Симбиотические системы (часть 1)

С сельскохозяйственной точки зрения эти системы играют наиболее важную роль по двум причинам:
1) азот фиксируется в непосредственной близости от корней нуждающихся в нем растений;
2) хотя часть аммония, образованного в результате фиксации, и используется микросимбионтом для роста и поддержания его клеток, большая часть аммония экспортируется в клетки хозяина и может, таким образом, быть использована для поддержания его ростовых процессов.
Бобовые растения и виды Rhizobium. Группа цветковых растений, принадлежащих к семейству Leguminosae, которая включает горох, фасоль, клевер, люпин, сою и арахис, произрастает как в тропиках, так и в умеренных широтах. Большинство представителей этого семейства способно фиксировать азот в симбиозе с бактериями рода Rhizobium, и эта симбиотическая ассоциация играет чрезвычайно важную роль в сельском хозяйстве. Существует некоторая специфичность бобовых растений по отношению к заселяющим их видам Rhizobium (табл. 1.2). Rhizobium присутствуют почти во всех почвах, но в свободноживущем состоянии обычно не фиксируют азот. Бактерии колонизируют корни растений примерно в то время, когда начинают появляться первые листья, хотя в различных симбиотических ассоциациях природа и время начала колонизации могут быть неодинаковыми.

Первым шагом в колонизации растения различными видами Rhizoim является узнавание бактериями растения-хозяина. Роль компонентов системы узнавания в клетках растения отводится растительным белкам лектинам, которые, по-видимому, могут связываться со специфичными остатками сахаров, склеивая поверхности смежных клеток путем соединения их полисахаридных групп. Эта лектины растений могут взаимодействовать со специфичными бактериями этого рода, что обеспечивает растению узнавание и контакт с нужным видом Rhizobium. Бактерии Rhizobium внедряются в хозяина через корневые волоски, которые деформируются под воздействием гормоноподобного вещества, образуемого бактериями. От места проникновения бактерий в корневой волосок развивается тяж, по которому они перемещаются, размножаясь по мере движения по волоску в ткань корня. Способность различных штаммов Rhizobium фиксировать азот неодинакова и зависит от того, какое растение-хозяин ими заражено, поэтому понятно, как важно с практической точки зрения, чтобы заразившие сельскохозяйственные растения бактерии могли эффективно фиксировать азот, тем более что после заселения растения одним штаммом Rhizobium другие штаммы в него уже не проникают.