Эволюция микробно-растительных симбиозов: филогенетические, популяционно-генетические и селекционные аспекты
жүктеу/скачать 4.14 Mb.
|
| 2.1.2. Система “Sinorhizobium meliloti – люцерна” (рекомбинантные штаммы)
Для более детальной характеристики процессов усвоения азота при эффективном симбиозе, который формируется благодаря повышению азотфиксирующей активности бактерий, мы использовали генетическую систему, созданную во ВНИИСХМ совместно с Билефельдским университетом (отдел генетики) и состоящую из штаммов S. meliloti, полученных путем амплификации генов, которые контролируют энергоснабжение нитрогеназы, связанное с транспортом в бактерии дикарбоновых кислот. Этот транспорт контролируется сукцинат-пермеазой DctA, синтез которой зависит от специфичных для гена dctA транскрипционных регуляторов DctBD и от неспецифичных регуляторов NifA и NtrA, вовлеченных также в регуляцию генов нитрогеназы (Jording et al., 1994). Штаммы изучали в стерильных опытах, при выращивании люцерны на безазотном субстрате (вермикулит), что позволило отказаться от использования АРА, проявляющей низкую корреляцию с массой растений, а для оценки N2-фиксирующей активности использовать накопление в них азота (Проворов и др., 1994а; Онищук и др., 2009). Для характеристики эффективности симбиоза наряду с массой растений, использовали накопление в них углерода, отражающее интенсивность фотосинтеза, который является источником энергии для азотфиксации (Streeter, 1995). Анализ данных двух микровегетационных опытов (МВО) и вегетационного опыта (ВО) показал, что прибавки растений по массе были значительно ниже, чем по накоплению азота (рис. 4), что согласуется с данными, полученными на горохе (табл. 6). В ВО рекомбинанты в среднем превышали штамм Rm2011 по общему накоплению азота в растениях на 78%, а по их массе – лишь на 22% (рис. 4). Корреляционной анализ полученных данных показал, что масса люцерны тесно связана с общим накоплением в ней азота и углерода (табл. 8). В МВО №1 высокие корреляции отмечены при сопоставлении всех признаков, а в МВО №2 отсутствовали корреляции массы с концентрациями азота и углерода. Это различие может быть связано с тем, что в МВО №1 изучали штаммы, контрастно различающиеся по симбиотической активности (включая мутанты со сниженной или утраченной N2-фиксацией), а в МВО №2 изучали только высокоактивные рекомбинанты. Важно отметить, что в обоих опытах наблюдали высокие корреляции между концентрациями в растениях азота и углерода. По-видимому, активная N2-фиксация усиливает фотосинтез, благодаря чему достигается оптимальный баланс С:N в растениях. Стимулом для усиления фотосинтеза может быть также ускоренное поглощение бактероидами дикарбоновых кислот, связанное с активизацией сукцинат-пермеазной системы. жүктеу/скачать 4.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|