Биологическая фиксация азота. В 4 т.
Год издания: 2010-2014
Жанр или тематика: Монография
Издательство: Логос
ISBN: 978-966-171-233-0; 978-966-171-240-8 (Т. 1); 978-966-171-311-5 (Т. 2); 978-966-171-500-3 (Т. 3); 978-966-171-753-3 (Т. 4)
Язык: Русский
Формат: PDF/DjVu
Качество: Отсканированные страницы + слой распознанного текста
Интерактивное оглавление: Да
Количество страниц: 508 + 523 + 404 + 412
Описание: В первом томе рассмотрены исторические представления и современные данные об особенностях бобово-ризобиального симбиоза. Значительное внимание уделено участию клубеньковых бактерий в процессах фиксации молекулярного азота в биосфере, факторам, определяющим симбиотические взаимоотношения между симбионтами, ферментам азотфиксации и восстановления нитратов в растениях, роли окислительно-восстановительных ферментов, а также полисахаридам клубеньковых бактерий.
Во втором томе обобщены новейшие достижения в исследованиях симбиотических взаимоотношений растений и микроорганизмов. Детально рассмотрены лектины и их роль в формировании и функционировании бобово-ризобиального симбиоза, взаимосвязь фотосинтеза, азотфиксации и продуктивности у бобовых культур, влияние регуляторов роста растений на бобово-ризобиальный симбиоз, некоторые вопросы протеомики симбиотической азотфиксации. Проанализированы результаты изучения разных по эффективности симбиотических систем сои, влияния микробных сообществ на формирование бобово-ризобиального симбиоза. Значительное внимание уделено эффективности применения препаратов клубеньковых бактерий.
В третьем томе обобщены новейшие достижения в исследовании генетики азотфиксации и получении штаммов клубеньковых бактерий генно-инженерными методами. Детально рассмотрены молекулярно-генетические основы взаимодействия азотфиксирующих микроорганизмов с растениями, в частности, бобово-ризобиальный симбиоз, симбиозы растений с цианобактериями, а также микоризные симбиозы. Особое внимание уделено характеристике генетических методов и получению штаммов клубеньковых бактерий, эколого-генетическим основам конструирования эффективных растительно-микробных систем.
В четвёртом томе обобщены новейшие достижения в исследовании ассоциативной азотфиксации и селекции штаммов диазотрофов. Детально рассмотрены симбиозы небобовых растений и азотфиксирующих микроорганизмов, искусственный симбиоз — паранодуляция, физиолого-биохимические свойства и аспекты практического применения ризобактерий, микробиологические препараты, созданные на основе бактерий с агрономически ценными свойствами. Особое внимание уделено методам изучения численности, выделения и оценки почвенных диазотрофов, а также эффективности применения бактериальных препаратов при выращивании сельскохозяйственных культур.
Книга рассчитана на микробиологов, физиологов растений, генетиков, селекционеров, специалистов сельского хозяйства, преподавателей, аспирантов и студентов профильных вузов.
Оглавление
Бобово-ризобиальный симбиоз. Т. 1
Вступление — 5
Краткий очерк истории открытия и изучения процесса биологической фиксации атмосферного азота — 12
Глава 1. ФОРМЫ И КРУГОВОРОТ АЗОТА. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИКСАЦИЯ АЗОТА — 18
1.1. Формы азота, которые потребляет растение — 18
1.2. Круговорот азота в природе — 24
1.3. Биологическая фиксация азота: виды азотфиксаторов и распространение в природе — 29
Глава 2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ — 44
2.1. Систематика клубеньковых бактерий — 44
2.2. Морфологические и культуральные особенности клубеньковых бактерий — 47
2.3. Специфичность, вирулентность, конкурентоспособность и активность клубеньковых бактерий — 52
Глава 3. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СИМБИОТИЧЕСКИЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ БОБОВЫМИ РАСТЕНИЯМИ И КЛУБЕНЬКОВЫМИ БАКТЕРИЯМИ — 61
3.1. Доконтактное взаимодействие растений и микроорганизмов при формировании симбиотических азотфиксирующих систем — 61
3.2. Экссудаты бобовых растений и экстрацеллюлярные соединения ризобий при формировании симбиотических растительно-микробных ассоциаций — 92
3.3. Ранние реакции растений на инфицирование клубеньковыми и фитопатогенными бактериями — 116
3.4. Основные этапы развития корневых клубеньков — 138
3.5. Роль генотипов макро- и микросимбионтов при образовании симбиотических систем; селекция высокоэффективных штаммов клубеньковых бактерий — 145
3.6. — Влияние экологических факторов на развитие и продуктивность бобово-ризобиального симбиоза. Бобово-ризобиальный симбиоз в условиях водного стресса и способы повышения его продуктивности при засухе — 156
Глава 4. ФЕРМЕНТЫ АЗОТФИКСАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ НИТРАТОВ В РАСТЕНИЯХ — 178
4.1. Нитрогеназа и её функционирование — 178
4.2. Фиксация молекулярного азота и синтез нитрогеназы клубеньковыми бактериями в чистой культуре — 202
4.3. Взаимосвязь между нитрогеназной и нитратредуктазной активностями при действии отдельных экзогенных факторов — 223
Глава 5. РОЛЬ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ В ПРОЦЕССАХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА — 258
5.1. Реактивные кислородные метаболиты в функционирующих клетках — 258
5.2. Значение антиоксидантов в симбиозе бобовых растений с клубеньковыми бактериями — 270
5.3. Роль антиоксидантных ферментов в азотфиксирующих системах бобовых растений и клубеньковых бактерий с различной эффективностью симбиоза — 282
Глава 6. ПОЛИСАХАРИДЫ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ — 311
6.1. Липополисахариды клубеньковых бактерий и их роль в развитии бобово-ризобиального симбиоза — 311
6.2. Экзополисахариды азотфиксирующих микроорганизмов и их роль в формировании и функционировании фито-бактериальных симбиозов — 326
6.3. Значение периплазматического глюкана в бобово-ризобиальном симбиозе — 379
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
К главе 1 — 399
К главе 2 — 400
К главе 3, разделу 3.1 — 402
К главе 3, разделу 3.2 — 410
К главе 3, разделу 3.3 — 428
К главе 3, разделу 3.4 — 439
К главе 3, разделу 3.5 — 441
К главе 3, разделу 3.6 — 448
К главе 4, разделам 4.1 и 4.2 — 457
К главе 4, разделу 4.3 — 462
К главе 5 — 472
К главе 6, разделу 6.1 — 485
К главе 6, разделу 6.2 — 492
К главе 6, разделу 6.3 — 502
Бобово-ризобиальный симбиоз. Т. 2
Глава 1. ЛЕКТИНЫ И ИХ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИИ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА — 5
1.1. Общая характеристика лектинов. Структурно-биологические особенности лектинов растений — 5
1.2. Современные представления о возможных функциях лектинов в растениях — 29
1.3. Физиологическая роль лектинов при формировании и функционировании азотфиксирующих систем — 60
1.4. Применение лектинов растений в биотехнологии и клинической диагностике — 86
Глава 2. ВЗАИМОСВЯЗЬ ФОТОСИНТЕЗА, АЗОТФИКСАЦИИ И ПРОДУКТИВНОСТИ У БОБОВЫХ РАСТЕНИЙ — 118
2.1. Влияние обеспеченности растений минеральным азотом на интенсивность фотосинтеза и азотфиксации — 118
2.2. Регуляция физиологически активными веществами ассимиляционной функции бобовых — 142
2.3. Взаимосвязь азотфиксации и фотосинтеза как основных составляющих продукционного процесса у бобовых — 189
Глава 3. ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ НА БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНЫЙ СИМБИОЗ — 212
3.1. Роль фитогормонов в клубенькообразовании — 212
3.2. Особенности формирования и функционирования симбиотических азотфиксирующих систем при использовании регуляторов роста растений — 234
Глава 4. ПРОТЕОМИКА СИМБИОТИЧЕСКОЙ АЗОТФИКСАЦИИ — 265
Глава 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИМБИОТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РАЗНЫХ СОРТОВ СОИ И ШТАММОВ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ИХ КОМПЛЕМЕНТАРНОСТИ И УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ — 285
5.1. Азотфиксирующий потенциал сои при взаимодействии с перспективными штаммами клубеньковых бактерий — 285
5.2. Влияние биологически активных веществ на комплементарное взаимодействие макро- и микросимбионтов — 314
5.3. Зависимость эффективности соево-ризобиального симбиоза от внесения разных форм минеральных азотных удобрений — 324
Глава 6. ЗНАЧЕНИЕ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ В ФОРМИРОВАНИИ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА — 333
Глава 7. ПРЕПАРАТЫ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ — 358
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ — 412
К главе 1 — 412
К главе 2 — 455
К главе 3 — 468
К главе 4 — 483
К главе 5 — 490
К главе 6 — 503
К главе 7 — 513
Т. 3: Генетика азотфиксации, генетическая инженерия штаммов
ПРЕДИСЛОВИЕ — 7
Глава 1. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АЗОТФИКСИРУЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ C РАСТЕНИЯМИ — 9
1.1. Генетика азотфиксации — 10
1.1.1. Структура и функции нитрогеназы — 11
1.1.2. Организация и экспрессия nif-генов — 13
1.1.3. Происхождение нитрогеназы — 18
1.2. Бобово-ризобиальный симбиоз — 20
1.2.1. Онтогенез клубеньков — 21
1.2.2. Генетика развития клубеньков у бобовых — 29
1.2.3. Специфичность симбиоза — 34
1.2.4. Узнавание партнёров — 38
1.2.5. Гены хозяйственной специфичности — 40
1.2.6. Nod-факторы — детерминанты симбиотической специфичности — 50
1.2.7. Контроль эндосимбионтов хозяином — 64
1.2.8. Генетика симбиотрофного питания растений азотом — 71
1.3. Симбиозы растений с цианобактериями — 81
1.3.1. Клеточная дифференцировка — 82
1.3.2. Развитие симбиоза — 84
1.3.3. Молекулярная дифференцировка — 87
1.4. Микоризные симбиозы — 95
1.4.1. Эндомикориза — 97
1.4.2. Эктомикориза — 121
1.4.3. Экологическое значение микоризы — 128
Глава 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ШТАММОВ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ — 137
2.1. Трансформация — 142
2.2. Трансдукция — 143
2.3. Конъюгация — 145
2.4. Слияние сферопластов — 147
2.5. Транспозоновый мутагенез — 149
Глава 3. ПОЛУЧЕНИЕ ШТАММОВ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ ГЕНЕТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ — 158
3.1. Получение и изучение трансконъюгантов клубеньковых бактерий клевера и люцерны — 158
3.2. Транспозоновый мутагенез как перспективный метод получения новых штаммов клубеньковых бактерий — 171
3.2.1. Транспозоновый мутагенез быстрорастущих ризобий люцерны, клевера и гороха — 175
3.2.2. Получение транспозоновых мутантов медленнорастущих клубеньковых бактерий сои и люпина — 182
3.3. Особенности генома клубеньковых бактерий, полученных при помощи транспозонового мутагенеза — 196
3.4. Исследование Tn5-мутантов люцерны, клевера и гороха — 200
3.4.1. Эффективность симбиоза люцерны с Tn5-мутантами Sinorhizobium meliloti — 200
3.4.2. Эффективность симбиоза клевера с Tn5-мутантами Rhizobium leguminosarum bv. trifolii — 212
3.4.3. Симбиотические свойства Tn5-мутантов клубеньковых бактерий гороха — 218
3.4.4. Особенности взаимодействия Tn5-мутантов клубеньковых бактерий сои с растениями — 228
3.4.5. Симбиотические свойства транспозоновых мутантов люпина — 240
3.5. Эффективность применения Tn5-мутантов в полевых условиях — 246
Глава 4. ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ РАСТИТЕЛЬНО-МИКРОБНЫХ СИСТЕМ — 262
4.1. Симбиотические системы культурных растений — 263
4.1.1. Динамика симбиотических признаков при доместикации и селекции растений — 264
4.1.2. Формирование новых популяций микросимбионтов — 270
4.2. Полиморфизм симбиоза как основа для его генетического улучшения — 274
4.2.1. Генотипические вклады растений и микроорганизмов в эффективность симбиоза — 274
4.2.2. Сортовой полиморфизм растений по эффективности симбиоза — 280
4.3. Конструирование высокоэффективных симбиозов — 287
4.3.1. Полиморфизм клубеньковых бактерий по признакам, определяющим симбиотическую эффективность — 288
4.3.2. Наследуемость симбиотических признаков растений — 295
4.3.3. Методы селекции на повышение симбиотической эффективности — 296
4.3.4. Конкурентоспособность симбиотических микроорганизмов — 304
4.4. Роль биологически активных веществ бобовых растений разных генотипов в формировании симбиотических взаимоотношений с клубеньковыми бактериями — 309
4.4.1. Формирование бобово-ризобиального симбиоза разными сортами сои и люпина — 309
4.4.2. Развитие растительно-микробных симбиотических взаимоотношений под влиянием экссудатов семян и корней бобовых растений — 311
4.4.3. Особенности действия лектина семян бесклубеньковой сои на формирование бобово-ризобиального симбиоза — 327
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ — 338
К главе 1 — 338
К главе 2 — 370
К главе 3 — 377
К главе 4 — 387
Т. 4: Ассоциативная азотфиксация
Предисловие — 6
Глава 1. СИМБИОЗЫ НЕБОБОВЫХ РАСТЕНИЙ И АЗОТФИКСИРУЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ — 9
1.1. Ассоциативные азотфиксирующие системы растений и микроорганизмов — 9
1.2. Биологические особенности диазотрофных микроорганизмов — 19
1.2.1. Ассоциативные диазотрофы — 19
1.2.2. Свободноживущие диазотрофы — 35
Глава 2. ИСКУССТВЕННЫЙ СИМБИОЗ — ПАРАНОДУЛЯЦИЯ — 63
2.1. Спонтанное образование клубеньков на корнях небобовых растений — 63
2.2. Искусственное формирование азотфиксирующего симбиоза у небобовых растений — 67
2.3. Явление паранодуляции на растениях шелковицы — 72
2.4. Использование биологических агентов нодуляции для формирования азотфиксирующих “клубеньков” на корнях растений моркови — 81
Глава 3. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДЕТЕРМИНАЦИЯ НЕБОБОВЫМИ РАСТЕНИЯМИ АЗОТФИКСИРУЮЩЕГО КОМПЛЕКСА C РИЗОСФЕРНЫМИ ДИАЗОТРОФАМИ — 86
Глава 4. РИЗОБАКТЕРИИ: ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И АСПЕКТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ В АГРОБИОТЕХНОЛОГИИ — 102
4.1. Агрономически полезные свойства ризобактерий и сферы их применения в агробиотехнологии (растениеводстве) — 102
4.2. Бактериальные препараты для инокуляции пшеницы — 132
4.2.1. Эффективность бактеризации семян пшеницы микробными препаратами ризоагрин и ризоэнтерин — 132
4.2.2. Скрининг и характеристика эффективных азотфиксирующих микроорганизмов ризосферы пшеницы — 138
4.2.3. Выделение, морфолого-культуральные и физиологобиохимические свойства штамма Azotobacter chroococcum Т79 — 157
4.2.4. Эффективность бактеризации семян пшеницы яровой штаммом Azotobacter chroococcum Т79 — 158
4.3. Перспективность использования Azotobacter chroococcum для создания комплексных биологических препаратов — 166
4.3.1. Влияние штамма Azotobacter chroococcum Т79 на эффективность симбиоза растений сои с Bradyrhizobium japonicum 634б — 167
4.3.2. Комплексные биологические композиции на основе штамма Azotobacter chroococcum Т79 для инокуляции зерновых культур — 170
Глава 5. ПРЕПАРАТЫ АЗОТФИКСИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ — 182
5.1. Роль азотфиксации в современном земледелии — 182
5.2. Микробиологические препараты для растениеводства и эффективность их применения — 185
5.3. Биотехнологии производства и препаративные формы азотфиксирующих микроорганизмов — 207
5.4. Влияние интродуцированных азотфиксирующих микроорганизмов на ризосферную микрофлору растений — 221
Глава 6. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ, ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫДЕЛЕННЫХ ШТАММОВ ПОЧВЕННЫХ ДИАЗОТРОФОВ — 225
6.1. Учёт численности диазотрофов корневой зоны растений — 225
6.2. Методы выделения активных ассоциативных диазотрофов — 229
6.3. Оценка перспективности использования выделенных штаммов — 250
6.4. Изотопный метод определения активности азотфиксации — 253
6.5. Иммуноферментный анализ — 261
6.5.1. Методы гетерогенного иммуноферментного анализа — 264
6.5.2. Методы гомогенного иммуноферментного анализа — 269
6.5.3. Иммунохимическая идентификация азоспирилл и исследование их антигенных структур — 271
6.5.4. Методы получения антител — 273
6.5.5. Биоспецифические маркеры — конъюгаты коллоидного золота и их применение в твердофазных методах анализа — 277
6.5.6. Тест-система серологической идентификации бактерий рода Azospirillum — 281
6.5.7. Анализ поверхностных структур клеток при R-S-диссоциации штамма A. brasilense Sp7 — 283
6.5.8. Углеводные антигены клеточной поверхности азоспирилл — 288
6.6. Ацетиленовый метод определения активности азотфиксации. Активность азотфиксации in situ — 292
6.6.1. Потенциальная активность азотфиксации в почве — 299
6.6.2. Потенциальная нитрогеназная активность на корнях растений — 302
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ — 306
К главе 1 — 306
К главе 2 — 337
К главе 3 — 343
К главе 4 — 345
К главе 5 — 358
К главе 6 — 367
ЗАКЛЮЧЕНИЕ — 378
CONCLUSION — 386
CONTENTS OF VOLUMES 1-4 — 393
