Ассоциации азотфиксирующие

Среди бактериальных клеток к созданию искусственных ассоциаций с растительными клетками наиболее способны цианобактерии. Это может быть связано с тем, что они часто вступают в симбиотические отношения с другими организмами что древние цианобактерии, вероятно, участвовали в формировании растительных клеток в процессе эволюции что цианобактерии способны выделять в среду разнообразные вещества углеводы, аминокислоты, вещества гормональной природы и другие, которые могуг быть использованы культивируемыми клетками растений. Растительные клетки способны потреблять кислород, образующийся в процессе фотосинтеза цианобактерий, а цианобактерии потребляют диоксид углерода, вьщеляемый растительными клетками при дыхании. Кроме того, азотфиксирующие цианобактерии могут накапливать азот в почве и обеспечивать до 15 % потребностей [c.191]

Ограничения указанных двух подходов по приданию растениям способности к фиксации молекулярного азота могут быть хотя бы частично преодолены при введении целых клеток азотфиксирующих микроорганизмов в растение. Речь идет об альтернативном способе решения обсуждаемой проблемы, связанном с конструированием новых искусственных ассоциаций. Такие системы должны быть основаны на симбиотических взаимоотношениях расти- [c.55]

Рост каллусных тканей и побегов растений в ассоциации с цианобактериями в условиях дефицита связанного азота. Выявлены преимушества роста ассоциаций с азотфиксирующими цианобактериями каллусных тканей растений при дефиците или полном исключении из среды азота. Так, при 20%-ном (от нормы) содержании в среде МС азота прирост биомассы каллуса табака в смешанной культуре был на 25—30% выше, чем в монокультуре. Кроме того, при длительном культивировании без пересадок на дефицитной по азоту среде жизнеспособными оставались только участки ткани, соприкасающиеся с зонами роста цианобактерий. [c.85]

Таким образом, результаты этих опытов впервые показали, что азотфиксирующие цианобактерии в искусственных ассоциациях способны обеспечить рост каллуса и целого растения на среде или в песчаной культуре без связанного азота. Причем с помощью совместной культуры удалось продемонстрировать. [c.86]

В настоящей книге нашли отражение разные стороны исследований в области клеточной инженерии растительных и животных клеток. Одна из задач клеточной инженерии, как это следует из представленного в книге экспериментального материала, состоит в создании клеточных систем с новыми свойствами на основе клеточных взаимодействий. Были приведены примеры экспериментальных решений этих задач, известных в мировой литературе, а также полученных на кафедре клеточной физиологии и иммунологии МГУ им. М. В. Ломоносова. Так, в проводимых на кафедре работах по клеточной инженерии с растительными объектами и микроорганизмами выявлено большое число видов, способных формировать искусственные ассоциации разного типа. Во многих случаях продемонстрировано улучшение ростовых и биосинтетических параметров культивируемых клеток (тканей) в присутствии микроорганизмов и способность их к регенерации растений. Растения при этом способны включать клетки микроорганизмов в свои ткани и иногда — в клетки, получая выгоду от присутствия симбионта при дефиците источников питания. Все это представляет интерес с точки зрения перспективы использования метода смешанного культивирования на основе растительных клеток в биотехнологии с целью, во-первых, поиска новых субстратов для промышленного получения биомассы культивируемых растительных клеток и удешевления производства на их основе экономически важных продуктов и, во-вторых, получения устойчивых ассоциаций растений-регенерантов с азотфиксирующими организмами, обеспечивающими рост растений при дефиците минерального азота. [c.121]

Наконец, перспективным и целесообразным представляется запахивание некоторых целлюлозосодержащих сельскохозяйственных отходов, например соломы и др., в почву с предварительной инокуляцией их ассоциацией целлюлолитических грибов и азотфиксирующих бактерий, продуцирующих полисахариды. Это позволяет использовать основную часть соломы непосредственно в хозяйствах, улучшает структуру почвы, обеспечивая ее дополнительным азотом, снижает заболеваемость растений. Использование микроорганизмов при компостировании отходов, содержащих целлюлозу, в настоящее время применяется для [c.234]

Некоторые фототрофные эубактерии существуют в ассоциациях с другими организмами. Таковы ассоциации ряда зеленых серобактерий с хемоорганотрофными бактериями, прохлорофит с асцидиями, цианобактерий с грибами, мхами, папоротниками, водорослями, высшими растениями. Если в симбиозах один из компонентов — азотфиксирующие цианобактерии, они в первую очередь снабжают партнера связанным азотом. В других случаях конкретная природа связей между симбионтами неясна. [c.325]

Большинство азотфиксирующих прокариот способны фиксировать молекулярный азот в микроаэробных условиях. К. числу защитных приспособлений у них относятся образование слизи, препятствующей диффузии в клетку О2 и тем самым создающей вокруг нее микроаэробную зону формирование клеточных скоплений, затрудняющих доступ Oj к клеткам, расположенным внутри скопления, которым, таким образом, создаются более благоприятные условия для азотфиксации существование азотфиксирующих видов в ассоциации с неазотфиксирующими аэробными ге-теротрофами, защищающими нитрогеназу азотфиксаторов от доступа О2. [c.342]

Испытываются также и биологические подходы, с помощью которых можно было бы сделать атмосферный азот более доступным. Была, например, предпринята попытка определить, нельзя ли заселить различными видами азотфиксирующих бактерий или какими-нибудь их мутантами обычные небобовые культурные растения, в частности кукурузу, и таким путем создать новые полезные симбиотические ассоциации. Попутно обнаружилось, что в корнях ряда небобовых растений тропических стран тоже обитают азотфиксирующие бактерии. К сожалению, таким растениям для фиксации азота требуется очень теплая поч- [c.677]

Многие работы подтверждают влияние факторов среды, особенно присутствия азота, на ассоциации Rhizobium — бобовые. Сорта бобовых часто выбирают по урожайности, особенно для полей, где уже применялись азотные удобрения. Такой сортовой отбор приводит к появлению бобовых с низкой азотфиксирую-щей способностью, но зато, как может показаться, с повышенной устойчивостью к присутствию азотных удобрений. Однако [c.279]

Рис. 20-29. А. Молодой проросток гороха в симбиотической ассоциации с азотфиксирующими бактериями Rhizobium. Хорошо видны корневые клубеньки, в которых находятся бактерии. Б. Электронная микрофотография тонкого среза корневого клубенька гороха, показанного на рис. А. Азотфиксирующие бактероиды Rhizobium, окруженные мембраной, принадлежащей клетке-хозяину, заполняют цитоплазму этой клетки. (А-с

Ассоциация между Spirillum и его растением-хозяином тоже относится к симбиотической, но она ограничена поверхностью корней. Это менее прочный тип ассоциации, так как Spirillum можно выращивать отдельно от хозяина при наличии достаточного количества питательных веществ. Поэтому ученые изучают возможность крупномасштабного культивир ования этих бактерий в качестве источников фиксированного азота. Было также показано, что иногда данные бактерии живут в ассоциации с кукурузой. Это открывает возможность выведения штаммов, способных к фиксации азота на тех видах растений, которые обычно не имеют азотфиксирующих бактерий. [c.217]

Достижение этой цели возможно с использованием техники клеточной инженерии. Введение азотфиксирующих бактерий в клетки или популяции культивируемых клеток небобовых растений позволяет испытать большое число сочетаний партнеров и выбрать устойчивые ассоциации на уровне культивируемых клеток. В процессе культивирования возможна адаптация партнеров к совместному существованию, аналогичная тем изменениям, которые приобретают компоненты природных симбиотических ассоциаций по сравнению со свободноживущими формами. Последующее получение растения в результате индукции органогенеза при условии сохранения клеточных взаимодействий, складывающихся в клеточных системах, позволило бы решать поставленную задачу — инкорпорирования бактериального симбионта в ткани (клетки) растения, интеграции их в клеточные ансамбли хозяина при сохранении интактности вводимого симбионта. [c.56]

Создание азотфиксирующих ассоциаций Rhizobium с культурами тканей (клеток) небобовых растений послужило толчком к изучению фиксации азота клубеньковыми бактериями в чистых культурах. Оказалось возможным вызывать у них азотфиксацию добавлением в среду некоторых химических веществ, в результате чего были получены экспериментальные доказательства локализации генов азотфиксации в клетках Rhizobium. [c.63]

Таким образом, получение азотфиксирующих ассоциаций при взаимодействии клубеньковых бактерий с клетками небобовых растений приводит к выводу о принципиальной возможности распространения симбиоза с клубеньковыми бактериями на небобовые культуры. На этом основании различные комбинации эука-риотных клеток и азотфиксирующих микроорганизмов могут быть использованы в экспериментах in vitro для выяснения высокой специфичности природных симбиозов и понимания причин, по которым симбиоз в природе избирательно возник только у некоторых групп растений. [c.64]

Ассоциации с азотфиксирующими свободноживущими бактериями. Эксперименты по созданию ассоциаций культур клеток (тканей) бобовых и небобовых растений с симбиотическими (клубеньковыми) бактериями послужили основой для получения ассоциаций с несимбиотическими азотфиксаторами — бактериями родов Azotoba ter и Azospirillum. Эти почвенные гетеротрофные бактерии встречаются в ризосфере растений и в некоторых случаях образуют с ними ассоциации, обеспечивая [c.64]

Особенности цианобактерий в качестве партнера растительных клеток в искусственных ассоциациях. В исследованиях по получению ассоциаций на основе изолированных протопластов (см. табл. 4) были сделаны попытки введения цианобактерии в изолированные протопласты. Кроме того, выполнены единичные работы по совместному культивированию цианобактерий с растительными тканями (см. табл. 5). При этом было показано сох ранение интактности клеток каллуса моркови в условиях осве щенности на среде, дефицитной по азоту, при совместном культивировании с азотфиксирующими цианобактериями Апо [c.67]

Введение цианобактерий в растения. Искусственные азотфиксирующие ассоциации. Введение цианобактерий в побеги табака. Все попытки вводить цианобактерии непосредственно в побеги размножаемых черенками растений табака были неудачны. 1. При высаживании черенков в жидкую или агаризованную среду МС с азотфиксирующей А. variabilis цианобактерии не проникали в растение ни через поверхности среза, ни через вновь формирующуюся корневую систему. 2. Они не приживались на поверхности побегов и не проникали в ткани в местах поранения. [c.76]

Таким образом, в изложенных здесь экспериментах было продемонстрировано получение искусственных ассоциаций культивируемых тканей и растений-регенерантов с цианобактериями. Удалось получить ассоциации цианобактерий с каллусом и побе-гами-регенерантами, происходящими из изолированных протопластов. В ассоциациях с азотфиксирующими цианобактериями культивируемые ткани и растения имеют преимущества в росте в условиях дефицита или отсутствия связанного азота по сравнению с неинокулированными культурами и растениями, что обусловлено фиксацией азота цианобионтом. Показана высокая стабильность полученных клеточных систем при их субкультивировании и сохранение ассоциативных взаимодействий в ряду переходов каллус — побег. [c.88]

Количественный учет азотфиксирующих ассоциаций может быть проведен непосредственно при посеве почвенных разведений в пенициллиновые флаконы. В каждый флакон вносят 3...3,5 мл среды (дрожжевого автолизата в среду в этом случае вносят - 0,06 г на 1 л). Через три-четыре дня нейтрализуют среду стерильным раствором 0,05...1 и. NaOH (если есть подкисление), ватные пробки заменяют резиновыми и в каждый флакон вводят 1 мл ацетилена. Количество образовавшегося этилена определяют на первые, третьи и седьмые сутки инкубации. Достоверными считают варианты, где количество этилена выше 5... [c.97]

Наибольший интерес среди ассоциативных азотфиксируюш их бактерий представляют выявленные в больших количествах на корнях трав, особенно злаков, спириллы с высокой азотфиксирующей активностью, получившие родовое название Azospirillum. Они живут в ассоциациях с растениями, распространены и в почве, но преобладают в зоне корня, на корнях и даже в корнях растений пшеницы, риса, тропических трав. Для проявления их азотфиксирующих способностей необходимо пониженное содержание кислорода в среде. [c.97]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология