Взаимодействие микроорганизмов и растений - Диазотрофы

 Диазотрофы

Если молекулярные механизмы фиксации азота различными диазотрофами очень схожи, то биология самих диазотрофов весьма различна. Во-первых, они могут являться бактериями, низшими грибами и водорослями, во-вторых, их рост, развитие, взаимоотношение с растениями и почвой имеют свои характерные отличительные черты. Так относящиеся к симбиотическим азотфиксаторам клубеньковые бактерии рода Rhizobium представляют собой микроорганизмы со средними размерами 0.7-1.8 мкм. Они подвижны в молодом возрасте, делятся перешнуровыванием и в дальнейшем теряют подвижность. Живут они в почве, на поверхности растений и способны при инфицировании бобовых вызывать образование клубеньков на корнях.

В основе способности инфицировать корневую систему хозяина лежит сложный и не вполне ясный молекулярный механизм, имеющий решающее значение в симбиотической фиксации азота. Обычно рассматриваются несколько его стадий:

- первая – приближение микробной клетки к растению за счет ее способности передвигаться в ответ на узнавание химических продуктов, выделяемых из корней растения. Этот процесс называется хемотаксисом;

- вторая стадия – контактное взаимодействие микроорганизма с растением. В этом процессе важное место отводится так называемому лектин-углеводному узнаванию растения микроорганизмом. Лектин корневых волосков растений – углеводузнающий белок. Он узнает углевод поверхности бактерий и прочно связывается с ним;

- третья стадия – механохимическая и весьма сложная по технике исполнения. Бактерии, внедрившиеся в молодой корневой волосок, в виде так называемых инфекционных нитей прорастают вдоль волоска, как бы перетекают в тетраплоидные клетки коры и вызывают их быстрое деление. Они заполняют своим содержимым внутренность растительных клеток. Так как заражение бывает множественным, ткани корня в зоне проникновения микроорганизмов растут интенсивнее с образованием клубеньков, клетки которых наполнены бактериями. Микробы при этом меняются и сами, они теряют клеточную стенку, изменяют свои размеры, геометрию. Кроме того, все они обволакиваются растительным белком – леггемоглобином. Размеры и число клубеньков на корнях бобовых в первом приближении указывает на эффективность азотфиксации. Азотфиксация и образование клубеньков подавляются при обильном и экологически вредном использовании химических азотных удобрений.

Вы здесь: Home Взаимодействие микроорганизмов и растений