Клубеньки

Рис. ХХ1-2. Клубеньки-на корнях клевера.

Для нормального развития клубеньковых бактерий необходимо наличие в почве достаточного количества усвояемого бора. При недостатке последнего клубеньки на корнях бобовых развиваются плохо усвоение N2 из воздуха падает, азотистое питание растений ухудшается. [c.475]

Животные организмы и растения не способны усваивать сво бедный азот атмосферы. Од ако некоторые нитрифицирующие терии почвы (нитрозе- и нитробактерии), азотобактерии или развивающиеся на клубеньках бобовых растений колонии бактерий, в отличие от животных и растений, способны усваивать свободный азот. При отмирании этих бактерий почвы обогащаются соединениями азота, которые усваиваются растениями и превращаются в расти тельные белки. Растительное белки, усваиваемые животными, превращаются в животные белки. Возвращается азот в почву при гниении азотсодержащих органических веществ, с дождевой водой в виде растворов аммиака, азотной кислоты и т. д. Колоссальные количества азотсодержащих органических веществ выносятся из почвы сельскохозяйственными культурами (от 100 до 200 кг с каждого гектара). Азот частично возвращается в почву в виде органи- ческих удобрений, но чаще в виде минеральных удобрений. [c.309]

Бесклеточные препараты нитрогеназы были выделены из целого ряда организмов. Всем этим ферментам свойственна быстрая инактивация в присутствии кислорода, что на первых порах сильно сдерживало развитие исследований. По-видимому, фиксация азота происходит в анаэробных участках клеток. Существует даже предположение, что леггемоглобин защищает азотфиксирующие ферменты корневых клубеньков от воздействия кислорода. Возможно, что леггемоглобин осуществляет также доставку Ог путем облегченной диффузии в аэробные митохондрии бактероидов при устойчиво низком давлении кислорода [8] [c.83]

Биологическое связывание азота осуществляется определенными организмами (прокариотами) — бактериями и сине-зелеными водорослями. Связывающие азот бактерии могут быть свободно живущими или могут существовать в симбиотической связи с растениями. Из последней категории особенно важен род Rhizobium, который образует способные связывать азот клубеньки на корнях важных сельскохозяйственных бобовых культур (сои, клевера и люцерны). В этом симбиозе специфичностью обладают как растения, так и бактерии, хотя биохимическая основа их симбиотического взаимодействия не ясна. Считают, что бактерия содержит всю генетическую информацию, необходимую для синтеза фермента нитрогеназы, который катализирует процесс связывания азота. После того, как бактерии рода Rhizobium поселяются на корнях растения-хозяина, они вскоре превращаются в увеличенные клетки, не способные к репродукции (бактериоиды) заключенные в мембрану, они живут в цитоплазме клетки растения-хозяина. [c.400]

Большой интерес представляют также попытки повысить эффективность биологической фиксации азота. Например, с помощью различных генетических манипуляций можно вызвать дерепрессию генов нитро-геназы. В результате выражение этих генов становится конститутивным (гл. 15, разд. Б, 1), а это дает возможность получать бактерии, способные фиксировать азот в почве или в клубеньках значительно быстрее, чем это делают природные штаммы. Обычно гены нитрогеназы репрессируются при накоплении в клетках глутамина, о чем подробнее говорится в разд. Б, 2. Гены азотфиксации обнаружены только в прокариотах. Важным достижением в области сельского хозяйства явилось бы осуществление переноса этих генов (с сохранением их функциональной активности) в зеленые растения (гл. 15, разд. 3. 4). [c.88]

Среди них присутствие в клетках клубеньков легоглобина — гем-содержащего белка, который встраивается в мембрану бактероида (увеличенная в размере бактериальная клетка, характеризующаяся наибольшей способностью к фиксации азота) и регулирует поступление кислорода. Легоглобин кодируется в геноме растительной клетки-хозяина, но его синтез начинается только после проникновения бактерий в эту клетку. У цианобактерий механизм защиты нитрогеназы от кислорода иной. Азотфиксация идет в гетероцистах, а фотосинтез — в обычных клетках. Поэтому кислород, вьщеляющийся в процессе фотосинтеза, не ингибирует фиксацию азота. Таким образом, введение только //-генов в какую-то растительную клетку не решает проблемы. Если нитрогеназа будет синтезироваться в этой клетке, в частности в клетках злаков, то она разрушится под действием кислорода, присутствующего в клетке. Кроме того, сама клетка, в которую переносят гены азотфиксации, может бьггь не приспособлена к синтезу и расходованию большого количества энергии, которое требуется для фиксации азота. [c.153]

Образование корневых клубеньков симбиотическими бактериями. Целью этих исследований было создание рекомбинантных бактерий, способных конкурировать с природными симбиотическими бактериями. [c.306]

Азот попадает в почву и из атмосферы в результате жизнедеятельности клубеньковых бактерий, живущих на корнях бобовых растений (клевера, гороха, вики, люпина н т. п.) и вызывающих образование клубеньков (желвачков). Эти бактерии усваивают азот воздуха и соз--д >т из него азотистые вещества, используемые бобовыми растениями для синтеза белков. [c.354]

Нитрагин-препарат высокоактивных культур клубеньковых бактерий Rhizobium, довольно широко применяемый для инокуляции (введение микроорганизмов в ткани растений) семян бобовых-гороха, люпина, сои, люцерны, клевера и др. при их посеве. При прорастании семян бактерии проникают в корни растений, образуя на них клубеньки, где размножаются в больших кол-вах. Активные штаммы этих бактерий обладают способностью усваивать азот атмосферы и переводить его в связанную форму, доступную для питания растений. В свою очередь растения снабжают бактерии энергией, необходимой для осуществления данного процесса. Т. обр., в результате симбиоза бактерий и бобовых культур для последних создаются благоприятные условия азотного питания, что способствует повышению их урожая. [c.238]

Антибиотик грамицидин С Корневые клубеньки [c.441]

На определенной стадии жизненного цикла Rhizobium проникает в клетки корня растения и инициирует комплекс изменений, приводящих к формированию корневого клубенька. Бактерии внутри корневого клубенька быстро проли- [c.307]

Конкуренция среди организмов, образующих клубеньки [c.316]

Манипуляции с генами образования клубеньков [c.316]

Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся прежде всего происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, в111зывая образование характерных вздутий — клубеньков , почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества. [c.441]

Наряду с нитрификацией существуют также пути повышения содер жання азотистых веществ в почве и за счет азота воздуха, непосредственно недоступного растениям. Важнейшую роль в этом отношении играют так называемые клубеньковые бактерии, находящиеся в особых желвачках (клубеньках) на корнях растений из, семейства бобовых (клевера, гороха, вики, бобов, люпина и др. рис. ХХ1-2). [c.475]

В настоящее время возник интерес к выведению азотфиксирующих бактерий с повышенной активностью гидрогеназы. Последняя может окислять Нг в Н+. Объясните, почему это могло бы привести к более высокой эффективности фиксации азота в корневых клубеньках бобовых [см. Dixon R. О. D., Nature (London), 262, 173 (1976)]. [c.175]

Особое место в жизни растений занимают азотфиксирующие бактерии, живущие либо в почве, например Azotoba ter, либо в корневых клубеньках бобовых растений, например клубеньковые бактерии. Эти бактерии имеют ферментные системы, катализирующие фиксацию молекулярного азота воздуха в доступные для растения соединения. [c.127]

Нитрагин — наиболее распространенное бактериальное удобрение, используемое для инфицирования семян бобовых растений. Клубеньковые бактерии принадлежат к роду Rhizobium. Это аэробные небольшие палочковидные, иногда подвижные, грамотрицательные, бесспоровые бактерии. В клубеньках корневой системы растений бактерии образуют разнообразные по форме бактериоиды. Клубеньковые бактерии хорошо растут на средах, содержащих экстракт (отвар) из бобов или других растений, при температуре 20—26°С и pH 7,0. Для каждой культуры бобовых растений нитрагин готовят из соответствующих штаммов группы клубеньковых бактерий, которые микробиологи получают путем тщательного отбора, исходя как из способности фиксации азота, так из интенсивности проникновения бактерий в клубеньки корневой системы растений. [c.129]

Хотя гемоглобин обычно считается продуктом чисто животного происхождения, одна его форма — леггемоглобин, была обнаружена у бобовых растений. Его присутствие ограничено клетками корневых клубеньков, содержащих симбиотические азотфиксирующие бактерии Rhizobium spp.). Гемопротеины со свойствами гемоглобинов обнаружены также у некоторых грибов и простейших. [c.176]

Если искомый ген кодирует продукт, без которого мутантная клетка-хозяин не может расти на минимальной среде, то библиотеку можно создать методом трансформации мутантных клеток. Клетки, выросшие в отсутствие необходимого субстрата на минимальной среде, обязательно содержат функциональный искомый ген, попавший в клетку в составе плазмидного вектора. В разных вариантах этот подход использовали для выделения многих важных генов, в частности генов, ответственных за синтез антибиотиков и образование азотфиксируюших клубеньков на корнях некоторых растений. [c.70]

Для идентификации генов образования клубеньков (йО -генов)вновь использовали генетическую комплементацию. Не способный образовывать клубеньки (Nod ) мутантный штамм R. meliloti трансформировали банком клонов хромосомной ДНК R. meliloti дикого типа и выделяли колонии, приобретшие способность образовывать клубеньки на корнях люцерны (рис. 14.6). Стратегия заключалась в следующем. [c.316]

После конъюгации суспензии, содержащие от 200 до 300 трансформированных клеток R. meliloti, проверяли на способность инициировать образование клубеньков у стерильных растений люцерны. Ожидалось, что этой способностью будут обладать только транс- [c.316]

Из клубеньков выделили бактерии, вызывающие образование клубеньков, а из бактерий -вектор, несущий комплементирующий ген. Содержащую этот ген больщую вставку переклонировали и провели дальнейший анализ. [c.318]

Идентифицированный ген образования клубеньков использовали в качестве зонда для обнаружения фланкирующих его участков хромосомной ДНК R. meliloti в геномной библиотеке. [c.318]

В результате этих весьма трудоемких экспериментов удалось охарактеризовать весь набор генов образования клубеньков R. meliloti. Детальные биохимические и генетические исследования показали, что образование клубеньков и его регуляция - это сложные процессы, в которых задействованы продукты большого количества генов (примерно 20 табл. 14.6). Одни [c.318]

Таблица 14.6. Некоторые белки, кодируемые генами образования клубеньков Rhizobium, и их возможные функции

Справочник химика 21

Химия и химическая технология