Диссертация (1145858)
Текст из файла
1ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИНа правах рукописиЩЕРБАКОВАндрей ВасильевичЭНДОФИТНЫЕ СООБЩЕСТВА СФАГНОВЫХ МХОВ КАК ИСТОЧНИКБАКТЕРИЙ - ЭФФЕКТИВНЫХ АССОЦИАНТОВСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР03.02.03 – МикробиологияДиссертация на соискание учѐной степеникандидата биологических наукНаучный руководитель:кандидат биологических наукЧеботарь Владимир КузьмичСанкт-Петербург – 20132ОГЛАВЛЕНИЕОГЛАВЛЕНИЕ………………………………………………………………………………………2СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ…………….………………...6ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………..7ГЛАВА1.Микробныесообществасфагновыхболот.Экологическаярольвфункционировании болотных экосистем.
Полезные растительно-микробные системы всельскохозяйственной биотехнологии. Основные перспективные направления развития(Обзор литературы)……………………………………………………………………………….14Микробные1.1.сообществасфагновыхболот.Экологическаярольвфункционировании болотных экосистем…………………………………..............................141.1.1. Микроорганизмы болотных экосистем, связанные с круговоротом метана……………151.1.1.1. Метаногены…………………………………………………………………………………151.1.1.2. Метанотрофы……………………………………………………………………………….211.1.2.
Микробные ассоциации торфяных отложений, микроорганизмы, связанные сдеструкцией торфа………………………………………………………………………………….251.1.2.1. Alphaproteobacteria………………………………………………………………………..281.1.2.2. Acidobacteria………………………………………………………………………………..291.1.2.3. Actinobacteria……………………………………………………………………………….301.1.2.4. Bacteroides…………………………………………………………………………………..301.1.3. Микроорганизмы - ассоцианты сфагновых мхов…………………………………………..311.1.3.1.
Метанотрофные и метаногенные ассоцианты сфагновых мхов………………………...331.1.3.2. Азотфиксирующие ассоцианты сфагновых мхов……………………………………….351.1.3.3. Гетеротрофные бактерии, ассоцианты сфагновых мхов……………………………….381.1.3.4. Дрожжи и грибы арбускулярной микоризы - ассоцианты мхов……………………….401.2. Полезные растительно-микробные системы в сельскохозяйственной биотехнологии.Основныевостребованныеиперспективныенаправленияразвития……………………………………………………………………………………………421.2.1.Микроорганизмы,какпродуцентыбиопрепаратовстимулирующегодействия…………………………………………………………………………………………….431.2.1.1.
Продукция бактериями регуляторов роста растений…………………………………..451.2.1.2. Ризосферные и эндофитные бактерии в основе микробиологических удобрений……471.2.1.3. Опыт применения и эффективность микробиологических удобрений……...................481.2.2.Микроорганизмы,какпродуцентыбиопрепаратовзащитногодействия………………………………………………………………………………………………………491.2.2.1. Продукция бактериями сидерафоров, антибиотиков и бактериоцинов…………..…5031.2.2.2. Индуцированная устойчивость………………………………………………………….521.2.3.
Фосфатмобилизующие бактерии в основе микробиологических препаратов длярастениеводства……………………………………………………………………………………..551.2.4. Целлюлозолитические микроорганизмы, как продуценты биопрепаратов для деградацииотходов сельскохозяйственного производства………………………............................................601.2.4.1. Микробные целлюлазы…………………………………………………………………….621.2.4.2. Механизмы микробного гидролиза целлюлозы……………………………………..….631.2.4.3. Распространение целлюлозолитических микроорганизмов в природе и их роль вдеградации целлюлозы………………………………………………………………………….…651.2.4.4.Опытприменениябиопрепаратовнаосновецеллюлолозолитическихмикроорганизмов………………………………………………………………………………….661.3. Заключение к обзору литературы…………………………………………………………68ГЛАВА 2. Материалы и методы……………………………………………………………….712.1.Сборобразцовсфагновыхмховиопределениеихвидовойпринадлежности…………………………………………………………………………….……...712.2.
Флуоресцентная in situ гибридизация (FISH) и конфокальная сканирующая лазернаямикроскопия (CSLM)……………………………………………………………………………….712.3. Выделение бактериальных изолятов эндофитных бактерий …………………………….742.4.Молекулярно-генетическаяидентификациявыделенныхизолятов…………………………………………….…………….………………………………..752.4.1. Выделение бактериальной ДНК…………………………………………………………..752.4.2. Амплификация фрагментов гена 16-S рРНК…………………………………………….762.4.3. Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов гена 16-S рРНК………….772.4.4.
Секвенирование фрагментов гена 16-S рРНК и определение видовой принадлежностиизучаемых изолятов бактерий……………………………………………………………………772.5.Изучениекультурально-морфологических,хозяйственно-ценныхифизиолого-биохимических свойств выделенных изолятов эндофитных бактерий……………………….792.5.1. Изучение культурально-морфологических свойств……………………………………..792.5.2. Изучение фунгицидной активности………………………………………………………792.5.3. Изучение бактерицидной активности……………………………………………………...802.5.4. Изучение способности изолятов к продукции ИУК и ее производных на среде с Lтриптофаном……………………………………………………………………………………….802.5.5.
Изучение ростстимулирующей активности на проростках редиса ……………………822.5.6.Изучениеспособностиизолятоврастворятьнеорганичесикесоединенияфосфора………………………………………………………………….…………………………8242.5.7.Изучениеферментативной(протеазной,амилазной,липазной,целлюлазной)активности…………………………………………………………………………...……………832.5.8. Изучение физиолого-биохимических свойств…………………………………………..852.6. Изучение in planta колонизационного потенциала, биоконтрольной, ростстимулирующейи целлюлолитической активности перспективных штаммов…………………………………862.6.1. Определение колонизационной активности с помощью метода гнотобиотическихсистем……………………………………………………………………………………………….862.6.2.
Визуализация интродуцируемых штаммов бактерий с помощью метода флуоресцентнойin situ гибридизации (FISH)………………………………………………………………………872.6.3. Детекция интродуцируемых штаммов бактерий методом полимеразной цепной реакции(PCR)………………………………………………………………………………………………..872.6.4. Изучение биоконтрольной активности штаммов in planta………………………………..882.6.5. Изучение ростстимулирующей активности штаммов in planta…………………………892.6.6. Изучение скорости разложения соломы целлюлозолитической микробной ассоциацией(ЦМА).………………………………………………………………………………………………892.7.Созданиеиапробациялабораторныхобразцовмикробиологическихпрепаратов…………………………………………………………………………………………902.7.1.Условиякультивированияперспективныхштамов……………………………………………………………………………………………..902.7.2.
Создание оптимальной композиции лабораторного образца микробиологическогопрепарата………………………………………………………………..…………………………902.7.3. Апробация лабораторных образцов микробиологических препаратов в полевыхэкспериментах …………………………………………………………………………………….91ГЛАВА 3. Результаты исследований и обсуждение………………………………………….923.1. Характеристика и география отбора образцов сфагновых мхов…………………………….923.2. Эндофитные бактерии – характерные обитатели гаметофитов сфагнума…………….........983.3. Культивируемые бактериальные эндофиты сфагнума: характеристика состава популяцийи перспективные штаммы – обладатели комплекса хозяйственно-ценных свойств….………1033.3.1. Культурально-морфологические свойства выделенных изолятов бактерий……………1043.3.2. Таксономический состав бактериальных популяций……………………………………..1063.3.3.
Антифунгальные и антибактериальные свойства выделенных изолятов……………….1093.3.4. Продукция ауксинов и стимуляция проростков кресс-салата……………………………1113.3.5. Растворение малорастворимых неорганических соединений фосфора и ферментативнаяактивность………………………………………………………………………………………….1173.3.6.Таксономическое положение, культурально-морфологическая и физиологобиохимическая характеристика наиболее перспективных штаммов…………………………..11853.3.7.
Заключение к разделу 3.3…………………………………………………………………..1213.4. Эндофитные бактерии-ассоцианты сфагновых мхов, как активные колонизаторыризосферы сельскохозяйственных культур и продуценты высокоэффективных биопрепаратовдля сельского хозяйства…………………………………………………….………………….….1243.4.1. Колонизационная активность в экспериментах in planta………………………………1243.4.2.
Ростстимулирующий и биоконтрольный эффекты в экспериментах in planta……….1293.4.3.Целлюлозолитическаямикробнаяассоциация(ЦМА)иегоэффективность……………………………………………………………………………………………………...1333.4.4. Заключение к разделу 3.4………………………………………………………...…………1363.5. Создание и апробация лабораторного образца микробиологического препарата на основеэндофитных бактерий сфагновых мхов………………………………………………………..1373.5.1. Технологические режимы культивирования перспективных штаммов-продуцентов….1373.5.2.
Создание стабильной формы лабораторного образца микробиологического препарата наоснове штамма Pseudomonas asplenii RF13H………………………..…….………………...…1403.5.3. Апробация лабораторных образцов микробиологических препаратов препаратов .…..1433.5.4. Заключение к разделу 3.5…………………………………………………………………...143ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………..144ВЫВОДЫ………………………………………………………………………………………….146СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………….148ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………………………………..1746СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙИУК – индолил-3-уксусная кислотаДГГЭ - денатурирующий градиентный гель-электрофорезКМЦ - карбоксиметилцеллюлозаПА – питательный агарПЦР - полимеразная цепная реакцияТГГЭ - температурный градиентный гель-электрофорезЦМА – целлюлозолитеческая микробная ассоциацияCSLM – от англ.
«confocal scaning laser microscopy» - конфокальная сканирующая лазернаямикроскопияEDTA – от англ. «ethylenediaminetetraacetic acid» - этилендиаминтетрауксусная кислотаFISH – от англ. «fluorescence in situ hybridization» - флуоресцентная in situ гибридизацияHPLC – от англ. «high-performance liquid chromatography» - высокэффективная жидкостнаяхроматография высокого давленияISR – от англ. «induced systemic sesistance» - индуцированная системная устойчивостьin planta – лат. «на растении»in situ – лат. «на месте»in vitro – лат.
«на стекле»PBS – от англ. «phosphate buffer salina» - натрий-фосфатный буферPGPR - от англ. «plant growth promotion rhizobacteria» - ризобактерии, стимулирующиеразвитие растенийPGPB - от англ. «plant growth promotion bacteria» - бактерии, стимулирующие развитиерастенийPNS – от англ. «plant nutrion solution» - питательный раствор для растенийPR - «pathogenesis-related proteins» - белки, связанные с патогенезомT-RFLP – от англ.
«terminal restriction fragment length polymorphism» - терминальныйполиморфизм длин рестрикционных фрагментовSAR – от англ. «systemic acquired resistance» - системная приобретенная устойчивостьSDS – от англ. «sodium dodecil sulphate» - додецилсульфат натрияSSCP – от англ. «single-strand conformation polymorphism» - конформационный полиморфизмодноцепочечной ДНКSSF – от англ. ««solid substrate fermentation» - твердосубстатное ферментирование7ВВЕДЕНИЕК настоящему времени в литературе накоплен достаточно обширный материал о бактериях,ассоциированных с высшими растениями и способных стимулировать их рост и развитие засчет синтеза необходимых для растения фитогормонов и витаминов, фиксации молекулярногоазота, а также подавлять развитие бактериальных и грибных заболеваний.
Клеппером с соавт.(Kloepper et al., 1980) для обозначения такой группы бактерий был предложен термин PGPR(от англ. plant growth-promoting rhizobacteria), который включает почвенные микроорганизмы,активно колонизирующие ризосферу и ризоплану растений и стимулирующие их рост. Крометого, имеется достаточно много сведений об эндофитных бактериях. В данной работе мыпридерживались именно классического определения термина «эндофитные бактерии»,который включает в себя микроорганизмы, населяющие внутренние ткани здоровых растений,не вызывающие морфологические изменения и не несущие какого либо вреда для хозяина(Holliday, 1989; Schulz, 2006).
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
