Генетика азотфиксации

Одним из основных факторов, лимитирующих развитие растений, является недостаточная обеспеченность соединениями азота. Только в некоторых почвах, например в черноземах, содержание подвижных азотных соединений может полностью удовлетворить потребности растений. В условиях дефицита азотного питания растения купаются в молекулярном азоте (N2), составляющем около 80 % атмосферы. Этот азот не может быть использован растениями непосредственно, ибо для его фиксации необходим фермент нитрогеназа, который у растений, как и других эукариот, отсутствует. Способностью фиксировать N2 обладают лишь некоторые прокариотические организмы, с которыми многие растения вступают в симбиотические отношения. Разработка генетики систем симбиотической азотфиксации является необходимым этапом для их направленного конструирования и широкого использования в сельском хозяйстве. [c.161]

Перспективная задача сельского хозяйства — введение в культурные растения генов, контролирующих азотфиксапию. Азотфиксация — это процесс, в ходе которого атмосферный азот восстанавливается в клетках до аммония и затем используется для синтеза белка и других органических веществ. Эти химические преобразования осуществляются особыми, азотфиксируюшими бактериями, которые живут в корневых клубеньках бобовых растений, таких как горох, бобы, люцерна и клевер. Эти растения находятся в выгодном положении. В отличие от других культур, не способных усваивать азот из атмосферы, они не нуждаются в подкормке азотными удобрениями. В 1987 г. в мировом масштабе было использовано более 60 млн. т таких удобрений. Если бы растения несли свои собственные гены азотфиксации, можно бьшо бы сберечь офомное количество времени, денег и энергии, которые тратятся на изготовление, транспортировку и внесение удобрений. Однако получение растений, способных усваивать атмосферный азот — задача очень трудная, поскольку азотфиксация — это сложный процесс, контролируемый большим числом (около 15) генов (лг/-гены). Несмотря на то, что генетики уже проделали огромную работу, до сих пор они еще не добились правильного функционирования иг/-генов в клетках растений. [c.233]

Растительные мутанты, неспособные формировать клубеньки (Nod) или индуцировать в них азотфиксирующую активность (Fix ), отбирают по признаку угнетенного роста на безазотной среде. У бобовых (горох, соя, клевер, люцерна, фасоль, нут, кормовые бобы, донник) с использованием таких мутантов идентифицировано более 100 генов, участвующих в становлении и функционировании симбиоза (табл. 4.2). Более 40 генов выявлено у гороха посевного (Pisum sativum L.) — одного из наиболее удобных объектов для изучения генетики симбиоза. Мутантные аллели, контролирующие неспособность растений к образованию клубеньков, являются, за редким исключением, рецессивными. Аллели, контролирующие неспособность к азотфиксации, могут быть как рецессивными (горох, клевер, люцерна), так и доминантными (соя). Иногда мутации, нарушающие развитие симбиоза, влияют на морфологию, скорость развития и фертильность растений. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология