых растений. Корневые системы бобовых растений обладают специфическими корневыми выделениями. Благодаря этому клубеньковые бактерии скопляются вокруг корневых волосков, которые при атом снручиваготся. Через корневой волосок бактерии в виде сплошного тяжа, состоящего из соединенных слизью бесчисленных бактерий, проникают в паренхиму корня. Вовможпо, бактерии выделяют гормон ауксин в именно ато является причиной разрастания тканей, образуются вздутия — клубеньки. Клетки клубеньков заполняются быстро резмножающимися бактериями, но остаются живыми и сохраняют крупные ядра. Клубеньковые бактерии заражают только полиплоидные клетки корня.[ …]
Люцерна как бобовое растение способна с помощью клубеньковых бактерий на корнях накапливать большое количество азота в почве, не уступая в этом отношении клеверу. Корневая система ее лучше развивается в 1-й год пользования, а к 3-му году накапливает азота в почве 120…200 кг/га. Повышая плодородие почвы, улучшая ее структуру, люцерна является хорошим предшественником в севообороте.[ …]
При возделывании люпинов для повышения активности клубеньковых бактерий люпина применяют нитрагин, полезны также борные и мо
Минутку …
Пожалуйста, включите Cookies и перезагрузите страницу.
Этот процесс автоматический. Ваш браузер будет перенаправлен на запрошенный контент в ближайшее время.
Пожалуйста, подождите до 5 секунд …
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ [] + (!! []) — (! + [] — (!! []) []) +) + (+ [] + (!! [!]) +! ! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [+ !! [] + !! [] + !!] [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) —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
+ ((! + [] + (! ! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! [] ) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] (! + [] —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— []) + (! + !! []) + (+ [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) )
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + [] ) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] +! ! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! []) (! + [] + (!! [])) + + !! [] + !! [ ]) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! [])) / + ((+ [] + (!! [!]) — [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (+ [] + (!! []) — []) + (+ [] + (!! []) +! ! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (! ! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] +! ! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [ ] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [ ] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [])) / + (! (+ [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ [] — (! ! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [ ]) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! [ ]) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [ ] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) — []))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [ ] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ [] + (!! [!]) — [ ]) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + ( ! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (! ! []) —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
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! []!)) + (+ [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] +! ! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [])) / + ((+! ! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (! + !! []) + (+ [] + (!! []) +! ! (! + [] — (!! []) []) +!) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] — ( !! [])))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] +! ! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [ ]) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] +! ! [] + !! [] + !! []) + (+ !! [])) / + ((+ [] + (!! [!]) — [] + []) + (+ [ ] + (!! []) — []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (! ! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [ ] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) )
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + [] ) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] +! ! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! []) (! + [] + (!! [])) + + !! [] + !! [ ]) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! [])) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) — (! + [] + (!! [])! []) + + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (+ [] + ( !! []) + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [ (! + [] — (!! [])] + !! []) + (! + [] + (!! [])) + + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! [])) / + ((+ !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [ ]) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [ ] + (!! []) + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] +! ! [] + !! []) + (+ !! []))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) +! ! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (+ [] + (!! []) + !! [])) / + ((+ !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [ ] + !! []) + (+ [] + (!! []) — (! + [] + (!! []) []) + + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [ ]))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (+ [] — (!! []!)) + (+ [] + (!! [ ]) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] +! ! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! []) — (! + [] + (!! []) []) + + !! []) ) / +
.Введение
Синтезированные в рибосомах пептиды с биологическими функциями произвольно (и нечетко) определены как кодируемые генами небольшие белки от 2 до около 100 аминокислот. Исследования пептид-опосредованных сигнальных процессов и других пептидных функций у растений набирают силу в последнее десятилетие [обзор см. В Tavormina et al. (2015)]. Критическое значение пептидов было продемонстрировано в эмбриогенезе (Costa et al., 2014), оплодотворение (Okuda et al., 2009; Higashiyama, 2010; Mecchia et al., 2017; Ge et al., 2017), экспансия клеток (Haruta et al., 2014; Murphy and De Smet, 2014), дифференцировка клеток (Бутенко и др., 2003; Хант и др., 2009; Мацузаки и др., 2010; Сугано и др., 2010; Ли и др., 2015; Сантьяго и др., 2016; Доблас и др., 2017; Nakayama et al., 2017), иммунитет (Constabel et al., 1995; Pearce et al., 2001; Huffaker et al., 2006; Hou et al., 2014; Stegmann et al., 2017), питание ( Табата и соавт.2014; Ohkubo et al., 2017), а также в других процессах (Whitford et al., 2012; Takahashi et al., 2018). Поле симбиоза Rhizobium — не отстает, когда дело доходит до открытий пептидов, играющих ключевую роль в процессе нодуляции (Djordjevic et al., 2015). В этом обзоре мы суммируем эти пептидные сигналы и пептидные эффекторы и имеющиеся знания об их идентифицированных или прогнозируемых функциях в симбиозе (рис. 1).
РИСУНОК 1. Пептиды, способствующие образованию клубеньков. Левая часть рисунка представляет собой узелковое растение M. truncatula . На вставке показано увеличенное изображение узелков. Верхние изображения показывают срез зачатка клубенька, показывающий сеть инфекционных нитей, окрашенных в синий цвет (слева) , и симбиотическую клетку клубенька, плотно упакованную дифференцированными бактериоидами (справа) . Нижнее изображение представляет собой часть зрелого клубенька, на котором зеленым цветом виден ризобия. Красное окрашивание показывает ядра растительных клеток, выделяя в основном меристему клубенька.Пептиды, участвующие в нодуляции, указаны в предполагаемом месте их действия. Пептиды CLE продуцируются в ответ на уже инициированные узелки или с высоким содержанием нитратов. Они являются системными сигналами, полученными в побеге рецептор-подобными киназами HAR1 / SUNN / NARK, которые, в свою очередь, производят полученный из побега сигнал, который ингибирует дальнейшую нодуляцию в корнях. Пептиды CEP, с другой стороны, продуцируются в корнях, и их продуцирование усиливается низким содержанием азота. Пептиды воспринимаются CRA2-рецептор-подобной киназой и стимулируют нодуляцию через системный механизм.Пептиды RALF и DLV негативно влияют на процесс инфекции на ранних стадиях развития клубеньков. На более поздних стадиях RALF имеет негатив, в то время как PSK оказывает положительное влияние на процесс. ENOD40 и miPEP172c влияют на образование зачатка клубенька. uORFp1 участвует в управлении содержанием меристемы. Пептиды NCR и потенциально также пептиды GRP и SNARP контролируют дифференцировку и функционирование бактериоидов.
В ответ на азотное голодание растения семейства Leguminosae могут установить симбиоз со своими партнерами Rhizobium , что приводит к развитию корневых клубеньков и внутри клеток клубеньковых растений, превращению бактерий в азотфиксирующие бактероиды.Для инициации симбиоза и поиска соответствующей бактерии Rhizobium в почве растения бобовых культур выделяют из своих корней флавоноиды и изофлавоноиды, действующие как индукторы генов нодуляции в их симбионте. Активация генов нодуляции приводит к образованию бактериальных сигнальных молекул, факторов Nod, которые вызывают органогенез клубеньков в растении-хозяине и необходимы также для процесса инфекции. Уже на этой стадии несколько растительных пептидов влияют на восприимчивость растения к инфекции и нодуляции и участвуют в регуляции этих первых стадий развития и дифференцировки.Кроме того, завод инвестирует только в количество конкреций, необходимых для удовлетворения потребностей в азоте. Числа клубеньков отрицательно контролируются ауторегуляцией нодуляции и высоким содержанием нитратов с использованием пептидов, связанных с CLV3 / ESR (CLE), которые оказывают системное отрицательное регулирование на нодуляцию посредством передачи сигналов от корней и побегов . Члены семейства CEP-кодируемых пептидов (CEP), напротив, оказывают положительное влияние на нодуляцию в ответ на низкую доступность азота.
Хотя эти пептидные сигналы играют общие и консервативные роли, и некоторые из их членов также были набраны для участия в азотфиксирующем симбиозе, другие большие секретируемые семейства симбиотических пептидов, которые специфически развивались в определенных линиях бобовых, связаны с необратимыми или терминальными, дифференциация бактероидов.Эти бактероиды не способны переключаться из симбиотического состояния в свободное живое и поэтому не пригодны для культивирования. Они также морфологически отличаются от свободноживущих клеток, часто демонстрируя значительный рост и изменение формы клеток, имея усиленный геном и измененную клеточную оболочку с повышенной проницаемостью мембраны. Такая терминальная бактериоидная дифференциация встречается в нескольких, но не во всех ветвях семейства Leguminosae, и до настоящего времени изучалась только у бобовых культур Inverted Repeat Lacking Clade (IRLC) из подсемейства Papilionoideae и в филогенетически отдаленном Aeschynomene роду Dalbergoid. бобовые культуры.У этих бобовых эти пептиды направляют терминальную дифференцировку бактериоидов, что необходимо для азотфиксации. В других бобовых, где судьба бактероидов обратима и эндосимбионты могут вернуться к свободноживущей жизни, нет никаких изменений в морфологии, размере, содержании ДНК и мембранных свойствах бактерий, и этим бобам не хватает генов, кодирующих Вышеупомянутые симбиотические пептидные семейства в их геноме. Подавляющее большинство этих пептидов являются специфичными для клубеньков пептидами, обогащенными цистеином (NCR), но существуют также пептиды, богатые глицином (GRP), а также небольшие нодулиновые кислые РНК-связывающие пептиды (SNARPs или также называемые LEED)..PEED в соответствии с консервативным аминокислотным мотивом).
Растительные пептиды, вовлеченные в инфекцию и органогенез клубеньков
регуляторов, кодируемых генами пептидного кодирования
Семейство факторов быстрой алканизации (RALF)
Ген Medicago truncatula MtRALFL1 был идентифицирован на скрининге транскриптома для ранних генов, индуцированных Nod-фактором, с использованием двойной супернодулирующей мутантной линии (Combier et al., 2008b). Ген кодирует члена семейства RALF, богатого цистеином и секретируемого пептида, которое включает 15 членов в М.truncatula (Silverstein et al., 2007; de Bang et al., 2017). Известно, что в растениях пептиды семейства RALF контролируют иммунитет, а также рост клеток, особенно при росте корневых волосков и пыльцевых трубок (Murphy and De Smet, 2014; Haruta et al., 2014; Ge et al., 2017; Mecchia et al. al., 2017; Stegmann et al., 2017). Секреция пептидов RALF указывает на то, что они функционируют в передаче сигналов от клетки к клетке, что они действительно делают через взаимодействие с рецепторами, расположенными на клеточной мембране, такими как рецептор-подобная киназа FERONIA.Примечательно, что FERONIA и другие RALF-связывающие рецепторы являются родственными рецептор-подобными киназами, которые имеют эктодомен (лиганд-связывающий внеклеточный домен рецептора), состоящий из двух малектиноподобных доменов (Li et al., 2016). Пептиды RALF связаны малектинсодержащими эктодоменами, но молекулярные детали взаимодействия требуют дальнейшего уточнения.
Ген MtRALFL1 индуцируется обработкой Nod-фактором корней M. truncatula , хотя эта индукция наблюдалась только на определенном генетическом фоне супернатулирующего серпа сунн-2 серпа (Combier et al., 2008b). Эта линия M. truncatula обладает более высокой чувствительностью к факторам Nod и, следовательно, позволяет обнаруживать ответы, которые не видны на фоне дикого типа. Участие пептида MtRALFL1 в нодуляции было дополнительно подтверждено сверхэкспрессией MtRALFL1 в трансгенных корнях M. truncatula , что привело к резкому снижению числа клубеньков и аномально большому количеству абортированных инфекционных потоков. Более того, несколько узелков, инициированных на трансгенных корнях, не развивались в зрелые азотфиксирующие органы.Таким образом, MtRALFL1 контролирует образование нитей инфекции и, возможно, другие стадии развития узелков (Combier et al., 2008b). Интересно, что нити инфекции имеют полярный режим роста, подобный корневым волоскам и пыльцевым трубкам, на рост которых также влияют пептиды RALF у других видов растений. Кроме того, рецептор-подобная киназа NORK [также известная как «не вызывает инфекций 2» (DMI2) или «рецептор-подобная киназа симбиоза» (SymRK)], является частью комплекса рецепторов Nod-фактора, регулирующего формирование инфекционной нити. содержит в своем эктодомене малектиноподобный домен (Endre et al.2002; Antolín-Llovera et al., 2014). Хотя общая структура эктодомена NORK отличается от эктодомена FERONIA и связанных с ним рецептор-подобных киназ наличием дополнительного богатого лейцином повторного домена, заманчиво предположить, что пептид MtRALFL1 нацелен на рецепторный комплекс фактора Nod.
Medicago DEVIL (MtDVL1) Несекреторный пептид
Другой охарактеризованный регуляторный пептид в M. truncatula называется MtDVL1. Ген MtDVL1 был идентифицирован на том же экране транскриптома, что и описанный выше ген MtRALFL1 (Combier et al., 2008b). MtDVL1 гомологичен семейству пептидов ROTUNDIFOLIA FOUR (ROT4) или DEVIL (DVL) у Arabidopsis, которые консервативны у растений (Guo et al., 2015). Эти пептиды не являются секреторными и, как полагают, функционируют автономно на клетках (Ikeuchi et al., 2011). Понимание биологической функции и способа действия этого семейства пептидов ограничено. Мутанты с потерей функции или нокдауном не обнаруживают заметных фенотипов, вероятно, из-за избыточности генов в семействе, но избыточная экспрессия некоторых членов семейства у Arabidopsis приводит к фенотипам, свидетельствующим об участии пептидов DVL в развитии растений (Narita et al.2004; Вен и др., 2004; Ikeuchi et al., 2011; Вальдивия и др., 2012; Guo et al., 2015). Функцию гена MtDVL1 в симбиозе также оценивали с помощью исследований избыточной экспрессии в трансгенных корнях M. truncatula , что привело к значительному увеличению числа абортных инфекций в коре корня и, соответственно, значительному снижению формирования клубеньков, предполагая, что пептид MtDVL1 играет отрицательную регуляторную роль в нодуляции и особенно в ризобиальной инфекции (Combier et al., 2008b).
Фитосульфокин (ПСК) пептиды
Фитосульфокины представляют собой пептиды из пяти аминокислот, содержащие два сульфатированных остатка тирозина. Эти пептиды продуцируются в виде препропротеинов, которые секретируются в виде сульфатированных предшественников в клеточном апопласте, где они затем перерабатываются в пептид PSK с помощью субтилизин-сериновой протеазы (Srivastava et al., 2008; Komori et al., 2009). Пептиды PSK распознаются рецептор-подобной киназой и действуют главным образом как факторы, способствующие росту (Matsubayashi et al., 2002), но также участвуют в иммунном ответе растений путем ослабления вызванного паттерном иммунитета против биотрофов или стимулирования иммунитета против некротрофных патогенов (Igarashi et al., 2012; Zhang et al., 2018). В Lotus japonicus было идентифицировано пять генов PSK , два из которых продемонстрировали специфическую для клубеньков экспрессию, обнаруживаемую главным образом в инфицированных ризобием симбиотических клетках (Wang et al., 2015). Сверхэкспрессия одного из генов PSK в трансгенном L.корни japonicus , а также внешнее применение пептида PSK-α к корням усиливают нодуляцию. PSK. Сверхэкспрессия не увеличивала число случаев инфицирования или количество инициированных клубочковых зачатков, и, следовательно, усиленная нодуляция была приписана стимуляции роста клубеньков из зачатков PSK. Кроме того, избыточная экспрессия PSK приводила к подавлению пути трансдукции сигнала жасмоната. Таким образом, специфичные для клубеньков пептиды PSK также могут быть важны в узелках для подавления защитных реакций хозяина против ризобии (Wang et al., 2015).
коротких пептидов, кодированных sORF (sPEP)
Пептиды, описанные к настоящему времени, получены из генов, основная открытая рамка считывания которых (ORF) кодирует пептид или предшественник пептида. Недавно дополнительный источник пептидов был обнаружен в коротких ORF (sORF), расположенных в молекулах РНК, которые выполняют другую первичную функцию (Andrews and Rothnagel, 2014; Hellens et al., 2016; Makarewich and Olson, 2017). Эти РНК могут представлять собой транскрипты, ранее аннотированные как длинные некодирующие РНК (lncRNAs), первичные транскрипты микроРНК (pri-miRNAs) или мРНК, кодирующие белок.Трансляция некоторых из этих sORFs была продемонстрирована экспериментально с помощью трансляционного слияния GUS, профилирования рибосом, сверхэкспрессии или мутационного анализа транскрипта в планте или с помощью иммунологической детекции пептидов. Биологическая активность некоторых sPEPs была продемонстрирована в заявке Planta или in vitro биохимической активности. Примеры sORF / sPEP были определены как регуляторы нодуляции.
пептидов, кодируемых sORF в pri-miRNAs (miPEP)
Класс недавно идентифицированных пептидных регуляторов, открытых к настоящему времени только в растениях, кодируется генами микроРНК (miRNA).MiRNAs представляют собой 21–24 нт регуляторных молекул РНК и функционируют посредством спаривания оснований с комплементарными последовательностями в мРНК-мишенях, опосредуя расщепление или ингибирование трансляции-мишени. MiRNAs транскрибируются в виде больших pri-miRNAs, которые затем превращаются в зрелые miRNAs. Основываясь на тематических исследованиях в Arabidopsis и M. truncatula , сообщалось, что некоторые pri-miRNAs содержат в своих 5′-функциональных sORFs, кодирующих так называемые miPEP (Lauressergues et al., 2015).Доказательства для продукции Arabidopsis miPEP165a и M. truncatula miPEP171b были получены с помощью трансляционных слияний с GUS и вестерн-блоттингом и иммунолокализацией специфическими антителами, продуцированными против соответствующих синтетических пептидов. Кроме того, путем сверхэкспрессии соответствующих sORF или внешнего применения синтетических пептидов на растениях было показано, что miPEP специфически усиливают транскрипцию их родственной первичной транскрипции. Тем самым они образуют петлю положительной обратной связи и повышают уровень соответствующей микроРНК, усиливают исходный эффект и еще больше снижают экспрессию генов-мишеней микроРНК.Хотя miPEP были экспериментально охарактеризованы только в нескольких случаях, исследование последовательностей pri-miRNAs растений показывает, что они обычно содержат sORF, что позволяет предположить, что miPEP обычно кодируются pri-miRNAs.
Недавно было показано, что miPEP контролирует нодуляцию у сои (Couzigou et al., 2016). Известно, что некоторые микроРНК регулируют различные стадии процесса нодуляции [rev. Couzigou and Combier (2016)]. Одной из этих miRNAs является miR172c сои, которая нацелена на ген NNC1 , кодирующий фактор транскрипции APETALA 2.Транскрипционный фактор NNC1, который регулирует специфичный для клубеньков ген ENOD40 (см. Ниже), негативно влияет на нодуляцию, и, таким образом, экспрессия miR172c стимулирует нодуляцию за счет снижения активности NNC1 (Wang et al., 2014). Аналогично ранее охарактеризованным pri-miRNAs M. truncatula и Arabidopsis, первичный транскрипт сои miR172c кодирует miPEP172c. Интересно, что было обнаружено, что полив растений сои раствором, содержащим синтетический пептид miPEP172c, приводит к увеличению числа клубеньков.Эта усиленная нодуляция коррелировала с более высокой экспрессией первичного транскрипта miR172c и нескольких маркерных генов нодуляции, тогда как экспрессия гена NNC1 была значительно снижена (Couzigou et al., 2016).
пептидов, кодируемых вышестоящими ORF (uORF)
Регуляторные sPEP также могут кодироваться sORF, расположенными в 5′-лидерных последовательностях мРНК, кодирующих белок. Эти sORF обычно называют uORF. uORFs являются вездесущими и были идентифицированы у большинства эукариот.Почти 50% мРНК содержат uORFs (Andrews and Rothnagel, 2014; Hellens et al., 2016). Профилирование рибосом и протеомика в клетках млекопитающих и человека показали, что многие из uORF действительно транслированы, но только немногие были функционально проанализированы. Общей функцией этих охарактеризованных uORFs является ослабление трансляции их связанной нисходящей кодирующей ORF путем остановки рибосом на 5′-лидерной последовательности (Andrews and Rothnagel, 2014).
Такой uORF и его кодированный sPEP играют важную роль в поддержании меристемы узелков в M.усеченная . Транскрипционный фактор NF-YA1 у M. truncatula (также известный как MtHAP2-1) контролирует функцию меристемы клубеньков (Combier et al., 2006). Ген NF-YA1 экспрессируется в меристеме, и его профиль пространственной экспрессии тонко регулируется двумя механизмами, которые репрессируют экспрессию NF-YA1 в соседней зоне инфекции узелка (зона II). В более молодых клубеньках ген NF-YA1 негативно регулируется в зоне II микроРНК miR169 (Combier et al., 2006). У более старых узелков второй механизм принимает отрицательное регулирование в зоне II. Альтернативно сплайсированная мРНК гена NF-YA1 экспрессируется в этой зоне. Альтернативный сплайсинг первого интрона гена NF-YA1 приводит к транскрипту с длинной 5′-лидерной последовательностью, содержащей uORF, кодирующий пептид из 62 аминокислот, называемый uORF1p (Combier et al., 2008a). Трансляция этого пептида была подтверждена трансляционным слиянием uORF1p с GUS.Функциональность пептида uORF1p была исследована с помощью его сверхэкспрессии, которая снижала экспрессию гена NF-YA1 , что приводило к развитию аберрантных узелков, лишенных тканевой дифференцировки. Более того, специфическое связывание пептида uORF1p было продемонстрировано in vitro с 5′-областью транскрипта NF-YA1 . Вместе данные указывают на то, что синтез пептида uORFp1 в зоне II снижает в транс уровни мРНК его родственного гена NF-YA1 и, таким образом, в комбинации с miR169 он ограничивает экспрессию гена в узелке меристемы.Интересно, что этот in- trans- механизм действия пептида uORFp1 на уровни мРНК является уникальным, потому что другие описанные uORFs действуют на cis и ингибируют трансляцию нижестоящей ORF при остановке рибосомы (Andrews and Rothnagel, 2014) ,
короткий пептид раннего нодулина ENOD40
sORF также присутствуют в РНК, аннотированных как lncRNAs, которые являются транскриптами, которые не кодируют более длинный белок. В большинстве случаев трудно предсказать значение sORFs в этих lncRNAs (Andrews and Rothnagel, 2014).Тем не менее, в растениях было зарегистрировано несколько примеров sPEP, кодируемых этими транскриптами (Tavormina et al., 2015). Одним из этих генов растений, кодирующих sPEP и lncRNA, является хорошо изученный, но все еще загадочный ген ENOD40 бобовых. ENOD40 Экспрессия индуцируется в зачатке зарождающегося клубенька, и его экспрессия находится под контролем сигнального каскада раннего симбиоза (Frugier et al., 2008). Оба штамма M. truncatula и L. japonicus имеют две копии генов ENOD40 , и их пониженная регуляция или избыточная экспрессия в трансгенных растениях приводят к уменьшенной или усиленной инициации клубеньковых зачатков соответственно (Charon et al.1999; Кумагай и др., 2006; Wan et al., 2007). Таким образом, гены играют ключевую роль в инициации клубеньков и создании зачатка клубеньков. В гене ENOD40 отсутствует длинная ORF, но присутствуют несколько sORF, некоторые из которых являются консервативными среди видов растений, в частности два sORF, кодирующих пептиды ENOD40-I (13 аминокислот) и ENOD40-II (27 аминокислот) (Sousa et al. al., 2001). Транслябельность sORFs была предложена in vivo трансляционных GUS-слияний, экспрессированных в корнях Medicago sativa .Кроме того, пептид ENOD40 сои может быть обнаружен с помощью вестерн-блоттинга (Röhrig et al., 2002). Было обнаружено, что баллистическое микротаргетирование гена ENOD40 в корковые клетки корня M. sativa вызывает клеточные деления, которые соответствуют ранним этапам инициации клубеньков (Charon et al., 1997; Sousa et al., 2001). ENOD40 вариантов были использованы в этом анализе, чтобы продемонстрировать, что пептиды ENOD40-I и ENOD40-II, а также структурированная РНК-область транскрипта участвуют в выявлении делений корковых клеток (Sousa et al., 2001). Другая сообщенная клеточная активность гена M. truncatula ENOD40 заключается в повторной локализации РНК-связывающего белка MtRBP1 из ядра в цитоплазму (Campalans et al., 2004). Перераспределение MtRBP1 зависит от ENOD40 РНК. Тем не менее, ENOD40 -кодированные пептиды, по-видимому, не участвуют в этой активности, потому что мутантные ENOD40 гены, у которых были кодированы ATG-кодоны инициации трансляции пептидов, все еще были способны индуцировать цитоплазматическую локализацию MtRBP1.Более того, Laporte et al. (2010) сообщили о связывании молекулы ENOD40 РНК также с пептидами SNARP, которые более подробно описаны ниже. Можно предположить, что формирование ENOD40 РНК-белковых взаимодействий может быть связано с облегчением трансляции небольших белков, таких как SNARP. Картина еще более сложная, поскольку было также обнаружено, что sEPEP ENOD40 сои, называемые ENOD40-A и ENOD40-B, ковалентно связываются с сахарозосинтазой, стимулируя тем самым ее активность по расщеплению сахарозой и стабильность белка.Это говорит о том, что пептиды ENOD40 участвуют в контроле использования сахарозы в зарождающихся клубеньках (Röhrig et al., 2002, 2004). Поскольку активность сахарозосинтазы в растительных тканях и органах коррелирует с силой поглощения этих тканей, способностью привлекать сахарозу, а также потому, что сахарозосинтаза участвует в инициации клубеньков и необходима для эффективной фиксации азота в клубеньках, было предложено, чтобы ENOD40 пептиды могут увеличивать силу поглощения углерода в предварительно делящихся корковых клетках коры и в зрелых клубеньковых тканях (Röhrig et al., 2002, 2004).
Таким образом, в целом, по-видимому, генов ENOD40 бобовых действуют как в качестве структурированной молекулы РНК, так и путем кодирования sPEP (Bardou et al., 2011). Однако то, как сообщаемые активности молекулы РНК или sPEP связаны с ключевыми функциями ENOD40 в активации клеточных делений в коре корня и инициации клубенькового зачатка, остается загадкой, которая требует дополнительных исследований.
пептидов растений, регулирующих номер узла
CLE пептиды, сигналы в авторегулировании нодуляции
Завод должен поддерживать баланс между выгодами и затратами на формирование и функционирование симбиотического клубенька, которые являются процессами, требующими энергии и углерода.Вот почему бобовые контролируют количество клубеньков, образованных на их корнях. Как доступные источники азота (в основном, нитратов), так и вновь образующиеся узелки ограничивают начало и прогрессирование развития узелков в зоне, подверженной ризобиальной инфекции (Pierce and Bauer, 1983). Kosslak и Bohlool (1984) продемонстрировали в экспериментах по инокуляции с расщепленным корнем существование механизма передачи сигналов на большие расстояния, называемого ауторегуляцией
.Минутку …
Пожалуйста, включите Cookies и перезагрузите страницу.
Этот процесс автоматический. Ваш браузер будет перенаправлен на запрошенный контент в ближайшее время.
Пожалуйста, подождите до 5 секунд …
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ [] + (!! []) — (! + [] — (!! []) []) +) + (+ [] + (!! [!]) +! ! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [+ !! [] + !! [] + !!] [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (! + [] + (!! []) + !! [])) / + ( (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] +! ! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [ ]) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (+ !! []) + (+ [] + (!! [!]) + !! []) + (+! [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []))
+ ((! + [] + (!! [ ]) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [ ] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) — []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (! ! []) + !! [])) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) +! ! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + ( ! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (+ [] — (!! []!)) + (+ [] + (!! []) + !! [] +! ! [] + !! [] + !! [] + !! []))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [ ] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (+ [] — ( !! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! [] ) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + ( ! + [] + (!! []) + !! [])) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) — []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (+ !! []) + (+ !! []) + (! + [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) — []))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + ( ! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (! ! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] +! ! [])) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] — (!! [])))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] +! ! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) +! ! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (! ! []) -! []) + (+ [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! []) + !! [] )) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (! ! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [ ] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (+ [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (+ [] + (!! []) + !! [] + !! [!]) + (+ !! []) + (+! [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] +! ! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [])) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + []) + (+ [] — (!! [])) + (+ !! []) + (+ [] + (!!! []) -! []) + (+ [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [ ]))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] +! ! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) +! ! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (! ! []) -! []) + (+ [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! []) + !! [] )) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [ ] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [ ] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) + !! [] + !! []) + (+ [] — (! ! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] — (!! [])))
+ ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ !! []) + (! + [] — (!! [])) + (+ [] + (!! [!]) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] +! ! []) + (! + [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [ ] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [+ !! [] + !!] [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ !! [])) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + (+ [] + (!! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! [ ]) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [ ] + !! []))
+ ((! + [] + (!! []) +! ! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! []!)) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! []) — (! + [] + (!! []) []) + + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [])) / + ((+ [] + (!! [!]) — [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! [!]) — []) + + (+ [] + (!! []!)! ! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + ( ! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []))
+ ((! + [] + (!! [] ) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (+ !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (+ [] — (!! [])) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) — [])! + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! []) + (+ [] + (!! []) + !! [])) / + ((! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! [] ) + !! [] + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! []) + (! + [] + (! ! []) + !! []) + (! + [] + (!! []) + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] + !! [] +! ! []) + (! + [] + (!! [])
,В течение многих лет считалось, что единственными азотфиксирующими организмами бобовых клубеньков были ризобии. Тем не менее, существует поразительно разнообразная популяция не ризобийных бактерий, часто обнаруживаемых в клубеньках, полученных из почвы, обнаруживая сложный фитомикробиом, чьи взаимодействия, вероятно, влияют на поведение и приспособленность растения-хозяина.
К настоящему времени было проведено сравнительно мало исследований функции этих других ассоциированных с клубеньками бактерий в клубеньках.Но несут ли они какую-либо ответственность за какие-либо преимущества азотфиксирующего симбиоза ризобий-бобовых или они паразиты / сапрофиты, загрязняющие вещества или комменсалы? Именно этот и подобные вопросы привели доктора. Пилар Мартинес-Идальго и Энн М. Хирш из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) проводят обзор исследований.
Конечным результатом является всесторонняя обзорная статья под названием «Микробиом клубенька: ризобия, фиксирующая N2, не живу одна».
Этот полностью открытый обзор исследований, опубликованный в Phytobiomes , новом журнале Американского фитопатологического общества, посвящен различным исследованиям по всему миру в отношении этих менее известных бактерий, живущих в азотфиксирующих клубеньках.Это также включает всестороннее обсуждение их возможной роли в бактериальном сообществе и вероятных выгод для растения-хозяина или для ризобиальных обитателей клубенька.
Короче говоря, этот обзор представляет собой единый магазин исследований и дискуссий о бактериях, не относящихся к ризобии, и их взаимодействиях с корневым клубеньком, часто выделяя литературу из разных стран, которую часто не видели и не цитировали в Соединенных Штатах.
Хирш ожидает, что знания из этого обзора могут однажды привести к стратегиям управления урожаем, предусматривающим использование этих бактерий, не относящихся к ризобии, не только как элитных биоинокулянтов, но и, что более важно, в сочетании с оптимальной ризобией.Этот подход может улучшить ризобиальную производительность или стойкость, привести к новым культурным практикам, которые способствуют выращиванию органических культур и уменьшают использование химических удобрений и пестицидов, и предотвращают еще большее ухудшение почвы планеты.
«Это смена парадигмы в том, что большинство людей не считают азотфиксирующий симбиоз (узелок) феноменом нескольких организмов», — сказал Хирш. «Хотя многие из этих обитателей клубеньков не способны к фиксации азота, они могут повысить выживаемость бобовых, особенно в условиях экологического стресса.»
Кроме того, Хирш надеется, что эта статья будет стимулировать исследователей к тому, чтобы игнорировать их предубеждения при рассмотрении взаимодействий организмов в микробиоме растения. «Взаимодействия между организмами обычно являются областью экологов», — сказал Хирш. «С появлением знаний из генома человека молекулярные биологи, генетики, микробиологи и другие ученые в области медицины и сельского хозяйства узнают, что все взаимосвязано».
Обсуждая эту концепцию взаимосвязи, Хирш процитировал Д.Х. Янссен, известный эколог растений, который в 1985 году писал, что «растения носят свои кишки снаружи».
«Он имел в виду корень», сказал Хирш. «Поэтому, если корень — это кишка растения, мы думаем, что узелок корня похож на приложение. Как и приложение, узелок пополняет бактериальное сообщество, так что в течение следующего вегетационного периода, когда ризобия повторно инициирует образование корневых узелков, узелки будут заселяться теми же бактериями, эта стратегия похожа на кишечник человека, где бактерии были вытерты после тяжелой диареи или курса антибиотиков, бактерии в добавлении заселяют кишечник.Тем не менее, имейте в виду, что мы еще не уверены, как эти другие бактерии, не относящиеся к ризобии, попадают в корневой узел и как долго это сообщество сохраняется в почве «.
История Источник:
Материалы предоставлены Американским фитопатологическим обществом . Примечание: содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.
,
Leave A Comment