Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях

В огляді надається інформація про локалізацію ендофітних бактерій у тканинах рослий, а також обговорюються шляхи, та механізми проникнення бактерій всередину рослини. Розглядаються методи детекції ендофітів (Середині рослин (цитохімічні, імунологічні, молекулярно-генетичні)....

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	1998
Main Author:	Козировська, Н.О.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 1998
Series:	Биополимеры и клетка
Subjects:	Обзоры
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157484
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях / Н.О. Козировська // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 6. — С. 488-499. — Бібліогр.: 111 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-157484
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1574842025-02-23T18:08:31Z Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях Взаимодействие эндофитных бактерий с растением на клеточном к молекулярном уровнях Interaction of endophytic bacteria with the plant on cellular and molecular level Козировська, Н.О. Обзоры В огляді надається інформація про локалізацію ендофітних бактерій у тканинах рослий, а також обговорюються шляхи, та механізми проникнення бактерій всередину рослини. Розглядаються методи детекції ендофітів (Середині рослин (цитохімічні, імунологічні, молекулярно-генетичні). В обзоре представлена информация о локализации бактерий в тканях растений, а также обсуждаются пути и механизмы проникновения бактерий внутрь растения. Рассматриваются методы детекции эндофитов внутри растений (цитохимические, иммунологические, молекулярно-генетические). This review summarizes of data on the endophytic bacteria location in the plant tissue. Entries and mechanisms of penetration are discussed. Methods of detection of endophytes in the plant interior (cytochemical, immunological, molecular-genetical) are reviewed Автор висловлює щиру подяку професорові P. L Гвоздяку за критичні зауваження. 1998 Article Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях / Н.О. Козировська // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 6. — С. 488-499. — Бібліогр.: 111 назв. — укр. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.0004F0 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157484 uk Биополимеры и клетка application/pdf Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Обзоры Обзоры
spellingShingle	Обзоры Обзоры Козировська, Н.О. Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях Биополимеры и клетка
description	В огляді надається інформація про локалізацію ендофітних бактерій у тканинах рослий, а також обговорюються шляхи, та механізми проникнення бактерій всередину рослини. Розглядаються методи детекції ендофітів (Середині рослин (цитохімічні, імунологічні, молекулярно-генетичні).
format	Article
author	Козировська, Н.О.
author_facet	Козировська, Н.О.
author_sort	Козировська, Н.О.
title	Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях
title_short	Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях
title_full	Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях
title_fullStr	Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях
title_full_unstemmed	Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях
title_sort	взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate	1998
topic_facet	Обзоры
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157484
citation_txt	Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях / Н.О. Козировська // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 6. — С. 488-499. — Бібліогр.: 111 назв. — укр.
series	Биополимеры и клетка
work_keys_str_mv	AT kozirovsʹkano vzaêmodíâendofítnihbakteríjzroslinoûnaklítinnomutamolekulârnomurívnâh AT kozirovsʹkano vzaimodejstvieéndofitnyhbakterijsrasteniemnakletočnomkmolekulârnomurovnâh AT kozirovsʹkano interactionofendophyticbacteriawiththeplantoncellularandmolecularlevel
first_indexed	2025-11-24T06:36:12Z
last_indexed	2025-11-24T06:36:12Z
_version_	1849652593739956224
fulltext	I S S N 0233 7657. Б и о п о л и м е р ы и клетка . 1998, Т. 14. № 6 Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях ї ї . О- Козировська Інститут молекулярної біології і генетики Н А Н України 252143, Київ , вул. Академіка Заболотного, 150 В огляді надається інформація про локалізацію ендофітних бактерій у тканинах рослий, а також обговорюються шляхи, та механізми проникнення бактерій всередину рослини. Розглядаються методи детещїї ендофітів (Середині рослин (цитохімічні, імунологічні, молекулярно-гепетшші). Вступ. З середини 40-х pp. фітопатологи та фіто- цитологи спостерігали скупчення бактерій у ткани нах здорових рослин. Зокрема, в роботі [1 ] показа но, що непатогенні ризосферні бактерії проникають з грунту всередину стебел, насіннії та бульб кар топлі. Такі явища пояснювалися тим, що клітини рослин дегенерують літичним шляхом, утворюючи «ворота», через які бактерії потрапляють всередину рослинного організму [2 ]. Термін «ендоризосфера» тобто кортекс кореня, заселений бактеріями, які здатні локалізуватися всередині або між клітинами, запропоновано авторами [3] у 1978 р. саме для визначення стадії розкладу тканин кореня рослини з причини проникнення ззовні бактерій через такі «ворота». Іншого погляду на феномен заселення здоро вих рослин бактеріями, що потребує фундамен тального вивчення, дотримувалися представники бразильської школи асоціативної азотфіксації [4, 5 ] . Спостерігаючи бактерії всередині тканин рос лин, вчені доводили, що ендофіти потрапляють усередину не через автоліз рослинних клітин, а активно, завдяки якомусь властивому їм меха нізмові. У теперішній час через тяжкі наслідки еко логічних негараздів, а також завдяки популяри зації ідеї ресурсозберігаючого сільського господар ства зусилля вчених спрямовано на пошук біо л о г і ч н и х а л ь т е р н а т и в а г р о х і м і ч н и м з а с о б а м вирощування врожаїв. У зв ' я зку з цим набули актуальності проблеми біологічної азотфіксації , яка (С) Н . О . К О З И Р О В С Ь К А , 1 9 9 8 до того вивчалася протягом майже ста років, ть біологічного контролю шкідників врожаїв, Це про- стимулювало пошук а к т и в н и х нсчлімбіотичних азотфіксуючих бактерій та бактерій —антагоністів патогених мікроорганізмів [6, 7 ] . Історично склалося так , що нескмбіотмчш бак терії виділяли з ризосфери рослин, тобто з грунту, дотичного до кореневої системи рослин, або з поверхні коренів. Незважаючи на високу актив ність ізолятів бактерій (азотфіксація, виділення фітогормонів тощо) , яку вони виявляли в експери ментах, у природних умовах високі показники не завжди відтворювалися. Нестабільність результатів польових дослідів з визначення впливу бактерій на підвищення продуктивності рослин з року в рік звичайно залежить від природних факторів (посу ха, дощі, заморозки) , але основною причиною ва ріації є неконкурентність ризосферних бактерій у нових природних умовах через їхній слабкий кон такт з рослиною. У ризосфері рослини відбувається жорстка конкурентна боротьба між мікроорганіз мами за джерела вуглецю та енергії — речовини, які вивільняють кореневі системи рослин (8, У І Отже, виживають ті з них, котрі пристосовані до споживання певних речовин із спектра кореневих ексудатів. Чим щільніше бактерії локалізуються ча поверхні кореня та тісніше асоційовані з рослинами через аглютиніни, фімбрії та інші засоби, Т І Л У краще вони живляться. Ендофітні бактерії витри мують меншу конкуренцію, оскільки пристосовані до розвитку всередині тканин рослини. Після малоуспішних спроб створити ефективні інокуляти для підвищення продуктивності рослин 488 на основі вільноіснуючих ґрунтових бактерій [10, 11 І дослідники знову звернули увагу на ендофіти як на перспективну групу мікроорганізмів через те, що у них більше шансів вижити у природних умовах. Роботи із створення стабільних асоціацій нового типу розгорнулися у двох напрямках: 1) створення штучних асоціацій шляхом індукції ри- зобіями исевдобульбочок у небобових рослин за рахунок обробки коріння рослин ферментами чи стимуляторами росту [12, 13] або генетичної мо дифікації фітопатогенних бактерій з метою послаб лення їхньої агресивності та перетворення їх на корисні для рослин бактерії [14] ; 2) пошук бак терій всередині господарсько цінних рослин, які відрізняються від інших більшою продуктивністю і конкурентоспроможністю. Я к щ о у першому випад ку надії покладаються на створення штучних асо ціацій рослина—бактерії різними методами, у тому числі методами генетичної інженерії, то роботи другого напрямку передбачають пошук природних гірод у ктивн и х асоціацій. Екологія і фізіологія ендофітних бактерій. До слідження останніх 10 років показують, що на відміну від ризосферних бактерій, не здатних про никати всередину тканин рослини, ендофіти є більш конкурентоспроможними, оскільки займають екологічну нішу всередині рослини і отримують усе необхідне для життєдіяльності. Окрім того, ен дофіти знаходять захист у рослинному депо від несприятливих погодних умов. Якщо ризосферні мікроорганізми піддаються впливу різноманітних факторів природи (зливи, коливання температури, опромінення) і їхня популяція нерідко гине, то ендофіти захищені зсередини. Отже, збережені все редині бактерії здатні поновлювати ризосферну по пуляцію і, таким чином, підтримувати присутність бактерій на рослині протягом її вегетації [15, 16] . Зі свого боку, ендофіти мають вплив на росли ну за рахунок більш тісного і стійкішого контакту, тобто у ендофітних бактерій і рослин формуються мутуалістичні взаємини. Бактеріальлий партнер захищає рослину від вторинної інфекції ґрунтови ми патогеними мікроорганізмами, стимулююча імунну систему рослини-господаря. Останнє пояс нює стійкість рослин, оброблених бактеріями, до нематод. Окрім імунізації рослини, ендофітяі бак терії постачають її фізіологічно активними речови нами, які вони здатні продукувати, наприклад, фітогормонами, вітамінами тощо. Ендофіти є засо бом цільової доставки певних речовин у рослину, зокрема, біопестицидів [17] . З а рахунок таких бактерій (у тому числі генетично модифікованих) можливо буде змінювати властивості рослин без втручання у геном останніх. ВЗАЄМОДІЯ ЕНДОФІТНИХ БАКТЕРІЙ З РОСЛИНОЮ У природі ендофітні бактерії, що мають комп лекс корисних для рослин властивостей, утворюють тісні асоціативні з в ' я зки з тими рослинами, які першими заселяють бідні грунти або ареали, що постраждали від посух, повіней, пожеж. В асоціації з ендофітами рослина виживає на бідних азотом грунтах за рахунок постачання доступної форми азоту від бактеріального партнера. Наприклад, діа- зотрофну бактерію Azoarcus вперше було виділено з коренів пакистанської трави (Leptochloa f usca (L) Kunlh) , яка росте на засолених грунтах [18]. Бактерії Azoarcus spp. дуже щільно заселяють па кистанські рослини зсередини (10 ь К У О / г сухої маси) і не виділяються з такої ж трави, що росте деінде у світі, зокрема, у Бразилії і Австралії. Сучасними методами простежено, що проникнення бактерій всередину рослин відбувається через ко рінь у зоні елонгації (тобто в зоні активного росту), і бактерії просуваються далі через міжклітинники до ксилемних судин [19] . Процес азотфіксації від бувається у мікроаерофільних умовах у диферен ційованих клітинах, які мають більш розвинені мембрани (так звані діазосомні структури) у по рівнянні з неазотфіксуючими клітинами 120, 21 1. Бактерію Acetobacter diazotrophicus вперше ви ділено з внутрішніх тканин коренів цукрової тро стини, яка росте у Бразілії на бідних азотом угіддях [22, 2 3 ] , а згодом і з інших рослин, що мають високий вміст цукру (солодка картопля, конголезька трава) [24—26] . A diazotrophicus є цікавою фахівцям тим, що фіксує атмосферний азот у присутності нітратів (у нормі нітрати при гнічують азотфіксацію) та при низькому рН (< 3,0) [27 ]. Окрім того, особливістю цієї бактерії є те, що її клітина виділяє майже половину зв 'язаного азоту у формі, доступній рослині [28 ]. Ця обставина є досить важливою для рослини, оскільки мінераль ний азот вона отримує від бактерій лише після загибелі останніх і мінералізації залишків їхніх клітин. Ендофітну природу A. diazotrophicus під тверджено багатьма роботами, у яких йдеться про локалізацію бактерій всередині коренів, стебел, листя на різних стадіях росту рослини-господаря у кількості 10 3 —10 6 К У О / г сухої маси [29] , а також у ксилємній рідині, що свідчить про переміщення бактерій по рослині вертикально [25] . Припускає ться, що ксилемні судини є місцем, де відбувається азотфіксація, через достатню концентрацію чин ників енергії, необхідних для цього процесу. Ос таннім часом A. diazotrophicus виділено у Мексиці з тканин цукрової тростини [ЗО], а також з інших видів рослин (наприклад, з кавового дерева) [31 ], але у таких господарів ця бактерія розвиває неве лику популяцію, що пояснюється генетичними 489 їОЗЛРОНСЬКА н. О. відмінностями нових ізолятів, які спричинилися відносно високим вмістом азоту у грунтах Мексики у порівнянні з бразильськими [32] . У Бразилії також вперше виділено ендофітні азотфіксуючі бактерії Herbaspirillum seropedicae та Н. rubrisubalbicans, які колонізують злакові куль тури, а також інші однодольні [33—35] . Бактерії проникають у міжклітинники молодих коренів рос лин і переміщуються до ксилеми, інколи пошкод жуючи листя через швидке розмноження бактерій всередині ксилемних судин [25] . У Китаї з коренів заливного рису ізольовано азотфіксуючий штам Alcaligenes (зараз Burkhol- deria) faecalis А15 [36] . Бактерії цього штама колонізують тканини коренів рису, особливо аерен- химу, а також здатні перетинати клітинну стінку та потрапляти всередину клітин. A. faecalis А15 засвоюють атмосферний азот в асоціації з рисом навіть при високій концентрації іонів амонію [371, які звичайно заважають процесові азотфіксації. Зазначені бактерії утворюють стабільні асо ціації з рослинами, мають вузьке коло господарів, у них не виявлено спеціальних анатомічних струк тур, які б свідчили про тісний зв 'язок бактерій з рослинами та їхні симбіотичні відносини (як це відомо для бульбочкових бактерій) . Раніше вважа лося, що загальною рисою для них є те , що вони не здатні виживати в грунті і мають екологічну нішу тільки всередині рослинних тканин [25] . Однак нещодавно A. diazotrophicus виділено з грун ту [47 I, a Azoarcus sp.—з ткани рису [86] , і визначення «ендофітні бактерії» знов потребує уто чнення. Інша категорія еидофітів характеризується тим, що має ширше коло господарів — вони менш специфічні у стосунках з рослинами. Ендофіти цієї категорії виживають і поза рослинним організмом, тобто вони здатні утворювати ризосферну попу ляцію. Найрозповсюдженішими серед них є бак терії роду Azospirillum, які формують асоціативні зв 'язки з різноманітними злаковими культурами. Бактерії цього роду є перспективними кандидатами для. створення біологічних препаратів , що підви щують продуктивність рослин за рахунок покра щання мінерального живлення рослин та стиму ляції їхнього росту [38, 39 ] . Надії покладаються також на здатність азоспірил засвоювати азот ат мосфери. Локалізацію бактерій всередині злакових культур доведено в багатьох роботах [4, 4 0 ] . Серед азотфіксуючих бактерій., окрім азоспі рил, перспективними видаються бактерії роду Kleb siella, У Південно-Східній Азії на них давно звер нули уваги через здатність підвищувати врожаї рису [41 ], а вивчення властивостей цих бактерій стало підґрунтям для розуміння їхньої здатності позитивно впливати на рослину. Бактерії К. oxyto- ca і К. terrigena виділяють біостимулятори, а також засвоюють атмосферний азот [42, 43 ] . Ендофітну природу цих бактерій підтверджено у наших робо тах методом електронної мікроскопії [43—45 ]. Ос таннім часом бактерії цього роду виділено з внут рішніх тканин кукурудзи [46, 47 ]. Перспективною групою бактерій для біоло гічного контролю шкідників рослин є пссвдомона- ди. Використання псевдомонад для інокуляції рос лин призводить до підвищення врожаїв за рахунок стимуляції росту, яка досягається завдяки про дукції фітогормонів та попередження інфекції рос лин патогенними мікроорганізмами внаслідок виді лення антимікробних речовин та синтезу сідеро- форів [48] . Псевдомонади різних видів виділяють з тканин різноманітних рослин, частіше з коренів [49—54] , ксилемної рідини [55—57 \|, але не так давно звернули увагу на ендофітні асоціації цих бактерій і розпочали їх дослідження 158—651. Ен дофітну природу Pseudomonas fluorescens та / \ aureofaciens підтверджено методами електронної мікроскопії та ELISA [59, 60, 63 , 6 4 ] . Бактерії роду Pseudomonas колонізують широке коло одно- та дводольних рослин і утворюють стабільні асоціації протягом вегетаційного періоду рослин; це поши рюється і на генетично модифіковані псевдомонади [61, 62, 6 5 ] . До бактерій роду Enterobacter інтерес з 'явився у зв ' язку з їхню здатністю пригнічувати розвиток патогенних мікроорганізмів [66] . Пошук ендофіт них бактерій цього роду як найбільш перспектив них для практичного використання розпочався піс ля успішних польових дослідів, що продемонстру вали захист врожаїв за допомогою представників цього роду, таких, наприклад, як бактерія Е. cloa- ceae, що використовується для попередження гнит тя фруктів та овочів при зберіганні, а також як антагоніст патогенних грибів, зокрема, при виро щуванні кукурудзи [67—69] . Бактерія проникає у корені кукурудзи і поширюється між клітинами кортексу і стели. Е. cloaceae у відсутності конку ренції (у стерильному грунті) колонізує внутрішні тканини кореня пшениці [67] . Іншу перспективну для практичного використання бактерію, Е. as- burie, виділено з тканин кореня бавовнику. Вона здатна колонізувати різноманітні рослинии і фор мувати ендофітні популяції на рівні 10 К У О / г сухої маси рослин. Ендофітну природу її доведено імунолог ічними методами [70 ] . Філогенетично близька до неї ентеробактерія Pantonea agglomerans здатна колонізувати внутрішні тканини коренів пшениці [71 ]. 490 Серед численної групи бактерій — представ ників роду Bacillus чимало є таких, що стимулю ють розвиток рослин та мають антагоністичні вла стивості щодо збудників рослинних хвороб. Бацили часто виділяють із здорових внутрішніх тканин рослини [55, 57 ]. Доведено, що деякі їхні види здатні утворювати всередині тканин рослин ен дофітні популяції [72—74] . На даний момент ендофітні бактерії нарахову ють десятки видів і їх виділено з багатьох видів рослин (див. [57]) . Ц е дозволяє зробити висновок про те, що ендофіти — нормальна мікрофлора вну трішніх тканин рослини. Вивчення динаміки роз витку популяції ендофітних бактерій протягом ве гетаційного періоду рослин, зрощених у польових умовах, показує, що щільність колонізації ендо- фітними бактеріями середини рослини є високою ( 1 0 3 - 7 К У О / г сухої маси) , при цьому рівень ко то газа ції кореня вищий, ніж стебла, а останньо го — вищий, ніж листка. Пересуваючись судинами рослин, ендофіти нерідко потрапляють під оболон ку насіння. Як правило, вони є присутніми в організмі рослини протягом її вегетації, дещо зни жуючи чисельність популяції наприкінці . Джере лом ендофітів, які колонізують рослини, є насіння, під оболонкою якого бактерії зберігаються довгий час, а також грунт, звідки бактерії потрапляють різними шляхами через кореневу систему всереди ну [75 \|. На внутрішню колонізацію рослин непатоген- ними бактеріями впливає багато факторів, таких як наявність та доступність поживних речовин у субстраті, на якому росте рослина,, конкурентна боротьба, спектр ексудатів рослини, стадія розвит ку рослини, а також немалу роль відіграє генетич на адаптація бактерій до рослини-господаря [76 ]. Методи детекції бактерій всередині рослин. Виділення бактерій з органів рослин, поверхню яких попередньо продезінфіковано, є непрямим методом детекції ендофітів. Тактика ізоляції бак терій з внутрішніх тканин здорової рослини може бути різною, але вона завжди передбачає сте рилізацію поверхні того рослинного органа, з якого планується виділення ендофітів. Природа стери ланта та час експозиції рослинного матеріалу у його розчині залежать від різновиду об 'єкта. На приклад, тендітна тканина молодих коренів від різняється від грубої оболонки насіння, отже, для стерилізації їхньої поверхні необхідні різні підходи. Порівняння багатьох методів стерилізації поверхні рослинного матеріалу показує, що досягти повного знищення бактерій, локалізованих на поверхні рос линного зразка, дуже складно, оскільки ніші між б а г а т о ч и с е л ь н и м и к о р е н е в и м и в о л о с к а м и і ВЗАЄМОДІЯ ЕНДОФІТНИХ БАКГКРІЙ З РОСЛИНОЮ відмираючі епідермальні клітини поверхневого ша ру тканин кореня захищають ризобактерії від дії стериланта. Метод стерилізації поверхні рослинно го матеріалу розробляється експериментально для конкретних рослин або їх органів із застосуванням різнобічних перевірок. Індикатором ефективної дії підібраного виду стериланта та часу обробки ним рослини є інкубація простерилізованого матеріалу з розчином солі тетразолію (наприклад, хлориду або броміду), яка взаємодіє тільки з живими клі тинами бактерій, забарвлюючи їх у малиновий колір. Мікроскопія зрізів тканин дає уявлення про наявність чи відсутніть живої мікрофлори у до слідному матеріалі , тобто про якість дезінфекції поверхні рослинного зразка . Після процедури дезактивації бактерій на по верхні рослинний матеріал подрібнюється в асеп тичних умовах до гомогенної маси, розводиться, якщо потрібно, та інокулюється на поверхню се лективного поживного середовища в залежності від очікуваного виду бактерій- ізолятів . Наприклад, бактерія A diazotrophicus, асоціант цукрової тро стини, добре виділяється на середовищі з додаван ням неочищеного цукру або екстракту рослини-гос подаря [77 ], a Azospirillum, Campylobacter — на середовищі з мал атом [78 ]. До середини 70-х чи не єдиним прямим мето дом детекції бактерій всередині тканин рослини була електронна мікроскопія. Трансмісійний мік роскоп дозволяє спостерігати в ультратонких зрізах тканин рослин не тільки локалізацію бактерій, але й ультраструктуру клітин бактерій та рослин, яка дає інформацію про фізіологічний стан партнерів. Незважаючи на цінність інформації , електронна мікроскопія як метод визначення ендофітної приро ди бактерій застосовується рідко з причини часо- та трудоємності процесу дослідження, а також через високу вартість робіт. Менш дорогим методом визначення локалізації бактерій у тканинах рослини є метод світлової мікроскопії. Д л я вирізнення бактерій серед рослин них клітин необхідно їх контрастувати. Методом редукції солей тетразолію можна розрізнити бак теріальні та рослинні клітини. В умовах низького редокс-потенціалу зазначені солі утворюють нероз чинну кольорову форму — формазан [4] і, таким чином, у місцях скупчення фізіологічно активних клітин бактерій, де відбувається редукція барвни ка, проявляється його колір як свідчення присут ності живих ендофітів. У зрізах тканин рослини при мікроскопіюванні у видимому світлі забарвлені бактерії нескладно ідентифікувати. Запропонова ний свого часу метод забирає небагато часу і не потребує складної техніки для виявлення бактерій, 491 КОЗИРОВСЬКЛ н. о однак, оскільки тетразолійні солі є цитохімічним індикатором сукцинатдегідрогенази in vivo, то од ночасне забарвлення клітин рослини інколи може призвести до плутанини рослинних органел з бак теріальними клітинами. Для суворого доведення локалізаці ї конкретно го виду бактерій всередині рослини розроблено також декілька різновидів імунологічного визна чення бактерій. Імунологічні методи полягають у застосу ванні полі- або моноклональних антитіл, специфічних до окремого виду бактерій. Викори стання імунологічних методів не залежить від фі зіологічного стану бактерій і дозволяє одночасно ідентифікувати специфічні бактерії серед змішаної популяції ендофітів та визначити їхню локалізацію у рослинному депо. Чутливість імунологічних методів неоднакова і залежить від таких факторів , як специфічність антитіл, вид рослин, штам бактерій. Полі- та моно- клональні антитіла забезпечують різні рівні чутли вості методу. Поліклональні антитіла менш спе цифічні до конкретного виду бактерій і нерідко дають перехресну реакцію з близькими видами бактерій.. Моиоклональні антитіла є більш спе цифічними, однак вони теж дають перехресні ре акції всередині виду, якщо антигени бактерій від різняються за побудовою бодай однією амінокис лотою 180 \|. На відміну від м о н о к л о н а л ь н и х антитіл, поліклональні приєднуються не тільки до мембранних білків, але й до білків флагел, фімбрій і, таким чином, у певному об'ємі визначається більше клітин, ніж є насправді, що спотворює результати. Певним чином рівень детекції бактерій імуно логічними методами залежить від впливу рослин ного матеріалу на антитіло або хід реакції анти ген—антитіло. Так , рівень визначення бактерій Е. asburiae з використанням иоліклональних антитіл у подрібнених рослинних зразках — 105 К У О / м л , що значно менше, ніж при визначенні бактерій у чистій культурі 170]. Д л я запобігання впливу рос линного оточення in vivo на чутливість детекції бактерій у тканинах останні переносять з ткани,! на мембрани або фіксують рослинні зразки. У першому випадку антитіла реагують з бактеріаль ними клітинами поза рослиною, а в іншому — рослинна тканина фіксується, і процес фіксації призводить до дезактивації тих клітинних компо нентів, що руйнують або блокують антитіла, на приклад, гідролітичних ферментів. Для візуалізації комплексу антитіло—антиген до антитіл приєднують деякі речовини, наприклад, флюорохроми.. Останні випромінюють світло у ви димому районі спектра при збудженні ультрафіо летом і, таким чином, уможливлюють д стек цію бактерій при мікроскопіюванні в ультрафіолето вому світлі (рис. 1). Існує також більш складна техніка визначення специфічних бактерій за допо могою створення кон'югатів антитіл з ферментами, які взаємодіють з відповідними субстратами. Про дукти їхньої взаємодії забарвлюють комплекс анти ген—антитіло. Для контрастування позначених ан- титіл і спостерігання бактерій в електронному мік роскопі (або за допомогою світлової мікроскопії) використовують частки колоїдного золота. Полі- та моноклональні антитіла застосовують у декількох різновидах імунометодів при визна ченні внутрішньої локалізації бактерій, Дл.5і т в и д кої відповіді, чи присутні бактерії у тканинах рослини-господаря, їх переносять безпосередньо з рослини на нітроцелюлозну мембрану, попередньо пошкоджуючи поверхню для вивільнення бактерій Інший спосіб детекції бактерій — вичавлення соку або розтирання рослинного матеріалу, нанесення розведень на мембрану і визначення їх методом дот-блот або ELISA [701. При детекції бактерій методом дот-блот проводять реакцію антиген—ан титіло, і присутність бактерій виявляється за про явленням кольору або флюоресценції н а мембрані у залежності від обраного кон 'югата . Для ідентифікації специфічних бактерій серед можливої суміші мікроорганізмів та точного визна- Рис. 1. Визначення бактерій, позначених антитілами, за допомо гою флюоресцентної мікроскопії. Локалізовані на поверхні коре ня бактеріальні клітини світяться в ультрафіолетовому промінні 492 чення концентрації бактерій у рослинному ма теріалі при мікроскоп іюванні зафіксовані за стан дартною методикою ультратонкі зрізи певних час тин рослини інкубують із специфічними та неспе цифічними антитілами, якими покривають частки золота. Після контрастування зрізів специфічні бактерії чітко вирізняються серед інших завдяки позначенню частками золота. Одним з пізніших методів детекції бактерій у тканинах рослин є використання полімеразної л а н цюгової реакції (ПЛР) для ампліфікації фрагментів ЦБК або Р Н К ендофітів з метою ідентифікації бактерій за допомогою аналізу послідовностей ам- пліфікованої нуклеїнової кислоти ( Н К ) (див. [81] ) . Цей метод дозволяє не тільки визначити лока лізацію' бактерій у межах однієї рослини, але й вести спрямований пошук специфічної бактерії се ред кола рослин або аналізувати спектр ендофітів окремих видів рослин. Слід зазначити, що при використанні цього методу немає необхідності ви діляти бактерії з місць їхньої локалізації , а достат ньо виділити лише Н К з об 'єкта дослідження. Для ШІР-визначення бактерій у тканинах рослин вико ристовують різні праймери в залежності від завдан ня. Наприклад, якщо ведеться пошук конкретної бактерії серед певною кола рослин-господарів, то використовують праймери, специфічні до цієї бак терії. Це можуть бути, наприклад, послідовності ДНК, комплементарні унікальним генам бактерії. Для вивчення мікробного співтовариства, яке ло калізується всередині окремої рослини, використо вують праймери, специфічні до еубактеріальної Д Н К , що кодує малу субодиницю 16S рибосомної РНК 182, 83 \|. Метод полягає у виділенні Д Н К з частин рослини, де локалізовані ендофіти, а м п ліфікації за допомогою специфічних прайм єрів до генів, які кодують 16S рибосомну Р Н К , у визгїа- чевні послідовності ДНК-продукт ів реакції і порів нянні їх з відомими послідовностями 16S р Д Н К , що містяться у базах даних. Т а к , ПЛР-ампл іф ікац ія та аналіз послідовностей ДНК бактерії, виділеної з тканин кукурудзи, дозволили визначити її як Kleb siella spp. [46 І Методом молекулярної діагностики бактерій, заснованої на аналізі генів 16S р Д Н К , було визна чено внутрішню локалізацію бактерій Azoarcus у пакистанській траві та рисі [19, 83 , 8 5 ] . Іншу можливість для філогенетичною визначення бак терій, присутніх всередині рослини, д а є викори стання послідовності структурних генів нітрогена- зи — ферменту, що каталізує перетворення атмос ферного азоту в аміак. Використанню праймерів, специфічних до одного з таких генів KnifH), дозво ляє ідентифікувати різноманітні азотфіксуючі мік- ВЗАЄМОДІЯ ЕНДОФіТНИХ БАКТК1ЧЙ З РОСЛИНОЮ роорганізми, порівнюючи послідовності останніх з відомими послідовностями гена пі/Н. Такий підхід до визначення бактерій було застосовано при по шуку екологічної ніші бактерії Azoarcus у природ них умовах, а також за його допомогою визначено нові азотфіксуючі бактерії [19, 8 6 ] . Для спрощення процедури детекції бактерій всередині рослин та визначення їхньої локалізації в геном бактерій вводять репортерні гени. Продукти таких генів постійно синтезуються у бактеріальній клітині та дають інформацію про місце їхнього знаходження. Д л я таких цілей використовується ген /3-глюкуронідази — ферменту, який окислює безколірний субстрат 5-бром-4-хлор-3-іидоліл/?-D- глюкуронід до продукту блакитного кольору (ін диго) [87] . Кольорова конверсія дає можливість визначати за кольором бактерії у тканинах будь якої частини рослини. Отже, введення згаданого гена під конституційним промотором у хромосому бактерії, що вивчається, дозволяє отримати інфор мацію щодо її екологічної ніші. Злиття такого репортерного гена з геном, який цікавить дослід ника, дає інформацію не тільки про локалізацію бактерій, але й стосовно функціонування позначе ного гена в умовах розвитку бактерій in plant а [88] . Використовуються й інші репортерні гени, наприклад, lacZY (утилізація лактози за допомо гою 0-галактозидази) або хуІЕ (перетворення кате- холу у 2-гідроксимуконовий семиальдегід) [89 ], але перевагою даного маркера над іншими є те, що він не зустрічається у більшості бактерій та є відсутнім у рослин. Важливою обставиною є також те, що моніторинг позначених GUS-маркером бак терій можна проводити in vitro, аналізуючи якусь частину рослини, не знешкоджуючи рослину та не порушуючи процесу взаємодії її з бактеріями [90]. В останні три роки набув поширення інший репортерний ген для вивчення експресії генів, який кодує так званий зелений флюорссцентний білок (GFP) . Цей ген виділено з медузи Aequorca victoria [91 J, і експресію як природного варіанта, так і мутантного продемонстровано у різноманітних ор ганізмах: бактеріях, комахах , дріжджах, рослинах, ссавцях [92] . Клітини, позначені GFP-маркером, візуалізуються за допомогою флюоресцентно! мік роскопії, оскільки білок випромінює світло у зе леній частині спектра. Перевагою G F P перед GUS маркером є, перш за все, те, що його експресія не потребує наявності субстрата, завдяки чому обми наються проблеми, пов 'язані з використанням ос таннього. Окрім того, позначені GFP-маркером клітини можна вивчати за допомогою кількісного імідж-аналізу [92] . З а допомогою функціонального злиття генів, які детермінують нітрогеназу (nif 493 К О З И Р О В С Ь К А Н . о. HDK) , та гена G F P визначено експресію ш/-генів у бактерії Azoarcus sp. BH72 при розвитку остан н ь о ї у к о р е н е в и х в о л о с к а х т а е п і д е р м а л ь н и х клітинах коренів проростків рису [21) . Ш л я х и та механізми проникнення непатоген- них бактерій до рослин. Механізми проникнення мікроорганізмів у тканини рослин вироблялися у процесі еволюції в залежності від типу їхньої взає модії: тісніший контакт бактерій з рослиною забез печується більш складним механізмом. Наприклад, паразити та симбіонти рослин набули таких склад них механізмів, що за їхньою допомогою бактерії впізнають тільки рослину-господаря.. Шляхи попа- даная патогенних бактерій у рослинний організм добре вивчено й описано [93] . У значній мірі це стосується і непатогенних бактерій, які можуть потрапити всередину рослини через дихальця, три- хоми, через пошкодження тканин епідермісу боко вими коренями, На рослині існує чимало «воріт» інфекції, через які мікроорганізми пасивно потрап ляють всередину. По-перше, при формуванні лате ральних коренів з перициклу і просуванні їх через кортекс виникають пошкодження тканин кореня, внаслідок яких бактерії проникають в епідерміс останнього. Експериментально доведено, що бак терія Bacillus polymixa краще колонізує тканини кореня сосни після формування латеральних ко ренів [74 ]. Ц е справедливо і для інших видів бактерій. По-друге, бактерії потрапляють у рослин ний організм через механічні пошкодження або дихальця [59J. Через природні «ворота» інфекції будь-які бактерії пасивно потрапляють всередину, але питання у тому, чи вони там виживають. Аналіз даних, отриманих при вивченні ло калізації ендофітів у тканинах рослин методом електронної мікроскопії, призвів до висновку, що бактерії рухаються від кортексу до стели через пошкоджені г ідролітичними ферментами стінки клітин. Так , наприклад, через два тижні після інокуляції рису бактеріями К. oxytoca останні спо стерігалися не тільки у кортексі, а навіть у судинах метаксилеми кореня. При цьому відбувався лізис рослинної клитинної стінки на шляху переміщення бактерій у місцях контакту з бактеріями (рис. 2) . Однак рослина не виказувала видимих ознак уш кодження, навпаки, бактерії стимулювали її розви ток. Такі спостереження навели на думку про участь гідролітичних ферментів у проникненні ен дофітних бактерій у товщу тканин. Вперше про можливу роль целюлолітичних ферментів у процесі внутрішньої колонізації росли- ии-господаря ендофітними бактеріями доповіли ні мецькі вчені [19, 9 4 ] . Активність двох ф е р ментів — екзоглюканази та ендоглюканази було визначено у бактерії азоркус, і гени, що їх коду ють, клоновано та охарактеризовано їхні послідов ності. Індукція ендоглюканази, експресію гена якої (egl) виявляли цитохімічно, відбувається у корене вих волосках рослини, інфікованої бактеріями. Му тації у структурному гені або у регуляторному локусі, які призводять до і ^ Г - ф е н о т и п у , вилива ють на проникнення бактерій всередину тканин рослини-господаря, а саме — значно знижують йо го рівень.. Переконливий доказ продукції целюлази in planta бактеріями Е. asburie та P. fluoresceins отри мано в експериментах з інокуляції бавовнику \| 7 0 ] . Інфіковані проростки бавовнику фіксували для еле ктронно-мікроскопічного аналізу, і ультратонкі зрі зи тканин обробляли ендоглюканазою у комплексі з колоїдним золотом для її позначення. На дослід них зразках рослинного матеріалу у місцях скуп чення бактерій біля клітинних стінок не спостері галося позначок золотом, що свідчило про гідроліз целюлози в стінках клітин [64] . Відомо, що пектолітичні ферменти відіграють певну роль у інфекційному процесі патогенних бактерій [95, 9 6 ] . Ці ферменти розкладають пек тин — компонент серединної пластинки клітинної стінки рослин — до олігосахаридів, які, у свою чергу, засвоюються бактеріями за допомогою інших ферментів. Багато з описаних ендофітів мають пектолітичну активність, але рівень її низький і тому бактерії не завдають рослині шкоди [97-99 ]. Іншою причиною непатогенності може бути струк т у р а п е к т о л і т и ч н и х ф е р м е н т і в та віл сутність ізоформ, які впливають на вірулентність бактерій, а також нездатність активно виділяти ферменти назовні [99, 100] . В літературі описано випадки, які спрощують роль пектолітичних ферментів непатогенних бак терій у проникненні всередину рослинною орга нізму. Так , з одного боку, псевдомонади, виділені з тканин томатів, не проявляють пектолітичної активності [49] , з іншого — відомо, що бактерії з високою пектолітичною активністю не виявляються у тканинах рослин [74] . У цих роботах слід врахо вувати умови, в яких бактерії взаємодіяли з росли ною. Наші дані свідчать, що пектат ліаза (PL) бактерій К. oxytoca може відігравати певну роль у проникненні їх у рослину. Так , штами бактерій з посиленою PL активністю здатні активніше ко лонізувати рослину зсередини [101 ]. Незважаючи на недостатність інформації щодо механізмів проникнення та поширення ендофітних бактерій всередину рослин, можна зробити висно вок, що як проникнення, так і розповсюдження бактерій в органах рослин є активними процесами. 494 ВЗАЄМОДІЯ ЕНДОФІТНИХ ЬАКТЕРІЙ З РОСЛИНОК» Ш л я х и поширення ендофітів. Створення іно- кулятів на основі ендофітних бактерій (біодобрив, біопестицидів) мас великі перспективи для ресур созберігаючого сільського господарства та збере ження довкілля. Несимбіотичні бактерії, здатні до утворення ендофітних популяцій у рослинах, вико ристовуються у вигляді різноманітних біопрепа ратів для обробки грунту, насіння, вегетативної частини рослин [102—105] . Обробка насіння або вегетативної частини рослини свіжою культурою бактерій дас найкращі показники, але рідка форма препарату є нестійкою і використовується лише у місцях виробництва. Для тривалого збереження препаратів застосовують різноманітні тверді основи для бактерій, переважно торф, а останні 20 роюв використовують біополімери [106—109] . Зручною у використанні сухою формою біопрепаратів є та кож мінеральні гранули, наповнені бактеріями [110, 111 ]. Облігатні ендофіти у природних умовах поши рюються серед рослин, які розмножуються вегета тивно, тому традиційні методи введення їх у рос лину (обробка насіння або частин рослини) є про блемою, іншою проблемою є розширення кола рослин-господарів. Створення штучних асоціацій таких бактерій з рослинами, які розмножуються мікроклонуванням, не має перешкод, оскільки ку льтивування культури тканин рослини з бактерія ми призводить до формування стабільної асоціації і поширення мікроклонів, інфікованих корисними бактеріями. Різновидом спільного культивування бактерій з рослиною-господарем є введення в сис тему третього партнера — арбускулярного мікориз ного гриба (AM). Останній утворює спори, які контамінуються бактеріальним партнером, за раху нок чого поширюють A. diazolrophicus спорами [25 ]. Для цієї бактерії відомий лише такий промис ловий спосіб інфікування рослин. Закінчення. Ендофітні бактерії здатні проника ти у тканини різноманітних рослин та поширюва тися у рослинному організмові, не спричиняючи йому шкоди та надаючи певної користі. На відміну від патогенних та симбіотичних бактерій, ендофіти не мають хазяйської специфічності і не призводять до формування анатомічних структур на рослині на зразок бульбочок або галів. Однак у порівнянні з вільноіснуючими бактеріями ендофіти утворюють більш стабільні асоціації з рослиною. На відміну від них, вони виживають у рослинному депо протя гом вегетації рослини. Ендофітні бактерії не мають властивих тільки їм механізмів поширення всере дині рослини, і механізми їхньої взаємодії з росли нами віддалено нагадують такі , що мають фіто- патогенні бактерії. У процесі еволюції ферменти, 495 ВЗАЄМОДІЯ ЕНДОФІТНИХ БАКТЕРІЙ З РОСЛИНОЮ які забезпечували бактеріям виживання за рахунок розкладання рослинних полімерів живих рослин, зазнали змін, разом з тим змінився тип живлення бактерій і відповідно тип відносин з рослиною. Механізми взаємодії бактерій з рослинами контро люються з боку обох партнерів і забезпечуюють їм взаємну користь. Спектр видів бактерій, здатних активно прони кати у тканини рослин та утворювати всередині рослини ендофітні популяції без ураження рослин, дуже широкий; з-поміж них є як активні ко лонізатори, котрі поширюються у тканинах, сягаю чи щільності 10& К У О / г тканини за будь-яких умов (Pseudomonas), так і бактерії, що активно потрап ляють до тканин рослин, але поширюються в них лише за сприятливих умов (Azospirillum, Klebsiella, Azoarcus, Acetobacter, Enierobacter). Такими умова ми є низький вміст поживних речовин у субстраті, де розвивається рослина, конкуренція з боку ризо- бактерій, стадія розвитку рослини тощо. Саме се ред ендофітних бактерій через їхній тісний зв 'язок з рослиною відшукуються кандидати на створення бакпрепаратів для підвищення продуктивності рос лин. На сьогодні створено чимало ефективних пре паратів для захисту сільськогосподарських рослин від хвороб та для живлення небобових рослин на основі ендофітів, однак довершених продуктивних суперштамів ще не знайдено, і надії покладаються як на диво природи, так і на генетичну мо дифікацію бактерій. Автор висловлює щиру подяку професорові P. L Гвоздяку за критичні зауваження . Н А. Козыровская Взаимодействие эндофитных бактерий с растением на клеточном к молекулярном уровнях Резюме В обзоре представлена информация о локализации бактерий в тканях растений, а также обсуждаются пути и механизмы проникновения бактерий внутрь растения. Рассматриваются методы детекции эндофитов внутри растений (цитохимиче ские, иммунологические, молекулярно-генетические). N. О. Kozyrovska Interaction of endophyt ic bacteria with the plant on cellular and molecular level Summary This review summarizes of data on the endophytic bacteria location in the plant tissue. Entries and mechanisms of penetration are discussed. Methods of detection of endophytes in the plant interior (cytochemical, immunological, molecular-genetical) are reviewed. С П И С О К Л І Т Е Р А Т У Р И 1. Mollis J. P Bacteria in heal thy potato tissue / / Phytopa tholo gy.—1 951 . — 4 4 . — P . 3 5 1 - 3 6 6 . 2. Martin J. К Factors influencing the loss of organic carbon from wheat roots / / Soil Biol. Biochem.—1977. — 9 . — P . 1—7. 3. Balandreau J., Knowles R. The rhizosphere / / Interactions between nonpathogenic soil microorganisms and plants / Eds Y. R. Dommergues, S. V. Krupa.—Amsterdam: Elsevier, 1978.—P. 243—268 . 4. Patriquin D. G., Dobereiner J. Light microscopy observations of tetrazolium-reducing bacteria in the cndorhizosphere of maize and other grasses in Brazil / / Can. J. Microbiol.— 1978 .—24.—P. 7 3 4 — 7 4 2 . 5. Patriquin D. G., Dobereiner /., Jain D. K. Sites and processes of association between diazotrophs and grasses / / Ibid.— 1983 .—29.—P. 900—915 . 6. Burris R. H. 100 years of discoveries in biological N 2-fixation / / Nitrogen fixation: hundred years after / / Eds H. Bothe, F. J. de Bruijn, W. E. Newton.—Stuttgart; New York: Gusiav Fisher, 1988.—P. 2 1 — 3 0 . 7. Weller D. М, Biological control of soilborne plant pathogens in the rhizosphere with bacteria / / Annu. Rev. Phytopathol.—- 1988 .—26.—P. 379—407 . 8. Gunner H. В., Zuckerman В. M., Walker R. W. et al The distribution and persistance of diazinon applied to plant ant) soil and its influence on rhizosphere and soil microflora / / Plant So i l .—1966 .—25.—P. 249—264 . 9. Brown M. E. Plant growth substances produced by microor- ganizms of soil and rhizosphere / / J. Appl. Bactenol . —1972 .— 3 5 . — P . 4 4 3 — 4 5 1 . 10. Rovira A. D. Microbial inoculation of plants. I. Establishment of free-living nitrogen-fixing bacteria in the rhizosphere and their effects on maize, tomato, and wheat / / Plant Soil.— 1963 .—19.—P. 3 0 4 — 3 1 4 . 11. Brown M. E.y Burlingham S. K., Jackson R. M. Studies on Azotobacter species in soil. III. Effects of artificial inoculation on crop yields / / Ib id .—1964.—20. - P . 194 -214. 12. Cooking E.f Gough C , Webster G. et al Intercellular coloniza tion of non-legumes by Azorhizobium caulinodans is stimulated by specific flavonoids / / Biological fixation of nitrogen for ecology and sustainable agriculture: Abstr. book.—Poznan, 1996.—P. 253. 13. Christiansen-Weniger C. N 2 -fixation by ammonium excreating Azospirillum brasilense auxin-induced root tumors of wheat (Triticum aestivum L. II Biol. Fertil. Soils. —1992 —13. — P . 165—172. 14. Козыровская H. А., Гвоздяк P. И., My рас В. А., Кордюм В. А Перенос маркеров плазмиды RP41 в Xanihomonm beticola II Д о к л . А Н У С С Р . — 1 9 8 0 . — № 5 .—С. 8 2 — 8 5 . 15. Kozyrovska N.} Alexeyev M.f Kovtunovych G. el al. Survival of Klebsiella oxytoca VN13 engineered to bioluminescence on barley roots during plant vegetation / / Microb. Releases.— 1994 .—2.—P. 261—265 . 16. Mclnroy J. A , Kloepper J. W. Population dynamics of endophytic bacteria in field-grown sweet corn and cotton /7 Can. J. Microbiol .—1995,—41.—P. 8 9 5 — 9 0 1 . 17. Musson G., Mclnroy J. S. A., Kloepper J. V/. Development of delivery systems for introducing endophytic bacteria into cotton / / Biocontrol Sci. Techno l .—1995 .—5.—P . 407 - 4 1 6 . 18. Reinhold В., Hurek Т., Fendrik J. Cross-reaction of pre dominant nitrogen-fixing bacteria with enveloped, round bodies in the root interior of kallar grass / / Appl. Environ. Micro biol.— 1987 .—53 .—P. 8 8 9 — 8 9 1 . 19. Reinhold-Hurek M.} Hurek T. Capacit ies of Azoarcus sp.y a new genus of grass-associated diazotrophs / / New horizons in nitrogen fixation: Proc. 9th Int. Congr. Nitrogen Fixation (6—12 December 1992, Cancun, Mexico) / Eds R. Palasios, J. Mora, W. E. Newton.—Dordrecht: Kluwer, 1993 .—P. 671 — 675. 496 20. Hurek Т., van Montagu M., Kellenberger E.} Reinhold-Hurek B. Induction of complex intracytoplasmic membranes related to nitrogen fixation in Azoarcus sp. BH72 / / Мої. Microbiol.— 1995 .—18.—P. 225—236 . IX.Egener Т., Нигек Т., Reinhold-Hurek B. Use of green fluorescent protein to detect expression of nif genes of Azoar cus sp. BH72, a grass-associated diazotroph, on rice roots / / Мої. Plant Microbe Interact .—1998.—11.—P. 7 1 — 7 5 . 22. Dobereiner J., Reis V. M., Lazarini A. C. New N 2 -fixing bacteria in association with cereals and sugar cane / / Nitrogen fixation: hundred years after / Eds H. Bothe et al.—Stuttgard: Gustav Fisher, 1988 .—P. 7 1 7 — 7 2 2 . 23. Cavalcante V. A.r Dobereiner J. A new acid-tolerant nitrogen- fixing bacterium associated with sugar cane / / Plant Soil.— 1988 .—108.—P. 2 3 — 3 1 . 24. Li R., MacRae J. C. Specific association of Acetobacter diazotrophicus with sugar cane / / Soil Biol. Biochem.— 1991.—23 — P. 9 9 9 — 1 0 0 2 . 25. Dobereiner Reis V. M. , Paula M. A.t Olivares F. En dophytic diazotrophs in sugar cane, cereals and tuber plants / / New horizons in nitrogen fixation: Proc. 9th Int. Congr. Nitrogen Fixation ( 6 — 1 2 December 1992, Cancun, Mexico) / Eds R. Palasios et al.—Dordrecht: Kluwer, 1993 .—P. 671 — 675. 26. Paula M A., Reis V. M .., Dobereiner ./. Interaction of Glomus clarum with Acetobacter diazotrophicus in infection of sweet potato (Ipomoea batatas) sugar cane (Saccharum spp.) and sweet sorgium (Sorghum vulgare) II Biol. Fertil. Soils.— 1991. — 1 1 — P. 111 — 1 1 5 . 27. Stephan M. P., Oliveria M., Teira K. R. S. et al Physiology of dinitrogen fixation of Acetobacter daizotrophicus II FEMS Microbiol. Let t .—1991.—77.— P. 6 7 — 7 2 . 28. Cojho E. H, Reis V. M., Schenberg A. C, Dobereiner J. Interactions of Acetobacter diazotrophicus with an amyJophilic yeast in nitrogen-free batch culture / / FEMS Microbiol.— 1988 .—106.—P. 341—346 . 29. James E. K., Reis V. M., Olivares F. L. et al. Infection of sugar cane by the nitrogen-fbeing bacterium Acetobacter diazo trophicus III. F2xp. B o t . - 1994 .—45 .—P. 757—766 . 30. Fuentes-Ramirez L E.t Jimenez-Salgado 71., Abarca-Ocampo I. R.f CabalLero-Mellado J. Auxin production by Acetobacter diazotrophicus, an indol-acetic acid producing bacterium iso lated from sugar cane cultivars of Mexico / / Plant Soil.— 1993 .—154.—P. 145—150. 31. Caballero-MeUado J., Fuentez-Ramirez L. E.t Reis V. M., Martinez-Romero E. Genetic structure of Acetobacter diazo trophicus populations and identification of a new genetically distant group / / Appl. Environ. Microbiol .—1995.—61.— P. 3008—3013 . 32. Jimenez-Salgado Т., Fuentez-Ramirez L E.f Tapia-Hernandez A. et al. Coffea arabica L., a new host plant for Acetobacter diazotrophicus, and isolation of other nitrogen-fixing acetob^c- teria / / Ib id .—1997 .—63.—P. 3 6 7 6 — 3 6 8 3 . 33. Pimemet J. P., Olivares F. L., Pitard R. M. et al. Dinitrogen fixation and infection oif grass leaves by Pseudomonas rubri- subalbicans and Herbaspirillum seropedicae II Plant Soil.— 1991 .—137.—P. 6 1 - 6 5 . 34. Baldani К L. D., James E. K, Bald am J. /., Dobereiner J. Colonization of rice by the nitrogen- fixing bacteria Herbaspiril lum spp. and Azospirillum brasilense II New horizons in nitrogen fixation: Proc. 9th Ira. Congr. Nitrogen Fixation (6—12 December 1992, Cancun, Mexico) / Eds R. Palasios, J. Mora, W. E. Newton.—Dordrecht: Kluwer, 1993.—P. 705. 35. Baldani J. /., Pot В., Kirchhof G. et al. Emended description of Herbaspirillum\ inclusion of [Pseudomonas] rubrisubal- bicans, a milk plant pathogen, as Herbaspirillum rubrisubal- ВЗАЄМОДІЯ ЕНДОФІТНИХ КЛКТВРІЙ З РОСЛИНОЮ bicans comb. nov.\ and classification of a group of clinical isolates <EF group 1) as Herbaspirillum species 3 / / Int. J Syst. Bacteriol .—1996.—46.—P. 802— 810 . 36. You C , Zou F. Non-nodular endorhizosphere nitrogen fixation in wetland rice / / Can. J. Microbiol .—1989.—35.—P. 4 0 3 — 408. 37. You С. В., Song W., Wang H. X. et al. Association of Alcaligenes faecalis with wetland rice / / Plant So i l .—1991 .— 137.—P. 81—85 . 38. Michaiels K.t Vanderleyeden van Gool A. Azospirillum — plant root associations: a review / / Biol. Fertil. Soils.— 1989 .—8.—P. 3 5 6 — 3 6 8 . 39. Bashan Y., Levanony H., Whitmoyer R. E. Root surface colonization of non-cereal crop plants by pleomorphic Azos pirillum brasilense Cd / / J. Gen. Microbiol. —1990 .—137 - P. 187—196. 40. Baldani V. L., de Alvarez M. А. В., Baldani J. I., Dobereiner J. Establishment of inoculated Azospirillum spp. in the rhizo- sphere and in roots of field grown wheat iind sorgium / / P!an\ Soi l .—1986 .—90.—P. 3 5 — 4 6 . 41 . Hirota Y, Fujii Т., Sano Y.t lyana S. Nitrogen fixation in ttV rhizosphere of rice / / Nature .—1978 .—276 ,—P . 416—417 . 42. Козыровская H. А., Макитру к В. JL, Рукдашел Э, Азот- фиксирующие виды Klebsiella выделяют индолил-З-уксус- ную кислоту / / Биополимеры и к л е т к а . — 1 9 9 1 . — 7 , N(J 3 .—С. 8 9 — 9 1 . 43. Нгуен Т. X.t Тон Т. Б., Тарасенко В. А., Козыровская /' А. Азотфиксирующая энтеробактерия колонизует тканп корня риса / / Молекуляр. и генет. механизмы взаимо действия микроорганизмов и растений.—Пущине , 1 9 8 9 . - - С. 209—214 . 44. Белявская Н. А., Козыровская Н. А., Кучеренко Л. А. и др. Взаимоотношения бактерий рода Klebsiella с растением, і Электронно-микроскопический анализ взаимодействия :ш- дофитных микроорганизмов с корнями проростков риса /7 Биополимеры и клетка .—1995 .—11, № 1.—С. 5 5 — 6 1 . 45. Козыровская И. А., Ковтунович Г. Л., Петак Л. М. и др. Взаимоотношения бактерий рода Klebsiella с растением. 2. Локализация бактерий Klebsiella oxytoca и К. terrigena н тканях табака и пшеницы / / Там ж е . — № 6.—С. 75—80. 46. Palus J. A., Borneman J., Ludden P. W., T lip Lett E. W. A diazotrophic bacterial endophyte isolated from stems of Zeu mays L. and Zea luxurians litis and Doebley / / Plant Soi l .—1996 .—186 .—P. 135—142. 47. Martinez-Romero E., Oswald-Spring II.t Miranda M. Towards the application of nitrogen research to forestry and agriculture / / Biological fixation of nitrogen for ecology and sustainable agriculture / Eds A. Legocki, H. Bothe, A. Punier .—Berl in; Heidelberg: Springer, 1997 .—P. 1 8 7 — 1 9 1 . 48. Hussian A., Vancura V. Formation of biologically active substances by rhizosphere bacteria and their effect on plan? growth / / Folia Microbiol .—1970.—15.—P 4 6 8 — 4 7 8 . 49. Van Peer R.t Punte H. L. M., de Veger L. A., Schippers B. Characterization of root surface and endorhizosphere pseudo- monads in relation to their colonization of roots II Appl. Environ. Microbiol .—1990.—56.—P. 2462—2470 . 50 . Qui X., Pei Y.t Wang Y. N.t Zhang F. X. Isolation «>: Pseudomonas from cotton plants and their effect on seedling diseases / / Acta phytophyl. S i n . — 1 9 9 0 . — 1 7 . — P . 303—306 5 1 . Misaghi I. J., Donndelinger C. R. Endophyt ic bacteria in symptom-free cotton plants / / Phytopathology. —1990 .—80 - P. 8 0 8 — 8 1 1 . 52 . Sharrock K. R., Parkes S. L., Jack H. K. et al Involvement of bacterial endophytes in storage roots of buttercup squash (Cucurbita maxima D. hybrid «Delica») / / N. Z. J. Crop Hortic. S c i . — 1 9 9 1 . — 1 9 . — P . 157—165. 497 КОЗИРОВСЬКЛ н о . 53. Fisher P. J., Petrini О., Scott И. M. L. T h e distribution of some fungal and bacterial endophytes in maize {Zea. mays L.) II New FhytoJ. — 1 9 9 2 . — 1 2 2 . — P . 2 9 9 — 3 0 5 . 54. Van Baren A. M., Waalwijk C. Biological control of the bacterial ring rot pathogen by endophyt ic bacteria isolated from potato / / P h y t o p a t h o l o g y . — 1 9 9 3 . — 8 3 . — P . 1406. 55. Gardner J. M.t Feldman A. W., Zablotowicz R. M. Identity and behavior of xylem-residing bacteria in rough lemon roots of Florida citrus trees / / Appl. Environ. Microbiol .—1982.— 43 .—P. 1 3 3 5 - 1 3 4 2 . 56. Gagne S,, Richrd C, Rousseau H., Antoun If. Xylem-residing bacteria in alfalfa roots / / Can . .T. Microbiol.—І 9 8 7 . — 3 3 . — P. 996—1000 . 57. Bell C. R.} Dickie G. A , Harvey W. L. G., Chan J. W. Y. F. Endophyt ic bacteria in grapevine / / I b i d . — 1 9 9 5 . — 4 1 . — P. 4 6 — 5 3 . 58. Mahaffee W. F., Kloepper J. W.t van Vuurde J. W. L., van den Brink M. Endophyt ic colonization of Phaseolus vulgaris by Pseudornonas fluorescens strain 89B-27 and Enterobacter ashuriae strain jM22 II Improving pliant productivity with rhizosphere bacteria / Eds M. II . Ryder , P . M. Stephens, G. D B o w e i — G l e n Osmond: CSIRO Division of Soils, 1994.— P . 180. 59. Lamb T. G, Топкуn D. W., Kluepfel D. A, Movement of Pseudornonas aureofaciens from the rhizosphere to aerial plant tissue II Can. J. Microbiol. — 1 9 9 6 . — B 4 2 . — P . 11.12—1120. 60. Benizni E . t Schoeny A., P; chard C , Guckert A. External and internal L-olonization of maize by two Pseudornonas strains: enumeration by enzyme-l inked immunosorbent assay (ELISA) / / Curr . Microbiol.— 1 9 9 7 . — 3 4 . — P . 2 9 7 — 3 0 2 . 6.1. Mahaffee W. F . y Kloepper J. W. Bacterial communities of the rhizosphere1, and endorhiza associated with field-grown cucum ber plants inoculated with a plant growth-promoting rhizobac- terium or its genetically modified derivative / / Can. J. Mic robiol . — I 9 9 7 . — 4 3 . — P . 3 4 4 — 3 5 3 . 62, Mahaffee W. F., Bauske E. M.> van Vuurde J. W. et al Comparative analysis of antibiotic resistance, immunoffuores- cent colony staining, and a transgenic marker (biolumines- cence) for monitoring the environmental fate of rhizobacterium / / Appl. Environ. Microbiol. — 1 9 9 7 . — 6 3 . — P . 1617—1622. 63. Quadt-Hallnmnn A., Hallmann /., Kloepper J. W. Bacterial endophytes in cotton: location and interaction with other plant-associated bacteria / / Can. J. Microb io l .—1997.—43.— P. 2 5 4 — 2 5 9 . •54. Quadt-Hallmann A., Benhamou N., Kloepper J. W. Bacterial endophytes in cotton: mechanisms of entering the plant / / I b id .—P. 5 7 7 — 5 8 2 . 65. Fisher P. J., Broad S. A., Cleg? С. IX, Lappin Scott H. M. Retention and spread of genetically engineered pseudomaad in seeds and plants of Zea mays L.\ a preliminary study / / New Phyto1. — 1 9 9 3 . — 1 2 4 . — P . 101 — 106. 66. Hadar ¥., Harmon G. E., Taylor A. G, Horton J. M. Effc. is of pregerminatioo of pea and cucumber seeds and of seed treatment with Enterobacter cloaceae on rots caused by Phyt- iwn spp. II Phytopathology. — 1 9 8 3 . — 7 3 . — P . 1322—1325 . 67. Hinton D . M., Bacon С W. Enterobacter cloaceae is an endophytic symbtont of corn / / Mycopathologia .—1995.— 1 2 9 . — P . 117—125 . 68. Rattray E A., Prosser J . J.} Glover L . A., Killham К Characterizat ion of rhizosphere colonization by luminescent Enterobacter cloaceae at population and single-cell levels / / Appl. Environ. M;crobiol. — 1 9 9 5 . — 6 1 . — P . 2 9 5 0 — 2 9 5 7 . 69. Roberts D. P., Marty A. M., Dery P. D., Hartung J. S. Isolation and modulation of growth of a colonization-impaired strain of Enterobacter cloaceae in cucumber spermosphere / / Can. J. Microbiol. — 1 9 9 6 . — 4 2 . — P . 1 9 6 — 2 0 1 . 70. Quandt-Hallmann A., Kloepper J. W. Immunological detection and localization of the cotton endophyte Enterobacter asburiae JM22 in different plant species / / I b id .—P. 1144 1154. 7 1 . Ruppel S., Heclit-Buchholz C, Remus R. et al. Settlement of the diazotrophic, phytoeffective bacterial strain Pantoea ag- glomerans on and within winter wheat : an investigation using ELISA and transmission electron microscopy / / Plant Soil.— 1 9 9 2 . — 1 4 5 . — P . 2 6 1 — 2 7 3 . 72. Pleban S., In gel F., Chet I. Control of Rhizoctonia solani and Sclerotia rolfsii in the greenhouse using endophytic. Bacillus spp. II Eur . J. Plant P a t h o l . — 1 9 9 3 . — 1 0 1 . — P . 665 672. 73 . Pleban S., Chernin L., Chet I. Chitinolytic activity of an endophytic strain of Bacillus cereus II Lett. Appl. Microbiol. - 1 9 9 7 . — 2 5 . — P . 2 8 4 — 2 8 8 . 74. Shishido M., Loeb B. M.t Chanway С P. External and interna! root colonization of logepole pine seedlings by two growth promoting Bacillus strains originated from different root mic- rosites / / Can J. Microb io l .—1994.—41.—P. 709 713. 75 . Kluepfel D. A. T h e behavior and tracking bacteria in \\\ • r h i z o s p h e r e / / Annu . Rev . Phy topa tho l .— -1993 . 31.- •• P . 441—472 . 76. Chanway С. P., Ной F. В., Turkinton R. Genotypic coadic tation in plant growth promotion of foreage species by Bacillus polymyxa If P lant So i l .—1988 .—106 .—P. 2 8 1 - 2 8 4 . 77. Reis V. M., Olivares F. L., Dobereiner J. Improved methodol ogy for isolation of Acetobacter diazotrophicus and confor.-na tion of its endophytic habi ta t / / World J. Microbiol. Biotecli n o l . — 1 9 9 4 . — 1 0 . — P . 401—405.^ 78. McClung C. R.t Patriquin D. G Isolation of a n'mogen-fixing Campylobacter species from the roots of Spunina alnernifloro Liosel / / Can . J. Microbiol. — 1 9 8 0 . — 2 6 . — P . 8 8 1 - 8 8 6 . 79. Jordan R. L. Strategy and techniques for the production of monoclonal antibodies / / Serological methods for detection and identification of viral and bacterial plant pathogens. A labo- ratory manual / E d . R. Hampton .—St . Paul : APS press, 1990 80. Fazekas de St., Groth S. Monoclonal antibody production: principles and practice / / ITandbook of monoclonal antibodies application in biology and medicine.—New York: N'oyes pubi. 1985 .—P. 1 — 10. 8 1 . Козыровская H. A.y Ковшу новин J\ JJ. М.о.аекулярио-ге нетические методы детекции и и д е н т и ф и к а ц и и микро организмов в о к р у ж а ю щ е й среде / / Биополимери и кле т к а . — 1 9 9 4 . — 1 0 , № 3, 4 . — С . 5 — 2 8 . 82. Hurek Т S.y Burggraf С, Woese R., Reihold-Hvrek />. і t>> rRNA-target polymerase chain reaction and oligonucleotide hybridization to screen for Azoarcus spp., grass--associfned d iazo t rophs / / Appl . Env i ron . Mic rob io l .—1993 . 59 P . 3816—3824 . 83 . Hurek Т., Reinhold-Hurek B. Identification of grass-associaied and toluene-degrading diazotrophs Azoarcus spp.. by analyses of partial 16S ribosomal DNA sequences / / I b id . - - і 995. — 6 1 . — P . 2 5 7 — 2 6 1 . 84. Reingold-Hurek В., Hurek T. Interactions between diazotrophs and grasses / / Biological fixation of nitrogen for ecology am! sustainable agriculture / F^ds A. Legocki ei al.. —Berlin; Heidelberg: Springer, 1 9 9 7 . — P . 3 1 7 — 3 2 1 . 85 . Hurek T.y Wagner В., Reinhold-Hurek B. Identification of N 2 - f ixing plant- and fungus-associated Azoarcus species by PCR-based genomic fingerprints / / Appl. Environ. Micro b io l .—1997 .—63 .—P. 4 3 3 1 — 4 3 3 9 . 86. Veda Т., Suga Y.f Yahi.ro N., Malsuguchi T. Remarkable N 2 -f ixing bacterial divercity detected in rice roots by molecular evolutionary analysis of MInifH gene sequences II J. Вас teriol. — 1 9 9 5 . — 1 7 7 . — P . 1414—1417 . 87. Jefferson R. A. T h e GUS repor ter gene system / / N a n n c - 1989 .—342 , N 6 2 5 2 . — P . 8 3 5 — 8 3 7 . 498 http://Yahi.ro 88. Jefferson R. A, Assaying chimeric genes in plants: the GUS gene fusion system / / Plant Мої. Biol. R e p . — 1 9 8 7 . — 5 . — P 387—405 . 89. O'Callaghan A'., Webster (?., Batchelor C. et al. Infection of Aesbania rostrata by Azorkizobium. caullnodans ORS571 with A lacZ reporter gene / / Biological fixation of nitrogen for ecology and sustainable agriculture: Abstr. book.—Poznan, 1996.—P. 89. 90. Wilson K., Jefferson R. ^-Glucuronidase (GUS) as a marker to study plant-microbe interactions / / 2nd Int. Workshop on PGPR (October 14—19).—Interlaken, 1990.—P. 69. 91. Chalfie M.} Ти У., Euckirchen G. et al. Green fluorescent protein as a marker of gene expression / / Science.—1994.— 263 .—P. 8 0 2 - 8 0 5 . 92. Van den Wymelenberg A.J., Cullen D., Spear R. N. et al. Expression of green fluorescent protein in Aureobasidium pullulans and quantification of fungus on leaf surfaces / / Biotechniques.—1 9 9 7 . — 2 3 . — P . 686—690 . 93. Huang J. Ultra structure of bacterial penetration in plants / / . Annu. Rev. Phytopathol .—1986.—24.—P. 141 — 157. 94. Reinhold-Hurek В.. Hurek Т., Claeyssens M., van Montagu M. Cloning, expression in Escherichia colU and charac terization of cellulolytic enzymes of Azoarcus sp.y a root-invad ing diazotroph / / J. Bacteriol. — 1 9 9 3 . — 1 7 5 . — P . 7056—7065 . 95. Starr M. P., Chatterjee A. K. The genus Erwinia: enterobac- leria pathogenic for plants and animals / / Annu. Rev. Micro biol.— 1972 .—26 .—P. 3 8 9 - 4 2 5 . 96. Walton J. IX Deconstraeting the cell wall / / Plant Physiol.— 1994. — 1 0 4 . — P . 1113—1118 . 97. Von Reisen V. L. Pectinolytic, indole-positive strains of Kleb siella pneumoniae II Int. J. Syst. Bacteriol .—1976.—26.— P. 1 4 3 - 1 4 5 . 98. Nasser W.y Awade A. C, Reverchon S., Robert-Baud о uy J. Pectate lyase from Bacillus subtilis: molecular characterization of the gene, and properties of the cloned enzyme / / FEBS.— 1993 .—335.—P. 319—326 . 99. Liao C.-H. Analysis of pectate lyases produced by soft rot bacteria associated with spoilage of vegetables / / Appl. En viron. Microbiol .—1989.—55.—P. 1677—1683 . 100. Fraije B. A., Bosveld M., Van den Bulk R. W., Rombouts F. M. Analysis of conductance responses during depolymerization of pectate by soft rot Erwinia spp. and other pectolytic bacteria ВЗАЄМОДІЯ ЕНДОФІТНИХ БАКТЕРІЙ З РОСЛИНОЮ isolated from potato tubers / / J. Appl. Microbiol. —1 997.— 8 3 . — P . 17—24. 101. Kovtunovych G.t Kordyum V., Kleiner ZX, Kozyrovska N. Enhancing the plant colonization rate with endophytic nitro gen-fixing bacteria / / Biopolymery і kl ityna.—1999.—15 — (друкується). 102. Mei R.t Chen B . y Lu S.t Chen Y. Field application of yield increasing bacteria (YIB) / / Clin. J. Microecol .—1990.—2.— P . 45—49 . 103. Окоп Y. Azospirillum as a potentional inoculant for agriculture / / Trends Biotechnol .—1977 .—33.—P. 223—228 . 104. Chen Y.r Mei R., Lu S. et al T h e use of yield increasing bacteria (YIB) as plant growth-promoting rhizobacteria in Chinese agriculture / / Managment of soilborn diseases / Ed. R. Utkheade.—New Delhi: M / S Kalyani publ. , 1 9 9 5 . - P . 164—184. 105. Kozyrovska N.f Kovtunovych G.} Gromosova O. et al Novel inoculants for an environmentally-friendly crop production II Resources, Conserv. and Recycling.— 1996. — 1 8 . — P . 79—85 106. Fravel D. R., Marois J. J., Lumsden R. /X, Connick W. J. Encapsulation of potential control agents in an alginate-clay matrix / / Phytopatho logy .—1985 .—75.—P. 774—777. 107. Mugnier J., Jung G. Survival of bacteria and fungi in relation to water activity and the solvent properties of water in biopolymer gels / / Appl. Environ. Microbiol. — J 985 .—50.— P. 108—114. 108. Bashan Y. Alginate beads as synthetic inoculant carriers lor slow release of bacteria that affect plant growth / / Ibid — 1 9 8 6 . — 5 1 . — P . 1089—1098 . 109. Kozyrovska N., Kovtunovych G., Negrutska V. ex al Microbial inoculants for a sustainable agriculture / / Proc . Int. Se rums «Environment protection: modern studies in ecology and micro biology* (May 13—16, 1997, Uzhgorod, Ukra ine) .—Uzhgo rod, 1997 .—P . 2 8 4 — 2 8 8 . 110. Fouilleux G., Revellin C, Catroux G. Short- term recovery oi Bradyrhizobium japonicum during an inoculation process using mineral microgranules / / Can. J. Microbiol. — 1 9 9 4 . — 4 0 . - - P . 322—325 . 111. Ocumpaugh W. R., Smith G. R. Granu la r inoculum enhances establishment and forage production of arrowleaf clover II j . Prod. A g r i c — 1 9 9 1 . — 4 . — P . 2 1 9 — 2 2 4 . Н а д і й ш л а до редакції 24.01.98 499

Взаємодія ендофітних бактерій з рослиною на клітинному та молекулярному рівнях

Institution

Similar Items