Индукция защитной системы пшеницы и картофеля эндофитными бактериями Bacillus subtilis 26Д тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.05, кандидат биологических наук Абизгильдина, Регина Рамилевна

• Абизгильдина, Регина Рамилевна
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Абизгильдина, Регина Рамилевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр

ВВЕДЕНИЕ 6 ГЛАВА 1. РОЛЬ СТИМУЛИРУЮЩИХ РОСТ РАСТЕНИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ (СРРМ) В РЕГУЛЯЦИИ УСТОЙЧИВОСТИ

К ПАТОГЕНАМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Классификация современных средств защиты растений

1.2 Участие сигнальных молекул, запускающих СПУ и СИУ, в функционировании про-антиоксидантной системы растений

1.3 Биопрепараты на основе СРРМ

1.4 Механизмы защитных эффектов СРРМ

1.4.1 Синтез антибиотиков

1.4.2 Гидролазы

1.4.3 Фитогормоны и сигнальные молекулы

1.4.4 Сидерофоры

1.4.5 Улучшение фосфорного и азотного питания растений

1.5 Особенности симбиотического взаимодействия СРРМ в

формировании защитной системы растений

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований

2.1.1 Возбудители болезней пшеницы и картофеля и методы работы с ними

2.1.2 Средства защиты растений и иммунизаторы, использованные для обработки растений

2.2 Условия проведения опытов

2.2.1 Лабораторные испытания

2.2.2 Полевые опыты

2.3. Методы биохимических исследований

2.3.1 Получение белковых экстрактов и измерение активности перокси дазы

2.3.2 Измерение уровня Н202

2.3.3 Колориметрический метод определения белка по Bradford

2.3.4 Изоэлектричесское фокусирование белков

2.4 Молекулярно-биологические методы

2.4.1 Выделение и очистка РНК из растений

2.4.2 Полимеразная цепная реакция ДНК

2.4.3 Олигонуклеотидные праймеры, использованные в работе

2.4.4 Реакция обратной транскрипцонной ПЦР на основе матричной РНК и полуколичественный анализ экспрессии гена пероксидазы

2.4.5 Проведение RAPD анализа

2.4.6 Электрофорез ДНК и РНК в агарозных и полиакриламидных гелях

2.4.7 Компьютерный анализ нуклеотидных последовательностей

2.4.8 Получение протопластов В. subtilis 26Д и их трансформация плазмидной конструкцией, содержащей ген GFP

2.5 Статистическая обработка результатов

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Экспериментальное обоснование эндофитного развития бактерии

В. subtilis 26Д в тканях растений картофеля и пшеницы

3.2 Влияние В. subtilis 26Д на проявление симптомов болезней

пшеницы и картофеля

3.2.1. Развитие корневых гнилей в растениях пшеницы

3.2.2 Развитие возбудителя септориоза S. nodorum на отрезках листьев

пшеницы

3.2.3. Развитие фитофтороза на листьях картофеля

3.3. Влияние бактерии В. яиЫШя 26Д на биохимические показатели растений

3.3.1 Генерация перекиси водорода в растениях пшеницы, инфицированных грибом Шро1ап8 зогокМапа

3.3.2 Активность пероксидазы в растениях пшеницы инфицированных грибом В1ро1аш Богокшапа

3.3.3 Активность пероксидазы в растениях пшеницы при инфицировании грибом & пос1огит

3.3.4 Активность пероксидазы в растениях картофеля при инфицировании Рк

3.4 Роль бактерии В. япЫШв 26Д и сигнальных молекул в регулировании транскрипционной активности генов пероксидазы в растениях пшеницы и картофеля

3.4.1 Транскрипционная активность гена пероксидазы ТС151917, в растениях пшеницы, инфицированных возбудителем септориоза

3.4.2 Регуляция экспрессии гена пероксидазы М21334 в растениях картофеля под воздействием возбудителя фитофтороза

3.5 Сохранение защитного потенциала в клубнях картофеля при

обработке растений В. яиЫШз 26Д

Заключение

Выводы

Список литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АФК - активные формы кислорода; ЖК - жасмоновая кислота; ИЭФ - изоэлектрофокусирование; КГА - картофельно-глюкозный агар; ЛПС - липополисахариды;

НАДФН - никотинамидадениндинуклеофосфат восстановленный;

ПААГ - полиакриламидный гель;

ПО - пероксидаза;

ПЦР - полимеразно-цепная реакция;

СВЧ-реакция - сверхчувствительная реакция;

СЗР - средства защиты растений;

СИГУ - системная индуцированная устойчивость;

СК - салициловая кислота;

СПУ - системная приобретенная устойчивость;

СРРМ (PGPR) - стимулирующие рост растений микроорганизмы;

ФА - фитоалексины;

ФБ - Na-фосфатный буфер;

ХОС - хитоолигосахариды;

Н202 - пероксид водорода;

НРПС - нерибосомальный пептидный синтез;

ФАЛ - фенилаланин-аммиак-лиаза;

HR (hypersensitive response) - гиперчувтсвительный ответ;

GFP (green fluorescent protein) - зелёный флуоресцентный белок;

р/- изоэлектрическая точка;

PR-белки - патоген-индуцированные белки;

RAPD (Random Amplified Polymophic DNA) - праймер с произвольной случайной последовательностью ДНК.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Индукция защитной системы пшеницы и картофеля эндофитными бактериями Bacillus subtilis 26Д»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. В последние десятилетия растет интерес к биологическим средствам защиты растений (СЗР), которых отличает от химических СЗР экологичность и безопасность при применении. К таким СЗР следует отнести биологически активные соединения и живые эндофитные культуры микроорганизмов, способные стимулировать иммунный потенциал растений против патогенов [Pieterse et al., 2007; Bakker et al., 2007; Barruiso et al., 2008; Saunders, Kohn, 2009; Van der Lelie et al., 2009], который заметен на фоне высокой восприимчивости исходной формы растений [Reva et al., 2004; Compant et al., 2005; Van Loon, 2007; Мелентьев, 2007; Романенко и др., 2008; Berg, 2009; Wu et al., 2009]. Выявлено, что в растениях, под их влиянием запускаются механизмы защитной системы хозяина, обозначенные как «системная индуцированная устойчивость» (СИУ) (induced systemic resistance (ISR) и «системная приобретенная устойчивость» (СПУ) (systemic acquired resistance (SAR) [Van Loon, 2007; Barruiso et al., 2008; De Vleesschauwer et al., 2008], где важную роль играют сигнальные пути, регулируемые жасмоновой (ЖК) и салициловой кислотами (СК), соответственно. Кроме того известно, что некоторые биопрепараты обладают непосредственной антифунгальной активностью [Мелентьев, 2007].

Экологичность биопрепаратов привлекает производителей сельскохозяйственной продукции. Их рынок в 2004 г. составлял примерно 588 млн. USD [Bolckmans, 2008], из которых на долю Северной Америки приходилось 50% [http://www.abercade.ru/research/ analy-sis/3194.html]. Хотя на современном этапе биологические меры борьбы с патогенами и фитофагами в России мало применяются, по заключению экспертов, уже к 2012 году они «должны стать конкурентоспособными с пестицидами» [цит. по Монастырский, Першакова, 2009].

Еще в прошлом веке идентификацией и токсикологическими

исследованиями эндофитных штаммов бактерий, выделенных из различных организмов, в том числе и растений, активно занимались в Институте микробиологии и вирусологии НАН Украины под руководством академика НАН Украины В.В. Смирнова. На основе одного из выделенных штаммов Bacillus subtiîis ВНИИСХМ 128 (26Д) в Респ. Башкортостан (РБ), на базе предприятия «Башинком» (г. Уфа), было налажено производство биопрепарата «Фитоспорин-М», успешно прошедшего полевые испытания и запатентованного с участием сотрудников нашего института [Патент РФ №2099947]. Этот биопрепарат рекомендуется для использования на посевах различных сельскохозяйственных культур и активно используется в хозяйствах. Однако следует заметить, что фундаментальные основы физиолого-биохимических механизмов формирования устойчивости растений к патогенам под влиянием эндофитных штаммов микроорганизмов, в том числе и В. subtiîis ВНИИСХМ 128 (26Д) остаются пока практически не исследованными.

Цель исследования: Определение роли эндофитной бактерии Bacillus subtiîis 26Д в запуске механизмов, формирующих устойчивость растений к патогенам, на модели пшеницы и картофеля.

Задачи исследований:

1) определить способность бактериальных клеток В. subtiîis 26Д эндофитно сосуществовать в тканях растений;

2) определить влияние В. subtiîis 26Д на формирование устойчивости растений пшеницы к грибным патогенам Septoria nodorum и Bipolaris sorokiniana, а также растений картофеля к возбудителю фитофтороза Phytophthora infestons и фузариоза Fusarium oxysporium;

3) оценить влияние В. subtiîis 26Д на устойчивость растений картофеля к патогенным грибам во время вегетации и в период осенне-зимнего хранения;

4) оценить характер изменения компонентов про-/антиоксидантной

систем в растениях пшеницы и картофеля под влиянием В. БиЬНШ 26Д и инфицирования патогенами;

5) изучить уровень экспрессии гена пероксидазы у инфицированных растений пшеницы и картофеля при обработке В. яиЫШз 26Д, салициловой и жасмоновой кислотами.

Научная новизна. Доказан эндофитный способ сосуществования бактерии штамма В. виЫШя 26Д в тканях растений пшеницы и картофеля и выявлено их участие в запуске молекулярных механизмов индуцированной устойчивости против септориоза и фитофтороза, соответственно. Обнаружена модуляция транскрипционной активности генов пероксидазы у растений пшеницы и картофеля, способствующая как более раннему иммунному ответу, так и супрессии защитного ответа при предварительной предпосевной обработке растений комплексом бактериальной суспензии с СК или ЖК, соответственно. Сравнительный анализ транскрипционного статуса генов пероксидаз М21334 картофеля и ТС 151917 пшеницы в ответ растений на В.яиЫШя 26Д и жасмоновую кислоту в норме и при инфицировании патогенами указывает в пользу их участия, как компонентов жасмонатной сигнальной системы, в индуцированной эндофитом устойчивости растений.

Практическая значимость работы. Совокупность полученных данных позволяет расширить современные представления о физиологических и биохимических механизмах устойчивости растений. Доказано, что применение В. БиЫШя 26Д в композиции с СК индуцирует, а ЖК супрессирует защитную систему растений, что требует внимательного подхода при подборе баковых смесей препаратов, содержащих в качестве действующего начала живые бактериальные культуры и сигнальные молекулы. Иммуностимулирующая активность бактерий В. зиЫШй 26Д имеет пролонгированное действие, способствуя сохранению защитного потенциала клубней картофеля в период их хранения. Основные результаты работы

могут быть использованы в учебно-исследовательской работе.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на 10-й и 14-й Пущинских школах-конф. молодых ученых «Биология - наука XXI века» (2006, 2010) и Всероссийской 2-й школе-конф. по физико-химической биологии и биотехнологии «БИОМИКА - наука XXI века» (Уфа, 2011), на I-й Всероссийской научно-практической конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Проблемы сохранения биологического разнообразия волжского бассейна и сопредельных территорий» (Чебоксары, 2010), на У-й Всероссийской конф. молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой» (Саратов, 2010), на Всероссийском симп. «Растение и стресс» (Москва, 2010), на Международной научно-практической конф. «Научное обеспечение устойчивого ведения сельскохозяйственного производства в условиях глобального изменения климата» (Казань, 2010), на Ш-м Международном симп. "Растения и микроорганизмы» «Клеточная сигнализация у растений» (Казань, 2011).

Конкурсная поддержка работы. Исследования были поддержаны грантами РФФИ-Поволжье 10-04-97021 «Эффективность экологически безопасных препаратов с иммуностимулирующей активностью на картофеле», государственного контракта Министерства образования и науки № П339 по ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. "Структурно-функциональная характеристика полисахарид-специфичных пероксидаз" и договором с Башкирским НИИ сельского хозяйства РАСХН «Влияние биопрепаратов с иммуностимулирующей активностью на устойчивость клубней картофеля к фитофторозу» в рамках государственного контракта по региональной ГНТП «Развитие научной и инновационной деятельности в сельском хозяйстве, биологии и медицине. Оптимизация функционирования биологических систем в РБ».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 3 статьи в журналах из «Перечня ВАК».

ГЛАВА 1. РОЛЬ СТИМУЛИРУЮЩИХ РОСТ РАСТЕНИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ (СРРМ) В РЕГУЛЯЦИИ УСТОЙЧИВОСТИ к ПАТОГЕНАМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Классификация современных средств защиты растений

Во всех системах земледелия важнейшим условием получения высоких урожаев является интегрированная защита посевов от вредителей и болезней, включающая организационно-хозяйственные, селекционные и агротехнические мероприятия, использование химических средств защиты растений (ХСЗР) и биопрепаратов. Главное место среди них принадлежит системе ХСЗР, прошедшим сложный путь от чисто эмпирических приемов до научно-обоснованных комплексных мероприятий, таких как протравливание семян и опрыскивание посевов фунгицидами, инсектицидами и гербицидами [Захаренко, 2007].

Современные препараты для защиты растений от вредных организмов можно условно разделить на 3 группы. Первая - это пестициды с явным биоцидным эффектом, уничтожающие целевые «вредные» организмы. Эффективность их применения достаточно высока. Однако они уничтожают и «полезные» в агроценозе виды, что является их основным «минусом», имеют слабую степень утилизации в природных сообществах, накапливаются в продуктах питания и характеризуются высокой канцерогенностью. Согласно данным ФАО-ВОЗ, остатки пестицидов обнаруживаются в почти 40% используемых в пищу продуктах. В связи с этим в растениеводство стали внедряться фунгициды системного действия, менее токсичные и быстро утилизирующиеся в растениях. Однако, их использование сопряжено с материальными затратами, поскольку они дороги, и у патогенов к ним со временем формируется резистентность. Это вынуждает искать для защиты растений все более новые ХСЗР, расширяя их ассортимент, с неизбежной потерей контроля над их использованием.

Ко второй группе средств защиты растений следует отнести низкомолекулярные вещества, способные стимулировать иммунный потенциал растений. По одной из классификаций [Дьяков и др., 2001] такие препараты условно делятся на:

1) повышающие устойчивость клеточных стенок растений к атаке патогена за счет накопления в инфицированных тканях кремния или лигнина;

2) активирующие фенольный метаболизм;

3) индуцирующие синтез фитоалексинов;

4) приводящие к сенсибилизации растений, то есть подготавливающие их к атаке патогена;

5) усиливающие чувствительность клеток гриба к внешним воздействиям, в том числе со стороны гидролаз растений.

Согласно О. Л. Озерецковской и Н.И. Васюковой [2002], индуцирование системной болезнеустойчивости растений с помощью природных элиситоров обладает рядом преимуществ перед ХСЗР. К их числу следует отнести:

- низкую степень опасности для людей, организмов, не являющихся мишенями действия препарата, и окружающей среды;

способность индуцировать устойчивость у растений-хозяев, лишенных генов устойчивости, к болезнетворным агентам, за счет наличия альтернативных сигнальных путей;

- способность восстанавливать ранее имеющийся у растений потенциал устойчивости на горизонтальном уровне, создавая для них более длительную защиту, чем при применении фунгицидов, и требующие более низких концентраций специфичных для хозяина веществ;

- полифункциональность, то есть формирование неспецифической устойчивости растений к комплексу патогенов и фитофагов.

ФИЛОСФЕРА

: ГНИЛИ

ЭКСГУМ™

РИЗОСФЕРА

Рис. 1. Взаимодействие СРРМ (РвРЯ-бактерий) с патогенами и растениями хозяевами посредством филосферы и ризосферы [Воронин, Кочетков, 2000]

К третьей группе относятся препараты, действующим началом которых являются живые культуры микроорганизмов (бактерий, грибов) [Новикова, 2005; Pieterse et al., 2007; Bakker et al., 2007; Barruiso et al., 2008; Ongena, Jacques, 2008; Saunders, Kohn, 2009; Van der Lelie et al., 2009]. Их защитное действие обусловлено способностью продуцировать (рис 1):

а) антибиотические соединения пептидной природы;

б) различные сидерофоры и хелаторы, способствующие усилению усвояемости растениями макро- и микроэлементов, в том числе кальция, железа или, напротив, изолирующие тяжёлые металлы или токсические органические вещества, в том числе вырабатываемые и патогенами;

в) вещества, переводящие фосфор из нерастворимого состояния в растворимое, а также, усиливающие способность других азотфиксирующих бактерий усваивать атмосферный азот;

г) ферменты-гидролазы, деградирующие клеточные стенки патогенов (хитиназы, Р-1,3-глюканазы), а также их токсины;

д) регуляторы роста и различные сигнальные молекулы (ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовую (АБК), салициловую (СК) и жасмоновую (ЖК) кислоты);

е) ферменты, способствующие синтезу этилена в растениях и др.

Принцип действия препаратов второго и третьего классов отличается

от классических ХСЗР, поскольку преследует цель регулирования численности микроорганизмов, формирования конкурентных отношений с аборигенной патогенной микро- и микофлорой, индуцирования природной системной устойчивости. Большинство из них работает как триггеры, запускающие каскад защитных реакций [Тютерев, 2002; Новикова, 2005]. Многие из известных современных биопрепаратов, в особенности на основе эндофитов, как правило, сочетают в себе все отмеченные выше свойства [Дьяков и др., 2001; Злотников, Злотников, 2007]. В растениях, под влиянием СРРМ, а также элиситоров, запускаются свои собственные механизмы защитной системы, обозначенные как «системная индуцированная устойчивость» (СИУ) (induced systemic resistance (ISR)) и «системная приобретенная устойчивость» (СПУ) (systemic acquired resistance (SAR)) [Van Loon, 2007; Conn et al., 2008; Barruiso et al., 2008; De Vleesschauwer et al., 2008].

1.2 Участие сигнальных молекул, запускающих СПУ и СИУ в функционировании про-антиоксидантной систем растений

В литературе приводится множество примеров формирования СПУ, активирующейся при контакте с широким спектром патогенных организмов -вирусами, бактериями, грибами и оомицетами. С молекулярной точки зрения СПУ характеризуется повышением экспрессии большого количества индуцируемых патогенами генов как в очаге инфекции, так и в тканях, не

контактирующих напрямую с патогеном. Установлено, что экзогенная СК индуцировала экспрессию генов и образование целого ряда белков, в том числе PR-белков, а также образование фитоалексинов, что и вызывало индуцирование СПУ тканей растений к патогенам [Максимов и др., 2004].

Участие СК в СПУ впервые было установлено в начале 80-х годов прошлого века. Antoniw и White продемонстрировали, что обработка листьев табака аспирином увеличивает их устойчивость к вирусу табачной мозаики (ВТМ) [цит. по Kawano, 2007]. Увеличение концентрации СК наблюдается в точке проникновения патогена совместно с окислительным взрывом [Torres et al., 2006], проявляющимся в наиболее ранние сроки патогенеза [Тарчевский, 2008]. Предполагается, что это происходит за счет активации альтернативной оксидазы в митохондриях [Chaturvedi, Shan, 2007] и игнибирования активности каталазы и индуцирования антиоксидантной активности ПО. Не исключено, что болезнеустойчивость под влиянием СК лимитируется не столько ее конститутивным содержанием в том или ином виде или сорте растений, сколько чувствительностью к ней определенных рецепторов [Панина и др., 2005]. Интересно, что при инфицировании лука грибом Stemphyllium vesicarium происходило незначительное постепенное увеличение содержания свободной СК, однако если растения были обработаны экзогенной СК, то за инфицированием следовало значительное увеличение ее эндогенного содержания, кореллирующего с увеличением активности ПО.

Ряд генов ПО 3 класса, которые так же относятся к PR-9 белкам, индуцируются СК, хотя большое их число не являются СК-компетентными. Как предполагается, чувствительность к СК является своеобразным «маркером» ПО, участвующих в защитных реакциях [Almagro et al., 2009]. Так, под влиянием СК в цитоплазматической фракции белков каллусов пшеницы избирательно повышалась активность ПО с р/ ~ 3.5 и р/ ~ 9.7, сорбирующихся на мицелий патогенных грибов, и изоПО с рI ~ 7.5

[Максимов и др., 2004].

Обработка каллусов петрушки бензотиодиазолом индуцировала экспрессию анионной ПО, причем данный эффект наблюдался даже при использовании незначительной концентрации данного соединения. Для сравнения было изучено влияние бензотиодиазола на экспрессию фенилаланинамоний лиазы - ключевого фермента биосинтеза фенольных соединений, в том числе СК и многих фитоалексинов. В отличие от генов ПО, экспрессия гена, кодирующего этот белок, индуцировалась только высокими концентрациями бензотиадиазола в сочетании с элиситором, выделенным из клеточных стенок РкуШрЫИога megasperma, что говорит о роли анионных ПО в качестве «авангарда» салицилат-индуцируемых защитных реакций. В мутантных линиях арабидопсиса, дефицитных (паИв) либо не чувствительных к СК активность ПО была конститувно ниже, чем в растениях дикого типа, причем обработка растений дикого типа и мутантов пакО экзогенной СК стимулировало ПО активность [СЫроШш, 2002].

Считается, что СК, ингибируя каталазу, способствует накоплению Н202. Очевидно, что связь между Н202 и СК не проста, поскольку Н202, помимо своего прямого воздействия, служит субстратом для ПО и регулирует экспрессию определённых защитных генов, в том числе генов ПО [Ка\уапо, РигшсЫ, 2007]. Важность роли ПО в накоплении АФК в растениях под влиянием СК является одним из обсуждаемых современных проблем [Максимов и др., 2004]. Так, ярким примером этому является ингибирование накопления АФК, индуцированной СК, под влиянием ингибиторов активности ПО - салицилгидроксамовой кислотой [Максютова и др., 2005] или монодегидроаскорбата [Ка\уапо, Ми1:о 2000]. Протеомный анализ апикальных меристем корней гороха показал, что аскорбат-ПО, участвующая в нейтрализации Н202 в аскорбатглутатионовом цикле, индуцировалась в обработанных СК растениях. Однако СК в концентрации, приводящей к апоптозу клеток (100 мкм) снижала содержаение этого фермента [Тарчевский

и др., 2008]. Известно, что многие ПО, генерирующие Н2О2, инактивируются ее большими концентрациями, то есть происходит регуляция конечным продуктом по принципу обратной связи. Такая инактивированная ПО (компонент 3) в присутствии СК катаболизируется до гем-содержащего производного Р-670. Этим, возможно, объясняется краткость СК-индуцированного окислительного взрыва [Kawano, Furuichi, 2007]. Однако, помимо сведений о накоплении под действием СК АФК в растениях, есть факты, показывающие возможность индукции аккумуляции салицилата вследствие окислительного взрыва. Так, обработка листьев табака Н202 активизировала один из ключевых ферментов биосинтеза СК - бензоил-2гидроксилазу, что приводило к увеличению концентрации СК. Вероятно, в запуске салицилат-индуцируемых генов важен окислительный взрыв, обусловленный внедрением патогена. Например, в обработанных СК растениях аспарагуса, инфицированных возбудителем корневой гнили, наблюдалось увеличение активности ПО, в то время как сама по себе СК не оказывала подобного влияния. Это может свидетельствовать о сложной системе взаимодействия участников в цепи событий, приводящих к устойчивости растений, в регуляции которых СК играет ключевую роль.

Интересно, что СК, ингибируя антиоксидантную активность ПО, стимулирует способность фермента вырабатывать О2 [Kawano, Furuichi, 2007; Almagro et al., 2009]. При этом происходит генерация радикалов СК, совместно с другими фенольными компонентами, вовлекающихся в синтез антимикробных соединений, таких как фитоалексины, алкалоиды и терпены [Okazaki et al., 2004], а также полимеризующихся в лигнин. Свободный салицилат-радикал может участвовать в процессе перекисного окисления липидов. При этом индуцируемая СК экспрессия гена PR-1 в дном из исследований подавлялась добавлением диэтилдитиокарбамата, преобразующего перокси-производные жирных кислот в гидроксильные

[Kawano, 2003]. Таким образом, вероятно, существует механизм регуляции оксидантной функций СК в реализации защитного ответа.

Одним из ключевых моментов проявления воздействия СК, является усиление под ее влиянием выделения белков, в том числе и оксидоредуктаз, в апопластную фракцию белков, где они формируют межклеточные связи и способствуют агрегированию меристематических клеток. В ионно-связанной с клеточной стенкой фракции белка СК вызывала накопление анионной ПО, в свободно растворимой апопластной фракции белка [Максимов и др., 2004]. Активность фермента многократно повышалась при инфицировании и вызывала накопление в среде культивирования катионной ПО с р/ ~ 9,7. К тому же, как показано, ПО обладают непосредственно высокой антигрибной активностью, а также в связи с их АФК генерирующей активностью [Lehtonen et al., 2009]. Причем выявлено, что эти изоПО характеризуются свойством экспрессироваться под влиянием индукторов устойчивости и способностью экскретироваться во внеклеточную среду [Lehtonen et al., 2009].

Таким образом, индукция защитной активности под влиянием СК основана на непосредственной и опосредованной через месенджеры регуляции уровня АФК. СК активно участвует в функционировании НАДФ(Н)-оксидазной и NO-синтазной сигнальных систем, а также способна активировать липоксигеназную и МАР-киназную системы [Шакирова, 2003]. Ряд исследователей классифицируют защитные механизмы растений как СК-зависимый и СК-независимый пути, функционирующие, взаимно влияя друг на друга и тем самым составляя комплексную сеть регуляторных взаимоотношений [Панина и др., 2005; Almagro et al., 2009].

Жасмоновая кислота (ЖК) и ее метиловый эфир - низкомолекулярные соединения оксилипиновой природы, образующиеся в результате ряда реакций из ненасыщенных жирных кислот при гидролизе мембранных фосфолипидов фосфолипазой А2. Жасмонаты являются сигнальными

молекулами, участвующими в регуляции этапов жизнедеятельности растения - от прорастания семян и клубней до созревания плодов и старения листьев. Кроме того, жасмонаты контролируют устойчивость растений к стрессовым факторам, усиливая образование этилена и повышая содержание свободной АБК [Ладыженская, Кораблева, 2008; Головатская, Карначук, 2008]. Предполагают, что олигосахаридные элиситоры, связываясь с потенциальными рецепторами, вызывают освобождение из сложных мембранных липидов ненасыщенных жирных кислот октадеканоидного ряда, дающих начало сигнальной липоксигеназной (или октадеканоидной) системе. В результате её включения линоленовая кислота превращается в 12-оксофитодиеновую кислоту и затем в жасмоновую кислоту. Эти два циклопентанона являются потенциальными активаторами транскрипции ряда генов защитных белков [Валуева и др., 2001]. Обработка синтетическим аналогом ЖК - 1-оксо-индолил-Ь-изолейцин метиловым эфиром, восприимчивого к Septoria graminis сорта проса {Pennisetum glaucum) в полевых условиях снижала количество растений с симптомами заболевания, причем обработанные растения обнаруживали большую, по сравнению с контролем, активность ПО [Deepak et al., 2007]. Интересно, что в ответ на обработку элиситорами, либо несовместимыми расами P. infestans, растительные ткани аккумулировали 12-оксофитодиеновую кислоту и ЖК, однако, в восприимчивых к фитофторозу сортах этого не происходило [Васюкова, Озерецковская, 2009].

Установлено, что ЖК выполняет ключевую роль в защитных ответах растения на внедрение патогенов и насекомых, индуцирует экспрессию генов специфических полипептидов, участвующих в защите растительных клеток от патогенов и стрессов (ингибиторов протеиназ, ферментов флавоноидного биосинтеза, халконсинтазу, фенилаланинаммиак-лиазу (ФАЛ), полифенолоксидазу, ПО), сесквитерпеноидного биогенеза, тионина и осмотина [Yan et al., 2007]. Поэтому предполагают, что она выполняет

сигнальную функцию в ответе растения на поранение [Лиу и др., 2008; Ладыженская, Кораблева, 2008].

ЖК способствовала накоплению различных метаболитов, в том числе Н202, в клеточных культурах растений [Quan et al., 2008]. На листьях гороха была продемонстрирована генерация Н202 в ответ на обработку ЖК, опосредованная активацией НАДФ-Н оксидазы и ПО клеточных стенок [Лиу и др., 2008]. Причем Н202, вероятно, является вторичным мессенджером в передаче сигнала ЖК. Так, обработка листьев томата ингибитором НАДФН-оксидазы дифенилениодиумом (DPI) снижала продукцию ЖК-индуцированного ингибитора протеиназ I, однако не влияла на экспрессию генов белков, участвующих в синтезе ЖК [Orozco-Cärdenas et al., 2001].

В растении Stylosanthes humilis были обнаружены два изогена shpxöa и shpxöb, экспрессирующихся при поранении, инфицировании Colletotrichum gloeosporioides и обработке ЖК, однако CK или АБК не обладали подобным эффектом [Curtis et al, 1999]. Исследование отдельных изоформ дуба черешчатого показало, что изоформы с р/ ~ 3.9, ~ 4.4 и ~ 4.1 реагируют на поранение, поедение насекомыми-фитофагами, при этом только изоформы с рI ~ 4.4 и ~ 4.1 увеличивали активность после обработки ЖК, однако, если после поранения максимальная активность этих изоформ наблюдалась через сутки после повреждающего воздействия, то после обработки ЖК до активации этих изоПО проходило до 2 недель. ЖК в концентрации 100 цМ вызывала появление ряда нейтральных изоформ ПО в листьях гороха, что способствовало более чем трехкратному увеличению общей ПО активности [Kumari et al., 2006].

В растениях арабидопсиса транскрипционный фактор ОСРЗ (OVEREXPRESSOR OF CATIONIC PEROXIDASE 3) является важным при развитии устойчивости к некротрофным патогенам. Мутанты осрЗ проявляют повышенную устойчивость к данным патогенам, но при скрещивании с ЖК-нечувствительными мутантами coi-1 потомство

становится восприимчивым, что указывает на важную роль ЖК в регуляции генов, опосредованных этим фактором [Coego et а., 2005]. Выделенные из корней кукурузы 4 мембрано-ассоциированные ПО (pmPOXl, pmPOX2a, pmPOX2b, ртРОХЗ) значительно увеличивали свою активность при обработке растений жасмоновой и салициловой кислотами, а так же элиситорами, выделенными из различных видов рода Fusarium. Этими же авторами было показано, что в различных фракциях ПО при обработке жасмоновой кислотой и элиситорами содержание белка фермента существенно не изменялась, однако происходило заметное увеличение ПО активности [Mika et al., 2010]. G.K. Agrawal с коллегами [2002] был выделен и клонирован изоген ПО риса OsPOX, индуцируемый ЖК, и поранением, и, путем использования ингибитора фосфатазы 2А (кантаридина), была показана роль протеин-киназной сигнальной системы в процессе экспрессии этого гена. Однако, обнаруженный в растениях табака изоген ПО troxNl, экспрессирующийся при механическом поражении листьев, был ЖК-независим и после обработки растений ЖК его транскриптов не наблюдалось [Sasaki et al., 2002]. Более того, после инфицирования листьев Ph. syringae экспрессия гена Ер5С арахиса, продукт которого подобен внеклеточной катионной ПО хрена, происходит как у восприимчивых, так и у устойчивых растений кратковременно, через 2 ч [Coego et al., 2005] и не зависит от CK, этилена, метилжасмоната и поранения. Недавно в Capsicum annum был обнаружен ген СаРгх02, продукт которого регулировал уровень Н202 при формировании защитного ответа на инфицирование патогенами [Choi et al., 2007].

Следует при этом заметить, что о роли ЖК в регуляции активности ПО и кодирующих ее генов информация далеко не полна. Также остаются не проанализированными изменения, происходящие в инифицированных тканях растения под влиянием ЖК, а также воздействие СК-сигналинга на про-/антиоксидантьный статус при ее интерференции с ЖК-сигналингом в

инфицированных патогенами и фитофагами различной трофности растениях. Traw M.V. с коллегами [2003] обнаружили, что обработка ЖК многократно увеличивала активность ПО и ингибиторов протеиназ в листьях арабидопсиса дикого типа, в то время как в мутантах cepl, характеризующихся конститутивно увеличенным содержанием СК, экзогенная ЖК не обладала подобной активностью, что позволило авторам предположить существование антагонистического действия СК и ЖК в растениях, что согласуется с данными многих других исследований [Kazan, Manners, 2008;. Chaturvedi, Shan, 2007]. Однако в литературе встречаются данные об отсутствии интерференции между этими сигнальными путями или же о совместном участии в регуляции ряда процессов, в том числе связанных с защитным ответом растений [Wees, 2000; Миг, 2006]. Так, известно, что ПО относятся к белкам, индуцируемым при поранении, так же как PR-6 и ингибитор протеиназ II. Было показано, что значительное увеличение экспрессия последних на фоне поранения может быть вызвано экзогенной ЖК и ее аналогами. Экспрессия же гена индуцируемой поранением ПО tpoxNl значительно не возрастала, а так же не зависела от содержания в растениях СК - антагониста ЖК в передаче сигнала о поранении [Hiraga, Ito, 2000]. Согласно одной из точек зрения [Torres, 2006; Миг, 2006], СК и ЖК могут считаться синергистами либо антагонистами в различных концентрациях и при действии на различные стороны метаболизма растений. Таким образом, сигнальные пути, опосредованные СК и ЖК, находятся в сложном взаимодействии по отношению к различным сторонам метаболизма клеток, в частности - к состоянию их про-/антиоксидантной системы, которая во многом вовлечена в процессы защитного ответа растений.

1.3 Биопрепараты на основе СРРМ

В последние годы, как в нашей стране, так и за рубежом растет интерес к экологически чистым и безопасным препаратам для защиты растений от болезней. Механизм их действия на растения основан на формировании антагонистических отношений между составляющими их основу штаммами бактерий или грибов и патогенными микроорганизмами. Многие исследователи отмечают также, что их применение эффективно стимулирует рост растений. Соответственно, это свойство микроорганизмов и послужило основанием для их отнесения к СРРМ. Преимущество биологического метода по сравнению с химическими состоит в отсутствии отрицательного их влияния на окружающую среду и, соответственно, получении продукции без содержания пестицидов.

Применение СРРМ для защиты растений от болезней у нас в стране не получило пока широкого распространения [Логинов, 2005; Монастырский, 2009]. Среди основных причин, мешающих широкому распространению микробных препаратов в производстве продуктов растениеводства, специалисты называют их низкую технологичность, а также частичную или полную утрату эффективности действия против возбудителей болезней растений при длительном хранении в жидкой форме. Одним из наиболее удачных решений этих проблем является производство биопрепаратов в порошкообразном виде, удобном как для хранения, так и для траспортировки и применению, а также использование споробразующих микроорганизмов.

В настоящее время в списке пестицидов и агрохимикатов Минсельхоза России насчитывается не менее десяти биофунгицидов: Фитоспорин-М, Алирин-Б, Бактофит, Гамаир, Вермикулен, Псевдобактерин-2, Елена, Бинорам, Планриз, Глиокладин. Большинство из них предлагается к использованию на достаточно объемном перечне сельскохозяйственных кулыур - зерновые, овощные, культуры зашищенного грунта и др. Восемь из зарегестрированных на сегодняшний день биопрепаратов созданы на основе

бактериальных штаммов Bacillus subtilis и Pseudomonas.

К важнейшим положительным свойствам биопрепаратов следует отнести их способность индуцировать адаптивные механизмы растений к быстро меняющимся неблагприятным условиям окружающей среды, в том числе и инфицирования патогенами. Так, биопрепараты Гамаир на основе Bacillus subtilis М-22 ВИЗР и Бактофит на основе Bacillus subtilis ИПМ-215 проявили себя эффективно на различных сортах озимой пшеницы в условиях крайне засушливой зоны Ставропольского края [Зимоглядова и др., 2009]. Препарат Бактофит (.Bacillus subtilis ИПМ 215) обладает антифунгальной активностью - снижает развитие септориоза листьев на озимой пшенице с биологической эффективностью до 60%, развитие бурой ржавчины - с эффективностью до 65%, гельминтоспориоза ячменя - 17-23%. Испытания Бактофита на озимой пшенице в центральном районе Нечерноземной зоны России показали, что он также оказывает заметное стимулирующее действие на биологическую продуктивность зерновых культур. При разных нормах расхода препарата урожайность зерна пшеницы увеличивалась на 3-6,8 ц/га, ячменя - на 1,9-2,1 ц/га. Обработка семян яровой пшеницы препаратом Фитоспорин-М (действующее начало - эндофитная бактерия В. subtilis штамма 26Д) существенно увеличивала массу зерен с одного колоса и с единицы площади, достоверная прибавка урожая зерна составила 2,3 ц/га [Недорезков и др., 2003].

Целый ряд биопрепаратов оказывает положительное влияние на продуктивность и устойчивость картофеля к болезням [Боровая и др, 2009]. Так, при обработке клубней препаратом Планриз за две недели до их высадки в грунт прибавка урожайности клубней картофеля сорта Майка ранняя составила 28,3%, по сравнению с контролем. Хорошие результаты получены при предпосадочной обработке клубней Планризом в смеси с Бактофитом и поливинилпирролидоном. В этом случае урожайность была на 21,4% выше контрольного показателя [Боровая и др, 2009].

СРРМ условно можно разделить на три группы:

1. Свободноживущие почвенные микроорганизмы, при благоприятных условиях вступающие в определенные взаимодействия с растениями.

2. Ризосферные и филосферные виды, локализованные в близлежащих к корням зонах почвы или поверхности эпидермиса листьев растений, существование которых без наличия хозяина затруднительно.

3. Микроорганизмы, способные формировать прочные ассоциации с определенными тканями и органами растений, проникая в них по межклетникам (эндофиты). Часто, представители последней группы СРРМ не могут существовать долговременно вне живых тканей хозяина

Из ризосферы растений, а также их тканей были выделены штаммы СРРМ, идентифицированные как ризобиальные (Rhizobia), диазотрофные (Azospirillium, Azoarcus, Aziviobria, Azotobacter,), бациллярные {Bacillus), псевдомонадные {Pseudomonas), актиномицетные {Streptomyces). Кроме них, прочные ассоциации с растениями формируют бактерии Arthrobacter, Bacillus, Clostridium, Enterobacter, Gluconacetobacter, Serratia [Hurek, Reinhold-Hurek, 2003], а также микоризные и эндофитные виды грибов.

Одним из наиболее привлекательных объектов для промышленного (коммерческого) производства различных препаратов, в том числе активно используемых в сельскохозяйственной практике являются ризосферные и эндофитные штаммы бактерий рода Bacillus [Мелентьев, 2007]. Среди выделенных из тканей здоровых растений хлопчатника (Душанбе, Таджикистан) 76-и штаммов спорообразующих бактерий преобладал В. subtilis [Reva et al., 2002]. При обработке эндофитными штаммами В. subtilis, выделенными из этой культуры, замечено снижение степени колонизации корней грибами рода Fusarium и, соответственно, ослабление вилта На основе одного из штаммов В. subtilis 26Д создан препарат Фитоспорин, эффективный против плесневения и гнилей семян различных культур, черной

ножки, фитофтороза, альтернариоза картофеля [Список пестицидов, 2008]. Из здоровых тканей пшеницы были выделены три штамма Bacillus ssp. и несколько видов грибов [Larran et al., 2002]. Исследователями из Китайской народной республики выделены 221 бактериальных, 34 грибных и 5 актиноризных эндофитных изолята из листьев и корнеплодов сахарной свеклы [Shi et al., 2009]. На основе австралийской линии А-13 эндофитной бактерии В. subtilis, получена новая перспективная линия GB03, зарегистрированная в 1985 году фирмой Uniroyal Agricultural Chemical (США), проявляющая высокую антагонистическую активность по отношению к Rhizoctonia solani, F. oxisporium f.sp. vasinfectum на посевах хлопчатника и арахиса. На основе другой линии GB07 этого же штамма бактерии создан препарат, эффективный против патогенов рода Pythium на хлопчатнике. Защитная эффективность бактерии В. subtilis FZB-24 на растениях спаржи и картофеля была высокой по отношению к патогенам F. oxysporium Schlecht, Streptomices scabies, Erwinia carotovora ssp. atroseptica [Kilan et al., 2000]. Препарат Бациспецин БМ на основе В. subtilis 739 использовался для подавления развития корневых гнилей, аэрогенных инфекций (желтая, бурая и стеблевая ржавчины) на посевах пшеницы, где его эффективность действия не уступала химическим пестицидам [Мелентьев и др., 2006]. Применение препарата Бактофит на основе В. subtilis ИПМ-215 снижало развитие корневых гнилей озимой пшеницы до 4-х раз и поражение мучнистой росой до 10-ти раз. Обнаружена стимуляция роста растений и антагонизм в отношении М. incognita при их обработке бактериальными штаммами Bacillus cereus S-18, В. subtilis VM-1-32 и Pseudomonas sp. W-34. При обработке семян пшеницы СРРМ снижалась зараженность возбудителями корневых гнилей на 20.9 - 51.2%, а возбудителями листо-стебельных болезней - на 24.3 - 63.5%. Величина сохранённого урожая доходила, например, у пшеницы, томатов, яблони до 20-25%, кукурузы и картофеля - до 20%, ячменя, люцерны и хлопчатника -

на 15%, капусты - на 10%, а биологическая эффективность до 50.5 - 96.4%. [Романенко и др., 2008].

Важно, что среди выделяемых штаммов, обнаруживались суперпаразиты, защитный механизм на растения которых отличался от СРРМ. Они непосредственно ингибировали рост патогенов [Bonfante, Anca, 2009; Kobayashi, Crouch, 2009] или, наоборот, «помогали» патогенам формировать восприимчивую реакцию [Frey-Klett et al., 2007; Bonfante, Anca, 2009; Kobayashi, Crouch, 2009].

1.4 Механизмы защитных эффектов СРРМ

1.4.1 Синтез антибиотиков

Важная составляющая защитного эффекта СРРМ - способность продуцировавть антибиотики [Смирнов и др., 1982; Pusey, Wilson, 1984; Stein, 2005]. Это циклические олигопептиды, ингибирующие синтез клеточных стенок патогенов; линейные и циклические олигопептиды, действующие на мембранные структуры клеток; пептиды, ингибирующие образование комплекса инициации на маленькой субъединице рибосом; аминогликозидные антибиотики, действующие на функцию рибосом.

Одним из главных представителей СРРМ является "сенная бактерия" В. subtilis, которая вырабатывает более чем 20 антибиотиков. Было подчеркнуто, что все исследованные штаммы В. subtilis вырабатывают индивидуальный набор антибиотиков, заключающие только небольшое количество веществ [Moszer et al., 2002]. Были собраны несколько сотен видов диких штаммов этой бактерии со способностью к продуцированию более чем 12 видов антибиотиков с различной структурой. Все гены, определяющие биосинтез антибиотиков занимают около 350 кб и в среднем около 4-5 % генома В.subtilis подчинено производству антибиотиков.

То, что В. subtilis вырабатывают антибиотики, было обнаружено еще 50 лет назад. Пептидные антибиотики представляли собой обширный класс и

проявляли определенные свойства. Они были неподвижны, гидрофобны, имели циклическую структуру с необычной составной частью, похожую на D-аминокислоту, и были устойчивы к гидролизу пептидазами и протеазами. Кроме того, цистеиновые остатки или окислялись до сульфидов и/или изменялись до характерных внутримолекулярных C-S связей, и, следовательно, пептидные антибиотики были нечувствительны к окислению.

Из продуцируемых бактериями рода Bacillus 167 видов антибиотиков более 12-и синтезируется штаммами В. subtilis [Sonenshein и др., 2001]. Все исследовананые штаммы В. subtilis вырабатывают свой индивидуальный набор антибиотиков, значительно отличающийся даже среди близкородственных штаммов одного вида. Это предполагает у них относительную эволюционную «молодость» антибиотик-определяющего локуса, что доказывается, например, высокой степенью гомологии ДНК, кодирующего субланцин В. subtilis, с локусом профага SPß, инфицирующим эти бактерии [Westers et al., 2003]. Идентичность геномного локуса кластеров для биосинтеза субтилина и эрицина в штаммах В. subtilis АТСС 6633 и А1/3 и взаимозаменяемость генов, кодирующих микосубтилин и фенгицин, предполагает их происхождение от общего прародителя [Stein et al., 2002].

Существуют 2 пути синтеза пептидов:

1. нерибосомальный синтез из предшественников синтетаз (NRPSs);

2. рибосомальный синтез линейных предшественников с компонентами посттрансляционной модификации и протеолитического процессинга. К ним относятся бацилломицин, микобацилин, фунгистатин, итурин, фенгицин, плипастатин и сурфактин и др. [Duitman et al., 1999]. С использованием искусственного РНК-сайлесинга показана важная роль итурина в антипатогенной активности бактерий В. licheniformis в растениях [Arrebola et al., 2010], связанная с нарушением под влиянием антибиотика стабильности грибной плазмалеммы [Hsieh et al. 2008].

Наиболее изученным антибиотиком, синтезируемым бактериями рода

Bacillus, является сурфактин, представляющий собой циклический липопептид из семи аминокислотных остатков, связанных ковалентными связями с карбоксильной группой ß-гидроксикарбоновой кислоты и бацилизин [Реуроих и др.,1999; Мелентьев и др., 2006]. Обнаружена одновременная продукция некоторыми штаммами В. subtilis двух и более антибиотиков, например, S499 и RB14 сурфактина и итурина, синергически усиливающих действие друг друга [Tsuge et al., 2001]. Бактерии В. licheniformis продуцируют вещество лихенизин, отличающиеся от сурфактина заменой L-глютаминовой кислоты в положении одного лактонового кольца на L-глютамин или L-аспарагиновой кислоты в положении 5 на L-аспарагин, но по иммунохимической реакции подобный ему. К группе лактамов относятся микосубтилин, итурин и бацилломицин [Реуроих и др., 1999; Duitman et al., 1999; Moyne et al., 2004].

Среди антибиотиков СРРМ выделяют пептиды лантионин и метиллантионин, содержащие остаточные тиоловые связи [Guder et al., 2000; McAuliffe et al., 2001]. Самозащита (иммунитет) бактерий против таких антибиотиков основана на АТФ-связывающем переносчике соответствующих белков (LanFEG), выносящих лантибиотики из цитоплазматического пространства во внеклеточное [Stein et al., 2005]. Продуцируемый штаммами В. subtilis 32-аминокислотный пентацикличный лантибиотик субтилин [Zheng et al., 2000; Marx et al., 2001; Stein et al., 2005; Kawulka et al., 2004], структурно гомологичный низину (E 234) L. lactis [Ross et al., 2002], имеет макроциклическую структуру с тремя межостаточными связями, объединёнными как мосты между молекулами цистеина и аминокислотным а-углеродами. Он эффективен против различных грамположительных бактерий, включая потенциально патогенные для человека. Штамм В. subtilis А1/3 продуцирует эрицин, гомологичный субтилину [Stein et al., 2002],

Большинство антибиотиков Bacillus ssp. активны против

грамположительных бактерий, хотя некоторые проявляют активность и против грамотрицательных (например, полимиксин, циркулин и колистин), против патогенных грибов Alternaría solani, Aspergillus flavus, Botryosphaeria ribis, Colletotrichum gloeosporioides, F. oxysporum, Helminthosporium mayáis, Phomopsis gossypii. Обнаружено, что под действием антибиотических веществ В. subtilis на мицелии Sclerotinia sclerotiorum (возбудителя белой гнили), Bacillus megaterium у почвенных патогенных грибов Alternaría alternate, Drechlera oryrae и Fusarium roseum и В. pumílis у возбудителя ржавчины злаков Puccinia graminis [Duffy et al., 2003] наблюдалось образование вздутий на кончиках растущих гиф. Антибиотики эндофитов Streptomyces играли важную роль при формировании клубеньков Bradyrhizobium japonicum с корнями бобовых, ингибируя их появление [Gregor et al., 2003]. Устойчивые к антибиотикам ризобиальные бактерии в тех же условиях характеризовались более высокой активностью образовывать клубеньки.

Обнаружено, что защитный эффект штамма PF-5 Р. fluorescens связан синтезом пиролнитрина и пиолютеорина, угнетающих рост патогенных грибов R. solani и Phytium ultimum [Howell, Stipanovich, 1979]. Штамм 19 бактерии Р. fluorescens - продуцент феназин-1-карбоновой кислоты использовали для защиты пшеницы от возбудителей корневой гнили F. oxisporium и Graeumannomyces graminis var. tritici [Романенко и др., 2008]. Важно, что мутанты Р. fluorescens, неспособные синтезировать феназин-1-карбоновую кислоту, теряли антифунгальные свойства.

Выработка алкалоидов эндофитными грибами Acremonium coenophialum у овсяницы тростниковой [Belesky et al., 1987; Schardi et al., 2007; Simmons et al., 2008] и Claviceps purpurea у пшеницы [Lev-Yadun, Halpern, 2007; Torres et al., 2008] делает растения несъедобными для насекомых, а также животных. Жасмоновая кислота усиливала выработку эндофитом алкалоидов. Такие растения оказывались более защищенными

против насекомых [Simmons et al., 2008]. Штамм P.fluorescens СНАО, эффективно подавляющий рост и развитие Thielavopsis brassicola на табаке [Voisard et al., 1989], а также штамм В. subtilis В579 [Chen et al., 2010] продуцируют цианистый водород.

Важным составляющим активного воздействия бактериальных антибиотиков является и то, что они участвуют в регуляции защитных систем самого растения. Обнаружена способность суфрацина В. subtilis запускать СИУ через активацию таких компонентов, как липоксигеназы, липидпероксидазы, продукцию АФК [Ongena et al., 2007; Jourdan et al., 2009]. Важной составляющей биологического эффекта антибиотиков, например суфрацина, является индуцирование активности фенилаланинаммиак-лиазы, подщелачивание среды и накопление Н202 [Jourdan et al., 2009].

Эндофитные бактерии синтезируют вещества белково-пептидной природы, убивающие родственные виды или штаммы микроорганизмов, тормозящие их рост. Эти вещества с весьма специфичным действием получили название бактериоцинов, биосинтез которых кодируется специфическими плазмидами и происходит в большинстве случаев на рибосомах. Бактериоцины - это наиболее высокомолекулярные антибиотики. Так, например, колицины имеют молекулярную массу 50000-90000 Да.

Бактерии рода Bacillus синтезируют различные активные вещества олигопептидной природы с широким спектром биологической активности. В их числе регуляторные пептиды, выполняющие у бактерий рода Bacillus функции медиаторов кворум-чувствительности, а также многочисленные полипептидные антибиотики, такие как сурфактин, фенгицин, микосубтилин и др. Уникальным для всех этих пептидов является то, что они синтезируются без участия рибосом с помощью многофункциональных белковых комплексов, называемых нерибосомальными пептидными синтетазами (НРПС).

Молекулы НРПС состоят из функциональных блоков, контролирующих активацию аминокислот, элонгацию полипептидной цепи и химическое модифицирование аминокислотных субъединиц. Модульная структура НРПС в точности соответствует структуре их генов. Гены НРПС объединены в функциональные опероны, контролирующие синтез определенного полипептида. В геноме микроорганизма может быть несколько таких оперонов, кодирующих разные НРПС. Отдельные гены НРПС, длина которых может достигать 15000 нуклеотидных пар, состоят из повторяющихся модулей. Все модули имеют одинаковую структуру. Консервативные мотивы, отвечающие за стандартные процессы аденилирования и тиолирования аминокислот, чередуются с вариабельными локусами, распознающими определенный субстрат. По структуре гена НРПС можно точно предугадать состав конечного олигопептида. Для генов НРПС характерна значительная вариабельность на уровне отдельных штаммов. Предположительно, структурные модули генов НРПС могут передаваться горизонтально между микроорганизмами, хотя механизм обмена модулями пока неизвестен. Также на сегодняшний день совершенно неясно, насколько сильно природные популяции микроорганизмов могут отличаться по репертуару НРПС. Можно предположить, что большая часть биологически активных полипептидов, в том числе ценные для медицины антибиотики и биорегуляторы, все еще неизвестны науке.

1.4.2 Гидролазы

Еще на заре развития биометода было обнаружено, что некоторые бактерии, в особенности родов Bacillus и Pseudomonas, подавляют рост и развитие мицелиальных грибов как in vitro, так и in vivo. Способность бактерий угнетать рост и развитие корневых гнилей и некрозов листьев, вызываемых, например, Helminthosporium teres Sacc. [Porter, 1932] или F. oxysporium [Chen et al., 2010], сопровождалась лизисом грибного мицелия,

что предполагает существование и других, кроме антибиотиков, элементов бактерий, подавляющих рост патогенных грибов на растениях. Так, обнаружено, что бактерии рода Bacillus вырабатывают в культуральную среду хитиназы и глюканазы [Debono, Gordee, 1994; Hirano et al., 1996; Weller et al., 2002; Мелентьев, 2007; Chen et al., 2010]. Исследователи полагают, что для защиты культур от патогенов, в особенности содержащих в составе своей клеточной стенки хитин и глюканы, применение продуцирующих хитиназы бактерий представляется наиболее оптимальным подходом [Chet, Inbar,1994; Pleban et al., 1997; Wiwat et al., 1999; Мелентьев, 2007].

Так с использованием двух видов СРРМ Serratia marcescens GPS 5 и Pseudomonas aeruginosa GSE 18, различающихся по хитиназной активности, показана возможность защищать растения от патогена Phaeoisariopsis per sonata [Kishore et al., 2009]. Причем, если в контроле и при бактеризации Р. aeruginosa GSE 18, не способной к синтезу хитиназ, защитный эффект обработки хитина значительно не проявлялся, то в варианте с обработкой растений S. marcescens GPS 5, секретирующей хитиназы, происходило многократное снижение степени развития патогена. Можно предположить, что во втором варианте опыта, гидролиз высокополимерного хитина штаммом S. marcescens GPS 5 происходил более активно. Соответственно, происходила более интенсивная выработка под влиянием эндофита олигомеров хитина, дополнительно запускающих защитную реакцию у растений, в том числе и синтез хитиназ.

Наиболее полно охарактеризованы шесть изохитиназ штамма Bacillus circulans WL-12 [Watanabe et al., 1992]. Выявлены их изоэлектрические точки, молекулярная масса, оптимум pH и температуры. Основные характеристики бактериальных хитиназ и источники их получения обобщены в монографии А.И. Мелентьева [2007]. Важное преимущество бактериальных хитиназ в том, что они, в отличие от растительных, производящих гидролиз только хитина, способны в равной мере разрушать высокоацетилированный

хитин и хитозан. Важным показателем работы хитиназ можно считать выработку ими олигомеров хитина, являющихся активными элиситорами.

1.4.3 Фитогормоны и сигнальные молекулы

Уникальным свойством СРРМ является их способность активно воздействовать на рост растений. Как полагают, такой позитивный их эффект связан с выработкой различных метаболитов гормональной и сигнальной природы, таких как ауксины, цитокинины [Garcia de Salamone et al., 2001; Архипова и др., 2006; Chen et al., 2010], гиббереллины, абсцизовая, салициловая и жасмоновая кислоты [Sziderics et al., 2007; Forchetti et al., 2007; Berg, 2009].

Выработка бактериями В. subtilis штамма FZB24 соединений, действующих подобно ауксинам и цитокининам, способствующих стимуляции развития корневой системы, позволяет растениям более активно поглощать воду и питательные вещества с более большей площади, соответственно, усиливая не только устойчивость растений к болезням, но и позволяя им ускоренно проходить чувствительные к патогенам стадии своего развития [Kilan et al., 2000].

Обнаружена связь между интенсивностью выработки эндофитом ауксинов и ускорением ростовых характеристик хозяина. Бактериальные мутанты со сниженным уровнем ауксинов практически не влияли на ростовые показатели растений [Asgar et al., 2002; Van Loon, 2007; Chen et al., 2010].

Если в отношении ИУК и АБК давно известно о способности их выработки, как растениями, так и микроорганизмами, то до конца 20-го века в литературе широко обсуждался вопрос «Растительного или бактериального происхождения цитокинины?», поскольку долго исследователи не могли идентифицировать растительные гены, ответственные за синтез этой группы фитогормонов. Только в 2001 г. японскими исследователями был клонирован

ген изопентилтрансферазы в растениях арабидопсиса, ответственный за синтез одного из важных растительных цитокининов - изопентиладенина [Kakimoto et al., 2001]. Хотя и доказана важность эндогенных цитокининов в жизни растений, роль и вырабатываемых эндофитными микроорганизмами также несомненна. При идентификации цитокининов в вырабатываемой бактериями штамма В. subtilis ИБ-22 культуральной среде обнаружено преобладание коньюгатов зеатин-подобных гормонов с полисахаридами размером 250 кДа [Веселов и др., 1998]. Поскольку действующим началом препарата Bio Yield® является смесь живых штаммов В. subtilis GB03 и В. amyloloquefaciens IN937 [Kloepper et al., 2009], можно предположить, что зависимая от фотопериодического освещения активация роста тесно связана с регуляцией бактериальными цитокининами стабильности хлоропластов.

Наличие гиббереллинов в культуральной жидкости В. cereus и В. subtilis установлено еще в 1965 г Katznelson и Cole [цит. по Мелентьев, 2007]. С тех пор исследователями обнаружены штаммы бактерий рода Bacillus, способные к синтезу этого фитогормона [Sattar, Gaur, 1987; Joo et al., 2005]. В условиях взаимодействия бактерий с растениями накопления бактериальных гиббереллинов пока не наблюдали.

Важно, что воздействие СРРМ на гормональный статус симбиотической системы не ограничивается продукцией ими гормонов. Под влиянием, как самих бактерий, так и вырабатываемых ими гормоно-подобных соединений происходит системный сдвиг эндогенного гормонального баланса растений [Архипова и др., 2006]. Так, используя знания о гормонах, отечественные исследователи создали синтезирующие ауксины генно-модифицированные формы псевдомонад, обладающие способностью стимулировать рост растений и высокой конкурентной активностью по отношению к другим ризосферным бактериям [Мордухова и др., 1998]. В то же время подавление способности бактерий рода Pseudomonas продуцировать ауксины и использование не чувствительных к

ауксину растений арабидопсиса показали, что этот гормон является крайне необходимым для создания эффективной ассоциации микроорганизма с растением [Choudhary et al., 2009]. Соответственно, можно предположить, что СРРМ, синтезируя высокие концентрации гормонов, экзогенно способствуют регуляции процессов роста и развития растений, а также формируют у них устойчивость к ряду абиотических и биотических факторов внешней среды [Sziderics et al., 2007; Saleem et al., 2007].

Недавно обнаружено, что ряд микроорганизмов-сапротрофов, составляющих обычную микрофлору, способны активно продуцировать бактерицидные концентрации Н2О2 и посредством этого конкурировать с патогенной микрофлорой за питательные ресурсы. Правда следует заметить, что Н202-продуцирующая активность таких штаммов может быть обусловлена синтезом ими ряда оксидаз органических кислот, например оксалатоксидаз [Schoonbeek et al., 2007].

СРРМ могут воздействовать на защитную систему растений через синтез салициловой кислоты [Visca et al., 1993; De Vleesschauwer et al., 2008; Shanmugam, Narayanasamy, 2009]. Это позволяет растению задействовать в защитной системе некоторые гены, участвующие в СПУ. Вероятно, посредством этого СРРМ проявляют свою универсальность. Так, вырабатывающие эту сигнальную молекулу штаммы P. fluorescens СНА0 [Maurhofer et al., 1994] и P. aeruoginosa 7NSK2 [De Meyer et al., 1999] могли запускать реакцию СПУ табака, а в мутантных растениях NahG, характеризующихся способностью быстро деградировать ее не проявляли такого эффекта [De Meyer et al., 1999]. Интересно, что штамм Р. aeruoginosa 7NSK2 сохранял подобную способность и на растениях риса, защищая их от Magnaporthe oryzae [De Vleesschauwer et al., 2008]. Однако использование гтперсинтезирующих салициловую кислоту штаммов Pseudomonas слабо влияло на процесс формирования устойчивости у растений против табачного некротического вируса [Maurhofer et al., 1998].

1.4.4 Сидерофоры

Много работ, связанных с изучением СРРМ, основывается на их способности вырабатывать вещества - сидерофоры, такие, например, как псевдобацины и пиовердин (желто-зеленый флуоресцирующий пигмент бактерий рода Pseudomonas), обладающие высокой антимикробной активностью и сродством к ионам трехвалентного железа [Максимова и др., 1994; Kamnev, 2008; Berg, 2009; Chen et al., 2010]. Выявлена важность этих пептидов в транспорте железа у P. fluorescens. Конкуренция за ионы железа, опосредованная через сидерофоры, лишает патогены необходимого для их роста и развития элемента, снижая вероятность или масштабы заболевания растений [Воронин, Кочетков, 2000]. Обнаружено, что пиовердин является одним из наиболее важных антимикробных соединений у P. putida, и снижение их синтеза приводит к значительному падению антифунгальной активности препарата на основе этой бактерии. Синтез сидерофоров индуцируется низким содержанием ионов Fe3+. В кислых почвах, где растворимость железа и его доступность для всех микроорганизмов возрастает, соответственно, снижается и защитный эффект бактериальных штаммов, продуцирующих сидерофоры. Эффективность связывания железа в этих условиях можно повысить путем получения мутантных штаммов, способных к конститутивному синтезу сидерофоров, не зависящему от концентрации железа в почвенном растворе [Воронин, Кочетков, 2000].

На растениях риса выявлена важность псевдобацина Р. fluorescens WCS374r в запуске СИУ и обнаружен явный антагонизм между путями трансдукции системной устойчивости псевдобацином и салицилатами [De Vleesschauwer et al., 2008]. Этот пептид участвовал в индукции локального накопления Н202, фенольных соединений и укрепления клеточной стенки растений риса в зоне инфицирования.

1.4.5 Улучшение фосфорного и азотного питания растений

Известно, что фосфор является одним из важных и необходимых соединений для функционирования жизни на Земле. Однако только не более 5% от общего его объема в природе находится в относительно доступном состоянии. Растения решили проблему фосфорного голодания, используя эндофиты бактериального и грибного происхождения, которые растворяют недоступный фосфор, вырабатывая соединения, такие как фосфатазы и органические кислоты, [Unno et al., 2005; Мелентьев, 2007; Chen et al., 2010]. Так, В. subtilis секретирует во внеклеточную среду фитазы, гидролизующие фитаты - соли гексафосфорного эфира инозитола. De Werra с сотр. [2009] показали, что эффективность растворения фосфатов под влиянием Р. fluorescens СНА0 зависит от способности бактерий продуцировать глюконовую кислоту. Обнаружен синергизм между интенсивностью метаболизма глюконовой кислоты в бактериях и их антагонистической активностью против патогенов.

Ризосферные свободно-живущие СРРМ, например азоспириллы, а также некоторые псевдомонады могут фиксировать азот [Воронин, 1998]. Доля азотфиксирующих видов Bacillus aziotfixans, В. coagulans, В. holimixa, В. macerans может достигать до 18,8% от общего количества спорообразующих бактерий почвенного покрова [Мелентьев, 2007]. Интересны данные о способности ризобактерий Pseudomonas и Bacillus стимулировать фиксацию азота другими свободноживущими и ассоциативными диазотрофами родов Azotobacter, Azospirillum, Rhizobium и Bradirhizobium, что в большей степени проявляется в холодных климатических зонах [Воронин, 1998].

1.5 Особенности симбиотического взаимодействия СРРМ в формировании защитной системы растений

Исследования по индуцированию фитоиммунитета под влиянием СРРМ является важной составляющей для последующего обоснования эффективности их применения в сельскохозяйственной практике. Механизмы распознавания и развития защитных реакций с участием эндофитов пока остаются слабо изученными. В 1991 г. три исследовательские группы [Alstrom, 1991; Van Peer et al., 1991; Wei et al., 1991] независимо друг от друга обнаружили, что вызываемая бактериями рода Pseudomonas устойчивость растений к патогенам является специфической и отличается от СПУ, вызываемой салициловой кислотой и элиситорами. Причем, в некоторых растениях при совместном развитии и СПУ и СИУ часто наблюдают их интерференцию, что проявляется в слабой эффективности применяемого биопрепарата [Pieterse et al., 2007; De Vleesschauwer et al., 2008].

Инокуляция эндофитами повышала устойчивость растений к различным заболеваниям [Gwinn et al., 1998; Kelemu et al., 2003; Недорезков, 2003] и абиотическим стрессовым факторам [Redman et al., 2002; Bultman et al, 2004; Campanile et al, 2007; Popay, 2009; Saunders, Kohn, 2009]. Ha 15 видах растений доказана возможность развития СИУ под влиянием ризобактерий и описаны основные признаки проявления такой реакции, формирующейся на долговременный срок против грибов, бактерий, вирусов, иногда нематод и насекомых [Van Loon, 2007].

СРРМ дифференцированно повышали чувствительность генов (сенсибилизировали), вовлеченных в СПУ или СИУ, при последующем инфицировании патогенами [Ryu et al, 2004; Verhagen et al, 2004; Conn et al, 2008; Yang et al, 2009; Valenzuela-Soto et al, 2010]. Серия работ по скринингу наиболее чувствительных к СРРМ генов обнаружила быстрое реагирование около 200 растительных генов, среди которых часть снижала, а часть (в

соотношении 1:1) напротив, многократно повышала свою активность [Pozo et al., 2008; Yang et al., 2009; Valenzuela-Soto et al., 2010]. Причем, экспрессия 70% генов под влиянием СРРМ была связана с СИУ, 13% зависима как от СИУ, так и СПУ, а 17% генов регулировалась дифференцированно. Например, в формировании устойчивости растений перца к бактериальной гнили Xantomonas axonopodis pv. vesicatoria под влиянием штамма В. cereus BS 107 вовлеклись гены защитных белков, часть которых, например, pR-1 индуцируется салициловой кислотой, часть (pR-4, pR-10) жасмоновой кислотой и этиленом, а часть Н202 [Yang et al., 2009]. Обнаружен ключевой транскрипционный фактор MYC2, чувствительный к жасмоновой кислоте, включающийся в сенсибилизацию растительных тканей против ряда патогенов и насекомых [Pozo et al., 2008].

Штаммы В. subtilis GB03 и В. amyloloquefaciens IN937a, а также выделенный из тканей пшеницы штамм Streptomyces sp. EN28 индуцировали СИУ арабидопсиса против бактериального патогена Е. car. ssp. carotovora [Ryu et al., 2004; Conn et al., 2008; Choudhary, Johri, 2009]. Штамм В. subtilis BEB-DN индуцировал в растениях томатов экспрессию генов связанных с СИУ и формировал устойчивость растений к насекомым [Valenzuela-Soto et al., 2010]. Под влиянием штамма P. fluoresceins WCS417r происходила активация генов СИУ и усиливалась устойчивость растений к Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, Xantomonas campestris pv. armoraciae, E. car. subsp. cartovora, F. oxysporium f sp. raphani, Alternaria brassicola, Botritis cinerea и Hyaloperonosporaparasitica [Pieterse et al., 2007]. Подобное развитие событий происходило в растениях арабидопсиса под влиянием эндофитного триба Pénicillium simplicissimum GP17-2 и его культурального фильтрата при формировании защитной реакции против патогенной бактерии P. syringae pv. tomato DC3000 [Hossain et al., 2007]. В то же время индукция устойчивости к оомицету Hyaloperonospora parasitica, двум аскомицетам Botrytis cinerea, Alternaria brassicicola и бактерии P. syringae pv. tomato DC3000 под влиянием

эндофитного гриба Penicillium chrysogenum не зависела как от салициловой кислоты, так и жасмонат/этиленового сигнального пути [Thuerig et al, 2006]. Штаммы P. fluoresceins CHAO и P. aeruoginosa 7NSK2 индуцировали СИУ в растениях винограда к В. cinerea, запуская механизмы окислительного взрыва и синтеза фитоалексинов [ Verhagen et al, 2010]. В серии работ лаборатории Van Loon (Utrecht, Нидерланды) с использованием мутантных по синтезу жасмоновой кислоты и этилена растений арабидопсиса было доказано, что формирование СИУ под влиянием СРРМ сопряжено с этиленом [Pieterse et al, 2007]. Причем, если в корнях этиленовый сигнал вызывал локальное развитие защитных реакций в зоне инфицирования, то в надземной части происходила системная сенсибилизация генов СИУ [Van Loon, 2007]. В связи с отмеченными результатами интересны данные о способности некоторых штаммов Bacillus и Pseudomonas индуцировать продукцию деаминазы АСС (l-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) [Ghosh et al, 2003; Sziderics et al, 2007; Pieterse et al, 2007]. Этилен, являясь гормоном стресса, включается в индукцию СИУ совместно и последовательно с жасмоновой кислотой. Низкие концентрации бактериальных деаминаз АСС могут способствовать активации роста корней растений [Glik, 2005]. Показано, что защитный ответ растений, индуцированный P. fluorescens WC417r и LSW17S, а также бактерий рода Bacillus, независим от СПУ, что проявляется в отсутствии и даже ингибировании транскрипционной активности генов сопряженных с ней, и ассоциирован с СИУ [Kloepper et al, 2004; Pieterse et al, 2007; Liu et al, 2008]. Однако следует отметить, что один из важных транскрипционных факторов СИУ, запускаемых бактериями Pseudomonas MYB72, характеризовался нечувствительностью к этилену, но для его эффективной работы при запуске жасмонатной сигнальной системы требовался кофактор, уровень которого регулируется этиленом [Van der Ent et al, 2008].

Штамм Bacillus vallismortis EXTN-1, обладающий высокими

элиситорными свойствами на многих культурах, показал эффективность на огурцах и запускал экспрессию геновpR-1 [Park et al., 2009]. Экспрессия ряда генов СПУ, наряду с генами СИУ обнаруживалась и в патогенной системе перец - X. axonopodis pv. vesicatoria под влиянием В. cereus BS107 [Yang et al., 2009]. Устойчивость арабидопсиса к грибу F. oxysporum формировались штаммами актиномицетов Micromonospora sp. EN43 и Streptomyces sp. EN27 через активацию генов СПУ [Сопл et al., 2008]. Соответственно, СПУ, запускаемая штаммом Streptomyces sp. EN27, была зависима от белка NPR1, ответственного за передачу салицилатного сигналлинга, тогда как под влиянием штамма Micromonospora sp. EN43 - независима. Путем изменения состава среды культивирования авторы показали, что на минимальной среде штамм Micromonospora sp. EN43 продуцирует соединения, индуцирующие СПУ, а на комплексной среде - СИУ. Причем, индукция экспрессии защитных маркерных генов, с участием этого штамма, происходило только в инфицированных растениях, что предполагает важную роль СРРМ в сенсибилизации их защитных систем [Verhagen et al., 2004; Pieterse et al., 2007]. Полученные данные указывают на возможность вовлечения в индуцированную устойчивость, запускающуюся эндофитами, генов СПУ, активирующихся под влиянием салициловой кислоты [Pieterse et al., 2007], то есть формирование определенной синергической реакции.

Использование генно-инженерных конструкций GUS с промотором гена pR-1, продукт которого накапливался при СПУ, показал, что эндофитные штаммы Pseudomonas могут индуцировать этот промотор [Park, Kloepper, 2000]. Эти данные интересны в связи с тем, что патогенный штамм бактерии Р. syringae pv. tomato индуцирует у растений активацию генов СПУ [Van Loon, 2007]. Соответственно, можно считать, что ответная реакция растений на обработку бактерией, в зависимости от его патогенности, а также хозяина может различаться. Так, научной группой под руководством Van Loon [2007] обнаружено, что штамм Р. fluorescens WCS374r,

индуцирующий на растениях редиса СИУ, был не эффективен на арабидопсисе, а P. putida WCS358r, наоборот. Другой штамм WCS417r эффективный на гвоздике, редисе, томатах и бобах был неэффективен на эвкалипте. Даже внутри вида Arabidopsis thaliana наблюдались значительные отличия между популяциями в ответной реакции растений. Это предполагает высокую степень генетической детерминированности этого признака. Вероятно, при формировании совместимых взаимоотношений между сигнальными и рецепторными системами, как макро, так и микросимбионтов, должны происходить тесные межорганизменные взаимодействия.

Поскольку инфицирование растений СРРМ затрагивает сигнальные системы, ответственные за формирование и СИУ и СПУ, интересны данные о влиянии бактерий на функционирование ключевого белка NPR1, регулирующего в свою очередь активность сигнальной системы СПУ. Согласно работе Pieterse et al, [2007] в мутантах nprl под влиянием Р. fluorescens WCS417r не запускалась СИУ, что предполагает важность белка NPR1 в индукции СИУ и предполагает дифференциальное его вовлечение в сигнальные пути, индуцируемые гормонами и сигнальными молекулами. Выдвигаются также предположения, что активность NPR1 может существенно отличаться в зависимости от его локализации в клеточных компартментах. Например, цитозольная NPR1 запускает СПУ, а ядерная СИУ [Tada et al, 2008]. Виды Bacillus запускают СИУ растений по тому же сценарию, что и Pseudomonas, но также могут запускать защитные системы, независимые от действия NPR1 белка [Kloepper et al, 2004].

Влияние СРРМ на функционирование защитных систем растений подобно реакциям, запускающимся под влиянием истинных патогенов в устойчивых формах [Van Loon, 2007]. Оно обусловлено способностью эндофитов, наряду с разными метаболитами, выделять во внеклеточную среду такие специфические сигнальные соединения как фитогормоны

[Forchetti et al., 2007], олигосахарины, подобные NOD факторам ризобиальных, салициловую и жасмоновую кислоты [Visca et al., 1993; Shanmugam, Narayanasamy, 2009]. Некоторые компоненты-триггеры, индуцирующие СПУ и СИУ растений под влиянием СРРМ, расшифрованы и представляют собой липополисахариды и флагелин клеточных стенок, а также сидерофоры псевдобацин и пиоцеолин, антибиотики пиоцианин и 2,4-диацилфлюроглюцинол, iV-ацилгомосеринлактоны и 2,3-бутандиолы [Bakker et al., 2003; Pieterse et al, 2007; Van Loon, 2007; Verhagen et al., 2010].

У растений к ним существуют специфические рецепторы из семейства То11-подобных белков, содержащих в своей структуре лейцин-богатые домены. Так, рецепция флагелина P. putida WCS358 клетками растений арабидопсиса, томатов и бобов осуществлялась посредством взаимодействия с мембранно-ассоциированными киназами FLS2 (flagelin-sensitive2) [Meziane et al., 2005; Bakker et al., 2007; Choudhary et al., 2009]. Однако флагелин, обладая высокой элиситорной активностью, не всегда запускал защитную реакцию СИУ, не был достаточно эффективным ее триггером у эндофитных форм Pseudomonas [Bakker et al., 2007] и не всегда вовлекался в формирование эндофитных взаимоотношений СРРМ с растительными тканями [Gomes-Gomes, Boller, 2002]. Относительно индуцирования СИУ под влиянием ЛПС бактерий показано, что они также как и флагелин, обладали высокой локальной элиситорной активностью в зоне проникновения бактерии. На картофеле ЛПС обладали высокой триггерной активностью по отношению к Globodera pallida [Reitz et al., 2000]. Ha гвоздике и редисе ЛПС, выделенные из Pseudomonas WCS417r могли запускать СИУ, эффективную против грибов Fusarium ssp [Bakker et al., 2007]. Но согласно сообщению Dow с сотрудниками [2000] ЛПС Pseudomonas, хотя и являлись триггерами запускающими СИУ, не участвовали в формировании самой СИУ. Причем, запуск СИУ под влиянием ЛПС прямо пропорционально зависит от уровня доступности железа

бактерией [Bakker et al, 2007]. Можно предположить, что механизм рецепции как флагелина, так и ЛПС на растения ограничивается определением наличия чужеродного организма в непосредственном контакте с клеткой и инициирования развития неспецифической локальной защитной реакции.

Соответственно, у СРРМ должна существовать иная форма индуцирующих СИУ в растениях молекул. В качестве таких молекул могут участвовать специфические индивидуальные для каждого штамма соединения, вырабатываемые и секретируемые во внеклеточную среду, например, пептиды с антибиотическими свойствами, а также универсальные сигнальные молекулы этилен, салициловая и жасмоновая кислоты, выработка которых бактериями доказана [Maurhofer et al, 1998; De Meyer et al, 1999]. Важную роль в запуске эндофитами защитной системы растений играют белки, вырабатываемые бактериями, а также растениями в ответ на инфицирование, обладающие свойствами гидролаз, ацетилаз полисахаридов, оксидаз [Schoonbeek et al, 2007]. Так, в ризосфере были обнаружены бактерии, вырабатывающие оксалат-разрушающие ферменты, посредством которых в прилежащей к корням зоне генерировались антимикробные концентрации Н2О2. Обнаружено, что их использование способствовало повышению почти на 70% степени защиты растений арабидопсиса от патогенов [Schoonbeek et al, 2007]. Иммунизация растений риса псевдобацином P. fluorescens WCS374r способствовала локальному накоплению высоких доз активных форм кислорода, а также фенольных соединений и каллозы в зоне инфицирования патогенным грибом М. oryzae [De Yleesschauwer et al, 2008]. Бактерии Pseudomonas и Bacillus защищали растения от патогенов не только вследствие высокой антифунгальной активности их антибиотиков, но и опосредованной ими индукцией экспрессии преимущественно белков СИУ, накопления в зоне инфицирования фенолов [Saravanakumara et al, 2007], ферментов

про-/антиоксидантной систем и продуктов их работы [Govindappa et al., 2010; White et al., 2010]. Бактеризация растений томатов штаммом В. subtilis ВЕВ-DN приводила к экспрессии ряда генов СИУ, среди которых наибольшей активностью характеризовались гены pR-4, pR-6, ингибиторов протеиназ, и ферментов синтеза лигнина, что придавало устойчивость растений к насекомым [Valenzuela-Soto et al., 2010]. Проникновение в корни гороха бактерии В. pumilus SE34 приводило к накоплению каллозы, фенольных соединений и продукта их полимеризации - лигнина [Benhamou et al., 1996]. P. aeruginosa 13 и Pseudomonas aureofaciens 63-28 стимулировали активность ФАЛ в корнях огурцов [Chen et al, 2000], сафлора [Govindappa et al., 2010], а P. putida BTP1 - у томатов липоксигеназы [Akram et al., 2008]. Важно, что обработка СРРМ приводила к активации в восприимчивых растениях тех же изоПО, что индуцируются в устойчивых растениях под влиянием патогенов [Chen et al., 2000; Максимов и др., 2010].

Доказана важная роль псевдобацина P. fluorescens WCS374r в формировании СИУ в ответ на инфицирование патогенным грибом М. oryzae [De Vleesschauwer et al., 2008]. Однако ни псевдобацин, ни пиоцианин, хотя и проявляли прямой антифунгальный эффект в условиях in vitro, в растениях значительного защитного эффекта против R. solani и Cohiobolus miyabeanus не обнаруживали. Не исключено, что это связано с наличием в структуре этих соединений остатков салициловой кислоты, сигнальный путь воздействия которой характеризуется явной интерференцией с СИУ [Audenaert et al., 2002]. Липопептиды штамма В. subtilis S499 проявили себя эффективными триггерами СИУ в растениях табака и бобов [Ongena et al., 2007].

Таким образом, известные из литературных источников данные предполагают, что СРРМ являются эффективными регуляторами не только роста растений, но и являются активными иммуномодуляторами. Иммуномодулирующая активность СРРМ связана с активной выработкой

ими гормоноподобных веществ, собственных антибиотиков, а также элиситоров. Важно отметить способность СРРМ пролонгированно сенсибилизировать растения и подготавливать их защитную систему к последующим ответным реакциям на инфицирование патогенами. К сожалению, механизмы индуцированной бактериями устойчивости во многом остаюся еще малоизученными.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Абизгильдина, Регина Рамилевна

выводы

1. С использованием стерильных растений картофеля, а также трансформированных форм бактерий В. яиЫШя 26Д, синтезирующих белок ОБР, выявлено, что этот штамм обладает свойством проникать в ткани растений и эндофитно сосуществовать в них, стимулируя ростовой и иммунный потенциал.

2. Иммуностимулирующая активность бактерий В. яиЫШя 26Д имеет пролонгированное действие в онтогенезе растений, способствуя, также сохранению защитного потенциала в клубнях картофеля в период их хранения.

3. Один из механизмов системной иммунизации растений под влиянием эндофитного штамма бактерии В. тЪИИи 26Д связан с индуцированием активности компонентов про- и антиоксидантной систем (генерация и деградация АФК, пероксидазная активность).

4. Установлено, что под влиянием В. тЫШй 26Д в растениях пшеницы происходит активация изопероксидаз с р/ ~ 3.5 - 4.5, 7.3 и 9.9, характеризующихся свойством взаимодействовать с мицелием патогенных грибов и участвующие в последующем в формировании устойчивости пшеницы к корневым гнилям.

5. Один из выявленных механизмов взаимной интерференции защитного ответа под влиянием совместной обработки растений пшеницы и картофеля эндофитным штаммом В. зиЫШя 26Д и жасмоновой кислотой к возбудителям септориоза и фитофтороза связан с эффектом супрессии функции генов пероксидазы и подавлением активности их белкового продукта.

6. Обнаружено, что комплекс салициловой кислоты и эндофитной культуры В. зиЫгШ 26Д индуцирует в растениях пшеницы и картофеля более высокий защитный эффект, в сравнении с отдельным их применением, сопряженный со специфической экспрессией генов пероксидазы.

7. Сравнительный анализ транскрипционного статуса генов пероксидаз М21334 картофеля и ТС151917 пшеницы в ответ на обработку растений суспензионной культурой клеток В. яиЫШя 26Д и жасмоновую кислоту в норме и при инфицировании патогенами указывает в пользу их участия, как компонентов жасмонатной сигнальной системы, в индуцированной эндофитом устойчивости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Защита растений от патогенов путем их многогуровневой симбиотической бактеризации представляет один из наиболее перспективных и экологически безопасных методов повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. При умелом использовании законов роста и развития СРРМ в сообществе с растениями, а так же, знаний об изменении видового их состава можно добиться значительных результатов в биологической борьбе с патогенами.

Однако точного описания механизма воздействия СРРМ на защитную систему растений до сих пор нет [Yang et al., 2009]. Этому, вероятно, способствует и недостаточный отбор высокоэффективных штаммов среди СРРМ, защищающих растения от патогенов, поскольку гиперсинтез или, наоборот, недостаточный синтез ими защитных соединений может вызывать вариации в защитном эффекте, вплоть до индуцирования у растений высокой восприимчивости к патогенам [Рябчинская и др., 2009]. Тем более многие из СРРМ невозможно культивировать in vitro, что создает проблемы при их коммерческом использовании. Так, согласно Barruiso et al. [2008], только не более 10% от общей численности ризосферных видов в почве обладают высокой репродуктивной активностью in vitro. Это требует более четкого составления регламента производства микробиологических препаратов, сосздания их баковых смесей и подбора штаммов микроорганизмов с учетом его высокой специфичности по отношению к определённой культуре, а иногда и к сорту. Особо следует отметить о необходимости учета супрессоров защитной системы растения, выделяемых микроорганизмами, способных внести негативный вклад в устойчивость растений [Озерецковская, Васюкова, 2002].

Полученные нами результаты по доказательству возможности эндофитного сосуществования бактерий в тканях и последующего восстановления ими в этих условиях определенных технологических качеств делают практически привлекательным метод реинокулирования

106 функциональной основы биопрепаратов для восстановления их защитных свойств. Особый интерес вызывают данные по индукции под влиянием бактерий и сигнальных молекул синтеза пероксидаз. Путем сравнения полученных данных было обнаружено, что развитие системной устойчивости к патогенам под влиянием бактериального препарата находится под контролем жасмонатной сигнальной системы, индуцирующей устойчивость растений к некротрофным патогенам. Поученные нами данные убедительно доказывают, что эндофитные микроорганизмы, могут быть эффективными агентами для защиты растений от патогенов и их использование является весьма перспективным.

Еще одним недостатком биопрепаратов является их малая эффективность на участках с высокой инфекционной нагрузкой. Для успешного использования СРРМ необходимо учитывать прогнозируемую степень экономического порога вредоносности, при котором эффективность их использования становится нецелесообразной и требует сочетания с «истребительными» мерами химических СЗР. Поэтому в качестве протравителей их рекомендуется включать только при слабой и средней инфицированности семян возбудителями корневых гнилей, чередуя их в эпифитотийные годы с химическими СЗР. Слабыми сторонами биопрепаратов следует считать также их нестойкость, сравнительно медленное действие, связанное с необходимостью адаптации бактерий, входящих в их состав, к новым условиям и высокая по сравнению с химическими антипатогенная и хозяйская видоспецифичность. Так, препараты на основе бактерий Pseudomonas хотя и обладают защитными и стимулирующий рост растений эффектами [Воронин, 1998; Логинов, 2005], обнаруживают недостатки, связанные со сроками их хранения.

В этих условиях использование микроорганизмов из рода Bacillus является весьма перспективным. Правда, информации об особенностях влияния бактерий рода Bacillus, проявляющих высокую степень антагонизма по отношению к фитопатогенам, на рост, устойчивость к неблагоприятным

107 факторам среды и продуктивность растений остается пока ограниченной. Их преимуществом является способность «уходить» от конкурентного давления со стороны аборигенных видов, чему в сильной степени подвергаются другие свободно живущие микроорганизмы, искусственно привносимые в агробиоценозы.

Некоторые недостатки в биологическом эффекте биопрепаратов на основе живых микроорганизмов вероятно можно исключить при условии их использовании в качестве композиций с сигнальными молекулами биологического или искусственного происхождения, запускающими в растениях СПУ или СИУ. Однако следует заметить, что полученные нами данные показывают необходимость обращения внимания при составлении композитов различных сигнальных молекул и бактериальных препаратов с одной стороны на специфике культуры, а с другой на особенности целевых патогенов, против которых будут применяться такие препараты. Несомненно, остаются еще нерешенными и вопросы о концентрационных составляющих как микросимбионотов, использующихся в качестве защитного агента, так и сигнальных молекул, усиливающих защитный эффект первых.

В этой работе мы показали, что защитный эффект препаратов коррелирует с уровнем накопления в тканях растений АФК и функционированием одного из наиболее важных ферментов иммунной системы растений - ПО. Особый интерес представляют данные по эффективному функционированию генома растений под влиянием биопрепаратов, в частности усилению экспрессии генов ПО,

К важным аргументам в пользу использования СРРМ можно отнести их невысокую стоимость, низкую энергоемкость при производстве, возможность сочетания с другими профилактическими мерами, неспособность вызывать инфекционные процессы в организме человека и нецелевых объектах и непатогенность по отношению к растениям. Они способны инактивировать вырабатываемые патогенами токсины и некоторые из них можно применять в качестве эффективных защитных препаратов,

108 обладающих фунгицидиостью, способностью влиять на ростовые параметры растений и стимулировать их защитные свойства против стрессов различной природы. Соответственно их использование при соблюдении регламентов применения может быть эффективной альтернативой для частичной замены химических СЗР.

В связи с подавлением активности ПО в растениях пшеницы под влиянием совместного воздействия ЖК и суспензией клеток В. виЫШэ 26Д следует отметить, что это удивительный феномен, предполагающий наличие тонких механизмов в регуляции защитных систем растений как от истинных патогенов, так и симбиотрофных микроорганизмов. Можно предположить, что через механизм индуцирования защитной системы, зависимой от ЖК, эндофитные микроорганизмы ставят барьер, характеризующийся высокой про-/антиоксидантной активностью перед патогенной микрофлорой, что мы и видим в случае воздействия непосредственно самой бактерии или ЖК. В то же время, можно предположить, что если патогены в своем арсенале будут иметь некие эндофитные бактерии, способные подобно В. зиЫШя 26Д сосуществовать на поверхности клеточных стенок гриба, то они могут их использовать в качестве эффективных факторов агрессивности, для последующего подавления систем защиты растений функционирующих по жасмонатному сигнальному пути [Ргеу-ЮеИ, ег а1., 2007].

Итак, полученные нами результаты говорят о высокой эффективности биопрепаратов на основе живых бактерий В. яиЫШя штамма 26Д в защите растений картофеля и пшеницы от патогенов, о механизмах индуцирования этими бактериями защитных механизмов и о необходимости соблюдения определенного регламента в их использовании, связанного с запуском под их влиянием определенных сигнальных защитных систем, зачастую антагонистически относящихся к друг другу.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Абизгильдина, Регина Рамилевна, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Архипова Т.Н., Веселов С.Ю., Мелентьев А.И. Сравнение действия штаммов бактерий, различающихся по способности синтезировать цитокинины, на рост и содержание цитокининов в растениях пшеницы // Физиология растений. 2006. Т. 53. № 4. С. 567-574.

2. Архипова Т.Н., Веселов С.Ю., Мелентьев А.И. Влияние микроорганизмов, продуцирующих цитокинины, на рост растений // Биотехнология. 2006. Т. 46. № 4. С. 50-55.

3. Байгузина Ф.А., Кузнецова Т.Н., Байгузина С.Н. Штамм бактерий Bacillus subtilis, обладающий широким спектром антагонистической активности // Патент Российской Федерации № 2182172 от 10.05.2002.

4. Баталова Т.С., Бегляров Г.А., Бешанов A.B., и др. Системы защиты растений / под ред. Бондаренко H.B. JL: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1988. 367 с.

5. Борггардт А.И. Избранные труды по фитопатологии. М.: Сельхозгиз, 1961. 215 с.

6. Боровая, В.П. Биопрепараты в защите озимого ячменя и бахчевых культур от болезней // Защита и карантин растений. 2009. N 11. С. 34 - 36.

7. Воронин A.M. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развило растений // Соросовский образовательный журнал. 1998. №10. С. 25-31.

8. Воронин A.M., Кочетков В.В. Биологические препараты на основе псевдомонад // Arpo XXI. 2000. № 3. С. 3 - 5.

9. Бурханова Г.Ф., Яруллина Л.Г., Максимов И.В. Пути регуляции хитоолигосахаридами защитных реакций в растениях пшеницы при инфицировании Bipolaris sorokiniana II Физиол. раст. 2007. Т. 54. С. 119-126.

10. Валуева Т.В., Ревина Т.А., Гвоздева Е.А., Герасимова Н.Г., Ильинская Л.И., Озерецковская О.Л. Влияние элиситоров на накопление

ингибиторов протеиназ в пораненных клубнях картофеля // Прикл. биохим.

112

микробиол. 2001. Т.37. С.601 - 606.

11. Васюкова Н.И., Озерецковская O.JI. Жасмонат-зависимая защитная сигнальная система в растительных тканях // Физиол. раст. 2009. Т. 56. С. 643-653.

12. Васюкова Н.И., Чаленко Г.И., Герасимова Н.Г., Валуева Т.А., Озерецковская O.JI. Активизация защитных свойств элиситоров с помощью системных сигнальных молекул при взаимодействии картофеля и возбудителя фитофтороза // Прикладная биохимия и микробиология. 2008. Т. 44. С. 236-240.

13. Великанов JI. JL, Хасанов Б.А. К вопросу о биологической роли токсических метаболитов Helminthosporium sorokinianum Sacc. / Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. Вильнюс. 2003. С.78 - 90.

14. Веселов С.Ю., Иванова Т.Н., Симонян М.В., Мелентьев А.И. Исследование цитокининов, продуцируемых ризосферными микроорганизмами // Прикл. биохимия и микробиология. 1998. Т. 34. С. 175-179.

15. Возняковская Ю.М. Микрофлора растений и урожай. JL: Колос, 1969. 238 с.

16. Воловик A.C., Трофимец JI.H., Долягин А.Б., Глез В.М. Методика исследований по защите картофеля от болезней, вредителей, сорняков и иммунитету. М.:ВНИИКХ, Росссельхозакадемия. 1995. 106 с.

17. Ганиев P.M. Взаимоотношения пшеницы с возбудителем твердой головни Tilletia caries (DC.) TUL. на ранних этапах патогенеза // Автореферат дис-серт. на соискание ученой степени канд. сельскохозяйственных наук. Курган, 2000. 18 с.

18. Гилязетдинов Ш.Я., Нугуманов А.Х., Пусенкова Л.И. Эффективность антистрессовых препаратов и биофунгицидов в системе защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных абиотических и биотических факторов. Монография. Уфа. Гилем. 2008. 372 с.

19. Головатская И.Ф., Карначук Р.А. Влияние жасмоновой кислоты на морфогенез и содержание фотосинтетических пигментов у проростков Arabidopsis на зеленом свету // Физиол. раст. 2008. Т. 55. С.240 - 244.

20. Граскова И.А., Антипина И.В., Потапенко О.Ю., Войников В.К. Динамика активности внеклеточных пероксидаз суспензионных клеток картофеля при патогенезе кольцевой гнилью // Доклады РАН. 2004. Т. 399. С. 567-570.

21. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта М. : Колос. 1979. 416с.

22. Дьяков Ю.Т., Озерецковская О.Л., Джавахия В.Г., Багирова С.Ф. Общая и молекулярная фитопатология. М.: Общество фитопатологов. 2001. 302 с.

23. Захаренко В.А. Химическая защита растений в России в конце XX - начале XXI века // Защита растений. 2007. № 12. С. 1-7.

24. Зимоглядова Т.В., Жадан В.В., Наказной C.B. Эффективность биопрепаратов на разных сортах озимой пшеницы // Защита и карантин растений. 2009. V. 11. С. 25 -26.

25. Злотников А.К., Злотников К.М. Применение биопрепарата для повышения устойчивости растений к засухе и другим стрессорам. // Arpo XXI. 2007. № 10-12. С. 37 - 38.

26. Иващенко В.Г., Назаровская Л.А. Источники инфекции фузариоза колоса злаковых культур в Краснодарском крае // Защита и карантин растений. 1998. № U.C. 30.

27. Исаев Р.Ф. Новые средства контроля вредоносности возбудителей твердой головни и корневых гнилей в посевах яровой пшеницы // Эффективность гербицидов и фунгицидов при совместном применении с антистрессовыми регуляторами роста на зерновых культурах (опыт и рекомендации). Уфа. Гилем. 2003. С. 59 - 64.

28. Казарян Ф.Г., Агаджанян Д.А. Наличие гиббереленоподобных веществ в метаболитах микроорганизмов и влияние их на высшие растения // Биол. журнал Армении. 1971. Т. 24. С. 85 - 89.

29. Ковунец В.П., Дворник В .Я., Шелепова В.И. Для защиты всходов озимой пшеницы // Защита и карантин растений, 1994, №5. С,41,

30. Кудоярова Г.Р., Курдиш И.К., Мелентьев А.И. Образование фитогормонов почвенными и ризосферными бактериями как фактор стимуляции роста растений // Биология, биохимия и генетика. 2011. № 3. €.5-16.

31. Кузьмина Л.Ю., Логинов О.Н., Бойко Т.Ф., Исаев Р.Ф., Свешникова E.B., Мелентьев А.И. Эффективность бактериальных препаратов при защите пшеницы от твердой головни // С.-х. биология. 2003. №5. С, 69 -73,

32. Кумачева Е.М., Попов В.И. Метод инокуляции всходов пшеницы Helminthosporium sativum P.K. et В. // Бюлл. ВИЗР. 1976. № 39. С. 73 -75.

33. Ладыженская И.П., Кораблева H.H. Действие жасмоновой кислоты на транспорт Са2+ через мембрану везикул плазмалеммы из клеток клубней картофеля // Прикл. биохим. и микробиол. 2008. Т. 44. С. 709 - 712.

34. Лиу Ю., Пан Ц.Х., и др. Взаимосвязь между Н2О2 и жасмоновой кислотой в ответной реакции листьев гороха на поранение // Физиол. раст. 2008. Т. 55. С. 851-862.

35. Логинов О.Н. Бактерии Pseudomonas и Azotobacter как объекты сельскохозяйственной биотехнологии. Под ред. Шакирова Ф.М., М.: Наука. 2005. 166 с.

36. Максимов И.В., Черепанова Е.А., Сурина О.Б., Сахабутдинова А.Р. Влияние салициловой кислоты на активность пероксидазы в совместных культурах каллусов пшеницы с возбудителем твердой головни Tilíeiia caries (DC.) TUL. // Физиол. раст. 2004. Т. 51. №4. С. 534 - 540.

37. Максимов И. В., Сорокань А. В., Черепанова Е. А., Сурина О. Б., Трошина Н. Б., Яруллина Л. Г. Влияние салициловой и жасмоновой кислот на компоненты про-/антиоксидантной системы в растениях картофеля при фитофторозе // Физиол. раст. 2011. Т. 58. № 2. С243-251.

38. Максютова H.H., Галеева Е.И., Мухитов А.Р., Румянцева Н.И.

115

Действие салициловой кислоты на рост каллусов гречихи татарской с различной скоростью к морфогенезу// Физиол. и биохим культ, раст. 2005. Т. 37. С. 320-325.

39. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. М. Мир. 1984. 480 с.

40. Мелентвев А.И. Аэробные спорообразующие бактерии Bacillus Cohn в агроэкосистемах. М.: Наука. 2007. 147 с.

41. Мелентьев А.И., Кузьмина Л.Ю., Яковлева О.В., Курченко В.П. Штамм Bacillus subtilis - продуцент сурфактина / Пат. 2270858. РФ. // Б.И. 2006. №6.

42. Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур, Москва, 1985. 25 с.

43. Монастрыский O.A., Першакова Т.В. Современные проблемы и решения создания биопрепаратов для защиты сельскохозяйственных культур от возбудителей болезней // Arpo XXI. 2009. № 7 - 9. С. 3 - 5.

44. Монастырский О. Биопрепараты вместо ядохимикатов // Экосинформ. 2009. Т. 4.-С.37 - 42.

45. Мордухова Е.А., Кочетков В.В., Поликарпова Ф.Я., Воронин A.M. Синтез индолил-3-уксусной кислоты ризосферными псевдомонадами: Влияние плазмид биодеградации нафталина // Прикл. биохимия и микробиол. 1998. Т. 34. С. 287-292.

46. Недорезков В. Д. Биологическое обоснование применения эндофитных бактерий в защите пшеницы от болезней на Южном Урале: Дис. д-ра с.-х. наук, Уфа. 2003. 284 с.

47. Никуленко Т.Ф., Чканников Д.И. Токсины фитопатогенных грибов и их роль в развитии болезней растений. М.: Колос, 1987. 60 с.

48. Новикова И.И. // Биологические средства защиты растений технологии их подготовки и применения С.- Пб.: ВИЗР. 2005. С. 303 - 330.

49. Новикова И.И. Биологическое обоснование создания и

116

применения полифункциональных биопрепаратов на основе микробов-антагонистов для фитосанитарной оптимизации агроэкосистем // Дис. д-ра биол. наук: С-Петербург, 2005.

50. Озерецковская О. Л., Васюкова Н. И., Чаленко Г. И., Герасимова Н. Г., Ревина Т. А., Валуева Т. А. Процесс раневой репарации и индуцированная устойчивость клубней картофеля. Прикладная биохимия и микробиология. 2009. Т. 45. С. 220 - 224.

51. Озерецковская О. Л., Васюкова Н.И. При использовании элиситоров для защиты сельскохозяйственных растений необходима осторожность // Прикл. биохимия и микробиология. 2002. Т. 38. С. 322 - 325.

52. Патент РФ №2099947. Биопрепарат Фитоспорин для защиты растений от болезней / Смирнов В.В., Сорокулова И.Б., Бережницкая Т.Г. и др. /Заявл. 1997.12.27; опубл. 25.12.97.

53. Панина Я.С., Васюкова Н.И., Озерецковская О.Л. Свободные и коньюгированные формы салициловой кислоты: содержание и роль в картофеле // Прикл. биохим. и микробиол. 2005. Т. 4. С. 354 - 357.

54. Пыжикова Г.В. Септориозы зерновых культур.- М.:Колос, 1984.

54 с.

55. Пыжикова Г.В., Карасева Е.В. Методика изучения возбудителей септориоза на изолированных листьях пшеницы // С.-х. биология. 1985. Т. 12. С .112- 114.

56. Ржезач А. Основные болезни зерновых (септориоз) // Интенсивное производство зерна. М.: Агропромиздат, 1985. С, 213 - 232.

57. Родигин В.М. Особенности проявления септориоза томатов в Харьковской области.//Актуальные проблемы фитовирусологии и защиты растений. Материалы научной конференции, посвященной 85-летию со дня рождения член.-кор. АН РБ, проф. Антона Лаврентьевича Амбросова (Прилуки, 16 июня 1997 года). Под ред. Самерсова В. Ф., БНИИЗР, Минск, ПКФ «Экаунт», 1997. С. 109 - 111.

58. Романенко Н.Д., Попов И.О., Таболин С.Б., Бугаева Е.Н. Заец

117

B.Г. Перспективы использования бактерий-антагонистов против наиболее фитопатогенных видов нематод, вирусов и грибов // Arpo XXI. 2008. № 1-3,

C. 23-27.

59. Рябчинская Т.А., Харченко Г.Л., Саранцева H.A., Бобрешова И.Ю., Злотников А.К. Полифункциональное действие препарата Альбит при предпосевной обработке семян яровой пшеницы // Агрохимия. 2009. № 10. С. 39-47.

60. Санина A.A., Анциферова Л.В. Способы выделения и хранения возбудителей септориоза пшеницы // Микол. и фитопатол. 1989. Т. 23. С. 172-175,

61. Смирнов В.В., Резник С.Р., Василевская И.А. Спорообразующие аэробные бактерии - продуценты биологически активных веществ. Киев: Наукова Думка. 1982. 282 с.

62. «Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации», Приложение к журналу "Защита и карантин растений" №6, 2008 г.

63. Ступарь О.С., Шуляковская Л.Н. Эффективный биофунгицид для защиты сельскохозяйственных культур. // Arpo XXI 2001, № 6.

64. Тарчевекий И.А., Яковлева В.Г., Егорова A.M. Протеомный анализ изменений в корнях гороха, вызванный апоптоз-индуцирующей концентрацией салициловой кислоты // ДАН. 2008. Т. 422. №3. С. 410-414

65. Тютерев С. Л. Научные основы индуцирования болезнеустойчивости растений. С-Пб.: ООО «Инновационный центр защиты растений» ВИЗР, 2002. 328 с.

66. Тютерев С.Л. Физиолого-биохимические основы управления стрессо-устойчивостью растений в адаптивном растениеводстве / С. Л. Тютерев // Вестник защиты растений. 2000. №1. С. 11 - 33.

67. Хайруллин P.M., Юсупова З.Р. Максимов И.В. Защитные реакции

пшеницы при инфицировании грибными патогенами. 1. Взаимодействие

анионных пероксидаз пшеницы с хитином, хитозаном и телиоспорами Tilletia

118

caries (DC.) Tul. // Физиол. раст. 2000. №1. С. 108 - 113.

68. Хасанов Б.А. Обзор грибов из рода Bipolaris Shoem. //Микология и фитопатология. 1991. Т. 25, Вып.4. С.360 - 365.

69. Хохряков М.К., Доброзракова Т.Л., Степанов К.М., Летова М.Ф. Определитель болезней растений. СПб.: Изд. "Лань", 2003. 592 с.

70. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков / В.А. Чулки на -Новосибирск: Наука Сиб. отд., 1985.20 с.

71. Яруллина Л. Г., Трошина Н. Б., Черепанова Е.А., ЗаикинаЕ.А., Максимов И.В. Салициловая и жасмоновая кислоты в регуляции про-/антиоксидантного статуса листьев пшеницы при инфицировании Septoria nodorum Berk. // Прикл. биохимия и микробиология. 2011. Т. 47. №5. С. 605-608.

72. Шакирова Ф.М., Сахабутдинова А.Р. Сигнальная регуляция устойчивости растений к патогенам // Усп. совр. биол. 2003. Т. 123. С. 563-572.

73 . Agrawal O.K., Rakwal R., Jwa N.-S. Cloning and characterization if a jasmonate inducible rice (Oryza sativa L.) peroxidase gene, OsPOX, against global signaling molecules and certain inhibitors of kinase-signaling cascade(s) // Plant science. 2002. V. 162. P. 49 - 58.

74. Akram A., Ongena M., Duby F., Dommes J., Thonart P. Systemic resistance and lipoxygenase-related defence response induced in tomato by Pseudomonas putida strain BTP1// BMC Plant Biology. 2008. V.8. P. 1-12.

75. Almagro L., Gomez Ros L.V., Belchi-Navarro S., Bru R., Ros Barcello A., Pedreno M.A. Class III peroxidases in plant defence reactions // J. Exp. Botany. 2009. V. 60. P. 377 - 390.

76. Alstrom S. Induction of disease resistance in common bean susceptible to halo blight bacterial pathogen after seed bacterization with rhizosphere pseudomonads // J. Gen. Appl. Microbiol. 1991. V. 37. P. 495 - 501.

77. Arrebola E., Jacobs R., Korsten L. Iturin A is the principal inhibitor in

the biocontrol activity of Bacillus amyloliquefaciens PPCB004 against postharvest

119

fungal pathogens // J. Applied Microbiol. 2010. V.108. P. 386 - 395.

78. Asgar H.N., Zahir Z.A., Arshad M., Khalidq A. Relationship between in vitro production of auxins by rhizobacteria and their growth-promoting activities in Brassica juncea L. // Biol. Fertile. Soils. 2002. V. 35. P. 231 - 237.

79. Audenaert K., Pattery T., Cornelis P., Hofte M. Interactions between Myxobacteria, plant pathogenic fungi, and biocontrol agents // MPMI. 2002. ¥.15. P. 1147 - 1156.

80. Bakker P.A.H.M., Pieterse C.M.J., van Loon L/C. Induced systemic resistance by fluorescent Pseudomonas spp. // Phytopathology. 2007. V. 97. P. 239-243.

81. Barruiso J., Solano B.R., Lucas J.A., Lobo A.P., Garsia-Villaraco A., Manero F.L.G. Plant-bacteria Interaction: Strategies and Technigues to Promote Plant Growth / Eds. I. Ahmad, J. Pichtel, S. Hayat. Weinheim: Willey-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2008. P. 1 - 17.

82. Belesky D. P., Robbins J. D., Stuedemann J. A., Wilkinson S. R., Devine O. J. Fungal endophyte infection-loline derivative alkaloid concentration of grazed tall fescue // Agron J. 1987. V. 79. P. 217 -220.

83. Benhamou N., Kloeper J.W., Quadt -Hallman A., Tuzun S. Induction of defense-related ultrastructural modifications in pea root tissues inoculated with endophytic bacteria // Plant physiol. 1996. V. 112. P. 919 - 929.

84. Berg G. Plant-microbe interactions promoting plant growth and health: perspectives for controlled use of microorganisms in agriculture // Appl. Microboil. Biotehnol. 2009. V. 84. P. 11 - 18.

85. Bindschedler L.V., Minibayeva F., Gardner SL. et al. Early signaling events in the apoplastic oxidative burst in suspension cultured french bean cells involve cAMP and Ca2+ //NewPhytologist. 2001. V. 151. P. 185 - 194.

86. Bolckmans K. Biocontrol files // Can. Bull. Ecol. Pest. Manag. 2008. V.13. P. 1 - 10.

87. Bonfante P., Anca I.-A. Plants, mycorrhizal fungi, and bacteria: a network of interactions // Annu. Rev. Microbiol. 2009. V. 63. P. 363 - 383.

88. Bultman T.L., Bell G., Martin W.D. A Fungal endophyte mediates reversal of wound-induced resistance and constrains tolerance in a grass // Ecology. 2004. V. 85. P. 679 - 685.

89. Campanile G., Ruscelli A., Luisi N. Antagonistic activity of endophytic fungi towards Diplodia corticola assessed by in vitro and in planta tests // Eur. J. Plant Pathol. 2007. V. 11. P. 237 - 246.

90. Carrillo C., Teruel J.A., Aranda F.J., Ortiz, A. Molecular mechanism of membrane permeabilization by the peptide antibiotic surfactin // Biochim Biophys Acta. 2003. V. 1611. P. 91 - 97.

91. Caruso C., Chilosi G., Leonardi L., Bertini L., Margo P., Buonocore V., Capolare C. A basic peroxidase from wheat kernel with antifungal activity // Phytochemistry. 2001. V. 58. P. 743 - 750.

92. Cattelan A. J., Hartel P. G., Fuhrmann J. J. Screening for plant growth-promoting rhizobacteria to promote early soybean growth // Soil Sci. Soc. Am. J. 1999. V. 63. P. 1670 - 1680.

93. Chandrashekhara Niranjanranj S., Deepak S.A., Amrutesh K.N., Shetty N.P., Shety H.S. Endophytic bacteria from different plant origin enhance growth and induce downy mildew resistance in pearl millet // Asian J. Plant Pathol. 2007. V. l-.P. 1-11.

94. Chang S., Cohen S.N. High frequency transformation of B. subtilis protoplasts by plasmid DNA. //Mol. Gen. Genet. 1976. V. 168. P. Ill - 115.

95. Chanway C.P., Nelson L.M. Holl F.B. Cultivar-speciflc growth promotion of spring wheat (Triticum aestivum L.) by co-existent Bacillus species. // Can. J. Microbiol. 1989. V. 34. P. 925-929.

96. Chaturvedi R., Shan J. Salicylic acid in plant desease resistance // Salycilic acid: a plant hormone, Springer-Verlag. Berlin. Heidelberg. 2007. P. 247-276.

97. Chen C.Q., Bélanger R.R., Benhamou N., Paulitz T.C. Defense enzymes induced in cucumber roots by treatment with plant growth-promoting

rhizobacteria (PGPR) and Prthium aphanidermatum II Physiol. Mol. Plant Pathol.

121

2000. V.56. P. 13-23.

98. Chen F., Wang M., Zhang Y., Luo J., Yang X., Wang X. Quantitative changes of plant defense enzymes and phytohormone in biocontrol of cucumber Fusarium wilt by Bacillus subtilis B579 // World J. Microbiol Biotechnol. 2010. V. 26. P. 675 - 684.

99. Chet I., Inbar J. Biological control of fungal pathogens // Applied Biochem. Biotech. 1994. V. 48. P. 37 - 43.

100. Choi H.W., Kim Y.J., Lee S.C., Hong J.K., Hwang B.K. Hydrogen peroxide generation by the pepper extracellular peroxidase CaP02 activates local and systemic cell death and defense response to bacterial pathogens. // Plant Physiology. 2007. V. 145. P. 890 - 904.

101. Choudhary D.K., Johri B.N. Interactions of Bacillus spp. and plants— with special reference to induced systemic resistance (ISR) // Microbiol. Res. 2009. V. 164. P. 493-513.

102. Choudhary D.K., Prakash A., Wray V., Johri B.N. Insights of the fluorescent pseudomonads in plant growth regulation // Cur. Science. 2009. V. 97. P. 170-179.

103. Cipollini D. Does competition magnify the fitness costs of indused responses in Arabidopsis thaliana? A manipulative approach // Oecologia. 2002. V. 131. P. 514-520.

104. Coego A., Ramirez V., Gil J., Flors V., Mauch-Mani B., Vera P. An arabidopsis homeodomain transcription factor, overexpressor of cationic peroxidase 3, media resistance to infection by necrotrophic pathogens // The Plant Cell. 2005. V. 17. P. 2123 - 2137.

105. Compant S., Duffy B., Nowak J., Clement C., Barka E.A. Use of plant Growth-promoting bacteria for biocontrol of plant diseases: Principles, mechanisms of action and future prospects // Appl. Envir. Microbiol. 2005. V. 71. P. 4951 -4959.

106. Conn V. M., Walker A. R., Franco C. M. M. Endophytic

Actinobacteria Induce Defense Pathways in Arabidopsis thaliana II Mol. Plant-

122

Microbe Interact. 2008. V. 21. P. 208 - 218.

107. Cook R.J., Tomashow L.S., Weller D.M., Fujimoto D., Mazzolla M., Bangera G., Kim D.-S. Molecular mechanisms of defense by rhizobacteria against root disease // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. P. 4197 - 4201.

108. Curtis M.D., Rae A.L, Rusu A.G., Harrison S.J., Manners J.M. A peroxidase gene promoter induced by phytopathogens and methyl jasmonate in transgenic plants // Molecular Plant-Microbe Interactions. 1997. Y.10. № 3. P. 326-338

109. Date R. A. Advances in inoculant technology: a brief review. // Austral. J. Exp. Agric. 2001. V. 41. P. 321 - 325.

110. De Meyer G., Audenaert K., Hofte M. Pseudomonas aeruginosa 7NSK2-induced systemic resistance in tobacco depends on in planta salicylic acid accumulation but is not associated with PR la expression // Eur. J. Plant Pathology. 1999. V. 105. P. 513-517.

111. De Vleesschauwer D., Djavaheri M., Bakker P.A.H.M., Hofte M. Pseudomonas fluoreseens WC S374r-1 nduced Systemic Resistance in Rice against Magnaporthe oryzae Is Based on Pseudobactin-Mediated Priming for a Salicylic Acid-Repressible Multifaceted Defense Response // Plant Physiology, 2008. V. 148. P. 1996-2012.

112. De Werra P., Pechy-Tarr M., Keel C., Maurhofer M. Detection of plant-modulated alterations in antifungal gene expression by Pseudomonas fluoreseens CHA0 on roots by flow cytometry // Appl. Environ. Microbiol. 2009. V. 75. P. 4162-4174.

113. Debono M., Gordee R.S. Antibiotics that inhibit fungal cell wall development // Ann. Rev. Microbiol. 1994. V. 48. P. 471 - 497.

114. Deepak S. et al. Induction of resistanse against doeny mildew pathogen in pearl millet by a synthetic jasmonate analogon // Physiol. Mol. Plant Pathol. 2007. V. 71. P. 96 - 105.

115. Dow M., Newman L.A., Reynolds C.M. Bacteria and

phytoremediation: new uses for endophytic bacteria in plants // Trends in

123

Biotechnology. 2005.V. 23. P. 6 - 8.

116. Duffy B., Schouten A., Raaijmakers J.M. Pathogen self defense: mechanisms to counteract microbial antagonism // Ann. Rev. Phytopathol. 2003. V.41.P. 501 -538.

117. Duitman E.H., Hamoen L.W., Rembold M., Venema G., Seitz H., Saenger W. The mycosubtilin synthetase of Bacillus subtilis ATCC 6633: a multifunctional hybrid between a peptide synthetase, an amino transferase, and a fatty acid synthase // PNAS USA. 1999. P. 13294 - 13299.

118. Eyal Z. The Septoria tritici and Stagonospora nodorum blotch diseases of wheat // Eur. J, Plant Pathol. 1999. V. 105. P. 629 - 641.

119. Fawcett, P., Eichenberger, P., Losick, R., and Youngman, P. The transcriptional profile of early to middle sporulation in Bacillus subtilis // Prot. Nat. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. 8063 - 8068.

120. Forchetti G., Masciarelli O., Alemano S., Alvares D., Abdala G. Endophytic bacteria in sunflower {Helianthus annuus L.): isolation, characterization, and production of jasmonates and abscisic acid in culture medium //Appl. Microbiol Biotechnol. 2007. V. 76. P. 1145 - 1152.

121. Fravel, D. R., Rhodes, D. J., and Larkin, R. P. Production and commercialization of biocontrol products // Integrated Pest and Disease Management in Greenhouse Crops. R, Albajes, M. L. Gullino, J. C. van Lenteren, and Y. Elad, eds. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. 1999. P. 365-376.

122. Frey-Klett P., Garbaye J., Trakka M. The mycorrhiza helper bacteria revisited // New Phytol. 2007. V. 176. P. 22 - 36.

123. Garcia de Salamone, I. E., Hynes, R. K., and Nelson, L. M. Cytokinin production by plant growth promoting rhizobacteria and selected mutants // Can. J. Microbiol. 2001. V. 47, P. 404 - 411.

124. Ghosh S., Penterman J.N., Little R.D., Chavez R., Glick B.R. Three newly isolated plant growth-promoting bacilli facilitate the seedling growth of canola, Brassica campestris // Plant Physiol. Biochem. 2003. V. 41. P. 277 - 281.

125. Giacomodonato, M. N., Pettinari, M. J., Souto, G. I., Mendez, B. S.,

124

and Lopez, N. I. A PCR-based method for the screening of bacterial strains with antifungal activity in suppressive soybean rhizosphere // World J. Microbiol. Biotechnol. 2001. V. 17. P. 51 - 55.

126. Glick B.R. Modulation of plant ethylene levels by the bacterial enzyme ACC deaminase // FEMS Microbiol. Letters. 2005. V. 251. P. 1 - 7.

127. Glick, B. R. The enhancement of plant growth by free-living bacteria // Can. J. Microbiol. 1995. V. 41. P. 109 - 117.

128. Gomes-Gomes L., Boiler T. Flagellin perception: a para- digm for innate immunity // Trends Plant Sci. 2002. V. 7. P. 251 -256.

129. Govindappa M., Likesh S., Ravishankar Rai V., Rudra Naik V., Raju S.G. Induction of systemic resistance and management of safflower Macrophomina phaseolina root-rot disease by biocontrol agent // Arch. Phytopath. and Plant Protect. 2010. V. 43. P. 26 - 40.

130. Gregor A.K., Klubek B., Varsa E.C. Identification and use of actinomycetes for enhanced nodulation of soybean co-inoculated with Bradyrhizobium japonicum II Can. J. Microbiol. 2003. V. 49. P. 483 -491.

131. Guder A., Schmitter T., Wiedemann I., Sahl H.G., Bierbaum G. Role of the single regulator MrsRl and the two-component system MrsR2/K2 in the regulation of mersacidin production and immunity // Appl Environ Microbiol. 2002. V. 68.P. 106-113.

132. Guder A., Wiedemann I., Sahl H.G. Posttranslationally modified bacteriocins - the lantibiotics // Biopolymers. 2000. V. 55. P. 62 - 73.

133. Gwinn K.D., Gavin A. M. Relationship between endophytic infection level of tall fescue seed lots and Rhizoctonia zeae seedling disease // Plant Disease. 1998. V. 76. P. 911-914.

134. Hampson M.C., Coombes J. W. Reduction of potato wart disease with crushed crabshell: suppression or eradication? // Can. J. Plant Pathol. 1995. V.17. P. 69 - 74.

135. Hasper H.E., De Kruijff B., Breukink E. Assembly and stability of Nisin-Lipid II pores // Biochemistry. 2004. V. 43. P. 11567 - 11575.

136. Hemphill H.E., Gage I., Zahler S.A., Korman R.Z. Prophage-mediated production of a bacteriocin-like substance by SP beta lysogens of Bacillus subtilis II Can J Microbiol. 1980. V. 26. P. 1328 - 1333.

137. Hilton M.D., Alaeddinoglu N.G., Demain A.L. Synthesis of bacilysin by Bacillus subtilis branches from the prephenate of the aromatic amino acid pathway // J Bacteriol. 1988. V. 170. P. 482 - 484.

138. Hiraga S., Ito H., Sasaki K., Yamakawa H., Mitsuhara I., Toshima H., Matsui H., Honma M., Ohashi Y. Wound-Induced Expression of a Tobacco Peroxidase is Not Enhanced by Ethephon and Suppressed by Methyl Jasmonate and Coronatine // Plant Cell Physiol. 2000. V. 41. P. 165 - 170.

139. Hirano S.S., Baker L. S, Upper C.D. Raindrop momentum triggers growth of leaf-associated populations of Pseudomonas syringae on field grown snap bean plants // Appl. Environ. Microbiol. 1996. V. 62. P. 2560 - 2566.

140. Horsten J., Fehrmann H. Fungicide resistance of Septoria nodorum and Pseudocercosporella herpostricoides: Characterization of resistant strains I IZ. Phlanzenschutz. 1980. V. 87. P. 513 - 522.

141. Hossain M.M., Sultana F., Kubota M., Koyama H., Hyakumachi M. The plant growth- promoting fungus Penicillium simplicissimum GP17-2 induces resistance in Arabidopsis thaliana by activation of multiple defense signals // Plant and Cell Physiology. 2007. V. 48. P. 1724 - 1736.

142. Howell C.R., Stipanovich R.D. Control of Rhizoctonia solani on cotton seedlings with Pseudomonas fluorescens and with an antibiotic produced by the bacterium II Phytopathology. 1979. V. 69. P. 480 - 482.

143. Hsieh F.C., Lin T.C., Meng M., Kao S.S. Comparing methods for identifying Bacillus strains capable of producing the antifungal lipopeptide iturin A // Curr. Microbiol. 2008. V. 56. P. 1 - 5.

144. Hurek T., Reinhold-Hurek B. Azoarcus spp. strain BH72 as a model for nitrogen-fixing grass endophytes 11 J. Biotechnol. 2003. V.106. P. 169 - 178.

145. Inaoka T., Takahashi K., Ohnishi-Kameyama M., Yoshida M., Ochi

K. Guanine nucleotides guanosine 5'-diphosphate 3-diphosphate and GTP

126

cooperatively regulate the production of an antibiotic bacilysin in Bacillus subtilis. IIJ Biol Chem. 2003. V. 278. P. 2169 - 2176.

146. Inaoka T., Takahashi K., Yada H., Yoshida M., Ochi K. RNA polymerase mutation activates the production of a dormant antibiotic 3,3'-neotrehalosadiamine via an autoinduction mechanism in Bacillus subtilis I I J Biol Chem. 2004. V. 279. P. 3885 - 3892.

147. Jack R.W., Jung G. Lantibiotics and microcins: polypeptides with unusual chemical diversity // Curr Opin Chem Biol. 2000. V.4. P. 310 - 307.

148. Jacometti M.A., Wratten S.D., Walter M. II Austr. J. Grape and Wine Res. 2010, V. 16. P. 154 -172.

149. Janisiewicz W.J., Korsten L. Biological control of postharvest diseases of fruits // Annu. Rev. Phytopathol. 2002. V. 40. P. 411 - 41.

150. Jetiyanon J., Kloepper J.W. Mixtures of plant growth-promoting rhizobacteria for induction of systemic resistance against multiple plant diseases // Biol. Control 2002. V. 24. P. 285 - 291.

151. Joo G.J., Kim Y.M., Kim J.T., Rhee I.K., Kim J.H., Lee I,J. Gibberellins-producing rhizobacteria increase endogenous gibberellins content and promote growth of red peppers // J. Microbiology. 2005. V. 43. P. 510 - 515.

152. Jourdan E., Henry G., Duby F., Dommes J., Bartelemy P., Thonart P., Ongena M. Insights into the defense-related events occurring in plant cells following perception of surfactin-type lipopeptide from Bacillus subtilis II MPML 2009. V. 22. P. 456-468.

153. Kado C.I. Molecular mechanisms of bacterial virulence. Edited by C.I. Kado and J.H. Gross. 1992.145 p.

154. Kakimoto T. Plant cytokinin biosynthesis enzymes as dimethylallyl diphosphate: ATP/ADP isopentyltransferases // Plant Cell Physiology. 2001. V. 42. P. 667-685.

155. Kamnev A.A. Metals in soil versus plant- microbe interactions / Plant-Microbe Interactions, Ed-s: Barka E.A., Clément C. Research Signpost Fort P.O., Trivandrum-695 023, Kerala, India, 13 Chapter. 2008. P. 291 - 318.

156. Karjalainen R. Host pathogen interaction between spring wheat and Septoria nodorum // J. Agric. Sci. in Finland. 1985. V. 57. P. 11 - 65.

157. Kato T., Shiraishi T., Toyoda K. Inhibition of ATPase activity in pea plasma membrane by fungal suppressor from Micosherella pinodes and their peptide moieties // Plant Cell Physiol. 1993. V. 34. P. 439 - 445.

158. Kawano T. Roles of the reactive oxygen species-generating peroxidase reactions in plant defense and growth induction // Plant Cell Reports. 2003. V. 21. P. 829-837.

159. Kawano T., Furuichi T. Salicylic acid as a defence-related plant hormone: Roles of oxidative and calcium signaling paths in salicylic acid biology // Salicylic acid: A plant Hormone. Ed. Hayat S., Ahmad A. 2007. Springer. Berlin. Heidelberg. P. 277 - 322.

160. Kawano T., Muto S. Machanism of peroxidase actionc for salicylic acid-indused generation of active oxigen species and an increase in cytosolic calcium in tobacco cell suspension culture // J. Exp. botany. 2000. V. 51. P. 685-693.

161. Kawulka K.E., Sprules T., Diaper C.M., Whittal R.M., McKay R.T., Mercier P. Structure of subtilosin A, a cyclic antimicrobial peptide from Bacillus subtilis with unusual sulfur to alpha-carbon cross-links: formation and reduction of alpha-thio-alpha-amino acid derivatives // Biochemistry. 2004. V. 43. P. 3385-3395.

162. Kazan K., Manners J. M. Jasmonate Signaling: Toward an Integrated View // Plant physiology. 2008. V. 146. P. 1459 - 1468.

163. Kelemu S., Mahuku G., Fregene M., Pachico P., Johnson N., Calvert L., Rao I., Buruchara R., Amede T., Kimani P., Kirkby P., Kaaria S., Ampofo K. Harmonizing theagricultural biotechnology debate for the benefit of African farmers //African Journal of Biotechnology. 2003. V. 2. P. 394-416.

164. Keon J., Bailey A., Hardreaves J. A group of expressed cDNA sequences from the wheat leaf blotch pathogen, Mycosphaeria graminicola {Septoria tritici) // Fungal Genet. Biol. 2000. V. 29. P. 118 - 133.

165. Khairullin R.M., Yarullina L.G., Troshina N.B., Akhmetova I.E. Aktivatsiya khitooligosakharidami okisleniya ortofenilendiamina prorostkami pshenitsy v prisutstvii shchavelevoi kisloty // Biokhimiya. 2001. T. 66. S. 354-358.

166. Kilian M., Steiner U., Krebs B., Junge H., Schmiedeknecht G., Hain R. FZB24® Bacillus subtilis - Mode of action of a microbial agent enhancing plant vitality // Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer. 2000. V. 53. P. 72 - 93.

167. Kishore G.K., Pande S., Podile A.R Chitin-supplemented foliar application of Serratia marcescens GPS 5 activates defense-related enzymes of groundnut // J. Pytopathol. V. 153. 2009. P. 169 - 173.

168. Kleerebezem, M. Quorum sensing controls of lantibiotic production; nisin and subtilis autoregulate their own biosynthesis // Peptides. 2004. V. 25. P. 1405 -1414.

169. Klein C., Entian K.-D. Genes involved in self-protection against the lantibiotic subtilin produced by Bacillus subtilis ATCC 6633 // Appl Environ Microbiol. 1994. V. 60. P. 2793 - 2801.

170. Kloepper J.W., Gutierrez-Estrada A., Mclnroy J.A. Photoperiod regulates elicitation of growth promotion but not induced resistance by plant growth-promoting rhizobacteria // Can. J. Microbiology. 2007. V. 53. P. 159-167.

171. Kloepper J.W., Ryu C.-M., Zhang S. Induced systemic resistance and promotion of plant growth by Bacillus spp. // Phytopathol. 2004. V. 94. P. 1259 -1266.

172. Kobayashi D.Y., Crouch J.A. Bacterial/fungal interactions: from pathogens to mutualistic endosymbionts // Annu. Rev. Phytopathol. 2009. V. 47. P. 63 - 82.

173. Kombrinc E., Schroder M., Hahlrock K. Several "pathogenesis-related" proteins in potato are 1,3-f-glucanases and chitinases // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. V. 85. P. 782 - 786.

174. Koponen O., Takala T.M., Saarela U., Qiao M., Saris P.E.

129

Distribution of the Nisi immunity protein and enhancement of nisin activity by the lipid-free Nisi // FEMS Microbiol Lett. 2004. V. 231. P. 85 - 90.

175. Kotan R., Dikbas N., Bostan H. Biological control of post harvest disease caused by Aspergillus flavus on stored lemon fruits // African Journal of Biotechnology. 2009. V. 8. P. 209 - 214.

176. Kowall M., Vater J., Kluge B., Stein T., Franke P., Ziessow D. Separation and characterization of surfactin isoforms produced by Bacillus subtilis OKB 105 // J Colloid Interface Sci. 1998. V. 204. P. 1 - 8.

177. Kumar A., Prakash A., Johri B.N. Bacillus as PGPR in Crop Ecosystem // Chapter 2 Bacteria in Agrobiology: Crop Ecosystems, D.K. Maheshwari (ed.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011, P. 37 - 59.

178. Kumari G.J., Reddi A.M., Naik S.T., Kumar S.G., Prasanthni J. Jasmonic acid induced changes in protein pattern, antioxidative enzyme activities and peroxidase isozymes in peanut seedlings // Biologia plantarum. 2006. N. 50. P. 219-226.

179. Kunst F., Ogasawara N., Moszer I., Albertini A.M., Alloni G., Azevedo V. The complete genome sequence of the gram-positive bacterium Bacillus subtilis //Nature. 1997. V. 390. P. 249 - 256.

180. Lambalot R.H., Gehring A.M., Flugel R.S., Zuber P., LaCelle M., Marahiel M.A. A new enzyme superfamily - the phosphopantetheinyl transferases // Chem Biol. 1996. V. 3. P. 923 - 936.

181. Larran S., Perello A., Simon M.R., Moreno V. Isolation and analysis of endophytic microorganisms in wheat (Triticum aestivum L.) leaves // World J. Microbiol. Biotechnol. 2002. V. 18. P. 683 - 686.

182. Lehtonen M.T., Akita M., Kalkkinen N., Ahola-Iivarinen E., Ronnholm G., Somervuo P., Thelander M., Valkonen J.P.T. Quickly-released peroxidase of moss in defense against fungal invaders // New Phytologist. 2009. V. 183. P. 432-443.

183. Lev-Yadun S., Halpern M. Ergot (Claviceps purpurea) - an aposemantic fungus // Symbiosis. 2007. V. 43. P. 105 - 108.

184. Liu Y.-H., Huang C.-J., Chen C.-Y. // Phytopathol. 2008. V. 98. P. 830-836.

185. Marx R., Stein T., Entian K.-D., Glaser S.J. Structure of the Bacillus subtilis peptide antibiotic subtilosin A determined by 1H-NMR and matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry // J. Protein Chem. 2001. V. 20. P. 501 -506.

186. Maurhofer M., Hase C., Meuwly P., Metraux J.-P., Defago G. Induction of systemic resistance of tobacco to tobacco necrosis virus by the root-colonizing Pseudomonas fluoresceins strain CHA0: influence of the gacA gene and of pyoverdine production // Phytopathol. 1994. V. 84. P. 139 - 146.

187. Maurhofer M., Reimmann C., Schmidli-Scherer P., Heeb S., Haas D., Defago G. Downstream of NPR1, PR genes are activated in the SAR pathway but not in the ISR // Phytopathology. 1998. V.88. P. 678 - 684.

188. McAuliffe O., Ross R.P., Hill C. Lantibiotics: structure, biosynthesis and mode of action // FEMS Microbiol. Rev. 2001.V. 25. P. 285 - 308.

189. Melnick R.L., Zidack N.K., Bailey B.A., Maximova S.N., Guiltinan M., Backman P.A. Bacterial endophytes: Bacillus spp. from annual crops as potential biological control agents of black pod rot of cacao // Biological Control. 2008. V. 46. P. 46-56.

190. Meziane H., Van der Sluis I., Van Loon L. C., Hofte M., Bakker P.A.H.M. Determinants of Pseudomonas putida WCS358 involved in inducing systemic resistance in plants // Mol. Plant Pathol. 2005. V. 6. P. 177 - 185.

191. Mika A., Boenisch M.J., Hopff D., Luthje S. Membrane-bound guaiacol peroxidases from maiz (Zea mays L.) roots are regulated by methyl jasmonate, salicylic acid, and pathogen elicitors // Journal of Experimental Botany. 2010. V.61.N.3.P. 831 -841.

192. Misaghi I., Donndelinger L.R. Endophytic bacteria in symptom-free cotton plants // Phytopathology. 1990. V. 80. P. 808 - 811.

193. Mootz H.D., Finking R., Marahiel M.A. 4'-phosphopantetheine

transfer in primary and secondary metabolism of Bacillus subtilis II J Biol Chem

131

2001. V. 276. P. 37289 - 37298.

194. Moszer I., Jones L.M., Moreira S., Fabry C., Danchin A. SubtiList: the reference database for the Bacillus subtilis genome // Nucleic Acids Res. 2002. V. 30. P. 62-65.

195. Moyne A.L., Cleveland T.E., Tuzun, S. Molecular characterization and analysis of the operon encoding the antifungal lipopeptide bacillomycin D // FEMS Microbiol Lett. 2004. V. 234. P. 43 - 49.

196. Mur L.A.J., Kenton P., Atzorn R., Mierch O., Wasternack C. The outcomes of concentration-specific interactions between salicylate and jasmonate signaling include synergy, antagonism, and oxidative stress leading to cell death // Plant Physiology. 2006. V. 140. P. 249 - 262.

197. Murphy J. F., Zehnder G. W., Schuster D. J., Sikora E. J., Polston J.E., Kloepper J. W. Plant growth-promoting rhizobacterial mediated protection in tomato against Tomato Mottle Virus // Plant Disease. 2000. V. 84. P. 779 - 784.

198. Nakano M.M., Corbell N., Besson J., Zuber P. Isolation and characterization of sfp: a gene that functions in the production of the lipopeptide biosurfactant, surfactin, in Bacillus subtilis II Mol Gen Genet. 1992. V. 232. P. 313-321.

199. Nakano M.M., Zheng G., Zuber P. Dual control of sbo-alb operon expression by the SpoO and ResDE systems of signal transduction under anaerobic conditions in Bacillus subtilis II J. Bacteriol. 2002. V. 182. P. 3274 - 3277.

200. Newton A.C., Catten C.E. Characteristics of strains of Septoria nodorum adapted to wheat or to barley // Plant Pathology. 1991. V.40. P. 546-553.

201. Okazaki Y., Isobe T., Iwata Y. Metabolism of avenanthramide phytoalexins in oats // Plant J. 2004. V. 39. P. 560 - 565.

202. Ongena M., Jacques P. Bacillus lipopeptides: versatile weapons for plant disease biocontrol // Trends in Microbiology. 2008. V. 16. P. 115 - 125.

203. Ongena M., Jourdan E., Adam A., Paquot M., Brans A., Joris B.,

Arpigny J.-L., Thonart P. Surfactin and fengycin lipopeptides of Bacillus subtilis

132

as elicitors of induced systemic resistance in plants // Environmental Microbiol. 2007. V. 9. P. 1084-1090.

204. Orozco-Cardenas M.L., Narvaez-Vasquez J., Ryan C.A. Hydrogen Peroxide Acts as a Second Messenger for the Induction of Defense Genes in Tomato Plants in Response to Wounding, Systemin, and Methyl Jasmonate // Plant Cell. 2001. V. 13. P. 179-191.

205. Paik S.H., Chakicherla A., Hansen, J.N. Identification and characterization of the structural and transporter genes for, and the chemical and biological properties of, sublancin 168, a novel lantibiotic produced by Bacillus subtilis 168 // J Biol Chem. 1998. V. 273. P. 23134 - 32142.

206. Palmer C.L., Skinner W. Mycoshaerella graminicola: Latent infection, crop devastation and genomics // Mol. Plant Pathol. 2002. V. 3. P. 63 - 70.

207. Park K.S., Paul D., Kim J.S., Park J.W. L-Alanine augments rhizobacteria-induced systemic resistance in cucumber // Folia Microbiol. 2009. V. 54. P. 322-326.

208. Park K.S., Kloepper, J.W. Activation of PR-la promoter by Rhizobacteria that induce systemic resistance in Tobacco against Pseudomonas syringae pv. Tabaci // Biological Control. 2000. V. 18. P. 2 - 9.

209. Paulitz T.C., Belanger R.B. Biological control in greenhouse systems. Ann. Rev. Phytopathol // 2001. V. 39. P. 103 - 133.

210. Peypoux F., Bonmatin J.M., Wallace J. Recent trends in the biochemistry of surfactin // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999. V. 51. P. 553-563.

211. Pieterse C.M.J., Van der Ent S., Van Pelt J.A., Van Loon L.C. // Advances in plant ethylene research: Proc. 7-th inter Symp. On Plant Hormone Ethylene. Eds. Ramina A., Chang C., et al. Springer. P. 2007. P. 325 - 331.

212. Pinchuk I.V., Bressollier P., Sorokulova I.B., Verneuil B., Urdaci, M.C. Amicoumacin antibiotic production and genetic diversity of Bacillus subtilis strains isolated from different habitats // Res Microbiol. 2002. V. 153. P. 269-276.

213. Pinchuk I.V., Bressollier P., Verneuil B., Fenet B., Sorokulova I.B., Megraud F., Urdaci M.C. In vitro anti-Helicobacter pylori activity of the probiotic strain Bacillus subtilis 3 is due to secretion of antibiotics // Antimicrob Agents Chemother. 2001. V. 45. P. 3156-3161.

214. Pleban S., Chernin L., Chet I. Chitinolytic activity of an endophytic strain of Bacillus cereus H Lett. Appl. Microbiol. 1997. V. 25. P. 284 - 288.

215. Popay A.J. Defensive Mutualism in Microbial Symbiosis // CRC Press, Boca Raton, FL. 2009. P. 347 - 358.

216. Porter C.L. // Proc. Ind Acad. Sci. 1932. V. 41. P. 149 (hht. no MejieHTteB, 2007).

217. Pozo M.J., Van der Ent S., Van Loon L.C., Pieterse C.M.J. Transcription factor MYC2 is involved in priming for enhanced defense during rhizobacteria-induced systemic resistance in Arabidopsis thaliana II New Phytologist. 2008. V. 180. P. 511-523.

218. Puseu P.J., Wilson C.L. Postharvest biological control of stone fruit brown rot by Bacillus subtilis II Plant Disease. 1984. V. 68. P. 753 - 756.

219. Quan L.-J., Zhang B., Shi W.-W., Li H.-Y. Hydrogen peroxide in plants: a versatile molecule of the reactive oxygen species network // J. Integ. Plant Biology. 2008. V.50. P. 2 - 18.

220. Rajendran L., Ramanathan A., Durairaj C., Samiyappan, R. Endophytic Bacillus subtilis enriched with chitin offer induced systemic resistance in cotton against aphid infestation // Arch. Phytopathol. Plant Protect. 2011. V. 44. P. 1375-1389.

221. Ramamoorthy V., Viswanathan R., Raguchander T., Prakasam V., Samiyappan R. // Crop Protection. 2001. V. 20. P. 1 - 11.

222. Raupach G. S., Kloepper J. W. Biocontrol of Cucumber Diseases in the Field by Plant Growth-Promoting Rhizobacteria With and Without Methyl Bromide Fumigation // Plant Disease. 2000. V. 84. P. 1073 - 1075.

223. Redman R.S., Sheehan K.B., Stout R.G., Rodriguez R.J., Henson J.M. // Science. 2002. V. 298. P. 1581 - 1582.

224. Reitz M., Rudolph K., Schroder I., Hoffman-Hergarten S., Hallman J., Sikora R.A. // Appl. Environ. Microbiol. 2000. V. 66. P. 3515 - 3518.

225. Reva O.N., Dixelius C., Meijer J., Priest F.G. Taxonomic characterization and plant colonizing abilities of some bacteria related to Bacillus amylolyquefaciens and Bacillus subtilis // FEMS Microbiology Ecology. 2004. V. 42. P. 249-259.

226. Reva O.N., Smirnov V.V., Petterson B., Priest F.G. Bacillus endophyticus sp. nov., isolated from the inner tissues of cotton plants (Gossypium sp.) // Inter. J. of systematic and evolutionary microbiology. 2002. V. 52. P. 101 -107.

227. Roberts W. Plant and bacterial chitinases differ in antifungal activity / W. Roberts, C. Selitrennikoff// J. Gen. Microbiol. 1988. V. 134. P. 169-176.

228. Ross R.P., Morgan S., Hill C. Preservation and fermentation: past, present and future // Int. J. Food Microbiol. 2002. V. 79. P. 3 - 16.

229. Ryu C., Farag M.A., HU C., Reddy M.S., Kloepper J.W., Pare P.W. Bacterial volatiles induce systemic resistance in Arabidopsis II Plant Physiology. 2004. V. 134. P. 1017-1026.

230. Saleem M., Arshad M., Hussain S., Bhatti A.S. Perspective of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) containing ACC deaminase in stress agriculture // J. Ind. Microbiol. Biotech. 2007. V. 34. P. 635 - 648.

231. Saravanakumara D., Vijayakumarc C., Kumarb N., Samiyappana R. PGPR-induced defense responses in the tea plant against blister blight disease // Crop Protection. 2007. V. 26. P. 556 - 565.

232. Sasaki K., Hiraga S., Ito H., Seo S., Matsui H., Ohashi Y. A Wound-Inducible Tobacco Peroxidase Gene Expresses Preferentially in the Vascular System // Plant and Cell Physiology. 2002. V. 43. P. 108 - 117.

233. Sattar M.A., Gaur A.C. Production of auxins and gibberellins by phosphate dissolving microorganism // Zentralbl. Mikrobiol. 1987. V. 142. P. 393-395.

234. Saunders M., Kohn L.M. Evidence for alteration of fungal endophyte

135

community assembly by host defense compounds // New Phytol. 2009. V. 182. P. 229-238.

235. Schardl C.L., Grossman R.B., Nagabhyru P., Faulkner J.R., Mallik U.P. Loline alkaloids: currency of mutualism // Phytochemistry. 2007. V. 68. P. 980-996.

236. Schnell N., Entian K.D., Schneider U., Götz F., Zahner H., Kellner R., Jung, G. Prepeptide sequence of epidermin, a ribosomally synthesized antibiotic with four sulphide-rings // Nature. 1988. V. 333. P. 276 - 278.

237. Schoonbeek H.-J., Jacquat-Bovet A.-C., Mascher F., Metraux J.-P. Oxalate-degrading bacteria can protect Arabidopsis thaliana and crop plants against Botrytis cinerea II MPMI. 2007. V. 20. P. 1535 - 1544.

238. Schrey S.D., Tarkka M.T. Friends and foes: streptomycetes as modulators of plant disease and symbiosis // Antonie van Leeuwenhoek. 2008. V. 94. P. 11-19.

239. Segenet Kelemu. Harmonizing the agricultural biotechnology debate for the benefit of African farmers // African Journal of Biotechnology 2003. V. 2. P. 394-416.

240. Shanmugam P., Narayanasamy M. // Internet J. Microbiol. 2009. V.6. http://www.ispub.com/journal / the internet journal of microbiology.

241. Shi Y., Lou K., Li C. Isolation, quantity distribution and characterization of endophytic microorganisms within sugar beet // African journal of biotechnology. 2009. V. 8. P. 835 - 840.

242. Silva H.S.A., Romeiro R.S., Mounteer A. Development of a root colonization bioassay for rapid screening of rhizobacteria for potential biocontrol agents // J. Phytopathol. 2003. V. 151. P. 42 - 46.

243. Simmons L., Bultman T.L., Sullivan T.J. Effects of Methyl Jasmonate and an Endophytic Fungus on Plant Resistance to Insect Herbivores // J. Chem. Ecology. 2008. V. 34. P. 1511 - 1517.

244. Smith K.P., Goodman R.M. Host variation for interactions with

beneficial plant-associated microbes // Ann. Rev. Phytopathol. 1999. V. 37.

136

p. 473-491.

245. Smith R.S. New inoculant technology to meet changing legume management. I I Biological Nitrogen Fixation for the 21st Century. C. Elmerich, A. Kondorosi, and W. E. Newton, eds. Kluwer, Dordrecht, The Netherlands. 1997. P. 621-622.

246. Sonenshein A. L., Boris R. Belitsky. Role and Regulation of Bacillus subtilis Glutamate Dehydrogenase Genes // Journal of Bacteriology, December 2001. V. 180. P. 6298-6305.

247. Sorensen J., Jensen L. E., Nybroe O. Soil and rhizosphere as habitats for Pseudomonas inoculants: New knowledge on distribution, activity and physiological state derived from micro-scale and single-cell studies // Plant Soil 2001. V. 232. P. 97-108.

248. Steddom K., Menge J. A., Crowley D., Borneman J. Effect of repetititve applications of the biocontrol bacterium Pseudomonas putida 06909-rif/nal on citrus soil microbial communities // Phytopathol. 2002. V. 92. P. 857-862.

249. Stein T. Bacillus subtilis antibiotics: structures, syntheses and specific functions // Molecular microbiology. 2005. V. 56. P. 845 - 857.

250. Stein Т., Borchert S., Conrad В., Feesche J., Hofemeister В., Hofemeister J., Entian K.-D. Two different lantibiotic-like peptides originate from the ericin gene cluster of Bacillus subtilis Al/3 // J Bacteriol. 2002. V. 184. P. 1703- 1711.

251. Stein Т., Heinzmann S., Düsterhus S., Borchert S., Entian K.-D. Expression and functional analysis of subtilin immunity genes spalFEG in the subtilin-sensitive host Bacillus subtilis МОЮ99 // J. Bacteriol. 2005. V. 187. P. 822-828.

252. Stein Т., Heinzmann S., Kiesau P., Himmel В., Entian K.-D. The spa-box for transcriptional activation of subtilin biosynthesis and immunity in Bacillus subtilis II Mol. Microbiol. 2003. V. 47. P. 1627 - 1636.

253. Stein Т., Heinzmann S., Solovieva I., Entian K.-D. Function of

137

Lactococcus lactis nisin immunity genes nisi and nisFEG after coordinated expression in the surrogate host Bacillus subtilis II J. Biol. Chem. 2003. V. 278. P. 89-94.

254. Steinborn G., Hajirezaei M.R., Hofemeister J. Bacillus genes for recombinant bacilysin and anticapsin production in Bacillus host strains // Arch Microbiol. 2005. V. 183. P. 71 - 79.

255. Steller S., Sokoll A., Wilde C., Bernhard F., Franke P., Vater J. Initiation of surfactin biosynthesis and the role of the SrfD-thioesterase protein // Biochemistry. 2004. V. 43. P. 11331 - 11343.

256. Steller S., Vollenbroich D., Leenders F., Stein T., Conrad B., Hofemeister J. Structural and functional organization of the fengycin synthetase multienzyme system from Bacillus subtilis b213 and Al/3 // Chem. Biol. 1999. V. 6. P. 31-41.

257. Sun-Hwa Ryua, Yun-Hee Kima, Cha Young Kima, Soo-Young Parka, Suk-Yoon Kwon, Haeng-Soon Leea and Sang-Soo Kwaka. Molecular characterization of the sweet potato peroxidase SWPA4 promoter which responds to abiotic stresses and pathogen infection // Physiologia Plantarum. 2009. V. 135. P. 390-399.

258. Sziderics A.H., Rasche F., Trognitz F., Sessitsch A., Wilhelm E. Bacterialendophytes contribute to abiotic stress adaptation in pepper plants (Capsicum annuum L.) // Canadian J. Microbiol. 2007. V. 53. P. 1195 - 1202.

259. Tada Y., Spoel S.H., Pajerowska-Mukhtar K., Mou Z., Song J., Wang C., Zuo J., Dong X. Plant immunity requires conformational changes of NPR1 via S-nitrosylation and thioredoxins // Science. 2008. V. 321. P. 952 - 956.

260. Tamehiro N., Okamoto-Hosoya Y., Okamoto S., Ubukata M., Hamada M., Naganawa H., Ochi K. Bacilysocin, a novel phospholipid antibiotic produced by Bacillus subtilis 168 // Antimicrob Agents Chemother. 2002. V. 46. P. 315-320.

261. Thimon L., Peypoux F., Wallach J., Michel G. Effect of the

lipopeptide antibiotic, iturin A, on morphology and membrane ultrastructure of

138

yeast cells II FEMS Microbiol Lett. 1995. V. 128. P. 101 - 106.

262. Thomas-Bauzon D., Weinhar P., Villecourt P., Balandreau, J. The spermosphere model. I. Its use in growing, counting and isolating N2-fixing bacteria from the rhizosphere of rice // Can. J. Microbiol. 1982. V. 28. P. 922-928.

263. Thuerig B., Felix G., Binder A., Boiler T., Tamm L. An extract of Penicillium chrysogenum elicits early defense-related responses and induces resistance in Arabidopsis thaliana independently of known signalling pathways // Physiol. Mol. Plant Pathol. 2006. V. 67. P. 180 - 193.

264. Torres M.A., Jones J., Dangl J.L. Reactive Oxygen Species Signaling in Response to Pathogens // Plant Physiology. 2006. V. 141. P. 373 - 378.

265. Torres M.S., Singh A.P., Vorsa N., White J.F. An analysis of ergot alkaloids in the Clavicipitaceae (Hypocreales, Ascomycota) and ecological implications// Symbiosis. 2008. V. 46. P. 11-19.

266. Traw M. B., Kim J., Enright S., Cipollini D. F., Bergelson J. Negative cross-talk between salicylate- and jasmonate- mediated pathways in the Wassilewskija ecotype of Arabidopsis thaliana // Molecular Ecology. 2003. V.12. P. 1125-1135

267. Tsuge K., Akiyama T., Shoda M. Cloning, sequencing, and characterization of the iturin A operon // J. Bacteriol. 2001. V.183. P. 6265 - 6273.

268. Tsuge K., Ano T., Hirai M., Nakamura Y., Shoda M. The genes degQ, pps, and lpa-8 (sfp) are responsible for conversion of Bacillus subtilis 168 to plipastatin production // Antimicrob Agents Chemother. 1999. V. 43. P. 2183-2192.

269. Tsuge K., Ohata Y., Shoda M. (a) Gene yerP, involved in surfactin self-resistance in Bacillus subtilis II Antimicrob Agents Chemother. 2001. V. 45. P. 3566-3573.

270. Tunlid A.,White D. Biochemical analysis of biomass, community structure, nutritional status, and metabolic activity of microbial communities in soil // Soil Biochemistry. 1992. V. 7. P. 229 - 262.

271. Turner JG, Ellis C, Devoto A. The jasmonate signal pathway // Plant Cell. 2002. V. 14. P. 153-164.

272. Unno Y., Okubo K., Wasaki J., Shinano T., Osaki M. Plant growth promotion abilities and microscale bacterial dynamics in the rhizosphere of Lupin analysed by phytate utilization ability // Environ. Microbiol. 2005. V. 7. P. 396-404.

273. Valenzuela-Soto J.H., Estrada-Hernández M.G., Laclette E.I., Délano-Frier J.P. Inoculation of tomato plants (Solarium lycopersicum) with growth-promoting Bacillus subtilis retards whitefly Bemisia tabaci development // Planta. 2010. V. 231. P. 397 - 410.

274. Van der Ent S., Verhagen B.W.M., Van Doom R., Bakker D., Verlaan M.G., Pel M.J.C., Joosten R.G., Proveniers M.C.G., Van Loon L.C., Ton J., Pieterse C.M.J. MYB12 is required in early signaling steps of rhizobacteria-induced systemic resistance in Arabidopsis II Plant Physiology. 2008. V. 146. P. 1296-1304.

275. Van der Lelie D., Taghavi S., Monchy S., Schwender J., Miller L., Ferrieri R., Rogers A., Wu X., Zhu W., Weyens N., Vangronsveld J., Newman L. Poplar and its Bacterial Endophytes: Coexistence and Harmony // Crit. Rev. in Plant Sci. 2009. V. 26. P. 346 - 358.

276. Van Loon L.C. Plant responses to plant growth-promoting rhizobacteria // Eur. J. Plant Pathol. 2007. V. 119. P. 243 - 254.

277. Van Loon L.C., Baccer P.A.H.M., Pieterse C.M.J. Systemic resistance induced by rhizosphere bacteria // Annu. Rev. Phytopathol. 1998. V. 36. P. 453-483.

278. Van Peer R., Niemann G.J., Schippers B. Induced resistance and phytoalexin accumulation in biological control of fusarium wilt of carnation by Pseudomonas sp. strain WCS417r II Phytopathol. 1991. V. 81. P. 728 - 734.

279. Vanittanakom, N., Loeffler, W., Koch, U., and Jung, G. () Fengycin -a novel antifungal lipopeptide antibiotic produced by Bacillus subtilis F-29-3 // J Antibiot. 1986. V. 39. P. 888 - 901.

280. Verhagen B.W.M., Glazebrook J., Zhu T., Chang H.S., Van Loon L.C., Pieterse C.M. The transcriptome of rhizobaeteria induced systemic resistance in Arabidopsis I IMPMI. 2004. V. 17. P. 895 - 908.

281. Verhagen B.W.M., Tritel-Aziz P., Couderchet M., Hofte M., Aziz A. Pseudomonas spp.-induced systemic resistance to Botrytis cinerea is associated with induction and priming of defense responses in grapevine // J. Exp. Botany. 2010. V.61.P. 249-260.

282. Visca P., Cievro A., Sanfilippo V., Orsi N. Iron-regulated salicylate synthesis by Pseudomonas spp. // J. General Microbiol. 1993. V. 139. P. 1995-2001.

283. Vleesschauwer D., Djavaheri M., Bakker A.H.M. Peter., Höfte M. Pseudomonas fluorescens WCS374r-induced systemic resistance in rice against Magnaporthe oryzae is based on pseudobactin-mediated priming for a salicylic acid-repressible multifaceted defense response // Plant physiol. 2008. V. 148. P. 1996-2012.

284. Voisard C., Keel C., Haas D., Defago G. Cyanide production by Pseudomonas fluorescens helps suppress black root rot of tobacco under gnotobiotic conditions // EMBO J. 1989. V.8. P. 351 - 358.

285. Wada M., Kato H., Malik K.A suppresscin from pathogenic fungus deactivates transcription of a plant defense gene encoding phenylalanine ammonia liase // J. Mol. Biol. 1995. V. 24. P. 513 - 519.

286. Watanabe T., Yamada T., Oyanagi W. Purification and some properties of chitinase B1 from Bacillus circulans WL-12 // Biosci. Biotech. Biochem. 1992. V. 56. P. 682 - 683.

287. Wees S., Swart E., Pelt J. A., Van Loon L. C., Pieterse C. M. J. Enhancement of induced disease resistance by simultaneous activation of salicylate- and jasmonate-dependent defense pathways in Arabidopsis thaliana II PN AS. 2000. V. 97. P. 8711 - 8716.

288. Wei G., Kloepper J.W., Tuzun S. Induction of systemic resistance of

cucumber to Colletotricium orbiculare by select strains of grouth-promoting

141

rhizobacteria//Phytopathology. 1991. V. 81. P. 1508 - 1512.

289. Weller D.M., Raaijmakers J.M., McSpadden G.B.B., Thomashow L.S. Microbial populations responsible for specific soil suppressiveness to plant pathogens // Ann. Rev. Phytopathol. 2002. V. 40. P. 309 - 348.

290. Westers H., Dorenbos R., van Dijl J.M., Kabel J., Flanagan T., Devine K.M., et al. Genome engineering reveals large dispensable regions in Bacillus subtilis II Mol. Biol. Evol. 2003. V. 20. P. 2076 - 2090.

291. White J.F., Torres M.S. Is plant endophyte-mediated defensive mutualism the result of oxidative stress protection? // Physiologia Plantarum. 2010. V. 138. P. 440-446.

292. Wiwat C., Siwayaprahm P., Bhumiratana A. Purification and characterization of chitinase from Bacillus circulans II Curr. Microbiol. 1999. V. 39. P. 134-140.

293. Wu C.H., Bernaqrd S.M., Andersen G.L., Chen W. Developing microbe-plant interactions for applications in plant-growth promotion and disease control, production of useful compounds, remediation and carbon sequestration // Microbial Biotechnol. 2009. V. 2. P. 428 - 440.

294. Yan Y., Stolz S., Chetelat A., Reymond P., Pagni M., Dubugnon L., Farmer E.E. A Downstream Mediator in the Growth Repression Limb of the Jasmonate Pathway // Plant Cell. 2007. V. 19. P. 2470 - 2483.

295. Yang J.W., Yu S.H., Ryu C.-M. Priming of defense-related genes confers root-colonizing Bacilli-elicited induced systemic resistance in pepper // Plant Pathol. J. 2009. V. 25. P. 389 - 399.

296. Zareen Khan, Sharon L. Doty. Characterization of bacterial endophytes of sweet potato plants Plant Soil, doi: 10.1007/sl 1104-009-9908-1.

297. Zheng G., Hehn R., Zuber P. Mutational analysis of the sbo-alb locus of Bacillus subtilis: identification of genes required for subtilosin production and immunity 11 J. Bacteriol. 2000. V. 182. P. 3266-3273.