Состав, биологическая активность и роль экзогликанов бактерий Paenibacillus polymyxa во взаимодействиях с растениями

• Автор: Трегубова, Кристина Владимировна
• Шифр специальности: 03.01.04, 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Почвенные азотфиксирующие бактерии вида РаетЬасШш ро1утуха

1.1.1 Морфологические и физиологические особенности бактерий

1.1.2 I фактическое использование бактерий Р. ро1утуха

1.1.3 Механизмы стимулирующего воздействия на растения

1.2 Основные этапы растительнобактериального взаимодействия

1.2.1 I Трикреплснис бактерий Р. ро1утуха к корням растений

1.2.2 Образование биопленок

1.2.3 Деформации корневых волосков
1.3 Экзополисахариды ризобактсрий Р. ро1утуха
1.3.1 Физикохимическая характеристика и свойства экзогликанов бактерий Р. ро1утуха
1.3.2 Практическое использование микробных полисахаридов
1.3.3 Иммунотропиые свойства ЭПС
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.2 Приборы и материалы
2.3 Методы выделения и исследования химического состава экзополисахаридов
2.3.1 Выделение экзополисахаридов Р. ро1утуха
2.3.2 Определение кинематической вязкости
2.3.3 Хроматографические методы
2.3.4 Колориметрическое определение состава углеводсодержащих полимеров
2.3.5 Электрофорез в полиакриламидном геле
2.3.6 ИКспектроскопический анализ
2.3.7 Распад по Смиту
2.4 Методы исследования деформаций корневых волосков и способности Р. ро1утуха к колонизации корней и формированию биопленок
2.5 Иммунохимические методы исследования
2.5.1 Иммунизация животных и получение поликлональных
кроличьих антител
2.5.2 Реакция агглютинации
2.5.3 Встречная двойная иммунодиффузия
2.5.4 Иммуноферментпый анализ I
2.6 Методы исследования иммуномодулирующего действия экзополисахаридов ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Сравнительное исследование продукции внеклеточных полисахаридов штаммами . xi
3.2 Выделение, очистка и исследование химического состава экзополисахаридов бактерий . x
3.3 Иммунохимическое исследование экзополисахаридов . x
3.4 Оценка способности бактерий . x к колонизации корней
проростков пшеницы
3.4.1 Наблюдение колонизации корней пшеницы посредством световой микроскопии
3.4.2 Различия бактерий . x в способности к адсорбции
на корнях и индукции деформаций корневых волосков
3.4.3 Количественная оценка колонизации Р x корней пшеницы методом иммуноферментного анализа I
3.5 Оценка способности к формированию биопленок ряда штаммов
. x, отличающихся по выходу и реологическим свойствам ЭПС
3.6 Исследование активности экзополисахаридов . x в отношении индукции факторов неспецифической резистентности макроорганизма
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Иаучнопракгической конференции ii iv i Новый Свет, Крым, Украина, г. Международной научнопрактической конференции Вавиловские чтения Саратов, Россия, г. Иом Международном кошрессе студентов и асиираитовбиологов Симбиоз Россия Пермь, Россия, г. Работа выполнена в лаборатории биохимии Учреждения Российской академии наук Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов ИБФРМ РАН в соответствии с плановыми темами Структуры гликополимеров и их функции в растительномикробных взаимодействиях гос. РФ, д. Игнатов В. В. и Структурнофункциональные особенности поверхностных гликополимеров ризобактерий гос. РФ, д. Игнатов В. В.. Личный вклад соискателя. Представленные экспериментальные результаты получены лично автором и в совместной работе с сотрудниками лаборатории биохимии ИБФРМ РАН и кафедры биохимии и биофизики ГОУ ВПО Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского. ЭПС исследован совместно с сотрудниками лаборатории химии углеводов Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН г. Москва и лаборатории физикохимических методов исследования ИБФРМ РАН. Иммунохимическис исследования ЭПС выполнены совместно с сотруд1гиками лаборатории иммунохимии ИБФРМ РАН. Исследования активности экзополисахаридов Р. СГУ. На защиту вынесены только те положения и результаты экспериментов, в получении которых роль соискателя была определяющей. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ в отечественных и зарубежных изданиях, из них 2 статьи в журналах из перечня, рекомендованного Высшей аттестационной комиссией Российской Федерации. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, глав с изложением методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка использованной литературы, содержащего 2 источника, в том числе 9 зарубежных. Работа изложена на 1 странице, содержит рисунка и 9 таблиц. ГЛАВА 1. Представители рода i, по прежней классификации i . Обычно их размеры в активно растущей культуре достигают 0. На агаризованных питательных средах формируют бесцветные, плоские или выпуклые, гладкие и слизистые колонии с пильчатым краем. Подвижны за счет перитрихиальных жгутиков. Эндоспоры овальные или иногда сферические, высокоустойчивые к неблагоприятным воздействиям. В клетке образуется не более одной споры, в атмосфере споруляция не подавляется Определитель бактерий Берджи, . Клеточные стенки вегетативных клеток различаются по структуре, толщине и чувствительности к литичсским ферментам. Пептидогликан клеточной стенки большинства бацилл содержит мезодиаминопимелиновую кислоту в качестве основной кислоты, непосредственно связанной с аланином. Установлено, что через поры клеточной стенки могут проникать молекулы с диффузионным радиусом, не превышающим 2,5 нм. В составе клеточных стенок также обнаружены тейховые кислоты, которые, как предполагается, могут служить источником фосфора при его отсутствии во внешней среде. ii хсмоорганотрофы, для них характерен метаболизм бродильного и дыхательного типа, они способны к использованию широкого спектра источников углерода и азота, что позволяет им хорошо адаптироваться к условиям окружающей среды. В качестве субстратов окисления используют простые углеводы моно и дисахариды глюкоза, сахароза, фруктоза, манноза, арабиноза, ксилоза, манит, некоторые полисахариды декстран, крахмал, органические кислоты и спирты, а также сложные высокомолекулярные углеводы, в частности пекгин Смирнов с соавт. Бактерии рода ii утилизируют аммонийные соли, нитраты, мочевину. Восстанавливают азот до аммиака с помощью сложной ферментативной системы нитрогеназы, содержащей железо, молибден, магний. Потребность бактерий в кислороде меняется в зависимости от источника азота. При утилизации атмосферного азота кислорода не требуется, напротив, его присутствие подавляет процесс азотфиксации Коротяев и Бабичев, .