Влияние флавоноидов на состав и структуру гликополимеров поверхности азоспирилл

• Автор: Каневский, Матвей Владимирович
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л Общая характеристика флавоноидов и их классификация

1.2 Содержание, распределение и метаболизм флавоноидов в растениях

и почве

1.3 Функции флавоноидов в растениях

1.3.1 Роль флавоноидов в растительно-микробных отношениях

1.3.1.1 Влияние флавоноидов на полисахаридный состав поверхности бактериальной клетки
1.4 Бактерии рода Аго5р1гП1ит как модельный объект исследования ассоциативных симбиозов
1.4.1 Гликополимеры поверхности азоспирилл, участвующие в формировании ассоциации с растениями
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.2 Приборы и материалы
2.3 Методы исследования
2.3.1 Исследование относительной гидрофобности поверхности бактериальных клеток
2.3.2 Измерение ориентационных спектров клеток Агозр1гП1ит
2.3.3 Выделение углеводсодержащих компонентов внешней мембраны бактерий
2.3.4 Выделение О-специфических полисахаридов
2.3.5 Хроматографические методы
2.3.5.1 Гель-фильтрация
2.3.5.2 Газо-жидкостная хроматография
2.3.6 Колориметрические методы
2.3.6.1 Определение содержания углеводов в ЛИС
2.3.6.2 Определение концентрации белков по методике Бредфорд

2.3.6.3 Определение 2-кето-З-дезоксиоктоновой кислоты
2.3.6.4 Определение общего фосфора по методу Беренблюм и Чейн..
2.3.7 ЯМР-спектроскопия
2.3.8 Электрофорез в полиакриламидном геле
2.3.9 Иммунохимические методы исследования
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЛАВОНОИДОВ РАСТЕНИЙ НА СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ БАКТЕРИЙ РОДА АгОБРШЫиМ
3.1 Обоснование выбора бактериальных культур и флавоноидов
3.2 Выбор эффективных концентраций флавоноидов по отношению к микроорганизмам
3.3 Исследование свойств поверхности азоспнрилл, выращенных в присутствии флавоноидов
3.4 Исследование свойств поверхности А. ЬгаэИете 81155, выращенных
в присутствии корневых экстрактов
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ГЛИКОПОЛИМЕРОВ ПОВЕРХНОСТИ А. ЫРОЕЕЯиМ Бр59Ь и А. ВЯАЕНЕЫБЕ 81155, ВЫРАЩЕННЫХ В ПРИСУТСТВИИ ФЛАВОНОИДОВ
4.1 Выделение и очистка препаратов липополисахаридов и капсульных полисахаридов азоспирилл, выращенных в присутствии флавоноидов.
4.2 Сравнительный анализ химического состава липополисахаридов.
4.3 Исследование структуры О-специфических полисахаридов и состава капсульных полисахаридов бактерий А. Иро/етт Бр59Ь, выращенных в присутствии кверцетина
4.4 Исследование О-специфических полисахаридов бактерий
А. ЬгаяНете 81155, выращенных в присутствии флавоноидов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
БЛАГОДАРНОСТИ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Для управления процессом стимуляции бактериями роста и урожайности растений необходимо понимание на молекулярном уровне механизма их взаимного влияния. Наиболее изученным в этом плане является бобово-ризобиальный симбиоз, для которого известна схема обмена молекулярными сигналами между растениями и бактериями, приводящего к формированию эффективных клубеньков, заселенных селективными для соответствующих растений азотфиксирующими ризобиями (Lerouge, 1994; Hirsch et al., 2001; Cooper, 2004). В бобово-ризобиальном симбиозе при формировании симбиосом (определенное количество бактероидов, отделенное от цитоплазмы растения-хозяина сложной системой мембран) в качестве ключевых растительных сигнальных молекул, запускающих каскад реакций в бактериальных клетках, выступают фенольные соединения - флавоноиды, а со стороны бактерий nod-факторы, имеющие хитиноподобный скелет, ацилированный жирной кислотой (ЖК) (Спайнк и др., 2002). Для ризобий показано изменение состава и структуры гликополимеров поверхности в процессе формирования симбиоза, а также в присутствии экссудатов корней растений, и эти изменения происходят под влиянием флавоноидов -вторичных метаболитов фенольной природы (Scotti et al., 1997; Broughton et al., 2006). В процессе адаптации к условиям окружающей среды, в том числе и при формировании другой формы растительно-бактериального симбиоза -ассоциации, важная роль также принадлежит макромолекулам гликополимеров, представленным на поверхности клеток микроорганизмов. Мажорным компонентом внешней мембраны грамотрицательных бактерий являются ли-пополисахариды (ЛПС) - трехкомпонентные молекулы, состоящие из гидрофобной части, представленной липидом А, который заякоривает молекулу в фосфолипидном слое, и гидрофильной составляющей, представленной коровьим олигосахаридом и экспонированными во внешнее пространство О-
Таблица 1 (Продолжение) - Структуры повторяющихся звеньев ОПС бактерий рода АгояртИит
Штамм Структура повторяющегося звена ОПС Серогруппа Ссылка
А. ЬгаБІІете
Б17 8Я7 Р-о-01с/?Ы Ас-( 1 —*4)і -^3)-а-0-МапрЫ(8НЬ)-( 1 -*4)-а-ь-Я1іар2Ме-( 1 -> Р-о-С1ср-(1->2)-| —>3)-а-ь-КЬа/>-(1 —>3)-а-ь-І11іа/7-( 1 —>2)-а-ь-КЬар-( 1 —» II (Бесіопепко еі а1., 2008а; Сигида, 2014)
81180 81188 8Ю09 SR.H1 а-о-КЬа/?( 1 —>3)-| —>4)-а-Ь-Риср-( 1 —>4)-р-0-Ху1р-( 1 —► а-ь-Риср(1—>2)-] —>3)-а-о-Оа1р-( 1 -*3)-р-о-Оа1/?-( 1 —»3)-р-о-ОаШАс/?-( 1 —> II (Сигида, 2014)
54 р-о-01ср-(1—>4)-, —>2)-а-ь-Р1іар-( 1 -^3)-а-ь-КЬар-(1 —>3)-а-ЫУгар-( 1 —♦ III (Федоненко и др., 2011)
А. Нро/егит
8р59Ь а-ь-КЬар-( 1 —>3)-а-ь-КЬар-( 1 —>2)-а-ь-КЬар-( 1 —>3)-Р-о-Мапр-( 1 —>4)-| —>3)-а-о-Оа1р-( 1 —»3)-р-о-Оа1р-( 1 —> III (Ресіопеико еі ей., 2005)
—>2)-Р-0-ІИіар1-( 1 —►3)-а-0-ЯИа/7П-( 1 —>3)-а-0-КЬа/?ІП-(1 —»2)-а-0-ЯЬаУ у-( 1 —>2)-а-0-ЯЬа/?у-( 1 —> I (Бойко и др., 2010)
БК65 8Я85 р-в-01ср(1—>3) —+2)-а-Ь-КЬа/?-( 1 —>3)-а-ь-КЬар-{ 1 -^3)-а-ь-К1іар-( 1 —► III (Fedonenko е/ а1 2008Ь; Федоненко и др., 2011)