Внеклеточные пектолитические и протеолитические ферменты бактерий рода Azospirillum

• Автор: Чернышова, Марина Павловна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 112 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИ ТЕРАТУРЫ

Глава 1. Современные аспекты проблемы биологической фиксации азота

1.1 История открытия процесса азотфнксации

1.2 Основные группы диазотрофных бактерий

1.3 Биохимия и генегнка азотфнксации

1.4 Благоприятное влияние инокуляции азотфиксирующих бактерий рода ЛгояргШит на рост и развитие растений.
1.5 Возможные механизмы улучшения роста растений при инокуляции азотфнксирующимн бактериями

Глава 2. Взаимодействие почвенных ассоциативных бактерий с корнями растений

2.1 Колонизация азотфнксирующимн микроорганизмами внутренних тканей растений

2.2 Ферменты микроорганизмов, расщепляющие клеточные стенки растений

2.2.1 Внеклеточные псктолитичсскис и цсллюлозолитичсскис ферменты диазотрофных бактерий
2.2.2 Протеолтгтические ферменты диазотрофных бактерий ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Глава 3. Материалы и методы
3.1 Штаммы бактерий и условия их культивирования
3.2 Растительные объекты
3.3 Стерилизация зерновок пшеницы
3.4 Выращивание растений пшеницы в галечной культуре
3.5 Выращивание растений пшеницы в водной культуре
3.6 Инокуляция бактериями проростков пшеницы
3.7 Выделение бактерий из корней растений, предварительно инокулированных штаммами азоспирилл.
3.8 Изучение адсорбции бактериальных клеток на корни трехсуточных проростков пшенииы
3.9 Концентрирование культуральной жидкости
3. Тестирование пектолитической активности бактерий рода ЛгоБриШит
3. Тестирование протеолнтической активности бактерий рода АгозрггШит
3. Статистическая обработка данных ,
Глава 4. Способность штаммов бактерий рода АгохрИИит продуцировать вне
клеточные нектолнгнчсскис и протсолнтичсскис ферменты
4.1 Пектолптическая активность бактерий рода АгоярИЦит
4.1.1 Оптимизация состава среды для определения псктол этической спо собности штаммов АгозрМИит
4.2 Протеолнтическая активность бак1ерий рода ЛгохрМЦит
Глава 5. Исследование псктиназ и протеаз бактерий рода ЛюврИИит как факто
ров, обуславливающих колонизацию бактериями внутренних тканей пшеницы
5.1 Разработка методики глубокой стерилизации зерновок пшеницы
5.2 Изучение псктолитичсской и протсолитичсской активности штаммов азоспирилл, выделенных из поверхностностерилизованных корней растений
5.3 Сравнительное изучение колонизации корней растений штаммами азоспирилл, обладающими различной выраженностью признаков пектолитнческой и прогеолитической активности
Глава 6. Влияние корневых эксудатов пшеницы на псктолитичсскую и протсо
литичсскую активность азосиирилл
6.1 Разработка способа получения стерильных корневых эксудатов пшеницы
6.2 Изменение параметров роста культур азоспнрилл в ответ на введение в среду культивирования корневых эксудатов пшеницы
6.3 Влияние корневых эксудатов пшеницы на прогсол этическую и пскголэтичсскую акт ивностъ бактерий рода АгозрмПит
Глава 7. Исследование свойств внеклеточных протеолэтнческих и пектолитиче
ских ферментов бактерий рода АгозрйШит.
7.1 Псктолитические ферменты ,
7.1.1 Проду кция разными видами азоспирилл пектатлиаз
7.1.2 Полнгалактуроназная активность азоспирилл
7.1.3 Знмосрафия пскгол этических ферментов А. 1гакепзе КВС1
7.2 Протеолнтические ферменты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Цель работы изучение внеклеточных пектолитических и протеолитичсских ферментов бактерий рода АгояртПитп и их возможного участия в процессе ассоциативного взаимодействия азоспирилл с растениями пшеницы. Исследовать свойства внеклеточных пектолитических н протеолитичсских ферментов штаммов азосиирилл. Установлено, что бактерии, выделенные из поверхностностерилизованных корней растений, ннокулнрованкых штаммами азоспирилл, обладают более высоким уровнем активности пектолитических в . Впервые показано, по при выращивании штаммов азоспирилл в присутствии корневых эксудатов пшеницы происходит увеличение пектолитической на 7,8 и протсолитичсской на . Впервые охарактеризованы свойства внеклеточных протсолитнческнх ферментов штаммов азоспирилл. Разработаны методические рекомендации Методика глубокой стерилизации зерновок пшеницы. Методические рекомендации одобрены Ученым Советом ИБФРМ РАН протокол Кч 4 от 4 апреля . Оптимизирован состав среды, позволяющей детектировать пектолитическую активность штаммов бактерий, обладающих низкой выраженностью этого признака и проводить массовый скрининг культур на способность к деградации пектина. Разработан способ получения стерильных корневых выделений растений пшеницы. Материалы диссертации представлялись на 3ей Европейской конференции по азотфиксации Нидерланды, , IV сьезде физиологов растений России Физиология растений наука Ш тысячелетия Москва, , Первом рабочем совещании микробиологов Поволжья Фундаментальные аспекты микробиологии Саратов. XII юбилейной конференции Ферменты микроорганизмов Казань,
Диссертация обсуждена и одобрена на расширенной конференции лаборатории биохимии Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН марта г. Основное содержание работы отражено в 5 опубликованных работах. Работа состоит из 7 глав, включающих обзор литературы, описание использованных материалов и методов, результатов собсгвенных исследований и завершается заключением, выводами и библиографическим указателем, включающим отечественных и 3 зарубежных источника. Общий объем диссертации составляет 2 страниц. Текст иллюстрирован таблицами и рисунками. Бактерии рода ii обладают внеклеточной псктолитичсской и иротеолитической активностями. При пассаже бактерий через стерилизованные расгения пшеницы происходит увеличение уровня внеклеточных иротеолитической и пектолитической активностей азоснирилл. Способность азоснирилл колонизировать внутренние ткани корней пшеницы зависит ог уровня пектолитической и иротеолитической активности бактерий. Работа выполнена в лаборатории биохимии ИБФРМ РАН в соответствии с плановой темой НИР Изучение молекулярных механизмов взаимодействия растений и микроорганизмов гос. РФ д. Игнатов В. Глава 1. Азотфиксация у бобовых растений была обнаружена более ста лет назад Гсльригслсм и Вильфартом. Впервые описание клубеньковых бактерий сделано М. С. Ворониным, ему также принадлежит первое предположение о роли бактерий в формировании клубеньков на корнях. Позднее изучением свойств бактерий, выделенных из клубеньков бобовых растений, занимались М. Ьейсринк и Ь. Франк. Б. Франком было впервые введено родовое название этих бактерий ii. В году С. Н. Виноградским из почвы был выделен свободноживущий азотфиксирующий анаэроб ii i. В году М. Бейсринк описал свободноживущий азотфиксирующий аэроб . В первой четверти нашего века была обнаружена способность чистой культуры синезеленых водорослей фиксировать азот. После того, как в году был открыт высокочувствительный ацетиленовый метод, позволяющий бысто оценивать способность микроорганизмов фиксировать азот, стало известно большое количество диазотрофных микроорганизмов, среди которых находились актнномицегы. В году была впервые из ii i выделена нитрогеназа, ответственная за фиксацию биолоишеского азота . Большинство почвенных азотфиксирующих бактерий вступают во взаимовыгодное взаимодействие с различными растениями. Выделяют два типа такого взаимодействия симбиоз и ассоциация. При первом типе взаимодействия фиксация азота происходит в высокоорганизованных корневых клубеньках, образование которых инициируют азотфмксирующис прокариоты. Наиболее изучен симбиоз бактерий, принадлежащих к роду ii, с бобовыми растениями.