Ассоциация аэробных метилотрофных бактерий с растениями

• Автор: Иванова, Екатерина Григорьевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Особенности биологии аэробных метилотрофных бактерий

Глава 2. Ассоциации аэробных метилотрофов с растениями

2.1. Ассоциация аэробных метилобактерий с растениями

2.2. Ассоциация аэробных метанотрофных бактерий с растениями

2.3. Влияние метилотрофных бактерий на рост и развитие растений i viv

2.4. Мстилотрофные бактерии и азотный метаболизм растений

Глава 3. Фитогормоны и другие биоактивные соединения

3.1. Цитокинины
3.2. Ауксины
3.3. Витамин В2
3.4. Экзополисахариды
3.5. Осмопротекторы
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 4. Материалы методы
4.1. Объекты исследования
4.2. Культивирование бактерий
4.3. Выделение накопительных и чистых культур метилотрофных бактерий
4.4. Электронная микроскопия
4.5. Изучение физиологобиохимических свойств
4.6. Определение активности ферментов
4.7. Аналитические методы
4.7.1. Определение фосфолипидного состава клеток
4.7.2. Анализ жирных кислот
4.7.3. Определение убихинонов
4.8. Выделение и идентификация фитогормонов
4.8.1. Экстракция цитокининов и ауксинов
4.8.2. Идентификация цитокининов
4.8.3. Идентификация ауксинов
4.9. Определение содержания витамина В
4.9.1. Культивирование Е. i 33
4.9.2. Экстракция витамина В из клеток
4.9.3. Анализ экстрактов на наличие витамина В
4 Молекулярногенетические методы
41. Выделение ДНК
42. Выделение РНК
43. ПЦРамплификация и секвенирование гена рРНК
44. ПЦРамплификация тотальной ДНК накопительных культур мстанотрофов
45. ПЦРамплификация i гена
46. Синтез первой цепи кДНК
47. ДНКДНК гибридизация
4 Влияние метилотрофов на рост и морфогенез растений i vi
41. Растительный материал
42. Среды и растворы
43. Культивирование растений
44. Регенерация растений
45. Инокуляция растений метанотрофами и метилобактериями
46. Анализ растительного материала
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 5. Биоразнообразие метилотрофных бактерий
5.1. Аэробные метилотрофные бактерии, ассоциированные с растениями
5.2. Филогенетический анализ метилотрофных изолятов
5.3. Локализация аэробных метилотрофных бактерий нав растительных тканях Глава 6. Идентификация метилотрофов
6.1. Морфология и ультраструктура
6.2. Культуральные и физиологобиохимичсские свойства
6.3. Метаболическая характеристика
6.4. Состав убихинонов, фосфолипидов и жирных кислот
6.5. Генотипические свойства
6.6. Таксономическое положение новых изолятов метилобакгерий
Глава 7. Влияние метилотрофов на рост, морфогенез и регенерацию
растений, культивируемых i vi
7.1. Влияние мстилобактсрий и мстанотрофов на прорастание семян льна долгунца и табака i vi
7.2. Влияние мстилобактсрий и мстанотрофов на рост и морфогенез табака
и картофеля i vi
7.3. Влияние метилобактерий и метанотрофов на регенерацию табака
и льна долгунца i vi
7.4. Влияние метилобактерий и метанотрофов на регенерацию и морфогенез пшеницы i vi
Глава 8. Способность метилотрофов к синтезу фитогормонов и
витамина В
8.1. Образование цитокининов
8.2. Синтез ауксинов
8.3. Образование витамина В2
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


На основании результатов нумерического анализа более 0 фенотипических признаков в сочетании с данными ДНКДНК гибридизации 6 штаммов были объединены в три гомологичных кластера. Наряду с родами , , в семейство был включен род ii, объединивший непигментировапные виды рода М. М. , М. . , . . i, с двумя новыми видами М. М. iii, который отличается от других метанотрофов 1 типа по морфологии клеток, составу жирных кислот и по нуклеотидной последовательности гена мММО и рДНК i а Недавно описаны еще два новых рода и вида экстремофильных метанотрофов I типа галофильный i ii . i . Мстанотрофы II типа сгруппированы в два рода i и i . , . Недавно предложены два новых рода ацидофильных метанотрофов II морфотипа и . i . iii i . Пути окисления iсоединепий. Процессы окисления восстановленных субстратов обеспечивают клетки энергией и восстановительными эквивалентами, а также переводят эти субстраты в доступные формы для ассимиляции, т. СОг Рис. СН3ОН нсно V нсоон и. Рис. Окисление метана метанотрофными бактериями. Первый этап биологического пути окисления метана катализируется метанмонооксигеназой ММО, имеющей две формы мембрансвязанную мММО и растворимую рММО. ММО выявлена у всех изученных метанотрофов, за исключением представителей рода i i, . i . Как правило, фермент локализован в ВЦМ, составляя до тотальных мембранных белков . ММО медьсодержащий белок. Да, соответственно . У и i ii ОВЗЬ обнаружены две практически идентичные копии этого оперона различие составляет только нуклеотидов из . еще третья копия гена ртоС . Такая структура очень сходна с аналогичной структурой у нитрифицирующих бактерий, в геноме которых также содержится две копии генов, кодирующих аммониймонооксигеназу, атоСАВ и третья копня гена, аналогичного ртоС атоС i . Для проявления активности мММО необходима медь i , и, как недавно было показано, ионы железа. Предполагается, что а и субъединицы формируют активный центр, так как они взаимодействуют с суицидным субстратом ацетиленом. Существует несколько гипотез строения активного центра, в состав которого входят как ионы меди, так и, предположительно, железа i i, . Согласно одной из них, в молекуле фермента находятся два связываюших участка А и Е, при этом сайт функционирует как активный центр мММО, а Есайт является переносчиком электронов i . Донорами электронов для очищенной ферментной системы служат аскорбат, дурохинол и метанол, но не НАДФН. Мембранная ММО имеет высокое сродство к метану Кт12рМ и кислороду Кт0. М, но обладает узкой субстратной специфичностью, соокисляя лишь короткие алканы, алкены и метанол i i, . Растворимая ММО обнаружена у , представителя X типа, большинства культур II типа, и двух метанотрофов I типа i 1 . ii . I . ММО соокисляет широкий спектр ароматических, гетероциклических, ациклических и галоген ированных углеводородов . Однако рММО имеет более низкое сродство к метану Кт ЗрМ и кислороду Кт . М. Кроме того, рММО функционирует только при низких концентрациях меди в среде 0. М, что делает затруднительным се использование в целях биоремедиации, так как редко встречаются загрязненные экосистемы с низким содержанием меди i i, . ММО цитоплазматический ферментный комплекс, состоящий из трех компонентов гидроксилазы, рсдуктазы и регуляторного белка В.