Экология эндофитных дрожжей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.03, кандидат биологических наук Исаева, Ольга Валерьевна

• Исаева, Ольга Валерьевна
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Исаева, Ольга Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Эпифитные дрожжи

Филлосфера как среда обитания дрожжевых грибов

Таксономический состав дрожжей в филлосфере

Адаптации эпифитных дрожжей

Пространственная дифференциация эпифитных дрожжевых

сообществ

Органы растения

Виды растений

Жизненные формы растения

Биогеоценотические различия

Географические закономерности распространения

эпифитных дрожжей

Взаимодействия эпифитных дрожжей и растений

Адгезия на поверхности листьев

Взаимодействия между эпифитами

Динамика эпифитных дрожжевых сообществ

Сезонная динамика численности эпифитных дрожжей

Сезонная динамика структуры эпифитных сообществ

дрожжей

Эндофитные дрожжи

Фитогормоны и их физиологические эффекты

Ауксины — гормоны апекса побега

Цитокинины — гормоны корневого апекса

Гиббереллины - гормоны листа

Фитогормональная активность дрожжей

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Объекты

Сочные плоды

Крахмалосодержащие семядоли

Подземные вегетативные метаморфозы с запасающей функцией

Методы выделения и идентификации дрожжей

Идентификация индолил-3-уксусной кислоты (ИУК)

в культуральной жидкости дрожжей

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Сочные плоды

Шиповник

Слива

Яблоня

Общая характеристика эндофитных дрожжевых сообществ

сочных плодов

Запасающие ткани семян

Вегетативные метаморфозы с запасающей функцией

Фитогормональная активность эндофитных дрожжей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экология эндофитных дрожжей»

ВВЕДЕНИЕ

Долгое время считалось, что ассоциированные с растениями микроорганизмы обитают только на поверхности, ткани здорового растения абсолютно стерильны, а размножение микроорганизмов внутри растения свидетельствует об их патогенности. Исключением являются специализированные симбионты такие, как клубеньковые бактерии или грибы эндотрофной микоризы. Однако в последнее время появляется все больше сведений о том, что внутренние ткани растений также заселены самыми различными микроорганизмами. Такие микроорганизмы принято называть «эндофитными», а характер их взаимодействия с растением расценивается не столько как паразитический, сколько как комменсальный или мутуалис-тический.

Термин «эндофит» в самом общем смысле означает любой организм, развивающийся во внутренних тканях растения. Однако в современном понимании этот термин обычно используют по отношению к микроорганизмам, присутствие которых в растительных тканях бессимптомно и не сопровождается какими-либо патологическими изменениями растений (Schulz, Boyle, 2005). Растение обеспечивает микроорганизмы питанием и стабильной средой обитания. В свою очередь, метаболиты, выделяемые эндофитами, могут защищать растения от фитопатогенов и фитофагов, а также стимулировать их рост и развитие. Показано, что эндофитные грибы могут увеличивать устойчивость растений к болезням и абиотическим стрессам (Arachevaleta et al., 1989; Гельцер, 1990; Bush et al., 1997; Благовещенская, 2006). Возникновение способности грибов к эндофитному развитию, возможно, связано с переходом растений к наземному образу жизни (Каратыгин, 1993) и представляет собой реализацию стратегии избегания негативного влияния факторов окружающей среды. Постоянное или временное развитие микроорганизмов в относительно стабильных и богатых питательными веществами условиях внутри тканей растения можно рассматривать как следствие их длительной коэволюции (Hirano, Upper, 2000). Таким образом, изучение эндофитных микроорганизмов имеет практическую ценность и представляет интерес с позиций фундаментальных вопросов экологии и эволюции.

На настоящий момент опубликовано значительное количество работ, посвященных различным аспектам биологии эндофитных бактерий и гри-

бов, как фундаментального, так и прикладного характера (Baert et al., 1994; Malinowski et al., 1997; Mathews, Clay, 2001; Rosenblueth, Martinez-Romero, 2006; Благовещенская, Дьяков, 2005). Особенно это касается эндофитных грибов злаков, активное изучение которых началось в 70-х гг XX века в связи с массовыми отравлениями скота (Bacon et al., 1977). Значительно меньше известно о способности дрожжевых грибов к эндофитному образу жизни, хотя именно дрожжи относятся к числу наиболее типичных эпи-фитных микроорганизмов, обитающих на поверхности растений в качестве эккрисотрофов. Систематических исследований эндофитных дрожжей до настоящего времени не проводилось, все имеющиеся данные носят отрывочный характер.

Дрожжи в целом относятся к типичным копиотрофам, для роста и размножения которых требуется относительно высокая концентрация легкодоступных соединений. В отличие от мицелиальных грибов одноклеточные дрожжи не способны распространяться за счет апикального роста по межклеточному пространству. Однако дрожжевые клетки могут попадать внутрь растения через устьичные аппараты, гидатоды, механические микроповреждения кутикулы и эпидермы. Некоторые виды дрожжей обладают липолитической и пектинолитической активностью, что может позволить дрожжевым клеткам проникать во внутренние ткани с поверхности в результате локального разрушения кутикулы. Учитывая эти особенности, можно предположить, что эндофитные дрожжи должны наиболее активно развиваться в таких растительных субстратах, которые характеризуются высоким содержанием легкодоступных питательных веществ, например, в сочных плодах, запасающих вегетативных метаморфозах, крахмалсо-держащих семядолях. Микроаэрофильные условия внутри растительных тканей могут способствовать росту дрожжевых грибов, многие из которых способны к брожению. Знание масштабов распространения и закономерностей развития эндофитных дрожжей может оказаться полезным не только с точки зрения более детальных представлений об особенностях экологии этой группы грибов, но и иметь практический аспект, связанный с разработкой методов хранения и контроля качества сельскохозяйственной продукции, биоконтролем фитопатогенов.

В данной работе была предпринята попытка оценки распространения и видового разнообразия дрожжевых грибов в запасающих тканях плодов, семян, вегетативных метаморфозов различных диких и культурных растений.

Цель настоящей работы - оценить масштабы и значимость такого явления, как эндофитное развитие дрожжей в запасающих тканях растений.

Конкретные задачи работы: охарактеризовать таксономическое разнообразие эндофитных дрожжей; изучить особенности динамики их численности и видового состава; сравнить эпифитные и эндофитные дрожжевые сообщества; определить возможные механизмы формирования эндофитных дрожжевых сообществ; оценить характер взаимодействия эндофитных дрожжей с растениями.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю И.Ю. Чернову и A.M. Глушаковой за внимание и помощь в работе. Автор благодарит A.B. Качалкина, И.А. Максимову, A.M. Юркова, а также В.В. Демина и Ю.А. Завгороднюю за помощь в проведении хро-матографических анализов и весь коллектив кафедры биологии почв за ценные советы и рекомендации.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Эпифитные дрожжи

Известно, что основным местообитанием дрожжевых грибов в природе являются растения и растительные остатки. Особенно многочисленные и разнообразные дрожжевые сообщества формируются на поверхности живых частей растений (Бабьева, Чернов, 2004). Основой питания таких эпифитных дрожжей являются экссудаты - прижизненные выделения растений, в состав которых входят простые сахара, органические кислоты и другие, легко утилизируемые дрожжами соединения (Рощи-на, Рощина, 1989). В свою очередь, эпифитные дрожжи, потребляя экссудаты, стимулируют ассимиляционные процессы растений. Некоторые виды дрожжей могут выступать в качестве агентов биоконтроля развития фитопатогенных микроорганизмов, выделяя вещества, подавляющие их рост. Эпифитные дрожжи и растения вместе образуют единую симбио-тическую коэволюционирующую систему, которая может служить хорошей моделью для изучения многих фундаментальных вопросов экологии и эволюции. Сообщества эпифитных дрожжей филлосферы и сопряженных с ней растительных субстратов (цветов, плодов, почек) являются постоянной и неотъемлемой частью любого растения, перестраивающейся в процессе его онтогенеза. По мере развития и постепенного отмирания растительных субстратов эпифитные виды дрожжевых грибов закономерно оказываются в подстилке и верхних почвенных горизонтах, где формируются специфические дрожжевые сообщества, в состав которых, кроме типичных эпифитов, входят также и автохтонные виды почвенных дрожжей (Бабьева, Горин, 1973). Если на поверхности растений дрожжевые грибы существуют в основном как копиотрофы, за счет потребления легкодоступных соединений из поверхностных экссудатов, то в подстилке и почвенных горизонтах в большей степени проявляется их гидролитическая активность, а также способность некоторых видов существовать в условиях олиготрофии (Полякова, Чернов, 2002).

С момента появления первых работ, посвященных изучению именно

эпифитных дрожжевых грибов, прошло чуть более полувека (di Menna, 1959). За этот период исследования экологии дрожжей, населяющих фил-лосферу и сопряженные с ней субстраты (цветки, плоды, подстилку) развивались как в направлении оценки общей численности и разнообразия эпифитных дрожжевых грибов в различных природно-географичес-ких зонах, так и в направлении изучения специфических особенностей структуры эпифитного дрожжевого населения конкретных видов растений. Исследования, посвященные анализу численности и видового состава эпифитных дрожжей на разных растениях, достаточно многочисленны (Бабьева и др., 1985; Бабьева и др., 1999; Бабьева, Картинцев, 1974; Бабьева, Садыков, 1980; Возняковская, 1969; Гузев и др., 1980; Гукасян, Аюнц, 1971; Делова, Кузнецова, 1973; Картинцев, 1974; Квасников и др., 1975; Максимова, 2001; Чернов, Бабьева, 1989; Bab'eva, Chernov, 1995; di Menna, 1959; Bai et al., 2002; Banno, Mikata, 1981; Golubev et al., 2003, 2004; de Azeredo et al., 1998; de Jager et al., 2001; Fleet, 2001; Foda et al., 1987; Fokkema, Scchippers, 1986; Hamamoto, Nakase, 1995, 1996; Hogg, Hudson, 1966; Kecskes, Dobolyi, 1987; Last, Price, 1991; McBride, Hayes, 1977; Mukerji, Gupta, 1981; Phaff et al., 1972; Richardson, Dowding, 1989; Sugita, Canete-Gibas, 1999; Sugita et al., 2000; Takashima, Nakase, 2000; Takashima et al., 2001, 2003; Warren, 1976).

Известно, что эпифитное дрожжевое население растений включает как аскомицетовые, так и базидиомицетовые виды. Преобладающими в большинстве случаев на листьях оказываются базидиомицетовые виды из родов Cryptococciis, Rhodotoriila, Rhodosporidhim, Sporobolomyces, которые по своим морфофизиологическим характеристикам в целом более адаптированы к периодически возникающим достаточно неблагоприятным условиям обитания на поверхности растений. Такие адаптации включают синтез каротиноидных пигментов, образование хламидоспор и активно отстреливающихся баллистоспор, формирование полисахаридных капсул, широкие ассимиляционные возможности. Аскомицетовые дрожжи из родов Metschnikowia, Debaryorriyces, Pichia, не обладающие перечисленными морфологическими особенностями, и, как правило, способные ассимилировать или анаэробно сбраживать более узкий набор соединений,

обычно преобладают в растительных субстратах с повышенным содержанием простых Сахаров, например в цветочном нектаре. В разлагающихся растительных остатках также доминируют базидиомицетовые дрожжи, но среди них уже большую долю составляют виды с относительно высокой для дрожжевых грибов гидролитической активностью. В основном это представители родов С^оут/обш'/б/шт, ТпсИозрогоп, Сгур1ососсш\ Оие-котусез и др.

Особая заслуга в изучении дрожжевых группировок разлагающихся растительных остатков, а именно в лесных подстилках принадлежит школе советских и впоследствии российских почвенных зимологов, сформировавшейся под руководством И.П.Бабьевой (Бабьева и др., 1977; Бабьева и др., 1980; Бабьева, Решетова, 1984; Бабьева, Россихина, 1983; Гукасян и др., 1980; Зайцев и др., 1979). Кроме того, наследием советско-российской школы является впервые предложенная классификация жизненных форм дрожжевых грибов из природных субстратов (Бабьева, Чернов, 2004). И хотя она вызывает достаточное количество вопросов, тем не менее, это первая попытка выделения экологических группировок в микробиологии, которые были бы сравнимы с аналогичными типами группировок среди растений и животных и сделали бы дрожжевые грибы не менее удачной, чем растения и животные, моделью для синэкологических исследований.

Филлосфера как среда, обитания дрожжевых грибов

Впервые к изучению микробных сообществ филлосферы приступили в 50-х годах прошлого столетия. Начинаяс 1970-хгг. этатемасталапостояннойи одной из самых актуальных в микробиологических исследованиях. Изучение дрожжевого компонента эпифитных микробных ценозов началось с работ новозеландской исследовательницы М.Е.ди Менны в конце 50-х годов (сН Меппа, 1959). Как уже отмечалось, именно в ее работах впервые говорилось, что существуют эпифитные и почвенные дрожжи, хорошо адаптированные к обитанию в этих средах.

Филлосфера является достаточно гетерогенным местообитанием для микроорганизмов. Она характеризуется сложной пространственной

структурой, разнообразием микроклиматических условий, как на листьях разных ярусов, так и по поверхности отдельного листа (Andrews, Harris, 2000; Hirano, Upper, 2000; Jacques et al., 1995; Juniper, 1991; Kinkel et al., 2000; Last, 1970; Lindow, Brandl, 2003; Leveau, Lindow, 2001; Monier, Lindow, 2003; Monier, Lindow, 2004; Morris, 2001; Morris et al., 1998).

На развитии дрожжевых грибов гетерогенность сказывается, прежде всего, в неравномерном распределении по поверхности листовой пластинки питательных веществ и свободной воды. Больше всего локусов выделения находится вдоль жилок, на черешке, в районе устьичных клеток, а также по краю листовой пластинки. Соответственно локусам выделения питательных веществ на поверхности листа распределяются и клеточные агрегаты дрожжей и других эпифитных микроорганизмов (Andrews et al., 2002; Brodie, Blakeman, 1975; Li et al., 1997; Mercier, Lindow, 2000; Morris, 2001; Spear et al., 1999; Woody, et al., 2003). Источниками необходимой свободной воды в филлосфере являются роса, осадки в виде дождя, туман, гуттация.

Эпифитные дрожжи являются эккрисотрофами, то есть используют в качестве источника питания растительные экссудаты. В состав растительных экссудатов входят в основном простые сахара (глюкоза, сахароза, раффиноза, галактоза, сорбоза), сахароспирты (маннит, инозит), органические кислоты (щавелевая, лимонная и др.), а также аминокислоты. Состав экссудатов соответствует составу флоэмного сока растений, и является гипертоническим по отношению к нему (Рощина, Рощина, 1989; Tukey, 1971; Leveau, Lindow, 2001; Morris, 2001; Rumpf et al., 1994). На поверхность листовой пластинки экссудаты выделяются через экстрафлоральные нектарники с помощью экзоцитоза, а также через устьица, через гидатоды, в результате повреждения трихом и кутикулы. Экстрафлоральные нектарники, в отличие от флоральных, расположены преимущественно не на репродуктивных, а на вегетативных органах растения (листья и листовые черешки, зеленые стебли и др.).

На молодых листьях весной нектарники еще не вполне сформированы. Вероятно, именно с этим связан тот факт, численность дрожжевых грибов в филлосфере в этот период очень низкая (Rudgers et al., 2004; Rumpf et al., 1994). Кроме того, кутикула, покрывающая поверхность незрелой листовой

пластинки значительно снижает количество поверхностных экссудатов, а значит и численность эпифитных дрожжевых грибов. Компоненты неповрежденной кутикулы с трудом разлагаются микроорганизмами. Во-первых, кутикула - это защитный гидрофобный слой листа, во-вторых, она участвует в отражении ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных лучей, что позволяет листьям поддерживать в жаркое время года более низкую температуру по отношению к окружающему воздушному пространству и, наконец, в-третьих, она влияет на степень колонизации филлосферы микроорганизмами. Толщина кутикулы не одинакова вдоль поверхности листа. В целом, она толще всего на внешних радиальных стенках эпидермальных клеток. Самая тонкая кутикула (или даже ее полное отсутствие) наблюдаются на железистых выделительных трихомах, клетках гидатод по краю листовой пластинки. Ее развитие также сильно различается у разных видов растений, но не связано с их филогенетическим положением. Кутикулярный слой может варьировать от 0.05 мкм {Potamogeton crispas, Beta vulgaris), до 0.01-0.4 мкм ( Vicia faba, Nicotiana tabacum, Malus pumila), 2 мкм (Coffea arabica), 5 мкм (Pinns nigra), 11 мкм (Накеа siiaveoleus) (Morris, 2001). Листья растений, относящихся к экологической группе ксерофитов, отличаются небольшим количеством устьиц и толстой кутикулой, поэтому численность дрожжей на листьях ксерофитов значительно ниже, чем на листьях мезофитов и особенно гидрофитов (Глушакова, 2006). Важно отметить, что на толщину кутикулы влияют и факторы внешней среды: экспозиция листьев по отношению к свету, температура, влажность. Она также меняется в зависимости от фазы роста растения (с возрастом она становится менее плотной, в ней обнаруживаются микроповреждения, разрывы, трещины).

В некоторых работах филлосферу рассматривают в качестве достаточно экстремальной среды обитания (Kinkel, Lindow, 1993; Lindow, Brandl, 2003; Morris, 2001; Yang et al., 2001; Wilson et al, 1999). Действительно, обитая на поверхности листьев, микроорганизмы испытывают лимитирование несколькими факторами среды. Во-первых, это интенсивная солнечная инсоляция; во-вторых, сильно колеблющийся режим увлажнения и довольно частые периоды иссушения пластинок в жаркий период, флюктуации pH.

Кроме того, многие растения овладели в ходе эволюции прямыми способами защиты от насекомых-вредителей: через специальные выделительные ткани они экскретируют на поверхность листьев токсичные антимикробные вещества вторичного метаболизма (терпеноиды и др.). Эти вещества регулируют развитие эпифитных микроорганизмов, в том числе и дрожжей. По некоторым данным, долгоживущие и медленно растущие виды растений обладают большей антимикробной активностью, чем быстрорастущие. Изучение вторичных метаболитов из коры Juglans cinerea (ореха серого) выявило их большее отрицательное воздействие на грамположительные бактерии и мицелиальные грибы, чем на грамотрицательные бактерии и дрожжи (Omar et al., 2000). Однако в целом следует заметить, что работ по влиянию вторичных метаболитов растений на численность и разнообразие эпифитных микроорганизмов немного.

В умеренной зоне экстремальным оказывается для сообществ эпифитных микроорганизмов и температурный режим. В течение вегетационного сезона температура может быть как ниже нуля (до минус 25 С°), так и намного выше (до плюс 37 С°). При этом не всегда изменение температуры происходит постепенно со сменой сезона. Довольно часто имеют место резкие заморозки при уже установившейся положительной дневной и ночной температуре; после затянувшегося зимнего периода отрицательных температур потепление может наступать стремительно. Микроклимат, который создается на поверхности листьев, имеет свои существенные особенности: скорость ветра значительно снижена из-за присутствия на листьях поверхностных выростов (трихом, железистых волосков и др.), относительная влажность обычно выше, чем в окружающей атмосфере. Если температура воздуха <30 С°, то температура поверхности листа может быть на 5-7 С° выше, если температура воздуха >30 С0 - ниже. При этом в центральной части листовой пластинки температура обычно выше (примерно на 4 С°), чем по краям. Значение pH для листовой поверхности установить непросто, так как оно сильно варьирует по микролокусам, и, таким образом, различные микробные биопленки и одиночные клетки развиваются в разных условиях кислотности среды (Morris, 2001). Именно к такому непростому комплексу условий эпифитам приходится адаптироваться.

Таксономический состав дрожжей в филлосфере

Дрожжевые грибы в современном понимании представляют собой небольшую сборную группу аскомицетовых и базидиомицетовых грибов, которые в вегетативной стадии размножаются исключительно или преимущественно почкованием или делением одиночных клеток и не образуют воздушного мицелия при росте на плотных средах. Дрожжи, обнаруживаемые на листьях растений, представлены как аскомицетовыми, так и базидиомицетовыми видами, однако наиболее типичные эпифиты - это, главным образом, анаморфные стадии дрожжеподобных базидиомицетовых грибов (Бабьева, Чернов, 2004). По численности и встречаемости они могут сильно варьировать в зависимости от типа фитоценоза, конкретного растения, сезона, и даже места сбора образцов. Тем не менее, анализ большого материала за довольно продолжительный период (например, за время активной вегетации) обычно выявляет очень сходные списки видов дрожжей для растений различных жизненных форм и относящихся к разным экологическим группам.

В группу постоянно выделяемых с листьев растений эпифитов входят представители крупных родов базидиомицетовых дрожжей, таких как Cryptococcus, Rhodotorula, Sporobolomyces, Holtermaniella, Rhodosporidium и др. Они представлены в основном видами: Cryptococcus magnus, Cryptococcus wieringae, Cryptococcus victoriaé, Cryptococcus tephrensis, Rhodotorula fujisanensis, Rhodotorida colostri, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula pinícola, Sporobolomyces roseits, Rhodosporidium babjevae, Cystofilobasidium capitatum. (Fleet, 2001; Pavlova, Grigorova, et al., 2001; Sugita, Canete-Gibas, 1999; Sugita et al., 2000; Takashima, Nakase, 2000; Takashima et al., 2001; Takashima et al., 2003; Inacio et al., 2004).

Адаптации эпифитных дрожжей

Какужебылосказановыше,филлосферапредставляетсобойгетерогенную и экстремальную среду обитания. Это выражается в неравномерном распределении основного источника питания эпифитов - растительных экссудатов по поверхности листа, различиях в микроклиматических условиях

листьев разных узлов. В связи с этим многие виды эпифитных дрожжей выработали ходе эволюции комплекс адаптивных признаков. По наличию таких признаков среди дрожжей предложено выделять особую жизненную форму фитобионтов (Бабьева, Чернов, 2004).

Наиболее типичные представители фитобионтов - роды Sporobolomyces и Sporidiobolus, некоторые виды родов Rhodotoriila и Cryptococcus. Такие, наиболее типичные эпифитные базидиомицетовые дрожжи - главные компоненты дрожжевого населения филлосферы - часто образуют каротиноидные пигменты (.Rhodotoriila, Sporobolomyces), имеют в цикле развития хламидоспоры или хламидоспороподобные клетки, устойчивые к голоданию и высушиванию.

Особенно характерный признак некоторых эпифитных видов -образование баллистоспор, рассеивающихся токами воздуха. Многие эпифитные дрожжи образуют полисахаридные капсулы, защищающие их от частых периодов высушивания в филлосфере и способствующие механическому перемещению скоплений капсулированных клеток по поверхности листа, тем самым, повышая вероятность их попадания в локусы экссудации. Не все исследователи однозначно относятся к полисахаридной капсуле как приспособительному признаку эпифитных микроорганизмов. Однако нельзя не обращать внимания на факт существования достоверной положительной корреляции между числом капсулированных видов дрожжей и местом их регулярного обнаружения - филлосферой.

Большая часть эпифитных дрожжей характеризуется широкими ассимиляционными возможностями. Список усваиваемых ими соединений включает полный набор простых Сахаров, некоторые полимеры, сахароспирты, органические кислоты, аминокислоты и нуклеиновые кислоты (Васкивнюк, Гетьман, 1984; Голубев и др., 1984; Картинцев, 1974; Рубан, Лях, 1970; Golubev, 1991; Jacobs, Sundin, 2001; Libkind et al., 2004; Maxwell et al., 1966; Middelhoven, 1997; Norman, 1989; Ophir, Gutnick, 1994; Sommaruga et al., 2004).

Все перечисленное выше, вероятно, объясняет постоянное присутствие базидиомицетовых видов дрожжей на листьях различных растений, в разных

географических регионах и практически исключает их специфическую приуроченность к конкретным растительным таксонам.

Пространственная дифференциация эпифитных дрожжевых

сообществ

Органы растения

Сведений о своеобразии дрожжевого населения различных надземных вегетативных органов растений, кроме листьев мало. В немногочисленных работах по изучению грибов в почках и на только что распустившихся листьях указывают на значительную видовую перестройку сообщества при переходе от почек к молодым листьям (Pirttila et al., 2003; Warren, 1976).

Дрожжевое население генеративных органов растений (цветков и плодов) изучено значительно более подробно. Показаны существенные различия в структуре сообществ дрожжевых грибов цветков и плодов по отношению к филлосфере. Для нектароносных цветков характерно доминирование аскомицетовых дрожжей, представленных видами из родов Debaryomyces, Metschnikowia, Hanseniaspora и др. Для сочных плодов также отмечается более высокая доля аскомицетовых видов дрожжей (Las Heras-Vazquez et al., 2001; Starmer et al., 1987; Trindade et al., 2002; Trindade et al.,2004). Ha них обычно сохраняются все те же виды, которые доминировали в цветках, но наряду с ними появляются новые аскомицетовые дрожжи. Во время отмирания плода возрастает доля базидиомицетовых дрожжей, характерных для филлосферы.

Для некоторых плодов изучалась сукцессия сообщества дрожжей в процессе их разложения. Было показано, что вначале доминируют аскомицеты с узким ассимиляционным спектром, затем - эврибионтные аскомицетовые дрожжи с широким ассимиляционным спектром, и завершают сукцессионный ряд эврибионтные базидиомицеты, постоянно развивающиеся на листьях (Abranches et al., 2001; Moráis et al., 1995).

Виды растений

Предположения о специфике дрожжевого сообщества разных видов растений были высказаны уже в 60-х годах (Возняковская, 1962; Возняковская,

1969). Однако статистически достоверных данных, подтверждающих такие предположения получить не удавалось из-за огромной пространственной и временной вариабельности таксономического состава дрожжевых сообществ. Со временем стало понятно, что достоверные различия в видовой структуре дрожжевого населенияфиллосферыразныхвидоврастенийвозможнопоказать, лишь анализируя листья в течение всего периода вегетации с небольшими интервалами (3-5 дней), начиная от почек и заканчивая подстилкой (1пасю е1 а1., 2002). Только таким образом можно выявить, например, минорные компоненты сообществ - специфические аскомицетовые и базидиомицетовые виды дрожжей с узким ассимиляционным спектром, а также уловить различия во временной динамике одних и тех же фоновых видов базидиомицетов на разных видах растений. Такое исследование было впервые проведено в последние годы (Глушакова, Чернов, 2004, 2010).

Жизненные формы растения

Растения умеренной зоны значительно различаются по анатомо-морфологическому строению листовыми пластинок: развитию и соотношению слоев палисадного и губчатого мезофилла, степени выраженности аэренхимы, толщине кутикулы и воскового налета, типами устьичных аппаратов, строению и виду трихом и т.д. Поэтому можно ожидать, что численность и соотношение видов развивающихся на них эпифитных микроорганизмов также будет различным. Однако данных, показывающих существование таких различий, очень мало.

По имеющимся материалам можно предположить, например, что существуют некоторые отличия в составе эпифитных дрожжевых комплексов травянистых растений и деревьев. Есть сведения о сильном преобладании на мезофитных луговых травах баллистоспоровых пигментированных дрожжей, которые менее многочисленны на листьях деревьев (Бабьева и др., 1973; Картинцев, 1974; Натопю1:о, Шкаве, 1995, 1996; & а1., 1999;

ТакавЫта, Иаказе, 2000). Тем не менее, возможно, это является следствием микроклиматических особенностей луговых биогеоценозов. Дрожжевое сообщество филлосферы деревьев, по сравнению с травами, изучено гораздо

меньше. Тем не менее, можно заключить, что для филлосферы древесной растительности характерен постоянный, неспецифический комплекс дрожжевых грибов базидиомицетового аффинитета с достаточно низким уровнем разнообразия.

Есть сведения о том, что в филлосфере хвойных и лиственных деревьев преобладают черноокрашенные дрожжеподобные грибы типа Aureobasidium pullulans, образующие меланоидные пигменты, защищающие их от интенсивной солнечной радиации (Maxwell et al., 1966; Гузев и др., 1980). По некоторым данным в одном регионе видовой состав эпифитных дрожжей хвойных вечнозеленых пород деревьев более беден по сравнению с лиственными (Зайцев и др., 1979). Показано, что на иглах ели наиболее часто встречаются виды Aureobasidium pullulans, Cryptococcus victoriae, Cystofilobasidium capitatum, 'Rhodotorula glutinis, Sporobolomyces roseus (Гузев и др., 1980; Зайцев и др., 1979). Изучение состава филлосферы в дальневосточном заповеднике «Кедровая падь» показало, что основную долю в сообществе дрожжей филлосферы деревьев составляли все те же самые виды (Голубев, 1992).

На лиственных деревьях березняков умеренной зоны чаще всего встречались те же самые виды: Cryptococcus victoriae, Cryptococcus magnus, Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa, Sporobolomyces roseus (Максимова, Чернов, 2004). Исследование филлосферы листопадных и вечнозеленых деревьев и кустарников в Средиземноморье в Португалии также не выявило специфических видов базидиомицетовых дрожжей на листьях различных видов растений (Inacio et al, 2002).

По-видимому, несколько чаще, чем на травах, в филлосфере деревьев удается обнаружить дрожжи аскомицетового аффинитета. Однако они также мало специфичны и периодически обнаруживаются на различных растениях, в том числе и травянистых в разных географических зонах. Например, было показано, что для кедровников наиболее характерны дрожжи рода Pichia (Бабьева, Чернов, 2004). Встречаются в филлосфере деревьев и дрожжи из родов Debaryomyces (Гукасян, Аюнц, 1971; Зайцев и др., 1979), как минорные компоненты - представители родов Kluyveromyces, Metschnikowia

(Babjeva, Chernov, 1995), a также анаморфы аскомицетов из рода Candida (Гукасян, Аюнц, 1971; Bab'eva, Chernov, 1995). Анализ свежей и опавшей листвы в смешанных лесах Японии показал, что на ней достаточно велика была доля аскомицетовых дрожжей. В группу эпифитных аскомицетов вошли выделенные с листьев виды из родов Arthroascus, Debaryomyces, Hanseniaspora, Candida, Kluyveromyces, Metschnikowia, Pichia (Banno, Mikata, 1981). Осенью, когда экссудация Сахаров на поверхность листовой пластинки была наиболее интенсивной, с листьев Ulmus в Калифорнии удавалось выделить вид Torulaspora delbrueckii. Это активно сбраживающий сахара вид аскомицетовых дрожжей, постоянно встречающийся в высоко сахаристых субстратах, а также в кишечнике некоторых беспозвоночных в качестве симбионтов (Lachance, Starmer, 1982; Бабьева, Чернов, 2004). В умеренной полосе этот вид с высокой долей встречаемости был обнаружен в цветках Impatiens grandulifera (Глушакова, Чернов, 2005).

Таким образом, имеющиеся в настоящее время сведения по составу эпифитного дрожжевого населения древесных растений не дают оснований говорить о его специфичности по отношению к травам. Следует лишь отметить более частое выделение с листьев деревьев аскомицетовых видов.

Биогеоценотические различия

Данных, которые показывали бы достоверные различия в структуре эпифитных дрожжевых сообществ различных фитоценозов, практически нет. Сравнение результатов независимых исследований, в которых анализировалась численность и разнообразие дрожжей на растениях, произрастающих в разных фитоценозах, может дать лишь самое общее представление о своеобразии дрожжевого сообщества того или иного типа растительности. Вследствие огромной пространственной и временной вариабельности дрожжевого населения (Чернов, 2000), для решения этого вопроса необходимы многократные, с применением методов математической статистики, сравнения эпифитного дрожжевого населения многих растений, произрастающих в пределах одной зоны в различных биотопах, например, в смешанном лесу и на лугу. Для того чтобы выявить достоверные различия

такие исследования необходимо проводить также в динамике, с учетом онтогенетических и сезонных изменений.

В литературе встречаются работы, в которых делаются выводы о приуроченности определенных видов дрожжей к конкретным типам биогеоценозов (Оо1иЬеу е1 а1., 2.003; Оо1иЬеу еХ а1., 2004). Однако при этом дифференцирующие виды представлены несколькими штаммами, выделенными в результате однократных анализов. Такой подход представляется непригодным для решения задач синэкологических исследований. Анализ структуры сообщества любых организмов, будь то животные, растения и тем более микроорганизмы, всегда ориентируется на изучение многих опытных площадок в течение нескольких лет в пределах исследуемых биотопов для выяснения долевого участия тех или иных видов в формировании сообщества. Безусловно, есть виды - ценозообразователи, для которых приуроченность к тому или иному биотопу очевидна. Однако для большинства видов биотопическая приуроченность определяется долей их участия в сложении ценоза. Например, одуванчик лекарственный, пижма обыкновенная могут расти и на лугу и в смешанном лесу, но их основным местообитанием считается луг, где их численность существенно выше.

Когда речь идет об эпифитных микроорганизмах, обладающих большой вагильностью и высокой устойчивостью к факторам среды, строгой приуроченности вообще не приходится ожидать. Для таких организмов обычно наблюдаются не качественные различия таксономического состава между определенными местообитаниями, а неравномерность в распределении видов по биотопам, которая может быть выявлена только методами математической статистики. Например, было показано, что встречаемость видов рода Шо(1о1оги1а выше на луговых растениях, чем на лесных (Бабьева и др., 1973; Картинцев, 1974), доля дрожжей Ме18скткол\>1а ри1скетта и М. геикаи/И в энтомофильных луговых цветках намного выше, чем в ветроопыляемых.

Таким образом, можно говорить, что большое разнообразие видов рода Rhodotorula (и вообще краснопигментированных дрожжей), а также высокая численность М. ргйскетта и М. геикаи/И характерны для луговых фитоценозов, но, естественно они встречаются и в лесных, и в болотных

сообществах. Иными словами, эти виды определяют своеобразие луга, где их роль в структуре эпифитного дрожжевого сообщества более значительна. Понятно, что дифференциация фитоценозов по видам дрожжей, представленным единичными штаммами, совершенно невозможна.

Подавляющее большинство видов дрожжей, за исключением строгих специалистов (например, симбионтов в кишечнике беспозвоночных) и эндемичных видов, как правило, можно выделить из самых разных местообитаний. Правильно оценить их участие в сложении дрожжевого сообщества того или иного ценоза возможно, лишь выяснив их долевое и численное участие в нем в процессе долговременных многократных исследований и накопления коллекций штаммов разных видов.

Географические закономерности распространения эпифитньгх

дрожжей

Вопрос о существовании географических закономерностей в распространении микроорганизмов был поставлен достаточно давно. С одной стороны, принципиально разные климатические условия в разных природных зонахигеографическихрегионах, безусловно, должны оказывать существенное влияние на состав микробных сообществ. Однако при этом из сходных типов микроместообитаний в наиболее удаленных географических районах микробиологи постоянно выделяют одни и те же виды микроорганизмов. Это обстоятельство, наряду с умозрительными представлениями об отсутствии географических барьеров в распространении микроорганизмов (Бт1ау, 2002) заставляет сомневаться в значении географических факторов для формирования таксономической структуры конкретной микробной группировки. Это противоречие попытался устранить Е.Н.Мишустин (1954), сформулировав представление о микробных ассоциациях почвенных типов, которое, в сущности, является развитием известного постулата Бейеринка: «Все есть всюду, но среда отбирает». Другими словами, высочайшая вагильность и экологическая пластичность микроорганизмов заставляют обращать основное внимание не на качественные (присутствие вида), а на количественно-статистические (вероятность обнаружения вида) характеристики при анализе их распространения.

Такие многочисленные данные по численности и составу дрожжевых грибов на различных субстратах в различных географических зонах были собраны в течение нескольких десятилетий на кафедре биологии почв в лаборатории биологии дрожжей (Bab'eva, Chernov, 1995; Чернов, 2000,2005). Большая часть этих данных касалась именно эпифитных дрожжей на живых и разлагающихся частях растений. Полученные статистические оценки показали, что вероятность обнаружения большинства видов эпифитных дрожжевых грибов зависит не столько от вида растения, степени деструкции растительных остатков, сколько от географического положения, и в первую очередь - от широтно-зонального типа среды (Чернов, 2005). При этом изменения таксономической структуры эпифитных дрожжевых сообществ в зональном ряду носят вполне закономерный характер. На территории России различные параметры дрожжевых сообществ (численность, разнообразие, относительное обилие таксонов и экологических групп) монотонно возрастают или убывают в значительном диапазоне широт. При этом обнаруживается четкая зависимость численности и разнообразия дрожжевых сообществ от тепловых условий, в частности температуры самого теплого месяца. Эта зависимость хорошо описывается одновершинной кривой, например обратной рациональной функцией, то есть вполне соответствует идее экологического оптимума. При этом оптимумы для разных видов не совпадают, иллюстрируя правило экологической индивидуальности видов.

Взаимодействия эпифитных дрожжей и растений

Адгезия на поверхности листьев Свойства клеточной стенки микроорганизмов, а также выделяемых ими экстрацеллюлярных полимеров позволяют микробным клеткам достаточно прочно адгезироваться на поверхности листьев.

Различают неспецифическую и специфическую адгезию микроорганизмов. Первая включает два этапа: обратимое кратковременное удержание клеток за счет сил Ван-дер-Ваальса, за которым следует более длительная и необратимая стадия образования микробными клетками экстрацеллюлярных полимеров, обеспечивающих прочное соединение с поверхностью листа. Такой тип адгезии очень широко распространен

и наблюдается у всех эпифитных микроорганизмов, не имеющих явной приуроченности к определенным видам растений.

При специфической адгезии микробные клетки имеют на своей поверхности особые молекулы - адгезины - стереоспецифически взаимодействующие с поверхностью растения-хозяина. Аналогичный тип адгезии наблюдается при взаимодействиях типа антиген-антитело.

Сочетаниеадгезивныхсвойствлистовойповерхностиимикробных клеток в значительной степени определяет характер и интенсивность колонизации филлосферы данного растения различными видами микроорганизмов. Способность к адгезии - важнейшее условие, определяющее степень микробной колонизации филлосферы, наряду с такими факторами, как уровень миграции микробных клеток, скорость их роста, химический состав выделений листьев (Buck, Andrews, 1996, 1999; Doss, et al., 1993).

Взаимодействия между эпифитами

Развиваясь на поверхности листьев, эпифитные микроорганизмы вступают в сложные и многообразные взаимоотношения.

Наиболее изученным является антагонистический тип взаимодействия. Вероятно, это связано с относительной легкостью его обнаружения по сравнению с другими типами. Как правило, антагонизм у микроорганизмов проявляется в синтезе различных токсичных соединений, в том числе обладающих киллерным эффектом. Иногда это оказывает благоприятное воздействие на жизнедеятельность растения-хозяина и защищает его от негативного воздействия патогенов. В последнее время проводится много исследований по изучению антагонистических свойств дрожжевых грибов, прежде всего, в связи с разработкой биоконтроля болезней растений и, особенно в сохранении урожая сельскохозяйственных культур.

Показано, что многие виды дрожжей и дрожжеподобных грибов, такие как Cryptococcus laurentii, Rhodotorula glutinis, Sporobolomyces roseus, Aureobasidium pulhdans, Citeromyces martiriensis, Guehomyces pullulans, Rhodotorida glutinis, Pichia membranefaciens, Candida guilliermondii, Candida oleophila, Debaryomyces hansenii и др. продуцируют целый спектр

антибактериальных веществ, воздействующих на различные эпифитные бактерии и грибы. Их можно использовать для биоконтроля нежелательного развития грибов Penicillium digitatum, Alternaría alternata, Penicillium expansum, Botrytis cinerea, вызывающих порчу сочных плодов (Lahlali, et al., 2004; McCormack, et al., 1994; Qin, et al., 2004). Wickerhamomyces anomalus выделяет вещества, ингибирующие рост и развитие вида Penicillium roqueforti на пшенице, ячмене, овсе (Druvefors, Schnurer, 2005). Metschnikowia pulcherrima, M. reukaufii и др. продуцируют соединения, тормозящие рост патогенного гриба Botrytis cinerea и других патогенных видов грибов на землянике и других видах растений, защищая их, таким образом, от губительного действия фунгицидов (Buck, 2002). Устойчивость к фунгицидам среди дрожжевых микроорганизмов - очень распространенное явление.

Динамика эпифитных дрожжевых сообществ

Систематическим мониторингом численности и видового состава микробных сообществ занимаются в основном исследователи, изучающие проблемы фитопатологии культурных растений. Основная задача этих исследований состоит в анализе пространственно-временной динамики патогенных видов микроорганизмов (бактерий и мицелиальных грибов) в филлосфере и ризосфере сельскохозяйственно-значимых культурных растений. Особое внимание в этих работах уделяется накоплению большого статистического материала, так как необходимо выявить по возможности весь комплекс факторов, от которых в наибольшей степени зависят численность и разнообразие патогенных видов на листьях. Существует острая потребность в создании механизмов регуляции их жизнедеятельности, в связи с тем, что в периоды их массового развития и резкого подъема численности определенных видов сильно снижается урожай важных для человека растений.

Например, были проведены исследования патогенных видов бактерий с помощью многократных анализов листьев одного и того же вида растения в течение пяти-шести лет для обнаружения влияния на их численность и таксономический состав абиотических факторов среды (температуры, влажности и т.п.). Одновременно наблюдали за изменениями численности

и видовой структуры сообщества эпифитных бактерий на листьях в разные фазы онтогенеза растения, начиная от проростков, далее в ювенильный, вергинильный и, наконец, синильный периоды (Kinkel, 1997). При этом было отмечено существенное увеличение численности бактерий на старых отмирающих листьях.

Таким образом, решая изначально конкретную практическую задачу по выработке мер защиты культурных растений от патогенных микроорганизмов, было положено начало целому направлению исследований по изучению динамики сообщества микроорганизмов во времени в наземной среде, имеющему большое значение в комплексе синэкологических работ, посвященных изучению структуры сообществ организмов в биогеоценозе.

В результате многолетних мониторинговых исследований эпифитных бактерий к настоящему времени сформировалось представление о двух типах динамики эпифитного микробного населения: так называемой внешней (сезонной) и внутренней (онтогенетической) динамике (Kinkel, 1997). Первая прямо зависит от состояния факторов среды (количества осадков, температуры) и потому более существенно варьирует по годам. Закономерно повторяются лишь тенденции, которые обусловлены существенными сезонными различиями (положительная- отрицательная среднесуточная температура, наличие - отсутствие снегового покрова, наличие - отсутствие осадков в виде дождя и т.д.). Вторая определяется возрастным состоянием листа, его зрелостью и теми физиолого-биохимическими изменениями, которые закономерно происходят из года в год по мере развития листовой пластинки, и являются результатом длительной эволюции растений на суше. Потому она в целом более консервативна и легче поддается изучению и необходимому регулированию со стороны человека, особенно в случае культурных растений.

Из всех видов бактерий, обитающих на листьях и вызывающих болезни растений, наиболее изученными являются такие виды, как Pseudomonas syringae, Xanthomonas campestris, Erwinia amylovora и др. Однако в последнее время наметилась тенденция расширения рамок исследований эпифитных микроорганизмов и переходаот изучения только небольшого числа патогенных видов культурных растений к анализу сапротрофных эпифитов в природных

биотопах для выяснения общих закономерностей их жизнедеятельности и распространения.

Эпифитные дрожжевые сообщества, как и бактериальные, также изменяются во времени. Однако среди дрожжей патогены культурных растений выявлены не были, поэтому динамика эпифитного дрожжевого населения филлосферы изучена значительно хуже, чем бактериального. Есть немногочисленные работы, в которых предпринимались попытки выявить закономерности сезонной динамики населения дрожжей (Breeze, Dix, 1981; Salem et al., 1986; Wildman, Parkinson, 1979). Однако они были выполнены с довольно большими интервалами (два-три анализа филлосферы за сезон), чего оказывается недостаточно для обнаружения достоверных сезонных отличий, учитывая большую пространственную дифференциацию в распределении дрожжей и преобладание в разные сроки одних и тех же эврибионтных видов.

В течение года растения проходят определенные фазы развития, которые характеризуются соответствующими физиолого-биохимическими изменениями. Это отражается и на качественно-количественной характеристике экссудатов в филлосфере. Отмечается возрастание численности и увеличение разнообразия дрожжей по мере старения листьев (Pennycook, Newhook, 1981; de Jager, et al., 2001).

Анализ плотности популяций дрожжей на молодых и зрелых листьях яблони показал, что после распускания листьев она сначала падает, затем снова увеличивается после прекращения роста листьев (Pennycook, Newhook, 1981). Сильно возрастала численность дрожжей на зрелых листьях манго по сравнению с молодыми. Дрожжевое население составили типичные эпифиты из родов Aureobasidiiim, Candida, Cryptococcus, Rhodotorida, Sporobolomyces, Trichosporon. Во все сроки доминировали два вида: Aureobasidium pullulans и Sporobolomyces roseus, среднее относительное обилие которых составляло 40.8% и 26.3% соответственно (de Jager, et al., 2001).

Вероятнее всего, на завядающих листьях дрожжи меньше испытывают недостаток в простых сахарах, которые, выделяясь в составе растительных экссудатов, составляют для них основу питания и одновременно являются

главным лимитирующим фактором развития эпифитов (Долгих, Кавеленова, 1999; Дымова, Головко, 1998; Дымова, Тетерюк, 2000).

Разнообразие и концентрация углеводов в молодых и развивающихся листьях постоянно увеличиваются. Однако большая их часть используется на усиленноедыханиеиростновыхтканей.Крометого,молодыелистьясохраняют слой неповрежденной кутикулы, богаты фенольными соединениями, у них еще слабо развиты экстрафлоральные нектарники и другие выделительные структуры. Все это ограничивает экссудацию, а, следовательно, сдерживает развитие эпифитных дрожжевых сообществ.

Сезонная динамика численности эпифитных дрожжей

Исследования по динамике дрожжевых сообществ активно велись в последние годы на кафедре биологии почв факультета почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова (Глушакова, 2006; Глушакова, Чернов, 2004, 2005, 2007, 2010). По данным этих исследований общая численность эпифитных дрожжей на листьях разных растений в среднем составляет около 104 КОЕ/ г. Однако в течение года в условиях сезонности климата, в частности в средней полосе России, наблюдаются существенные изменения численности дрожжей на листьях в пределах 102-107 КОЕ/г. Изучение годовой динамики дрожжевых грибов в филлосфере 24 видов растений (Acer negundo, Aesculus hippocastanum, Ajuga reptans, Alchemilla vulgaris, Asarum europaeum, Betida verrucosa, Carex pilosa, Ficaria verna, Hypericum perforatum, Impatiens glandulifera, Impatiens noli-tangere, Impatiens parviflora, Larix decidua, Oxalis acetosella, Picea abies, Plantago major, Populus alba, Quercus robur, Ranunculus repens, Sambucus racemosa, Syringa vulgaris, Tanacetum vulgare, Taraxacum officinale, Tilia cordata) показало, что эти изменения носят закономерный характер. При этом характер годовой динамики эпифитных дрожжей тесно связан с особенностями онтогенеза и экологическими характеристиками растения и укладывается в три различных типа.

Первый тип динамики характерен для гигрофитных (Oxalis acetosella) и мезофитных (Ajuga reptans) трав, зимующих с зелеными листьями, а также для листопадных деревьев (Betida verrucosa, Tilia cordata), листья которых

уходят под снег в виде подстилки и разлагаются к весне будущего года. Численность дрожжевых грибов на листьях этих растений значительно изменяется в течение года. Начиная с весеннего периода, она постепенно возрастает, достигая максимума поздней осенью и в начале зимы, а затем начинает убывать, и весной будущего года вновь принимает минимальные значения.

Предполагается,чтотакойходчисленности дрожжей связан каксезонными изменениями гидротермических условий, так и с морфофизиологическим состоянием листьев растений. Известно, что весной молодые листья характеризуются наличием плотной, без повреждений кутикулы, что значительно сокращает количество поверхностных экссудатов, необходимых для развития эпифитных дрожжей. Осенью и в начале зимы, в период разложения растительного материала целостность кутикулы и растительных клеток нарушается, количество доступных питательных веществ возрастает, что и обуславливает рост численности эпифитных дрожжей. К весне запас легкодоступных соединений исчерпывается, и численность дрожжей вновь снижается.

Второй тип динамики - отсутствие выраженных изменений численности эпифитных дрожжей в течение всего года. Он характерен для растений, которые относятся к экологической группе ксерофитов (Asarum europeum, Carex pilosa, Picea abies). Численность дрожжей на листьях этих растений в течение всего года колеблется около определенного значения, обычно около 104 КОЕ/г, однако сезонных трендов ее изменения не выявляется. Особенностью строения листовых пластинок этих растений является плотная, мало подверженная разрушению в процессе онтогенеза кутикула. Последняя ограничивает количество поверхностных экссудатов, регулирующих численностьэпифитныхмикроорганизмов:нетпериодовактивнойэкссудации, нет и подъемов численности дрожжей.

Наконец, растения с третьим типом динамики представлены в основном однолетниками и эфемероидами с незимующими листьями: (Ficaria ve г па, Imapatiens noli-tangere). Все они характеризуются быстрым массовым отмиранием листьев либо задолго до первых заморозков, либо вскоре после

них. Это приводит к сильному кратковременному увеличению легкодоступных для дрожжей питательных веществ и их численность резко возрастает.

Среднегодовая численность дрожжей на листьях разных видов растений зависит, прежде всего, от их принадлежности к той или иной экологической группе. В среднем наиболее обильны эпифитные дрожжи на листьях гигрофитов, несколько меньше их на листьях мезофитов, минимальная численность эпифитов характерна для ксерофитных растений. Отличаются также среднегодовые значения численности на листьях растений разных жизненных форм: в филлосфере деревьев она ниже, чем на листьях травянистых растений.

Динамика численности дрожжей в цветках и плодах носит разный характер в зависимости от вида растения, но в целом также укладывается в три типа. Определяющим фактором, как и в случае листовых пластинок, оказывается продолжительность онтогенеза растения. У длительно цветущих растений с сухими плодами, сохраняющимися в течение нескольких месяцев в виде сухостоя, наблюдается либо осенне-зимний подъем численности дрожжей на плодах, либо отсутствие выраженных изменений. Если цветки отмирают достаточно быстро и не зимуют в виде сухостоя, то динамика идет по третьему типу и характеризуется резким увеличением численности дрожжей перед отмиранием.

Таким образом, сезонный ход численности эпифитных дрожжей в филлосфере и сопряженных субстратах определяется, прежде всего, онтогенетическими особенностями развития растения и временем отмирания субстрата.

Характер изменения численности дрожжей определяется не только онтогенетическими и экологическими особенностями растения, но и совокупностью других факторов, которые зависят от места его произрастания. Такими факторами могут быть микроклиматические особенности конкретного экотопа, а также целый комплекс условий, связанных с массовым локальным развитием насекомых - векторов распространения эпифитных дрожжей и пр. (Глушакова, 2006; Глушакова, Чернов, 2007).

Сезонная динамика структуры эпифитных сообществ дрожжей Специфичность дрожжевого населения разных видов растений была давно постулирована (Возняковская, 1962), и во многих исследованиях дрожжевого населения филлосферы различных растений неоднократно приводятся достаточно разные видовые списки эпифитных дрожжей. Однако эти различия, как правило, статистически недостоверны и не воспроизводятся при повторных анализах. Это связано с эпизодическим характером таких исследований: обычно они основаны на разовых сборах небольшого количества образцов, как правило, в летне-осенний период, которые не позволяют учесть высокую пространственно-временную вариабельность дрожжевых сообществ. В немногочисленных работах эпифитные дрожжевые сообщества анализируются с периодичностью в несколько месяцев (Бабьева и др., 1973; Бабьева, Садыков, 1980; Penny cook, Newhook, 1981; Inacio et al., 2002). Однако такая периодичность явно недостаточна, особенно в условиях сезонности климата. Было обнаружено, что общая численность дрожжей на листьях растений закономерно изменяется в течение года. При этом характер динамики численности дрожжей зависит от экологических особенностей растений и от продолжительности онтогенеза их надземных органов (Глушакова, Чернов, 2007). Мониторинговые исследования сезонной динамики структуры эпифитных дрожжевых сообществ порядка 30 растений средней полосы России показали, что примерно 25 видов дрожжей, на долю которых в среднем приходится более 90% от общей численности эпифитного дрожжевого населения при достаточной выборке могут быть выделены практически с любого растения. Видов дрожжей, достоверно приуроченных только к определенным видам растений, не выявлено. Изменение относительного обилия основной доли видов достоверно зависит от времени года и связанных с ним изменений гидротермического режима. Среди них можно выделить как «зимне-осенние» (Candida oleophila, Cryptococcus victoriae), так и «летнее-осенние» (Metschnikowia reukaufii) виды, максимумы относительного обилия которых приходятся на зимне-осенний и летний периоды соответственно. При этом максимумы относительного обилия разных видов не совпадают. Это интерпретируется в том смысле, что данные виды дрожжей не являются чисто

номиналистическими, не условны, а действительно соответствуют видовому уровню организации, на котором действуют специфические закономерности, в частности правило экологической индивидуальности вида.

Общее видовое разнообразие эпифитных дрожжевых сообществ также закономерно изменяется в течение года (Глушакова, Чернов, 2010). Средние значения индекса Шеннона на листьях и цветках постепенно возрастают с начала вегетационного периода и достигают максимума в конце осени. Затем в течение зимы разнообразие дрожжевых группировок на листьях и в опаде снова снижаются. В течение года на листьях и цветках растений существенно меняется соотношение аскомицетовых и базидиомицетовых дрожжей. Доля аскомицетовых дрожжей на листьях постепенно возрастает с начала вегетационного периода и достигает максимума осенью. Зимой относительное обилие аскомицетов снижается. В свежем опаде доля аскомицетовых видов примерно такая же, как на листьях. Наиболее велика доля аскомицетовых дрожжей в нектароносных цветках, где они представлены преимущественно видами рода Ме18сНтколч{а. Летом, в период активного массового цветения, доля этих видов в цветках резко возрастает и может превышать 50%.

Показано, что есл и рассматривать в среднем завесь период, то достоверные различия в видовой структуре дрожжевого населения разных видов растений отсутствуют. Однако картина изменения соотношения разных видов дрожжей на поверхности растения в течение всего периода онтогенеза оказывается специфичной для каждого вида растений. Возможно, это связано с тем, что каждый вид дрожжей характеризуется уникальной годовой динамикой, а каждый вид растений, в свою очередь, - специфическими особенностями онтогенеза. При сходстве состава доминантов, число минорных видов, которые удается выделить при анализе одного вида растений, может существенно различаться. Общее число видов эпифитных дрожжей, которое может быть обнаружено на том или ином растении, определяется, прежде всего, продолжительностью его онтогенеза, а также экологической группой, к которой оно относится. Наибольшее разнообразие эпифитных дрожжевых грибов удается выявить на листьях летнезимнезеленых гигрофитов и мезофитов, например ОхаШ асеШеПа, ОаМуШ glomerata, минимальное - на

эфемероидах и однолетниках с коротким онтогенетическим циклом, таких как Ficaria verna, Impatiens noli-tangere.

По-видимому,вумереннойполосеотсутствуютвидыэпифитныхдрожжей, тесно ассоциированные с определенными видами растений. Численность различных видов дрожжей зависит в основном от гидротермических условий и онтогенетической стадии развития конкретного растения, но слабо связана с его таксономическим положением. В среднем за год состав доминирующих видов эпифитных дрожжей на разных видах растений оказывается приблизительно одинаковым, а их общее разнообразие зависит от времени существования филлосферы. При этом численность большинства видов дрожжей подвержена существенным сезонным изменениям. Предположительно такая ситуация определятся, прежде всего, климатом умеренной зоны с ярко выраженной сезонностью и существенными различиями температурно-влажностного режима между разными временами года. В таких условиях преимущество получают виды дрожжей, которые обладают широкими адаптивными возможностями и слабо специализированы.

Растения умеренной полосы при всех их индивидуальных различиях классифицируются в ограниченное число морфофизиологических и онтогенетических типов. Среди них практически нет видов, создающих резко специфические условия для развивающихся на них эпифитных микроорганизмов. Этим и объясняется высокая степень унификации структуры дрожжевых сообществ на разных видах растений.

В то же время, в ряде исследований, проведенных в различныхтропических и субтропических областях, было показано, что определенные виды растений и аскомицетовых дрожжей могут формировать высокоспецифические мутуалистические комплексы, которые поддерживаются деятельностью ассоциированных с ними видами насекомых. Последние служат векторами переноса дрожжей, обеспечивая первичную контаминацию строго определенными видами (Глушакова, Чернов, 2010; Davenport, 1974; Lachance et al., 2001; Lachance et al., 2003; Richardson, Dowding, 1989).

Эндофитные дрожжи

До сих пор нет однозначности в определении группы эндофитных микроорганизмов. Одни исследователи по-прежнему полагают, что этим термином следует обозначать исключительно виды микроорганизмов, инициирующие патогенез и способные расти и сохраняться в межклеточном пространстве и внутри тканей растения. Они, как правило, характеризуются четкой приуроченностью к видам растений-хозяев, их физиолого-биохимическим и фенологическим ритмам. Например, искусственная инокуляция патогенных и непатогенных штаммов Pseudomonas syringae в ткани листьев бобов показала, что гораздо лучше там развиваются именно вызывающие патогенез штаммы (Wilson et al., 1999).

Другие предлагают относить к эндофитам любые микроорганизмы, обнаруживаемые в растительных тканях, полагая, что временное эндофитное развитие представляет собой реализацию стратегии избегания неблагоприятных факторов и характерно также для сапротрофных видов (Hirano, Upper, 2000).

Однако чаще всего в последнее время собственно эндофитными называют бактерии и грибы, присутствие которых в растительных тканях бессимптомно и не сопровождается какими-либо патологическими изменениями растений (Schulz, Boyle, 2005).

Долгое время полагали, что ткани растения, особенно меристематические, абсолютно стерильны. Позже было выяснено, что проводящие ткани растений постоянно заселены микроорганизмами. Регулярно в растительных тканях обнаруживаются метилобактерии и псевдомонады. Было выяснено, что для некоторых видов грибов внутренние ткани листа представляют собой основное местообитание (Pirttilla et al., 2003). Так, гриб Neotyphodium lolii растет в межклеточном пространстве листьев Lolium perenne, продуцируя вторичные метаболиты, так влияющие на организм растения-хозяина, что последний становится более резистентным к недостатку воды и воздействию насекомых-фитофагов. В свою очередь растение обеспечивает клетки гриба всеми необходимыми питательными веществами. Показано, что эндофитные грибы могут увеличивать устойчивость растений к болезням и неблагоприятным

условиям (Arachevaleta et al., 1989; Гельцер, 1990; Bush et al., 1997; Благовещенская, 2006)e Такого рода взаимоотношения вполне справедливо называть мутуалистическими (Kogel et al., 2006; Tan et al., 2001).

Вероятнее всего, эндофитизм - гораздо более сложное и эволюционно древнее явление, чем казалось ранее. Его возникновение, возможно, тесно связано с наземным образом жизни растений (Каратыгин, 1993), когда избегание негативного влияния факторов окружающей среды, прежде всего солнечной радиации, привело к выработке у эпифитных микроорганизмов оптимальной стратегии выживания. Постоянное или временное развитие микробных ассоциаций в относительно стабильных и богатых необходимыми питательными веществами условиях внутри тканей растения-хозяина можно рассматривать как следствие длительного коэволюционного процесса.

В последнее время изучению эндофитных грибов уделяется все большее внимание (Cao et al., 2002; Müller, Krauss, 2005; Santamaria, Bayman, 2005; Jordaanb et al., 2006). Особенно это касается значимых для сельского хозяйства растений, относящихся к семейству злаковых в связи с изменением их кормовой ценности в присутствии эндофитов (Благовещенская, 2006). Значительно меньше известно о способности дрожжевых грибов кэндофитному росту, хотя именно дрожжи относятся к числу наиболее типичных эпифитных микроорганизмов, обитающих на поверхности различных частей растений в качествеэккрисотрофов.Воченьнемногихработах,посвященныхисследованию природных ассоциаций дрожжей и растений, уделяется отдельное внимание поиску дрожжевых грибов не только на поверхности растений, но во внутренних тканях. Среди дрожжей, которые, возможно, способны вести эндофитный образ жизни, упоминаются виды как аскомицетовые, так и базидиомицетовые. Так, известны случаи выделения базидиомицетовых дрожжей Rhodotorula minuta из ксилемы сосны (Pirttila, et al., 2003; Zhao et al., 2002). Аскомицетовые дрожжи Lindnera saturnus были обнаружены в корнях кукурузы, причем предполагается, что их способность продуцировать ауксин стимулирует рост растения (Nassar et al., 2005). Показано, что многие виды аскомицетовых дрожжей обнаруживаются во внутренних тканях сочных плодов, например в винограде (Gognies, et al., 2001).

Дрожжи в целом относятся к типичным копиотрофам, для роста и размножения которых требуется относительно высокая концентрация легкодоступных соединений. В отличие от мицелиальных грибов одноклеточные дрожжи не способны распространяться за счет апикального роста по межклеточному пространству. Однако дрожжевые клетки могут попадать внутрь растения через устьичные аппараты, гидатоды, механические микроповреждения кутикулы и эпидермы. Некоторые виды дрожжей обладают липолитической и пектинолитической активностью, что может позволить дрожжевым клеткам проникать во внутренние ткани с поверхности в результате локального разрушения кутикулы.

Учитывая эти особенности можно предположить, что эндофитные дрожжи должны наиболее активно развиваться в тех частях растений, которые характеризуются неплотным сложением и высокой концентрацией простых Сахаров. К таким растительным субстратам относятся сочные плоды, запасающие вегетативные метаморфозы, запасающие ткани семян в период созревания и прорастания. Микроаэрофильные условия внутри растительных тканей также могут способствовать росту дрожжевых грибов, многие из которых способны к брожению.

Систематических исследований эндофитных дрожжей до настоящего времени не проводилось. Все имеющиеся данные носят отрывочный характер. В то же время, знание масштабов распространения и особенностей биологии эндофитных дрожжей важно не только для лучших представлений об особенностях экологии этой группы грибов, но и в практическом аспекте, в связи с такими проблемами, как хранение и качество плодов, биоконтроль фитопатогенов.

Фитогормоны и их физиологические эффекты

В настоящее время вещество считается гормоном, если обладает следующими свойствами:

- вызывает специфический физиологический ответ;

- синтезируется в растении одной группой клеток, а отвечает на него другая группа (разобщено место синтеза и место действия);

- практически не играет роли в основном метаболизме клетки, а используется лишь для сигнальных целей;

- вещество действует в низкой концентрации - не более 0,00005 моль/л. Перечисленные свойства позволяют ограничить круг веществ традиционно считающихся растительными гормонами (фитогормонами): ауксины, цитокинины, гиббереллины, абсцизины, этилен (Алехина и др., 2005). В данном обзоре будут подробнее рассмотрены первые три, которые обладают всеми классическими свойствами фитогормонов.

Ауксины — гормоны апекса побега В 1880 году Чарльз и Френсис Дарвины впервые исследовали у растений орган, воспринимающий свет. Было показано следующее: растения изгибаются к боковому источнику света, причем изгиб происходит в субапикальной области. Исследователи защищали зону изгиба светонепроницаемой тканью, но растения все равно изгибалось. Когда стеблевой апекс закрывали светонепроницаемым колпачком, изгиба не было, хотя зона изгиба была освещена. Дарвины предположили, что апекс стебля вырабатывает вещество, транспортирующееся вниз и вызывающее неравномерный рост. Они назвали его ауксином (от греч. аихо - расту).

Для проверки этой гипотезы Н.Г.Холодный и Ф.В.Вент провели следующий эксперимент: апексы расположили на агаровом геле, а растение декапитировали и сбоку накладывали на срез кубик агара с экстрактом. В этих условиях растения изгибались в сторону противоположную наложенному агаровому блоку. Контролем служил агаровый блок, не пропитанный экстрактом побеговых апексов, Изгиба не было. Исследователи изучили основные свойства ауксина, не имея выделенного препарата. Им удалось узнать, что ауксин движется полярно - от апекса побега к основанию, а затем - к апексу корня. Также было выяснено, что скорость транспорта ауксинов составляет от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в час (Уоринг, Филипс, 1984).

Немецкий химик Кёгль выделил в 1939 году из мочи вегетарианцев индолилуксусную кислоту (ИУК). Выяснилось, что ИУК усиливает рост проростков с отрезанной верхушкой подобно ауксину. Вскоре ИУК была выделена из верхушек побегов, и таким образом было показано, что ИУК

является одним из естественных ауксинов. Синтезируются ауксины в растении разными путями. Ранее считалось, что ИУК образуется только из триптофана, но сейчас очевидно, что есть и «нетриптофановые» пути синтеза. Это стало понятно после наблюдений за мутантами, неспособными к синтезу триптофана: у них по-прежнему синтезировался ауксин. По мере удаления от точки синтеза концентрация ауксинов падает за счёт необратимого окисления и связывания в неактивные формы.

Ауксины обладают следующими физиологическими эффектами:

- аттрагирующий (клетки меристемы «привлекают» к себе питательные вещества);

- растягиващий (в субапикальной зоне ауксин вызывает растяжение клеток, с растяжением связаны такие важные в жизни растения явления как тропизмы);

- регуляция работы камбия;

- регуляция листорасположения (Ауксин влияет на расположение листьев: каждый молодой лист служит источником ауксинов. Если сделать надрез примордия листа, то следующий лист закладывается у края надреза. У мутантов с нарушениями транспорта ауксинов листья располагаются в беспорядке, соседние примордия сливаются, образуя уродливые органы.)

- влияние на рост корневой системы.

Большое количество ауксинов - это сигнал о росте побегов: растению требуется больше минеральных веществ и воды, то есть, оно должно образовывать больше корней. Ауксины стимулируют ризогенез (Алехина и др., 2005).

Процессы, регулирующие концентрацию ИУК:

- синтез ИУК;

- разрушение ИУК;

- инактивация ИУК без разрушения её молекулы;

- регуляция передвижения ИУК к тканям и органам (Уоринг, Филипс, 1984).

Ауксин стимулирует развитие бессемянных плодов. В норме плоды с большим количеством семян лучше обеспечены питательными веществами, чем те, у кого семян нет, т.к. чем больше семян, тем больше точек синтеза

ауксинов. Если обработать бессемянный плод ИУК у растения будет «впечатление» что семена в плоде есть. Туда направятся питательные вещества (Гэлстон и др., 1983).

Если ауксинов слишком много, то начинается синтез гормона -антагониста этилена. Этилен угнетает рост побегов и корней в длину и вызывает листопад. Если обработать растение искусственными ауксинами, против которых нет естественных систем инактивации, то из-за синтеза этилена рост угнетается, листья опадают. Некоторые искусственные ауксины имеют избирательное действие по отношению к двудольным и однодольным растениям. На этом основано действие гербицидов (Алехина и др., 2005).

Цитокинины — гормоны корневого апекса

До 1950-х годов получить культуры растительных клеток не удавалось. Над этой проблемой работал американец Скуг Ф. Полученную из стеблей табака сердцевинную паренхиму помещали на искусственные среды, содержащие минеральные вещества, сахар, витамины, аминокислоты, а также ИУК. Клетки паренхимы приступали к делению, но рост быстро останавливался. Попробовали делать различные добавки: экстракт дрожжей, томатный сок, сок листьев табака, но результата не добились. Небольшого успеха удалось добиться только при добавлении в среду кокосового молока. Открытие цитокининов состоялось благодаря ошибке. По методике флаконы со средой помещали в автоклав, где раствор нагревался выше 100 градусов. Случайно режим автоклавирования был нарушен, и среда вместе с ДНК перегрелась. На этой среде сердцевинная паренхима начала интенсивно расти. Выяснилось, что в перегретом препарате ДНК есть вещество, которое на фоне ауксина вызывает деление клеток, - фурфуриладенин (Уоринг, Филипс, 1984). По физиологическому эффекту вещество назвали кинетином (от греч. kinesis - деление). Вскоре из эндосперма кукурузы выделили аналогичное природное вещество - зеатин {zea - кукуруза). Так была открыта новая группа фитогормонов - цитокинины. В клетке цитокинины образуются из аденина: к нему присоединяется боковая изопентенильная группа и это приводит к образовании цитокининового скелета. Далее происходит фосфорилирование

и отщепляется рибоза. В клетке цитокинины находятся в активной и неактивной формах. Присоединяя и отсоединяя сахара, клетка регулирует концентрацию активных цитокининов. Возможно необратимое разрушение цитокининов, поэтому по мере удаления от точки синтеза их концентрация падает. Цитокинины оказались во многом похожи на ауксины, но между ними есть и существенные различия. Главное отличие - у цитокининов иная точка синтеза. Если ауксины синтезируются в апексе побега, то цитокинины - биохимический маркер апекда корня. Ауксин транспортируется по растению сверху вниз и активно, а цитокинин снизу вверх и пассивно.

Эффекты цитокинина проявляются в следующем.

1. Аттрагирующий эффект. Апекс корня для своего роста нуждается в питательных веществах. Минеральных солей и воды у корня в достатке, поэтому необходимо притягивать органические вещества.

2. Образовательная функция. В зоне дифференцировки корня цитокинины отвечают за образование проводящей системы. Так как корень нуждается в продуктах фотосинтеза, транспортируемых флоэмой, цитокинины стимулируют закладку элементов флоэмы.

3. Подавляющая функция. Цитокинины подавляют рост боковых корней.

4. Цитокинины снимают апикальное доминирование, вызванное ауксинами.

5. Регуляция устьичного аппарата. Если вода поступает из корня, то есть обогащена цитокининами, то устьица открываются.

6. Стимулирующая функция. Цитокинины стимулируют рост бессемянных плодов.

Многие фитопатогенные грибы и бактерии вырабатывают цитокинины. Гриб подаёт запрос на питательные вещества и растение само направит их к месту инфекции. На пораженном участке возникает опухоль, из которой растут многочисленные побеги - «ведьмина метла». К примеру, бактерии Pseudomonas savastanoi вырабатывают не только цитокинин но и ауксин. Они поражают сирень, бирючину, оливу (Алехина и др., 2005).

Гиббереллины — гормоны листа

В 1926 году Э.Куросава выделил возбудителя болезни риса баканоэ -гриб Gibberella fujikuroi (перенесен в род Fusarium). Болезнь проявлялась в чрезмерном росте растения, уродливости колосьев и отсутствии зерен. В 1930 году японские химики выделили гиббереллин в кристаллическом виде и предложили структурную формулу. В 1940-х годах было выяснено, что растения вырабатывают похожие соединения - эндогенные гиббереллины, их принято обозначать ГК с соответствующим индексом (Уорин, Филипс, 1984). Биосинтез гиббереллинов начинается в пластидах, где образуется энт-каурен, который покидает пластиду и дальнейший синтез идёт в ЭПР и цитозоле. Биосинтез гиббереллинов завершается образованием более 100 веществ, из которых биологической активностью обладают не все. К тому же, действие гиббереллинов бывает видоспецифично (Гэлстон, Девис, 1983). Гиббереллины называют «гормонами благополучия зеленого листа». Они синтезируются в основном в листьях, но могут синтезироваться и в корнях.

Физиологические свойства гибберелинов:

- действуют гиббереллины, прежде всего, на интеркалярные меристемы, расположенные близко от узлов, к которым прикреплены листья;

- гиббереллины мобилизуют запасные питательные вещества при прорастании семян;

- гиббереллины контролируют проявление пола у растений.

В 1970-х под руководством Чайлахяна М.Х.исследовали регуляцию пола у огурца и конопли. Огурцы образуют мужские и женские цветки на одном экземпляре, а конопля - двудомное растение. Обработка ГК вызвала увеличение процента мужских растений у конопли и увеличила закладку мужских цветков на огурцах. Как впоследствии выяснилось, пол этих растений зависел также от генетической линии, к которой они принадлежали. Тем не менее, можно утверждать, что уровень гиббереллинов имеет влияние на пол растения, хотя это не единственный фактор.

Гиббереллины стимулируют цветение ряда растений. Обычно уровень эндогенных ГК повышается при увеличении длины дня. Виды, цветущие на длинном дне, можно заставить цвести с помощью гиббереллинов. В

опытах Чайлахяна чувствительными оказались рудбекия, каланхоэ, морковь, а другие виды не цвели. Участие гиббереллина в цветении бесспорно, хотя результат зависит от особенностей физиологии объекта (Чайлахян и др., 1982). Биосинтез ГК ингибируется паклобутразолом. Его используют в растениеводстве, когда длинные побеги нежелательны.

Фитогормональная активность дрожжей

Современная биотехнология в значительной степени базируется на использованиидрожжевыхгрибовдляполученияширокогорядапродуктов -от технического спирта до ферментных и лекарственных препаратов. Дрожжевые грибы активно используются для производства витаминных препаратов, для синтеза полисахаридов, ферментов, коферментов (Abbas, 2006). Постоянный научно-практический интерес вызывает изучение дрожжевых грибов как агентов биоконтроля фитопатогенных микроорганизмов, использование дрожжей для сохранения сочных плодов без биоповреждений при длительном сохранении урожая плодовых культур и пр. (El-Tarabily, Sivasithamparam, 2006).

Таким образом, можно сказать, что дрожжи являются одними из самых полезных микроорганизмов, возможности которых в настоящее время еще изучены далеко не полностью. В частности, мало что известно о способности дрожжевых грибов продуцировать такие регуляторные вещества как фитогормоны, например, ауксин, который, как известно, стимулирует формирование корневой системы и способствует росту растительных клеток в длину.

Исследования фитогормональной активности у дрожжевых грибов -крайне малоизученная область знаний. При этом исследование способности дрожжевыхмикроорганизмов квыдел ению фитогормонов важно для понимания их роли в экосистемах и в частности для изучения связей с растительными организмами, с которыми они образуют прочные коэволюционирующие системы, в которых наличие отлаженных биохимических регуляторных механизмов является обязательным компонентом взаимосохранения. Данная область исследований представляет и практический интерес, например для растениеводства.

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Исаева, Ольга Валерьевна

выводы

1. Дрожжевые грибы постоянно присутствуют не только на поверхности растений, в качестве типичных эккрисотрофных эпифитов, но и во внутренних тканях, которые характеризуются высокой концентрацией легкодоступных соединений, в сочных плодах, крахмалсодержащих семядолях и в вегетативных метаморфозах с запасающей функцией.

2. Эндофитные дрожжи в тканях сочных плодов представлены теми же видами, что и на поверхности, с доминированием филобазидиевых криптококков и аскомицетов из родов Hcmseniaspora и Metschnikowia, но с некоторым преобладанием аскомицетов и с меньшим обилием ба-зидиомицетов. Наиболее вероятный механизм формирования эндофит-ных сообществ — регулярное попадание дрожжевых клеток внутрь плода через микроповреждения покровных тканей.

3. Численность эндофитных дрожжей внутри плодов в среднем меньше, чем на поверхности, она закономерно возрастает в ходе онтогенеза плодов, достигая максимума после их полного созревания.

4. Дрожжевые грибы активно размножаются в запасающих тканях крахмалсодержащих семядолей в период, предшествующий прорастанию семени. В семядолях целых неповрежденных желудей эндофитные дрожжи представлены в основном одним видом - Candida railenensis. После прорастания или разрушения экзокарпия семядоли заселяются типичными эпифитными и подстилочными дрожжами.

5. Эндофитные дрожжи также регулярно обнаруживаются в подземных запасающих метаморфизированных органах (клубнях, корневищах и т.п.). Эти группировки неспецифичны по таксономическому составу, для них характерно доминирование краснопигментированных анаморфных споридиоболовых дрожжей Rhodotorula mucilaginosa.

6. Доминирующие в подземных запасающих метаморфозах дрожжи Rhodotorula mucilaginosa продуцируют ауксин (индолил-3-уксусную кислоту) и способны стимулировать рост растения за счет прямого влияния на его метаболические процессы.

7. Микроскопические исследования показали, что дрожжи, обнаруживаемые в запасающих тканях, действительно являются эндофитны-ми, то есть существуют как в межклеточном пространстве, так и внутри крупных растительных клеток.

8. Полученные данные меняют представления о формах взаимодействия дрожжевых грибов и растений и позволяют расценивать внутренние запасающие ткани растений в качестве достаточно обычного местообитания как широко распространенных, так и экологически специализированных видов дрожжей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные данные показывают, что эндофитное развитие дрожжей следует рассматривать как широко распространенное явление. Дрожжевые грибы регулярно выделяются не только с поверхности растений, но и из внутренних запасающих тканей с высоким содержанием легкодоступных питательных веществ. Эндофитные дрожжи способны к активному размножению в таких тканях без проявления видимых признаков их повреждения.

Численность дрожжей в запасающих тканях растений в среднем ниже, чем на поверхности, однако в некоторых случаях может достигать значительных величин (до 106—107 КОЕ/г). При этом можно выделить, по крайней мере, три типа эндофитных дрожжевых группировок: 1) в сочных сахаристых плодах, 2) в крахмалсодержащих семядолях, 3) в вегетативных метаморфозах с запасающей функцией (клубнях, корневищах, запасающих корнях и т.п.).

Эндофитные дрожжевые группировки в тканях сочных плодов неспецифичны по составу и представлены теми же видами, что и эпи-фитные, с доминированием филобазидиевых криптококков и аскомице-тов из родов Натетаярога и Ме18сктко\у1а. Однако филобазидиевые криптококки и краснопигментированные виды рода Шю(1о1оги1а более обильны на поверхности, а бродящие аскомицетовые дрожжи — внутри плодов. Сходство видового состава эпифитных и эндофитных дрожжей, а также одинаковый характер динамики отдельных видов снаружи и внутри плода говорит о том, что основной механизм попадания дрожжей в плоды - достаточно частое проникновение дрожжевых клеток через микроповреждения покровов. По-видимому, «уход» во внутренние ткани плода способствует лучшему выживанию эпифитных дрожжей, особенно аскомицетовых, не имеющих таких адаптаций, как каро-тиноидная пигментация или капсульные полисахариды. Способность к эндофитному развитию дрожжей можно рассматривать как проявление стратегии избегания неблагоприятных факторов, которые лимитируют рост микроорганизмов на поверхности растений.

Эндофитные дрожжевые группировки в крахмалсодержащих семядолях специфичны по составу и характеризуются избирательным развитием преимущественно одного вида дрожжей. В семядолях желудей эндофитные дрожжи представлены в основном одним видом - Candida railenensis. Численность эндофитных дрожжей резко возрастает перед прорастанием желудей, когда в запасающих паренхимных тканях семядолей идет активный гидролиз крахмала, и достигает 107 КОЕ/г. После прорастания или разрушения экзокарпия семядоли заселяются обычными эпифитными и подстилочными базидиомицетовыми видами, среди которых преобладают Cryptococcus magnus и Cystofilobasidium capita-turn.

Эндофитные дрожжевые группировки в запасающих тканях вегетативных метаморфозов так же, как и в сочных плодах, неспецифичны по таксономическому составу, для них характерно доминирование красно-пигментированных анаморфных споридиоболовых дрожжей Rhodotor-ula mucilaginosa. Встречаемость этого вида внутри запасающих метаморфозов в полтора, а среднее относительное обилие в два раза выше, чем на поверхности. Показано, что эти дрожжи обладают фитогормо-нальной активностью и способны стимулировать рост растения. В частности, методом ВЭЖХ было установлено присутствие индолил-3-ук-сусной кислоты в культуральной жидкости Rhodotorula mucilaginosa.

Микроскопические исследования подтверждают, что дрожжи, выделенные из запасающих растительных тканей, действительно являются эндофитными, то есть существуют как в межклеточном пространстве, так и внутри крупных растительных клеток. В тканях растений они способны к активному размножению в период высвобождения Сахаров при созревании плода: в этот период дрожжевые клетки почкуются и образуют скопления.

Полученные результаты корректируют сложившиеся представления об особенностях распространения дрожжевых грибов в природных местообитаниях и позволяют рассматривать внутренние запасающие ткани растений как достаточно обычное местообитание дрожжей, как перспективный источник для поиска новых таксонов и как новую интересную модель для исследования коэволюционирующих микробно-растительных ассоциаций. Знание масштабов распространения и особенностей биологии эндофитных дрожжей важно с практической точки зрения в связи с разработкой методов биоконтроля фитопатогенов, хранения и контроля качества сельскохозяйственной продукции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Исаева, Ольга Валерьевна, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Алехина H.Д., Балнокин Ю.В, Гавриленко В.Ф. Под ред. Ермакова И.П.

Физиология растений. М.: Изд-во «Academia», 2005, 640с.

2. Бабьева И.П., Азиева Е.Е., Абраменко Н.И., Зайцев С.А., Евтушенко

Л.И. К методике количественного учета дрожжей в лесных подстилках. Почвоведение, 1980, № 1, с. 53-59.

3. Бабьева И.П., Азиева Е.Е., Левин C.B., Зайцев С.А. Численность

дрожжей в лесных подстилках. Тезисы докладов симпозиума «Изучение грибов в биогеоценозах». Л.: Наука, 1977, с. 32-33.

4. Бабьева И.П., Голубев В.И., Картинцев A.B., Горин С.Е., Заславская

П.Л. Дрожжи в структуре лесных и луговых биогеоценозов. Вестник МГУ, сер. биология, почвоведение, 1973, № 6, с. 67-73.

5. Бабьева И.П., Горин С.Е. О спорообразовании и жизненном цикле

Metschnikowia pulcherrima и M. reiikaufii в природе. Вестник МГУ, сер. биология, почвоведение, 1973, № 5, с. 82-85.

6. Бабьева И.П., Картинцев A.B. Обнаружение дрожжей Rhodosporidiiim

diobovatum Nowell et Hunter на растениях. Вестник МГУ, сер. биология, почвоведение, 1974, № 5, с. 105-110.

7. Бабьева И.П., Картинцева A.A., Максимова И.А., Чернов И.Ю.

Дрожжевые грибы в ельниках Центрального лесного заповедника. Вестник МГУ, сер. почвоведение, 1999, № 4, с. 45-49.

8. Бабьева И.П., РешетоваИ.С. Методы количественной оценки развития

дрожжей в почвах и подстилках. В сб.: «Микроорганизмы как компонент биогеоценоза». М.: Наука, 1984, с. 84-92.

9. Бабьева И.П., Россихина О.Г. Дрожжи рода Candida Berkhout в лесных

подстилках. Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Роль подстилки в лесных биогеоценозах». М.: Наука, 1983, с. 15-16.

10. Бабьева И.П., Садыков Б.Ф. Состав и численность дрожжей в

филлосфере растений. Микология и фитопатология, 1980, т. 14, № 6, с. 473-476.

11. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. М.: Товарищество

научных изданий КМК. 2004, 221 с.

12. Бабьева И.П., Чернов И.Ю., Россихина О.Г., Виноварова М.Е.

Эпифитные и сапротрофные группировки дрожжей в зональных растительных сообществах. Тезисы докладов III Всесоюзной конференции «Изучение грибов в биогеоценозах». Ташкент: ФАН, 1985, с.10-12.

13. Барыкина Н. П. Справочник по ботанической микротехнике. Основы

и методы. М.: Изд во МГУ, 2004. 312 с.

14. Благовещенская Е.Ю. Эндофитные грибы злаков. Дисс. на соиск.

ученой степени канд. биол. наук. М.: МГУ, 2006, 134 с.

15. Благовещенская Е.Ю., Дьяков Ю.Т. Эндофитные грибы злаков.

Микология и фитопатология, 2005, т. 39, вып.З, с. 1-15.

16. Васкивнюк В.Т., Гетьман Е.И. Биосинтез каротиноидов при

освещении непрерывной культуры дрожжей Rhodosporidium diobovatum. Прикл. биохимия и микробиол., 1984, т. 20, № 4, с. 480-483.

17. Вознесенский В. Д., Рейнус Р. М. Температура ассимилирующих

органов пустынных растений. Бот. журн., 1977, т. 62, № 6, с. 52-58.

18. Возняковская Ю.М. Микрофлора растений и урожай. Д.: Колос,

1969, 240 с.

19. Возняковская Ю.М. Эпифитные дрожжевые организмы.

Микробиология, 1962, т. 31, № 4, с. 616-620.

20. Гельцер Ф.Ю. Симбиоз с микроорганизмами - основа жизни

растений. M.: МСХА, 1990, 134 с.

21. Глушакова А.М. Экология эпифитных дрожжей. Дисс. на соиск.

ученой степени канд. биол. наук. М.: МГУ, 2006, 145 с.

22. Глушакова А.М., Чернов И.Ю. Динамика сообществ дрожжевых

грибов на листьях однолетних гигрофитов рода Impatiens. Микология и фитопатология, 2005, т. 39, № 4, с. 31-39.

23. Глушакова A.M., Чернов И.Ю. Сезонная динамика дрожжевого

населения листьев Oxalis acetosella L. Микробиология, 2004, т. 73, № 2, с. 226-232.

24. Глушакова A.M., Чернов И.Ю. Сезонная динамика численности

эпифитных дрожжей. Микробиология, 2007, т. 76, № 5, с. 668-674.

25. Глушакова A.M., Юрков A.M., Чернов И. Ю. Массовое выделение

анаморфных аскомицетовых дрожжей Candida oleophila из филлосферы растений. Микробиология, 2007, т. 76, № 6, с. 896-901.

26. Глушакова A.M., Чернов И.Ю. Сезонная динамика структуры

сообществ эпифитных дрожжей. Микробиология, 2010, т. 79, № 6, с. 832-842.

27. Голубев В.И. Дрожжи филлосферы в дальневосточном заповеднике

«Кедровая падь». Сиб. биол. журнал, 1992, № 2, с. 37-42.

28. Голубев В.И., Манукян А.Р., Лазарев П.И. Функции капсулы у

дрожжевых организмов. Журнал общей биологии, 1984, т. 45, № 4, с. 507-515.

29. Голубцова Ю.В., Глушакова A.M., Чернов И.Ю. Сезонная динамика

дрожжевых сообществ ризосферы. Почвоведение, 2007, т. 40, № 8, с. 875-879.

30. Гузев B.C., Зайцев С.А., Бабьева И.П. Микробное сообщество

филлосферыели. Научные доклады высшей школы. Биологические науки, 1980, № 2, с. 97-99.

31. Гукасян А.Б., Аюнц K.M. Дрожжевая микрофлора наземных органов

сосны. В сб.: «Биология гетеротрофных микроорганизмов». Красноярск, 1971, с. 48-58.

32. Гукасян А.Б., Бабьева И.П., Абраменко Н.И. Дрожжевая флора

подстилки кедрового леса. В сб.: «Биология микроорганизмов и их использование в народном хозяйстве». Иркутск, 1980, с. 87-97.

33. Гэлстон А.Ю., Девис П., Сэттер Р. Жизнь зеленого растения М.: Мир,

1983, 549 с.

34. Делова Т.В., Кузнецова Т.Т. Микробные ценозы на листьях растений.

В сб.: «Микрофлора растений и почв». Новосибирск, 1973, с. 32-45.

35. Долгих Е.А., Кавеленова JI.M. Особенности химического состава

опада дуба и липы в зависимости от комплекса лесорастительных условий. Химия растительного сырья, 1999, № 4, с. 25-29.

36. Дымова О.В., Головко Т.К. Адаптация к свету фотосинтетического

аппарата теневыносливых растений (на примере Ajuga reptans). Физиология растений, 1998, т. 45, № 4, с. 521-528.

37. Дымова О.В., Тетерюк JI.B. Физиологическая и популяционная

экология неморальных травянистых растений на Севере. Екатеринбург, 2000, 143 с.

38. Зайцев С.А., Гузев B.C., Бабьева И.П. Микробное сообщество на

начальной стадии разложения хвои ели. Микробиология, 1979, т. 48, № 4, с.738-744.

39. Каратыгин И.В. Коэволюция грибов и растений. СПб.:

Гидрометеоиздат, 1993, 116 с.

40. Кармадонов Ю.К., Курчий Б.А. Влияние некоторых природных и

синтетических регуляторов роста на осмотическое давление сока из тканей озимой ржи.Тезисы докладов 7-й конференции молодых ученых-биологов.Рига, 1987, с. 87-88.

41. Картинцев A.B. Пигментные дрожжи в лесных и луговых

биогеоценозах. Дисс. на соиск. ученой степени канд. биол. наук. М.: МГУ, 1974, 157 с.

42. Квасников Е.И., Нагорная С.С., Щелокова И.Ф. Дрожжевая флора

ризосферы и филлосферы растений. Микробиология, 1975, т. 44, № 2, с. 339-346.

43. Культиасов И.М. Экология растений М.: МГУ, 1982, 117 с.

44. JIapxep В. Экология растений М.: Мир, 1978, 596 с.

45. Максимова И.А. Синэкология дрожжевах грибов в лесных

экосистемах. Дисс. на соиск. ученой степени канд. биол. наук. М.: МГУ, 2001, 128 с.

46. Максимова И.А., Чернов И.Ю. Структура сообществ дрожжевых

грибов в лесных биогеоценозах. Микробиология, 2004, т. 73, № 4, с. 558-566.

47. МишустинЕ.Н.Законзональностииучениеомикробныхассоциациях

почвы. Успехи современной биологии, 1954, т. 37, № 1, с. 1-27.

48. Полякова A.B., Чернов И.Ю. Новый вид дрожжей Candida aurita sp.

nov. из олиготрофных болот Западной Сибири. Микробиология, 2002, т. 71, № 3, с. 387-390.

49. Романенко A.C., Саляев Р.К. Эндоцитоз у растений. Новосибирск:

Наука, 1991. 101 с.

50. РощинаВ. Д.,РощинаВ.В. Выделительная функция высших растений.

М.: Наука, 1989, 214 с.

51. Рубан Е.Л., Лях С.П. Биологическая функция меланопигмента клеток

Nadsoniella nigra var. hosnelica и предполагаемые механизмы ее обеспечения. Изв. АН СССР, сер. биологическая, 1970, № 5, с. 719.

52. Уоринг Ф., Филипс И. Рост растений и дифференцировка. М.: Мир,

1984,512 с.

53. Чайлахян М.Х., Бутенко Р.Г., Кулаева О.Н. Терминология роста и

развития высших растений. М.: Наука, 1982, 96 с.

54. Чернов И.Ю. Синэкология и география почвенных дрожжей. Дисс.

на соиск. ученой степени докт. биол. наук. М.: МГУ, 2000, 365 с.

5 5. Чернов И. Ю. Широтно-зональные и пространственно-сукцессионные тренды в распределении дрожжевых грибов. Журнал общей биологии, 2005, т. 66, № 2, с. 123-135.

56. Чернов И.Ю., Бабьева И.П. Эпифитные дрожжевые грибы в

арктических экосистемах. Тезисы Всесоюзного совещания «Взаимодействия организмов в тундровых экосистемах». Сыктывкар, 1989, с. 136.

57. Abbas A. Production of antioxidants, aromas, colours, flavours, and

vitamins by yeasts. In: Yeasts in Food and Beverages. Eds. Querol A., Fleet G. Springer, Berlin, 2006, p. 285-335.

58. Abranches J., Starmer W.T., Hagler A.N. Yeast—yeast interactions in

guava and tomato fruits. Microbial. Ecol., 2001, vol. 42, p. 186-192.

59. Andrews J.H., Harris R.F. The ecology and biogeography of

microorganisms on plant surfaces. Annu. Rev. Phytopathol., 2000, vol. 38, p. 145-180.

60. Andrews J.H., Spear R.N., Nordheim E.V. Population biology of

Aureobasidium pullidans on apple leaf surfaces. Can. J. Microbiol., 2002, vol. 48, № 6, p. 500-513.

61. Aniento F., Robinson D.G. Testing for endocytosis in plants. Protoplasma,

2005, vol. 226, p. 3-11.

62. Arachevaleta M., Bacon C.W., Hoveland C.S., Radcliffe D.E. Effect of

the tall fescue endophyte on plant response to environmental stress. Agron. J., 1989, vol. 81, p. 83-90.

63. Bab'eva I.P., Chernov I.Yu. Geographical aspects of yeast ecology.

Phisiol. Gen. Biol. Rev., 1995, vol. 9, p. 1-54.

64. Bacon C.W., Porter J.K., Robbins J.D., Luttrell E.S. Epichloi typhina

from toxic tall fescue grasses. Appl. Environ. Microbiol., 1977, vol. 34, p. 576-581.

65. Baert J., Verbruggen I., Carlier L. About the ryegrass endophyte

(Acremonium lolii) in Belgium. Grassland and society. Wageningen, 1994, p. 142-144.

66. Bai F.Y., Zhao J.H., Takashima M., Jia J.H., Boekhout Т., Nakase T.

Reclassification of the Sporobolomyces roseus and Sporidiobolus pararoseus complexes, with the description of Sporobolomyces

94

phaffii sp. nov. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, vol. 52, № 6, p. 2309-2314.

67. Banno I., Mikata K. Ascomycetous yeasts isolated from forest materials

in Japan. Res. Commun. Inst. Ferment., Osaka, 1981, № 10, p. 1019.

68. Breeze E.M., Dix N.J. Seasonal analysis of the fungal community

on Acer platanoides leaves. Trans. Brit. Mycol. Soc., 1981, № 77, p. 321-328.

69. Brodie, I.D.S., Blakeman J.P. Competition for carbon compounds by a

leaf surface bacterium and conidia of Botrytis cinerea. Physiol. Plant Pathol., 1975, vol. 9, p. 227-239.

70. Buck J.W. In vitro antagonism of Botrytis cinerea by phylloplane yeasts.

Can. J. Bot., 2002, vol. 80, № 8, p. 885-891.

71. Buck J. W., Andrews J. Attachment of the yeast Rhodosporidium toruloides

is mediated by adhesives localized at sites of bud cell development. Appl. Environ. Microbiol., 1999, vol. 65, № 2, p. 465-471.

72. Buck J.W., Andrews J. Localized, positive charge mediates adhesion of

Rhodosporidium toruloides to barley leaves and polystyrene. Appl. Environ. Microbiol., 1996, vol. 65, № 5, p. 2179-2183.

73. Buck J.W., Andrews J.H. Role of adhesion in the colonization of barley

leaves by the yeast Rhodosporidium toruloides. Can. J. Microbiol, 1999, vol. 45, № 6, p. 433-440.

74. Bush L.P., Wilkinson H., Schardl C.L. Bioprotective alkaloids of grass-

fungal endophyte symbioses. Plant Physiol., 1997, vol. 114, p. 1-7.

75. Cao L.X., You J.L., Zhou S.N. Endophytic fungi from Musa acuminata

leaves and roots in South China. World J. Microbiol. Biotechnol., 2002, vol. 18, №. 2, p. 169-171.

76. Davenport R. Microecology of yeasts and yeast-like organisms associated

with an English vineyard. Vitis., 1974, № 13, p. 123-130.

77. de Azeredo L.A., Gomes E.A., Mendonca-Hagler L.C., Hagler A.N. Yeast

communities associated with sugarcane in Campos, Rio de Janeiro, Brazil. Int Microbiol., 1998, vol. 1, № 3, p. 205-208.

78. de Jager E.S., Wehner F.C., Korsten L. Microbial ecology of the mango

phylloplane. Microbial Ecology, 2001, vol. 42, p. 201-207.

79. di Menna M.E. Some physiological characters of yeasts from soils and

allied habitats. J. Gen. Microbiol., 1959, vol. 20, № 1. p. 13-17.

80. Doss R., Potter S., Chastagner G., Christian J. Adhesion of nongerminated

Botrytis cinerea conidiato several substrata. Appl. Environ. Microbiol., 1993, vol. 59, №. 6, p.1786-1791.

81. Druvefors U., Schnurer J. Mold-inhibitory activity of different yeast

species during airtight storage of wheat grain. FEMS Yeast Research, 2005, vol. 5, № 4-5, p. 373-378.

82. El-Tarabily K.A., Sivasithamparam K. Potential ofyeasts as biocontrol

agents of soil-borne fungal plantpathogens and as plant growth promoters. Mycoscience, 2006, vol. 47, JST»1, p. 25—35.

83. Finlay B.J. Global dispersal of free-living microbial eukaryote species.

Science, 2002, vol. 296, p. 1061-1063.

84. Fleet G. Biodiversity and ecology of Australasian yeasts (fungi).

Australian Systematic Botany, 2001, vol. 14, № 3, p. 501-511.

85. Foda M.S., Ammar M.S. Taxonomic and ecophysiological studies on

phyllospheric yeasts of Triticum vitlgare. Egypt. J. Microbial., 1987, vol. 22, № l,p. 87-98.

86. Fokkema N.J., Scchippers B. Phyllosphere versus rhizosphere as

environments for saprophytic colonization. In: «Mycrobiology of the phyllosphere». Eds. N.J.Fokkema, J.Heuvel. London: Cambridge University Press, 1986, p. 137-159.

87. Fonseca A., Scorzetti G., Fell J.W. Diversity in the yeast Cryptococcus

albidus and related species as revealed by ribosomal DNA sequence analysis. Can. J. Microbiol., 2000, vol. 46, p. 7-27.

88. Glickmann E., Dessaux Y. A critical examination of the specificity of the

Salkowski reagent for indolic compounds produced by phy topathogenic bacteria. Applied and environmental microbiology, 1995, vol.61, № 2, p. 793-796.

89. Gognies S., Belarbi A., Barka E. Saccharomyces cerevisiae, a potential

pathogen towards grapevine, Vitis vinifera. FEMS Microbiol. Ecol., 2001, vol. 37, № 2, p. 143-150.

90. Golubev W.I. Capsules. In: «The Yeasts». Eds. A.H.Rose, J.S.Harrison.

Vol. 4. London: Acad. Press, 1991, p. 175-198.

91. Golubev W.I., Gadanho M., Sampaio J.P., Golubev N.W. Cryptococcus

nemorosus sp. nov. and Cryptococcus perniciosus sp. no v., related to Papiliotrema Sampaio et al. (Tremellales). Int. J. Sys. Evolution. Microbiol., 2003, vol. 53, p. 905-911.

92. Golubev W.I., Sampaio J.P., Gadanho M., Golubeva E.W. Cryptococcus

paraflavus sp. nov. (Tremellales), isolated from steppe plants in Russia. J. Gen. Appl. Microbiol., 2004, vol. 50, № 2, p. 65-69.

93. Hamamoto M., Nakase T. Ballistosporous yeasts found on the surface

of plant materials collected in New Zealand. I. Six new species in the genus Sporobolomyces. Antonie van Leeuwenhoek, 1995, vol. 67, p. 151-171.

94. Hamamoto M., Nakase T. Ballistosporous yeasts found on the surface of

plant materials collected in New Zealand. II. The genera Bensingtonia and Bullera with descriptions of five new species. Antonie van Leeuwenhoek, 1996, vol. 69, p. 279-291.

95. Hanson J.B., Trewavas A.J. Regulation of plant cell growth:the changing

perspective. New Phytol., 1982, vol. 90, p. 1-18.

96. Hirano S.S., Upper C.D. Bacteria in the leaf ecosystem with emphasis

on Pseudomonas syringae - a pathogen, ice nucleus, and epiphyte. Microbiol. Molecular Biol. Rew, 2000, vol. 64, № 3, p. 624-653.

97. Hogg B.M., Hudson H.J. Micro-fungi on leaves of Fagus sylvatica. Trans

Brit. Micol. Soc., 1966, vol. 49, № 2, p. 185-192.

98. Hong S.G., Lee K.H., Bae K.S. Diversity of yeasts associated with natural

environments in Korea. Journal of Microbiology, 2002, vol. 40, №1, p. 55-62.

99. Inácio J., Pereira P., Carvalho de M., Fonseca A., Amaral-Collaco M.T.,

Spencer-Martins I. Estimation and diversity of phylloplane mycrobiota on selected plants in a Mediterranean-type ecosystem in Portugal. Microbial Ecol., 2002, vol. 44, № 4, p.344-353.

100. Inácio J., Rodrigues M. G., Sobral P., Fonseca Á. Characterisation and

classification of phylloplane yeasts from Portugal related to the genus Taphrina and description of five novel Lalaria species. FEMS Yeast Research, 2004, vol. 4, № 4-5, p. 541-555.

101. Jacobs J., Sundin G. Effect of solar UV-B radiation on a phyllosphere

bacterial community Appl. Environ. Microbiol., 2001, vol. 67, № 12, p. 5488-5496.

102. Jacques M., Kinkel L.L., Morris C.E. Population sizes, immigration, and

growth of epiphytic bacteria on leaves of different ages and positions of field-grown Endive (Cichorium endivia var. latifolia). Appl. Environ. Microbiol., 1995, vol. 61. № 3, p. 899-906.

103. Jordaanb A., Taylora J.E., RossenkhanaR. Occurrence and possible role

of endophytic fungi associated with seed pods of Colophospermum mopane (Fabaceae) in Botswana. South African J. Botany, 2006, vol. 72, p. 245-255.

104. Juniper B. The leaf from the inside and the outside: a microbe's

perspective. In: «Microbial ecology of leaves». Eds. S.S.Andrews, H.Hirano. New York: Springer-Verlag, 1991, p. 21-42.

105. Kecskés M., Dobolyi C. Dominant zymoflora of Lucerne phyllosphere.

Proc. 9th Int. Symp. Soil Biol. Conserv. Biosphere. Sopron, Aug. 27-30, 1985, vol. 2. Budapest, 1987, p. 893-898.

106. Kinkel L., Lindow S. Invasion and exclusion among coexisting

Pseudomonas syringae strains on leaves. Appl. Environ. Microbiol., 1993, vol. 59, № 10, p. 3447-3454.

107. Kinkel L.L. Microbial population dynamics on leaves. Annu. Rev.

Phytopathol., 1997, vol. 35, p. 327-347.

108. Kinkel L.L., Wilson M., Lindow S.E. Plant species and plant incubation

conditions influence variability in epiphytic bacterial population size. Microbial. Ecol., 2000, vol. 39, № 1, p. 1-11.

109. Kogel K.H., Franken P., Hückelhoven R. Endophyte or parasite - what

decides? Current Opinion in Plant Biology, 2006, vol. 9, p. 358-363.

110. Kurtzman C.P., Fell J.W. The yeasts, a taxonomic study. Fourth revised

and enlarged edition. Amsterdam: Elsevier Science B.V., 1998, 1055 p.

111. Kurtzman C.P., Robnett C.J. Identification and phylogeny of

ascomycetous yeasts from analysis of nuclear large subunit (26S) ribosomal DNA partial sequences. Antonie van Leeuwenhoek, 1998, vol. 73, p. 331-371.

112. Lachance M.A, Starmer W. Evolutionary significance of physiological

relationship among yeast communities associated with trees. Can. J. Bot., 1982, vol. 60, p. 285-293.

113. Lachance M.A., Bowlesa J.M., Starmer W.T. Geography and niche

occupancy as determinants of yeast biodiversity: the yeast-insect-morning glory ecosystem of Kpuka Puaulu, Hawai'i. FEMS Yeast Research, 2003, vol. 4, № 1, p. 105-111.

114. Lachance M.A., Starmer W.T., Rosa C.A., Bowles J.M., Barker J.S.F.,

Janzen D.H. Biogeography of the yeasts of ephemeral flowers and their insects. FEMS Yeast Research, 2001, vol. 1, № 1, p. 1-8.

115. Lahlali R., Serrhini M., Jijakli M. Efficacy assessment of Candida

oleophila (strain O) and Pichia anomala (strain K) against major postharvest diseases of citrus fruits in Morocco. Commun Agric. Appl. Biol. Sei., 2004, vol. 69, № 4, p. 601-609.

116. Las Heras-Vazquez F., Mingorance-Cazorla L, Clemente-Jimenez J.M.,

Rodriguez-Vico F. Identification of yeast species from orange fruit

and juice by RFLP and sequence analysis of the 5.8S rRNA gene and the two internal transcribed spacers. FEMS Yeast Research, 2001, vol. 1, № 1, p. 1-9.

117. Last F.T. Factors associated with the distribution of some phylloplane

microbes. Neth. J. Plant Pathol., 1970, vol. 76, p. 140-143.

118. Last F.T., Price D. Yeasts associated with living plants and their environ.

In: «The Yeasts». Eds. A.H.Rose, J.S.Harrison. Vol. 1. London et al.: Acad. Press, 1991, p. 183-218.

119. Leveau J., Lindow S.E. Appetite of an epiphyte: quantitative monitoring

of bacterial sugar consumption in the phyllosphere. PNAS, 2001, vol. 98, № 6, p. 3446-3453.

120. Li S., Spear R.N., Andrews J.H. Quantitative fluorescence in situ

hybridization of Aureobasidiumpulhdans on microscopic slides and leaf surfaces. Appl. Environ. Microbiol., 1997, vol. 63, p. 3261-3267.

121. Libkind D, Perez P, Sommaruga R, Dieguez Mdel C, Ferraro M, Brizzio

S, Zagarese H, van Broock M. Constitutive and UV-inducible synthesis of photoprotective compounds (carotenoids and mycosporines) by freshwater yeasts. Photochem. Photobiol. Sci., 2004, vol. 3, № 3, p. 281-286.

122. Lindow S. E., Brandl M. Microbiology of the phyllosphere. Applied

and Environmental Microbiology, 2003, vol. 69, №. 4, p. 1875-1883.

123. Malinowski D.P., Leutchmann A., Schmidt D., Nosberger J. Growth

and water status in medow fescue is affected by Neotyphodium and Phialophora species endophytes. Agron. J., 1997, vol. 89, p. 673-678.

124. Mathews J.F., Clay K. Influence of fungal endophyte infection on plant-

soil feedback and coomunity interactions. Ecology, 2001, vol. 82, p. 500-509.

125. Maxwell W., Macmillan I.D., Chichester C.O. Function of carotenoids

in protection of Rhodotorula glutinis against irradiation from a gas laser. Photochem. Photobiol., 1966, vol. 5, № 7, p. 567.

126. McBride R.P., Hayes A J. Phylloplane of european larch. Trans British

Micol. Soc, 1977, vol. 69, № 1, p. 39-46.

127. McCormack P., Wildman H., Jeffries P. Production of antibacterial

compounds by phylloplane-inhabiting yeasts and yeastlike fungi. Appl. Environ. Microbiol., 1994, vol. 60, № 3, p. 927-931.

128. Mercier J., Lindow S.E. Role of leaf surface sugars in colonization

of plants by bacterial epiphytes. Appl. Environ. Microbiol., 2000, vol. 66, № 1, p. 369-374.

129. Middelhoven W. J. Identity and biodegradative ability of yeasts isolated

from plants growing in an arid climate. Antonie van Leeuwenhoek,

1997, vol. 72, №2, p. 81-89.

130. Monier J.M., Lindow S.E. Differential survival of solitary and aggregated

bacterial cells promotes aggregate formation on leaf surfaces. PNAS, 2003, vol. 100, № 26, p. 15977-15982.

131. Monier J.M., Lindow S.E. Frequency, size, and localization of bacterial

aggregates on bean leaf surfaces. Appl. Environ. Microbiol., 2004, vol. 70, № l,p. 346-355.

132. Morais P.B., Martins M.B., Klaczko L.B., Mendonca-Hagler L.C.,

Hagler A.N. Yeast succession in the Amazon fruit Parahancornia amapa as resource partitioning among Drosophila spp. Appl. Environ. Microbiol., 1995, vol. 61, № 12, p. 4251-4257.

133. Morris C. Phyllosphere. Encyclopedia of life sciences, 2001, p. 1-8.

134. Morris C., Monier J.M., Jacques M.A. A Technique to quantify the

population size and composition of the biofilm component in communities of bacteria in the phyllosphere Appl. Environ. Microbiol.,

1998, vol. 64, № 12, p. 4789-4795.

135. Mukerji K.G., Gupta R. Ecology of two deuteromycetous yeasts on the

leaf surface of Corchorus olitorius L. plants. Curr. Dev. Yeast Res. Proc. 5th Int. Symp. Yeast, London, 1981, p. 521-527.

136. Miiller C.B., Krauss J. Symbiosis between grasses and asexual

fungal endophytes. Current Opinion in Plant Biology, 2005, vol. 8, p. 450-456.

137. Nassar A.H., El-Tarabily K.A., Sivasithamparam K. Promotion of plant

growth by an auxin producing isolate of the yeast Lindnera saturnus endophytic in maize (Zea mays L.) roots. J. Biol. Fertility Soils, 2005, vol. 42, №2, p. 97-108.

138. Norman I.K. Antioxidant functions of carotenoids. Free Radical Biology

and Medicine, 1989, vol. 7, № 6, p. 617-675.

139. Omar S., Lemonnier B., Jones N., Ficker C., Smith M., Neema C.,

Towers G., Goel K., Arnason J. Antimicrobial activity of extracts of eastern North American hardwood trees and relation to traditional medicine. J. EthnopharmacoL, 2000, vol. 73, p. 161-170.

140. Ophir T, Gutnick D. A role for exopolysaccharides in the protection of

microorganisms from desiccation Appl. Environ. Microbiol., 1994, vol. 60, № 2, p. 740-745.

141. Pavlova K, Grigorova D, Hristozova T, Angelov A. Yeast strains from

Livingston Island, Antarctica. Folia Microbiol (Praha), 2001, vol. 46, № 5, p. 397-401.

142. Pennycook S.R., Newhook F.J. Seasonal changes in apple phylloplane

microflora. New Zealand J. Botany, 1981, vol. 19, p. 273-283.

143. Phaff H.J., Miller M.W., Yoneyama M., Soneda M.A. A comparative

study of the yeast florae associated with trees on the Japanese islands and on the west coast of North America. Ferm. Technol. Today (Proc. IY) Inter. Ferment. Symp., Kyoto, Japan, 1972, p. 759-774.

144. Pirttila A.., Pospiech H., Laukkanen H., Myllyla R., Hohtola A. Two

endophytic fungi in different tissues of scots pine buds {Pinus sylvestris L.). Microb Ecol., 2003, vol. 45, № 1, p.53-62.

145. Qin G., Tian S., Xu Y. Biocontrol of postharvest diseases on sweet

cherries by four antagonistic yeasts in different storage conditions. Postharvest Biology and Technology, 2004, vol. 31, № 1, p. 51-58.

146. Richardson D., Dowding R Studies on leaf yeast populations in relation

to air quality and lichen distribution in Europe. Amer. J. Bot., 1989, vol. 76, №6, p. 12-13.

147. Rosenblueth M., Martinez-Romero E. Bacterial endophytes and their

interactions with hosts. Molecular plant-microbe interactions, 2006, vol. 19, № 8, p. 827-837.

148. Rossini G., Federici F., Martini A. Yeast flora of grape berries during

ripening. Microbial Ecology, 1982, vol. 8, p. 83 89.

149. Rudgers J. A., Strauss S. Y., Wendel J. F. Trade-offs among anti-herbivore

resistance traits: insights from Gossypieae (Malvaceae). American Journal of Botany, 2004, vol. 91, № 6, p. 871-880.

150. Rumpf S., Cromey M., Webb C.J. Ultrastructure and function of the

nectarines of New Zealand Bracken (Pteridium esculentum (Forst. f.) Cockayne). New Zealand Journal of Botany, 1994, vol. 32, p. 487-496.

151. Salem S.H., Moawad H., Bard El Din, Khater T., Iskandar M. Seasonal

variations in yeast content of rhizosphere and phyllosphere. Egipt. J. Microbiol., 1986, vol. 21, № 2, p. 221-227.

152. Sampaio J.R Utilization of low molecular weight aromatic compounds

by heterobasidiomycetous yeasts: taxonomic implications. Can. J. Microbiol., 1999, vol. 45, p. 491-512.

153. Santamaria J., Bayman R Fungal epiphytes and endophytes of coffee

leaves (Coffea arabica). Microbiol. Ecol., 2005, vol. 50, № 1, p. 1-8.

154. Schulz B., Boyle C. The endophytic continuum. Mycol. Res., 2005, vol.

109, p. 661-686.

155. Sommaruga R, Libkind D, van Broock M, Whitehead K. Mycosporine-

glutaminol-glucoside, a UV-absorbing compound of two Rhodotorula yeast species. Yeast, 2004, vol. 21, № 13, p. 1077-1081.

156. Spear R.N., Li S., Nordheim E.V., Andrews J.H. Quantitative imaging

and statistical analysis of fluorescence in situ hybridization (FISH) of Aareobasidium pullulans. J. Microb. Met., 1999, vol. 35, p. 101-110.

157. Starmer W.T., Lachance M.A., Phaff H.J. A comparizon of yeast

communities found in necrotic tissue of cladodes and fruits of Opuntia stricta on islands in the Carribean Sea and where introduced into Australia. Microbial Ecology, 1987, vol. 14, p. 179-192.

158. Sugita T., Canete-Gibas C., Takashima M., Nakase T. Three new species

of Bullera isolated from leaves in the Ogasawara Islands. Mycoscience, 1999, vol. 40, p. 491-501.

159. Sugita T., Takashima M., Ikeda R., Nakase T., Shinoda T. Intraspecies

diversity of Cryptococcus laurentii as revealed by sequences of internal transcribed spacer regions and 28S rRNA gene and taxonomic position of C. laurentii clinical isolates. Journal of Clinical Microbiology, 2000, vol. 38, №4, p. 1468-1471.

160. Takashima M., Nakase T. Four new species of the genus Sporobolomyces

isolated from leaves in Thailand. Mycoscience, 2000, vol. 41, p. 357369.

161. Takashima M., Sugita T., Shinoda T., Nakase T. Reclassification of the

Cryptococcus humicola complex. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2001, vol. 51, №6, p. 2199-2210.

162. Takashima M., Sugita T., Shinoda T., Nakase T. Three new combinations

from the Cryptococcus laurentii complex: Cryptococcus aureus, Cryptococcus carnescens and Cryptococcus peneaus. Int. J. Sys. Evol. Microbiol., 2003, vol. 53, p. 1187-1194.

163. TanY., SpieringM., Scott V., Lane G.,ChristensenM., SchmidJ. Inplanta

regulation of extension of an endophytic fungus and maintenance of high metabolic rates in its mycelium in the absence of apical extension. Appl. Environ. Microbiol., 2001, vol. 67, № 12, p. 5377-5383.

164. Tien T.M., Gaskins M.H., Hubbel D.H. Plant growth substances

produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of Pearl Millet (Pennisetum americanum L.). Applied and environmental microbiology, 1979, vol.37, № 5, p. 1016-1024.

165. Trewavas A., Cleland R. Is plant development regulated by changes in

the concentration of growth substances or by changes in the sensitivity to growth substances? Trends Biochem. Sci.,1983, vol.8, p. 354-357.

166. Trindade R., Resende M., Silva C., Rosa C. Yeasts associated with fresh

and frozen pulps of Brazilian tropical fruits. Syst. Appl. Microbiol., 2002, vol. 25, № 2, p. 294-300.

167. Trindade R.C., Resende M.A., Pimenta R.S., Lachance M.A., Rosa C.A.

Candida sergipensis, a new asexual yeast species isolated from frozen pulps of tropical fruits. Antonie van Leeuwenhoek, 2004, vol. 86, № 1, p. 27-32.

168. Tukey Jr H.B. Leaching of substances from plants. In: «Ecology of leaf

surface microorganisms». Eds. T.F.Preece, C.H.Dickinson. London: Academic Press, 1971, p. 67-80.

169. Warren R.C. Microbies associeted with buds and leaves some recent

investigations on deciduous trees. In: «Microbiology of aerial plant Surfaces». London e.a., 1976, p. 38-67.

170. Wildman H.G., Parkinson D. Micro fungal succession on living leaves of

Populus tremidoides. Can. J. Bot., 1979, vol. 57, № 24, p. 2800-2811.

171. Wilson M., Hirano S.S., Lindow S.E. Location and survival of leaf-

associated bacteria in relation to patogenycity and potential for growth within the leaf. Appl. Environ. Microbiol., 1999, vol. 65, № 4, p.

1435-1443.

172. Woody S., Spear R, Nordheim E., Ives A., Andrews J. Single-leaf

resolution of the temporal population dynamics of Aureobasidium pidlulans on apple leaves. Appl. Environ. Microbiol., 2003, vol. 69, № 8, p. 4892-4900.

173. Yang Ching-Hong, Crowley D.E., Borneman J., Keen N.T. Microbial

phyllosphere populations are more complex than previously realized. PNAS, 2001, vol. 98, № 7, p. 3889-3894.

174. Zhao J.H., Bai F.Y., Guo L.D., Jia J.H. Rhodotorula pinicola sp. nov.,

a basidiomycetous yeast species isolated from xylem of pine twigs. FEMS Yeast Research, 2002, vol. 2, № 2, p. 159-163.