Содержание к диссертации
I. ВВЕДШЕЕ 4
П. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
Глава I. Фаги клубеньковых бактерий 8
специфичность
морфология вирионов
нуклеиновые кислоты
негативные колонии
серологические свойства
взаимодействие с клетками
Глава 2,- Лизогения клубеньковых бактерий 26
распространенность лизогении
дефектная лизогения
лизогенная конверсия
трансдукция
Глава 3. Экология фагов клубеньковых бактерий ... 38
распространение ризобиофагов
влияние на бобово-ризобиалышй симбиоз
Глава 4. Фаги R.japonicum 47
Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 49
ОВЬЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 49
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 58
Глава I. Морфология фагов R.japonicum 58
Глава 2. Лизогения R.japonicum 64
особенности лизогении у природных и экспериментально полученных лизогенных культур
сравнительное изучение фагов, выделяемых лизогенизированными культурами
Глава 3. Влияние лизогенизации на свойства
клубеньковых бактерий сои 79
фагочувствительность культур R.japonicum
лизогенизация и симбиотические свойства культур R.japonicum
освобождение фагов культурами R.japonicum в условиях вегетационных опытов
Глава 4. Серологическое изучение 94
фагов R.japonicum
Глава 5. Некоторые свойства ДНК .102
фагов R. japonicum
ІУ. ОБСУЖДЕНИЕ НО
У. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 120
Литература 123
Приложение 143
Введение к работе
Актуальность проблемы. Азот-важнейший биогенный элемент, от обеспеченности которым во многом зависит продуктивность земледелия. Значительное количество азота выносится из почвы с урожаем. Восполнение выноса азота осуществляется двумя путями: внесением в почву азотных удобрений и биологической фиксацией азота из атмосферы. Применение минеральных азотных удобрений постоянно растет, однако затраты на их производство высоки. К тому же, внесение больших доз минеральных удобрений экономически невыгодно и экологически небезопасно. Наиболее рациональный путь восполнения выноса азота из почвы состоит в сочетании применения минеральных удобрений с созданием условий для максимально активной биологической фиксации азота.
Бактерии рода Ehizobium образуют азотфиксирующий симбиоз с бобовыми растениями и, таким образом, участвуют в восполнении выноса азота с урожаем.
Сельскохозяйственные бобовые растения имеют важное значение как источник полноценного белка, прежде всего, - для животноводства. Их ценность повышается способностью в значительной степени покрывать потребность в азотном питании благодаря сим-биотической азотфиксации. Бобово-ризобиальный симбиоз обогащает почву азотом, тем самым улучшая условия произрастания последующих культур. Инокуляция бобовых клубеньковыми бактериями повышает их урожай даже по сравнению с полным обеспечением минеральным азотом. В связи с этим экономически выгодно применение бактериальных удобрений.
Ведущее место среди зернобобовых занимает соя. Ценность сои обусловлена высоким содержанием белка в зерне и зеленой массе и его полноценным аминокислотным составом, высоким содержанием витаминов и жиров. Белок сои, равноценный по качеству животному, может частично восполнить его недостаток в питании людей.
В последние годы у нас в стране и за рубежом расширяют посевы сои. В СССР около 90$ посевов сои приходится на Дальний Восток. Намечено расширить их в Европейской части страны, Казахстане и Средней Азии. На большинстве этих территорий соответствующие клубеньковые бактерии отсутствуют и без высоких доз азотных удобрений соя не растет. Бактеризация сои оказывается решающим условием получения высоких урожаев.
Интерес к изучению клубеньковых бактерий сои повышается наличием у многих штаммов этого вида системы рециклизации Eg, увеличивающей эффективность азотфиксапии. Кроме того, культуры R.oaponicum в определенных условиях способны к фиксации я2 в чистой культуре, что важно при изучении механизма симбиотичес-кой азотфиксации.
Все это определяет особый интерес к изучению клубеньковых бактерий сои.
Характеристика бактерий не будет полной без сведений об их фагах и особенностях лизогении. Фаги, к тому же, давно стали важным инструментом изучения и изменения бактерий. Кроме того, фаги клубеньковых бактерий представляют собой важный экологический фактор, влияющий на урожай бобовых растений. Сведения о фагах и лизогении клубеньковых бактерий необходимы при подборе штаммов для инокуляции, оптимизации процесса приготовления и использования бактериальных удобрений.
Фаги и лизогению клубеньковых бактерий изучают давно, но не у всех видов одинаково интенсивно. Достаточно подробно изучены фаги И ЛИ30ГЄНИЯ ВИДОВ R.meliloti,R.trifolii, МЄНЄЄ -R.legumi -nosarum, R.phaseoli . Клубеньковые бактерии сои в этом отношении практически не изучены.
Особый интерес представляет изучение лизогении клубеньковых бактерий в связи с их симбиотическими свойствами. Однако, в настоящее время этому уделяется недостаточное внимание; недооценивается сложность влияния фагов на клубеньковые бактерии в природных популяциях; практически не изучается поведение лизогенных культур в почве и в условиях симбиоза.
Актуальность изучения фагов R.japonicum определяется, таким образом, их связью с практически важным видом бактерий, влиянием, в конечном счете, на урожай сои - ценной сельскохозяйственной культуры, а также малой изученностью этой группы бактериофагов.
Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в изучении свойств фагов и лизогении R.japonicum . В связи с этим были поставлены следующие задачи:
изучить морфологические свойства группы фагов R.japonicum (морфологию вирионов и негативных колоний);
исследовать физико-химические характеристики ДЖ фагов, выделенных в препаративных количествах;
исследовать особенности лизогенного состояния клубеньковых бактерий сои, влияние экспериментальной лизогенизации на их симбиотические свойства (в вегетационных опытах).
Научная новизна. Данная работа - одна из первых работ, посвященных изучению фагов и лизогении клубеньковых бактерий сои.
В работе приведены сведения о морфологии вирионов и негативных колоний 25 фагов R.;japonicum . Впервые изучены некоторые физико-химические свойства ДНК четырех фагов. Экспериментально получены лизогенные культуры R.japonicum ; впервые исследованы особенности лизогенного состояния клубеньковых бактерий сои. Впервые проведено изучение влияния лизогенизации культур этого вида на их симбиотические свойства.
Практическая ценность. Сведения о фагах важны для изучения как генетики клубеньковых бактерий, так и механизма симбиотической азотфиксации. Изучение фагов и лизогении клубеньковых бактерий представляет большое значение и для разработки оптимальных условий производства и использования бактериальных удобрений.
Апробация. Материалы диссертации были представлены на Всесоюзной конференции "Научные основы производства и применения нитрагина (Москва, 20-21 января 1981).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержат II рисунков, 13 таблиц. Список литературы включает 68 работ отечественных и 148 работ зарубежных авторов.
Место проведения работы. Работа проведена в Институте микробиологии АН СССР в отделе общей и сравнительной вирусологии (заведующий отделом - профессор И.Г.Атабеков). Вегетационные опыты ставились во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии ВАСХНШІ.
