Ассоциации и цианобактерии

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]

Грибы участвуют в создании двух очень важных типов симбиотического союза — лишайников и микоризы. Лишайники — это симбиотическая ассоциация гриба и водоросли — зеленой или сине-зеленой (цианобактерии). Лишайники обычно поселяются на обнаженных скалах или на стволах деревьев в сырых лесах они еще и свешиваются с деревьев. Полагают, что водоросль снабжает гриб органическими продуктами фотосинтеза, а гриб, будучи защищен от действия сильных солнечных лучей, способен поглощать воду и минеральные соли. Гриб, кроме того, может запасать воду, что позволяет лишайникам расти в таких условиях, где не могут существовать никакие другие растения. [c.46]

Цианобактерии в экспериментах по получению искусственных ассоциаций [c.67]

В последующих разделах настоящей главы приводятся экспериментальные данные по применению цианобактерий в искусственных ассоциациях, полученных на кафедре клеточной физиологии и иммунологии биологического факультета МГУ. [c.69]

Таким образом, испытание способности к совместному росту у большого числа сочетаний партнеров позволило выбрать пары, в которых цианобактерии оказывали положительный эффект на рост растительных клеток. Образование ассоциаций происходило в условиях, не оптимальных для роста каждого из партнеров. На средах, дефицитных по источнику углерода, показана способность растительных клеток усваивать продукты фотосинтеза или [c.72]

Биосинтетическая активность растительных клеток в смешанных культурах с цианобактериями. В ассоциациях с цианобактериями была проверена способность клеток-продуцентов к видоспецифическим биосинтезам. [c.73]

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]

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]

Большой интерес вызывает тот факт, что цианобактерии могут выступать в качестве фототрофного компонента ассоциаций с растительными клетками. Использование прггательных сред, в которых не хватает источника углерода, показало, что прирост растительных клеток может быть обеспечен за счет усвоения ими продуктов фотосинтеза цианобактерий или их лизиса. Однако не все сочетания растений и цианобактерий оказывают взаимное благотворное влияние. Выявлена видовая специфичность взаимодействия партнеров. Так, клетки культуры мака и АпаЬаепа апаЫИа взаимно подавляли рост друг друга. В то же время на рост культивируемых клеток табака, женьшеня, диоскореи цианобактерии оказывали стимулирующее влияние. В большинстве случаев существенное влияние одного партнера на ростовые процессы другого не выявлялось. [c.192]

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]

Микробами среди растений являются микроскопические водо-росли (Algae), а среди животных — микроскопические простейшие (Protozoa) Из эукариот к микробам относятся грибы и, при определенных оговорках, лишайники, которые являются природными симбиотическими ассоциациями микроскопических грибов и мик-роводорослей или грибов и цианобактерий [c.24]

Яркими природными симбиотическими ассоциациями типа мутуализма являются лишайники, где партнерами выступают цианобактерии (или зеленые водоросли) и грибы, муравьи-термиты и некоторые грибы, микробы рубца жвачных животных, грибы-микоризообразователи и соответствующие растения, нитрифицирующие бактерии-симбионты в клубеньках бобовых растений, отдельные представители нормальной микрофлоры кишечника человека, некоторые бактерии — эндосимбионты внутри клеток простейших, и т д [c.237]

В странах Юго-Восточной Азии используют цианобактерии Anaboena azollae, обитающие в полостях листьев папоротника Azolla. Азоллу выращивают в специальных прудах, откуда ее вывозят по назначению. Такая симбиотическая ассоциация — хороший "удобритель азотом рисовых полей. [c.457]

Прибегают и к простым искусственным ассоциациям азотофиксирующих бактерий с растениями, дающими ощутимые результаты по урожайности (например, цианобактерии Anaboena variabilis и табака). [c.519]

Интересным макрообразованием является циано-бактериальный мат. В его состав входят цианобактерии, пурпурные и зеленые бактерии, а также сульфатредукторы. Такие ассоциации обычно развиваются в горячих кислых источниках и достигают толщины 4—5 см. [c.203]

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]

Цианобактерии в качестве фототрофного компонента ассоциаций с растительными клетками. Влияние цианобактерий на рост растительных клеток. Для проверки способности к совместному росту растительных клеток и цианобактерий в еуспензион-ных культурах была выбрана среда Мурасиге и Скуга (МС), используемая для культур растительных клеток, в которой концентрацию всех компонентов уменьшали в 2—4 раза. Для установления взаимодействия партнеров по продуктам фотосинтеза цианобактерий выращивание смешанных культур проводили на свету при низкой концентрации сахарозы, которая составляла / б часть (1.875 г/л) от нормы, равной 30 г/л в полной среде МС. Модифицированная среда оказалась неоптнмальной как для роста растительных клеток, так и цианобактерий. Рост на этой среде разных культур растительных клеток в отсутствие цианобактерий, т. е. в монокультурах, был в 2—6 раз ниже их прироста на полной среде МС. Цианобактерии в монокультурах на этой среде либо не росли, либо обнаруживали очень слабый рост. [c.69]

Таким образом, в большинстве суспензионных культур формируются зоны смешанного роста. В этих зонах, очевидно, складываются особые условия, обеспечивающие, с одной стороны, изоляцию партнеров от условий среды, исходно неоптимальной или даже неблагоприятной для их развития, с другой стороны, способствующие установлению метаболических взаимодействий партнеров. В некоторых случаях (клетки женьшеня — С. frits hii) в местах локализации цианобактерий на агрегатах образуется гомогенная структура в виде слоя — маития , которая, возможно, аналогична слизям в местах контактов цианобактерий с растительными клетками в природных ассоциациях. Мантия обволакивает клетки цианобактерий и обеспечивает, очевидно, структурные связи компонентов ассоциации (рис. 26). [c.71]

Ассоциации клеток женьшеня (ауксотрофный по фитогормонам штамм) и паслена с С. frils hu, помимо выращивания на свету, можно культивировать и в темноте благодаря способности данной цианобактерии к гетеротрофному росту. Куль- [c.73]

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]

И наконец, ассоциации растений люцерны и А. variabilis оказались способны к росту на среде В5 без азота (наблюдение за ними проводили в течение 4 мес). Неинокулированные растения в тех же условиях уже через 1 мес обнаруживали признаки деградации, а через 2 мес у них обесцвечивались и опадали листья, растения вскоре погибали. Инокулированные растения продолжали расти в песчаной культуре в отсутствие связанного азота. Цианобактерии при этом локализовались на поверхности корней преимущественно в зоне поглощения, в контакте с корневыми волосками и распространялись на те участки корней, которые образовались в ходе их роста после перенесения растений в песок. Причем ииокулированиые растения и контрольные (не инокулированные цианобактериями) через 10 сут роста в песчаной культуре более чем в 2 раза различались по своей высоте. Растения, ассоциированные с цианобактериями, росли и в стерильной почве, при этом через 4 мес роста цианобактерии интенсивно развивались как в непосредственном контакте с корнями, так и в прикорневой зоне почвы. [c.86]

Рост и НГА цианобактерий в ассоциациях с растительными тканями. На средах МС и В5 в отсутствие каллуса и растений (в монокультуре) А. variabilis не растет, имеет очень низкую долю гетероцист и уровень НГА (рис. 41) и в конечном итоге деградирует. [c.87]

В ассоциациях с клетками и растениями цианобактерии интенсивно размножаются, образуют гетероцисты и проявляют НГА. Формирование гетероцист, ответственных у данной цианобактерии за фиксацию молекулярного азота, и регистрация НГА свидетельствуют об осуществлении азотфиксации. В специальных опытах, поставленных с совместной культурой ткани люцерны и А. variabilis, было показано, что стимуляция роста НГА и образование гетероцист у цианобактерии (рис. 41) происходят, очевидно, за счет метаболитов клеток люцерны, диффундирующих через агар. Интересно, что и в природных ассоциациях высшие растения вызывают стимуляцию образования гетероцист и НГА у цианобионта. Однако в полученных искусственным путем системах доля гетероцист не достигала максимально высоких значений, известных для природных симбиозов цианобактерий и высших растений (W. Stewart et al., 1983). Существенной особенностью цианобактерий в искусственных ассоциациях является ее интенсивный рост, который в природных ассоциациях с растениями, наоборот, подавлен. Таким образом, полученные в эксперименте системы представляют значительный интерес для изучения на клеточном уровне механизмов влияния растения-хозяина на симбиотические цианобактерии. [c.87]

Потребление цианобактериями продуктов метаболизма растения. В природных ассоциациях с высшими растениями цианобактерии передают растению связанный азот, получая от растения соединения углерода. Одна из проблем практического использования искусственных ассоциаций состоит в обеспечении азот-фиксирующего симбионта органическими веществами без нанесения ущерба растению-хозяину. В ассоциации с растениями люцерны в песчаной культуре и в почве цианобактерии росли без доступа света, гетеротрофно, что обеспечивалось, очевидно, корневыми выделениями люцерны. Для этого штамма А. variabilis установлена способность к гетеротрофному росту в темноте в чистой культуре (Р. Wolk, Р. Shaffer, 1976). Растения при этом имели преимущества в росте по сравнению с растениями, не ассоциированными с цианобактериями, при исключении связанного азота. [c.87]

Для выявления возможности передачи цианобактериям соединений углерода от растения в искусственной ассоциации были поставлены специальные опыты. Побеги табака предварительно потребляли меченный по углероду сахар (глюкозу). На поверхность листьев таких растений наносили клетки цианобакте- [c.87]

Некоторые фототрофные прокариоты 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, где один из компонентов — азот- [c.291]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология