Том 6, № 2 (2008)

Среди большого числа бактерий, присутствующих на поверхности и в ризосфере корня, бактерии псевдомонады являются наилучшими колонизаторами корней, и поэтому могут иметь практическое применение. В этой статье обсуждаются возможности использования таких бактерии для следующих целей: использование в качестве удобрения для растений, стимулирование роста и урожайности растений, повышение устойчивости к стрессам и болезням.

Эндофиты представляют собой интересную группу ассоциированных с растениями бактерий, живущих внутри растения, взаимодействие которых с растениями может являться нейтральным или полезным. Структура бактериальных сообществ в эндофитном микроокружении важных сельскохозяйственных культур (различных сортов картофеля, салата и сахарной свеклы) и дикорастущих растений (различные виды мхов) была проанализирована с помощью многопрофильного подхода на различных полях в Европе. Интересно, что анализ с использованием конформационного полиморфизма однонитевой Днк (Single-Strand Conformation Polymorphism, SSCP) и/или полиморфизма длин терминальных рестрикционных фрагментов (T-RFLP) генов 16S рРнк, амплифицированных при помощи универсальных, а также группоспецифических и функциональных праймеров, показал высокое разнообразие и специфичность эндофитных бактериальных обществ. Антагонистический потенциал эндофитных бактерий, определенный при исследовании in vitro антагонизма по отношению к различным патогенам (бактериям, грибам, простейшим и нематодам) варьировал, от 5 до 43 %. Интересно, что был выявлен филогенетически разнообразный спектр антагонистических штаммов. на антагонистический потенциал эндофитных бактерий влиял генотип растения и стадия развития, внутреннее мироокружение и тип почвы. При поиске биорегулирующих штаммов были отобраны перспективные штаммы-кандидаты. У этих штаммов оценивали эффективность контроля патогенов в условиях in situ в тепличных и полевых экспериментах. на основе HRO-C48 serratia plymuthica был разработан препарат (RhizoStar®), контролирующий вертициллиозный вилт у различных растений-хозяинов. Для других перспективных штаммов-кандидатов, таких как 3Re2-7 (B3) Pseudomonas trivialis и 3Re4-18 (B4) serratia plymuthica, в дальнейшем будет определен механизм биологического контроля передающегося через почву патогена Rhizoctonia solani.

Создана модель эволюции способности к мутуалистическому симбиозу у клубеньковых бактерий, которая основана на их положительной обратной связи с бобовыми растениями (она описана параметрами, определяющими возрастание репродуктивного потенциала обоих партнеров в зависимости от эффективности симбиоза). компьютерные эксперименты показали, что частотно-зависимый отбор, происходящий в популяциях ризобий при конкуренции за образование клубеньков, способствует закреплению у бактерий мутаций, которые либо приводят к возникновению признаков мутуализма, либо изменяют специфичность их проявления. Закрепление признаков мутуализма происходит более успешно в монотонном, нежели в колебательном режиме эволюции и способствует повышению генетической стабильности симбиосистемы.

Рассматриваются молекулярные механизмы симбиотических взаимодействий между сельскохозяйственно-значимыми растениями и микроорганизмами, играющих важную роль в питании и защите растений. такие симбиозы основаны на сигнальных взаимодействиях, приводящих к развитию новых тканевых/клеточных структур, а также к расширению метаболических возможностей у партнеров, что в значительной степени улучшает адаптивный потенциал растений вследствие устойчивости к биотическому или абиотическому стрессу. Данные, касающиеся молекулярных, генетических или экологических особенностей растительно-микробных взаимодействий, обеспечивают методологию создания устойчивых сельскохозяйственных культур, основанную на замещении химикатов (минеральных удобрений и пестицидов) микробиологическими препаратами. Усовершенствование растительно-микробных симбиозов должно включать согласованные изменения обоих партнеров, обеспечивающие создание комплементарных сочетаний их генотипов.