Распределение лектинов в талломе листоватых лишайников в связи с особенностями их морфоструктурной организации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.12, кандидат биологических наук Феоктистов, Александр Сергеевич

• Феоктистов, Александр Сергеевич
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Феоктистов, Александр Сергеевич

Список условных сокращений.

Введение.

Цели и задачи исследования.

Научная новизна.

Практическое значение.

Апробация работы.

Публикации.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Симбиоз, как общебиологическое явление.

1.2. Свойства цианобактерий, определяющие их участие в природных симбиозах.

1.2.1. Физгюлого-биохимические особенности цианобактерий.

1.2.2. Особенности клеточной дифференцировки цианобактерий

1.3. Природные синцианозы.

1.3.1. Симбиозы цианобактерий с фототрофными организмами.

1.3.1.1. Синцианозы со мхами

1.3.1.2. Синцианозы папоротников

1.3.1.3. Синцианозы саговниковых (голосеменных) растений.

1.3.1.4. Синцианозы покрытосеменных растений

1.3.2. Симбиоз цианобактерий с гетеротрофными организмами. 28 1.5. Физиология трехкомпонентного лишайника.

1.5.1. Инициация симбиоза.

1.5.2. Рост лишайника.

1.5.3. Морфологические и физиологические адаптации микобионта к симбиозу.

1.5.4. Морфологические и физиологические адаптации фикобионта к симбиозу.

1.5.5. Морфологические и физиологические адаптации 1{ианобионта к симбиозу.

1.5.6. Размножение лишайника.

1.6 Лектины.

1.6.1. Общая характеристика лектинов.

1.6.2. Классификация лектинов.

1.6.3.Роль лектинов в симбиозах.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Сбор и хранение материала.

2.3. Световая микроскопия, лазерная сканирующая и флюорисцентная микроскопия.

2.5. Реакция гемагглютинации.

2.6. Первичное выделение лектина.

2.7. Гель-хроматография.

2.8. Ионообменная хроматография.

2.9. Спектрофотометрическое определение белка.

2.10. Изучение состава и функциональности.

2.11. Атомно-силовая микроскопия.

2.12. Электрофорез.

2.13. Изучение стабильности препарата лектина.

2.14. Определение стабильность лектина in situ.

2.15. Определение специфичности.

2.16. Изучение распределения лектина в талломе.

2.17. Прямая агглютинация цианобактерий.

2.18. Статистическая обработка.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

ГЛАВА 3. ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА АГГЛЮТИНИНА.

3.1. Получение препарата агглютинина из таллома лишайника Peltigera aphthosa.

3.2. Контроль чистоты и состава полученного препарата агглютинина.

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕМАГГЛЮТИНИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ ВЫДЕЛЕННОГО ЛЕКТИНА.

4.1. Определение состава и функциональной значимости частей лектина.

4.2. Молекулярная устойчивость лектина.

4.3.Определение специфичности полученного препарата лектина

ГЛАВА 5. ГЕТЕРОГЕННОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕКТИНА В ТАЛЛОМЕ ЛИСТОВАТЫХ ЛИШАЙНИКОВ.

5.1. Распределение лектинов в талломах листоватых лишайников с различной локализацией цианобактерий.

5.2. Сродство лектина лишайника Peltigera aphthosa к свободноживущим не фиксирующим азот цианобактериям.

5.3. Распределение лектина в талломе лишайника Peltigera aphthosa в связи с особенностями его морфологии.

ГЛАВА 6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕФАЛОДИЕВ ПО ПОВЕРХНОСТИ ТАЛЛОМА ЛИСТОВАТЫХ ЛИШАЙНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Распределение лектинов в талломе листоватых лишайников в связи с особенностями их морфоструктурной организации»

Лишайники до настоящего времени представляют собой классический объект изучения различных аспектов функционирования симбиотических организмов как специализированных надорганизменных систем, сформированных генетически разными партнерами [Rikkinen, 2002]. Тем не менее, экспериментальных работ в лихенологии сравнительно не много, особенно в области физиолого-биохимических механизмов, обеспечивающих узнавание партнеров, формирования уникальной морфофизиологической структуры таллома лишайника и взаимодействия мико- и фотобионта (циано и/или фикобионтов). Ключевую роль в образовании лишайникового симбиоза играют химические механизмы дистантного и контактного узнавания партнеров [Rai et al., 2000], которые различны при взаимодействии гриба с микроводорослями и цианобактериями. Контакт микобионта с фикобионтом осуществляется при участии АВР-белков (algae-binding proteins) путем белок-белкового связывания, а взаимодействие с цианобионтом обеспечивают лектины [Petit et al., 1983; Stocker-Worgotter, 2001], белки или гликопротеины, связывающие с высокой специфичностью олигосахаридные остатки. Предполагают, что связывание лектинов с компонентами клеточной стенки цианобактерий может запускать процессы их клеточной дифференцировки [Kardish et al., 1991]. Агглютинины двухкомпонентных цианолишайников Peltigera canina, Nephroma laevigatum, Parmelia michanxiana охарактеризованы как лектины гликопротеидной природы с молекулярной массой 20-100 к Да [Petit et al., 1983; Kardish et al, 1991; Howe, Barrett, 1970]. Однако в литературе отсутствуют данные о пространственном распределении лектинов в талломах лишайников.

Основные работы по изучению процессов селективного взаимодействия партнеров в талломах лишайников выполнены на двухкомпонентных фико- и цианолишайниках. Предполагают, что в случае трехкомпонентных лишайников, с различной морфоструктурной локализацией цианобионта в талломе, система узнавания и взаимодействия партнеров более сложна [Gassmann, Ott, 2000].

В последние десятилетия внимание научного сообщества к распространенности и разнообразию мутуалистических и коменсалистических отношений между организмами, принадлежащими к различным группам, значительно увеличилось и продолжает возрастать. В настоящее время подобным взаимодействиям придается большое значение в контексте формирования и функционирования экосистем. В этом плане лишайники являются удобным объектом для изучения высокоинтегрированных мутуалистических сообществ и могут стать популярным модельным объектом в этой области.

Цели и задачи исследования

Целью данной работы явилась характеристика лектинов листоватых лишайников в связи с морфоструктурными и физиологическими особенностями строения таллома.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Выделить и охарактеризовать лектины таллома трехкомпонентного лишайника Peltigera aphthosa (L.) Willd.

2. Провести сравнительный анализ распределения лектинов в талломах двукомпонентного цианолишайника Peltigera scabrosa Th. Fr. и трехкомпонентных лишайников Peltigera aphthosa (L.) Willd и Nephroma arcticum (L.) Torss. с различной локализацией цефалодиев.

3. Изучить особенности зональной топографии цефалодиев на поверхности таллома лишайника Peltigera aphthosa.

4. Определить сродство лектина лишайника Peltigera aphthosa к свободноживущим цианобактериям.

Научная новизна

Впервые выделен и охарактеризован лектин гликопротеиновой природы из трехкомпонентного лишайника Р. aphthosa. Показано, что распределение лектина в талломе этого лишайника связано с его морфологией. Установлено, что апикальные зоны таллома характеризуются максимальной: 1) средней концентрацией лектина и 2) вариабельностью, а базальные зоны таллома - минимальной его концентрацией. Выявлены различия в картинах распределения лектинов в талломах листоватых лишайников с разной локализацией цианобактерий. Установлено, что в двухкомпонентном цианолишайнике Р. scabrosa содержится максимальное количество агглютининов, и большая их часть сосредоточена в апикальной зоне. В трехкомпонентном лишайнике с внешними цефалодиями Р. aphthosa лектины распределены по всему таллому с некоторым увеличением их концентрации в апикальной зоне. В талломе трехкомпонентного лишайника с внутриталломными цефалодиями N. arcticum агглютинины практически отсутствуют и обнаруживаются лишь в местах локализации цианобионта.

Установлено, что средняя площадь цефалодиев таллома трёхкомпонентного лишайника Р. aphthosa максимальна в медиальной, а минимальна - в апикальной зонах таллома. Впервые показано, что число и суммарная площадь цефалодиев линейно зависят от площади таллома.

Практическое значение

Предложен метод выделения и очистки лектинов из талломов листоватых лишайников, который может быть использован в биотехнологии для получения препаратов лектинов - специфических меток для обнаружения олигосахаридных остатков, а также лекарственных коньюгатов для доставки действующего вещества к специфическим мишеням.

Разработан новый подход к анализу физиологического состояния талломов листоватых лишайников и сравнению активности их участков, который может быть использован в лихенологических исследованиях и биоиндикации.

Результаты работы внедрены в систему биологического образования. Предложенные методы используются при проведении летней практики студентов 3 курса биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, лекционных курсах «Общая симбиология», «Экспериментальная симбиология».

Апробация работы

Результаты исследования были представлены и обсуждены на заседании кафедр физиологии микроорганизмов и микологии и альгологии биологического факультета МГУ, Юбилейной конференции, посвященной 85-летию кафедры микологии и альгологии МГУ им. М. В. Ломоносова, «Микология и альгология

2004» (Москва, 2004), XI международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2004» (Москва, 2004), VIII молодежной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2004), Международной конференции «Грибы в природных и антропогенных экосистемах», посвященной 100-летию начала работы профессора А. С. Бондарцева в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова РАН, (Санкт-Петербург, 2005), Всероссийском симпозиуме с международным участием «Автотрофные микроорганизмы (памяти академика РАН E.H. Кондратьевой)» (Москва, 2005), Международной конференции, посвященной 200-летию Казанской ботанической школы, (Казань, 2006), Международной конференции, посвященной 75-летию Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова «Грибы и водоросли в биоценозах — 2006» (Москва, 2006), I (IX) международной конференции молодых ботаников (Санкт-Петербург, 2006), X научной конференции Беломорской биологической станции МГУ (ББС МГУ, 2006), Всероссийской конференции с международным участием «Фундаментальные и прикладные аспекты исследования симбиотических систем» (Саратов, 2007), XVI международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Гурзуф, 2008), VII конференции молодых ученых и специалистов, посвященной Дню космонавтики и к 45-летию ГНЦ РФ-ИМБП РАН, (Москва, 2008) и Всероссийской научной конференции с международным участием «Физиология и генетика микроорганизмов в природных и экспериментальных системах» (Москва, 2009).

Публикации

Всего по материалам диссертации опубликовано 14 работ, среди них 2 статьи в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК для публикации соискателей ученой степени кандидата наук, и 5 статей,

10 опубликованные в материалах международных конференций. Экспериментальные данные, представленные в диссертации, получены лично соискателем и опубликованы в соавторстве с руководителями и сотрудниками, работавшими совместно с автором в процессе выполнения работы.

Заключение диссертации по теме «Микология», Феоктистов, Александр Сергеевич

Выводы

1. Агглютинин лишайника Р. aphtosa представляет собой гликопротеин массой около 15 кДа, в нативной форме, возможно, образующий гомотетрамер. Полученный агглютинин термолабилен, устойчив к замораживанию и действию ультрафиолета, специфичен к D-галактозе. В присутствии ионов кальция и магния проявляет повышенную гемагглютинирующую активность. Совокупность признаков позволяет считать выделенный агглютинин лишайника Р. aphtosa лектином.

2. Количество агглютинина в талломах лишайников Р. aphtosa, Р. scabrosa и N. arcticum коррелирует с особенностями их морфоструктурной организации. Максимальная концентрация агглютининов выявлена в талломе двухкомпонентного цианолишайника Р. scabrosa, а минимальная - в талломе трехкомпонентного лишайника N. arcticum с внутриталломными цефалодиями.

3. Топография распределения лектина в лишайнике Р. aphthosa зависит от зоны таллома. Апикальная зона характеризуются максимальной средней концентрацией лектина и наивысшей вариабельностью его значений, а базальная зона - минимальной его концентрацией.

4. Распределение и размер поверхностных цефалодиев таллома трехкомпонентного лишайника Р. aphthosa зависят от зоны таллома. Средний размер цефалодиев не связан с общей площадью таллома, но их число и суммарная площадь линейно зависят от его площади.

5. Концентрация лектина и распределение цианобактерий на поверхности таллома лишайника Р. aphthosa зависят от морфологической зоны. Полученные данные указывают на возможную роль лектинов в узнавании азотфиксирующих цианобактерий и регуляции их физиологии в составе симбиоза.

Заключение

Контактное взаимодействие между микобионтом и фотобионтом (цианобактериями и/или микроводорослями) является ключевым для образования, развития и функционирования таллома лишайника. Известно, что главную роль во взаимодействии микобионта с цианобионтом при формировании таллома двухкомпонентного цианолишайника играют лектины [Petit et al., 1983; Stocker-Worgotter, 2001]. Однако значение лектинов в формировании трехкомпонентного лишайника до настоящего времени не изучалось.

Нами впервые выявлены различия в содержании и распределении лектинов в талломах листоватых лишайников с разной локализацией циан о бактерий. Установлено, что в двухкомпонентном цианолишайнике P. scabrosa содержится максимальное количество агглютининов, в то время как в талломе трехкомпонентного лишайника с внутриталломными цефалодиями N. arcticum агглютинины практически отсутствуют. Картины распределения лектинов в талломе двухкомпонентного цианолишайника P. scabrosa и трехкомпонентном лишайнике с внешними цефалодиями Р. aphthosa очень близки. В обоих видах лектины распределены по всему таллому, причем их максимальные концентрации достигаются в апикальных зонах, вблизи растущего края, и уменьшаются в сторону базальной зоны.

Показано, что в участках таллома Р. aphthosa с цефалодиями, местах компактной локализации азотфиксирующих цианобактерий, уровень лектина выше, чем в участках таллома, лишенных их. Под зрелыми цефалодиями в медиальной и базальной зонных таллома отсутствует слой фикобионта, поэтому наличие агглютинирующей активности в участках таллома с цефалодиями и без них свидетельствует о принадлежности лектина микобионту -компоненту лишайника, присутствующего во всех структурах таллома. Сходные данные получены для N. arcticum, лишайнике с внутриталломными цефалодиями. Основная часть таллома этого лишайника не проявляет ГАА, однако участки с цефалодиями ее проявляли. Подобные сходства в распределении лектинов в трехкомпонентных лишайниках указывают на их возможную роль во взаимодействии между мико- и цианобионтом.

С помощью прямой агглютинации свободноживущих цианобактерий удалось показать способность лектина, полученного из таллома лишайника Р. aphthosa, связывать свободноживущие неазотфиксирующие одноклеточные цианобактерии, не участвующие в формировании симбиозов с грибами. Это свидетельствует о наличии подходящих углеводных детерминант на поверхности данных цианобактерий. Титр агглютинации Synechocystis sp. оказался вдвое выше, чем титр агглютинации Synechococcus sp., что свидетельствует о различной агглютинируем ости цианобактерий и уровне лектинового сигнала в этих взаимодействиях. Природа выявленных различий, по-видимому, заключается в специфицеском составе и строении поверхностных структур этих цианобактерий, определяющих количество и доступность углеводных детерминант, связываемых лектином. Нитчатые цианобактерии рода Nostoc, являющиеся цианобионтом в большинстве растительных синцианозах и во многих лишайниках, включая Р. aphthosa, Р. scabrosa и N. arcticum, как правило, обладают хорошо развитыми поверхностными структурами (мощным полисахаридным чехлом), поэтому можно предположить, что сила взаимодействия с ними лектинов микобионта будет заметно больше, чем со свободноживущими одноклеточными циано бактериями.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Феоктистов, Александр Сергеевич, 2010 год

1. Антонюк Л.П. (2005) Растительные лектины как факторы коммуникации в симбиозах. Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями, изд. Наука, М.

2. Антонюк Л.П., Игнатов В.В. (2001) О роли агглютинина зародышей пшеницы в растительно-бактериальном взаимодействии: гипотеза и экспериментальные данные в ее поддержку, Физиология растений, 48, № 3? 427-433.

3. Воронцов H.H. (1999) Развитие эволюционных учений в биологии, изд. Прогресс-Традиция, М.

4. Карпунина JI.B., Мельникова У., Коннова С.А., Аброськина О.М. (2001) Роль агглютинирующих белков бацилл и ризобий в межбактериальных взаимодействиях, Микробиология, 70, № 4, 519-524.

5. Маргелис JI. (1983) Роль симбиоза в эволюции клетки, изд. Мир, М.

6. Менджул М.И., Лысенко Т.Г., Шаинская O.A., Бусахина И.В. (2000) Активность ферментов цикла трикарбоновых кислот у цианобактерии Spirulina platensis, Микробиология, 62, 3-10.

7. Проворов H.A. (2001) Генетико-эволюционные основы учения о симбиозе, Журн. общей биол., 62, № 6, 472-495.

8. Проворов H.A. (2009) Растительно-микробные симбиозы как эволюционный континуум, Журнал общей биологии, 70, № 1, 10-34.

9. Ройтман В.А., Беэр С.А. (2008) Паразитизм как форма симбиотических отношений, изд. «Товарищество научных изданий КМК», М., 310.

10. Стейнер Э., Эдельберг Э., Ингрем Дж. (1979) Мир микробов, 3, изд. Мир, М., 486.

11. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В. (2007) Современные представления о предполагаемых функциях лектинов растений, Журнал общей биологии, 68, № 2, 109-125.

12. Шапиро И.А. (1996) Физиолого-биохимические изменения у лишайников под влиянием атмосферного загрязнения, Успехи современной биологии, 116, №2, 158-171.

13. Adams D.G. (2000) Heterocyst formation in cyanobacteria, Curr. Opin. Microbiol., 3, 618 624.

14. Ahmadjian V. (1989) Studies on the isolation and synthesis of bionts of cyanolichen Peltigera canina (Peltigeraceae), Plant Systemat. EvoL, 165, 29-38.

15. Ahuja G., Khattar J. S., Sarma T. A. (2008) Interaction between carbon and nitrogen metabolism during akinete development in the cyanobacterium Anabaena torulosa, ./. Basic Microbiol., 48 (2), 125-129.

16. Bary A. de. (1879) Die Erscheinung der Symbiose. In: Vortag auf der Versammlung der Naturforscher und Artze zu Cassel. Strassburg, Germany: Verlag von Trubner.

17. Bergman В. (2002) The Nostoc-Gunnera symbiosis. In: Cyanobacteria in Symbiosis, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 207-232.k

18. Bergman B., Matveyev A., Rasmussen U. (1996) Cherr^jcaj signalling in cyanobacterial-plant symbioses, Trends in -¿ant Sciences, 1, 191-197.

19. Bjerke J.W., Zielke M., Solheim B. (2003) Long-termof simulated climatic change on secondary metabolism, ^^Lljyg structure and nitrogen fixation activity in two cyanolichens fronts Arctic, New Phytologist, 159, 361-367.

20. Braun-Howland E.B., Nierzwicki-Bauer S.A. (1990) Anabaena symbiosis: biochemistry, physiology, ultrastructure^ molecular biology. In: Handbook of Symbiotic Cyanobacteria, Press, Boca Raton, USA, 65-117.

21. Brown D. and Kershaw K.A. (1984) Photosynthetic caP^city changes in Peltigera: 2. Contrasting season patterns ofvtphotosynthesis in two populations of Peltigera rufescens, J\Tew Phytologist, 96, 447-457.

22. Budel B. C., Scheidegger (1996) Thallus morphology and anatomy. In: Lichen biology, University Press, Cambridge, UK^ 37^ 64.

23. Campbell E.L. and Meeks J.C. (1989) Characteristics of hormogonia formation by symbiotic Nostoc spp. in response to the presence of Anthoceros punctatus or its extracellular Prt>cLnC£s Appl. Environ. Microbiol, 55, 125-131.

24. Castenholz R.W. (2001) Phylum BX. Cyanobacteria. j Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 2nd ed., 1, Springy Verlag, NY, USA.

25. Chapman M.J. and Margulis L. (1998) Morphogenesis by symbiogenesis, Internetl. Microbiol., 1, 319-326.

26. Chrispeels M.J., Raikhel N.V. (1991) Lectins, lectin genes and their role in plant defense, Plant Cell, 3, 1-9.

27. Costa J.-L. and Lindblad P. (2002) The Cyanobacterial -Cycad Symbioses. Biology and Environment, Proceedings of the Royal Irish Academy, 102B, 31-33.

28. Costa J.L., Paulsrud P., Lindblad P. (1999) Cyanobiont diversity within coralloid roots of selected cycad species, FEMS Microbiology Ecology, 28, 85-91.

29. Dahlman L. (2003) Resource acquisition and allocation in Lichens. Diss. PhD, Department of Ecology and Environmental Science, Umea University.

30. Dahlman L. and Palmqvist K. (2003) Growth in two foliose tripartite lichens, Nephroma arcticum and Peltigera aphthosa: empirical modelling of external vs internal factors, Functional Ecology, 17, 821-831.

31. Dahlman L., Nasholm T., Palmqvist K. (2002) Growth, nitrogen uptake, and resource allocation in the two tripartite lichens Nephroma arcticum and Peltigera aphthosa during nitrogen stress, New Phytologist, 153, 307-315.

32. Dahlman L., Persson J., Nasholm T, Palmqvist K. (2003) Carbon and nitrogen distribution in the green algal lichens Hypogymnia physodes and Platismatia glauca in relation to nutrient supply, Planta, 217, №1, 41-48.

33. Dahlman L., Persson J., Palmqvist K, Nasholm T. (2004) Organic and inorganic nitrogen uptake in lichens, Planta, 219, №3, 459-467.

34. DePriest P.T., Ivanova N.V., Fahselt D., Alstrup V., Gargas A. (2000) Sequences of psychrophilic fungi amplified from glacier-preserved ascolichens, Canadian Journal of Botany, 78, 1450-1459.

35. Dietz (2000) Transmittance of light through the cortex of lichens from contrasting habitats , Bibliotheca Lichenologica, 75, 171-182

36. Doering M. and Piercey-Normore M.D. (2009) Genetically divergent algae shape an epiphytic lichen community on Jack Pine in Manitoba, The Lichenologist, 41, №1, 69-80.

37. Drickamer K. (1996) Ca2+-dependent sugar recognition by animal lectins, Biochem. Soc. Trans., 24, № 1, 146-50.

38. Echemendia-Blanco D., Van Driessche E., Ncube I., Read J.S., Beeckmans S. (2009) Stability, subunit interactions and carbohydrate-binding of the seed lectin from Pterocarpus angolensis, Protein Pept. Lett., 16 (9), 1120-1134.

39. Fahselt D., Madzia S., Alstrup V. (2001) Scanning Electron Microscopy of Invasive Fungi in Lichens, The Bryologist, 104 ,№ 1, 24-39

40. Fay P. (1992) Oxygen Relations of Nitrogen Fixation in Cyanobacteria, Microbiol. Rev., 56, № 2, 340-373.

41. Fontaniella B., Millanes A.M., Vicente C., Legaz M.E. (2004) Concanavalin A binds to a mannose-containing ligand in the cellwall of some lichen phycobionts, Plant Physiol. Biochem., 42 (10), 773-779.

42. Friedl T. (1997) The evolution of the green algae, Plant Systematics and Evolution, 11, 87-101.

43. Fryday A.M. (2008) Three new species of lichenized fungi with cephalodia from the southern New Zealand shelf islands (Campbell Plateau), The Lichenologist, 40, №4, 283-294.

44. Gabius H.J. (1997) Animal lectins, Eur. J. Biochem., 243, 543-576.

45. Gassmann, A. and Ott, S. (2000) Grouth-strategy and the gradual symbiotic interactions of the lichen Ochrolechia frigida, Plant Biology, 2, 368-378.

46. Gauslaa Y., Palmqvist K., Solhaug K.A., Hilmo O., Holien H., Nybakken L., Ohlson M. (2009) Size-dependent growth of two old-growth associated macrolichen species, New Phytol., 181, №3, 683692.

47. Goffinet B. and Bayer R.J. (1997) Characterization of Mycobionts of Photomorph Pairs in the Peltigerineae (Lichenized Ascomycetes) Based on Internal Transcribed Spacer Sequences of the Nuclear Ribosomal DNA, Fungal Genetics and Biology, 21, 228-237.

48. Gonzalez L., Bustamante JJ, Barea-Rodriguez EJ, Martinez AO, Haro LS. (2006) 2-D native-PAGE/SDS-PAGE visualization of an oligomer's subunits: application to the analysis of IgG, Electrophoresis, 27 (10), 2016-2023.

49. Gow N.A.R. (1995) Tip growth and polarity. In: Gow N.A.R, Gadd G.M. The growing fungus, Chapman and Hall, London, UK.

50. Guevara R., Armesto J.J., Caru M. (2002) Genetic diversity of Nostoc microsymbionts from Gunnera trinctoria revealed by PCR-STRR fingerprinting, Microb. Ecol., 44, 127-136.

51. Hakomori S. (1991) Carbohydrate-carbohydrate interaction as an initial step in cell recognition, Pure & Appl. Chem., 63, № 4, 473-482.

52. Hamada N., Tanahashi T., Goldsmith S., Nash III T.H. (1997) Induction of secondary products in isolated mycobionts from north America lichens, Symbiosis, 23, 219-224.

53. Haselkorn R. (1998) How cyanobacteria count to 10, Science, 282, 891-892.

54. Hawkswoth D.L., Kirk P.M., Sutton B.C., Pegler D.N. (1995) Dictionary of the Fungi, Wallingford, CAB.

55. Heckman D.S., Geiser D.M., Eidell B.R., Stauffer R.L., Kardos N.L., Hedges S.B. (2001) Molecular evidence for the early colonization of land by fungi and plants, Science, 293, 1129-1133.

56. Hedenas H., Bolyukh V.O., Jonsson B.G. (2003) Spatial distribution of epiphytes on Populus tremula in relation to dispersal mode, J. Veg. ScL, 14, 233-242.

57. Hedges SB, Chen H, Kumar S, Wang DY, Thompson AS, Watanabe H. (2001) A genomic timescale for the origin of eukaryotes, BMC Evolutionary Biology, 1, 4.

58. Herranen M., Battchikova N., Zhang P., Graf A., Sirpio S., Paakkarinen V., Aro E.M. (2004) Towards functional proteomics of membrane protein complexes in Synechocystis sp. PCC 6803, Plant Physiol, 134, 470-481.

59. Herranen M., Battchikova N., Zhang P., Graf A., Sirpio S., Paakkarinen V., Aro E.M. (2004) Towards functional proteomics ofmembrane protein complexes in Synechocystis sp. PCC 6803, Plant Physiol134, 470-481.

60. Hill D.J. (1989) The control of cell cycle in microbial symbionts, New Phytologist, 112, 175-184.

61. Hill D.J. (1992) The Co-ordination of development of symbionts in mutualistic symbiosis with reference to the cell cycle of the photobiont in lichens, Symbiosis, 14, 325-333.

62. Hill D.J. (2001) Lichens and co-ordination of the symbionts, Microbiol. Today, 28, 124-127.

63. Hill D.R., Peat A., Potts M. (1994). Biochemistry and structure of the glycan secreted by desiccation-tolerant Nostoc commune, Protoplasma, 182, 126-148.

64. Holt E.A. and Bench G. (2008) 14C/C measurements support Andreev's internode method to determine lichen growth rates in Cladonia stygia (Fr.) Ruoss, The Lichenologist, 40, №6, 559-565.

65. Honegger R (1991) Functional aspects of the lichen symbiosis, Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 42, 553-578.

66. Honegger, R. (2001) The symbiotic phenotype of lichen-forming Ascomycetes, The Mycota IX, B.Hock — ed. Fungal Associations, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

67. Howe M.C. and Barrett J.T. (1970) Studies on hemagglutinin from the lichen Parmelia michauxiana, Biochimica et Biophisica Acta, 215, 97-104.

68. Huneck S. (2001) New results on the chemistry of lichen substances, Fortschritte der Chemie organischer Naturstoffe, 81, Springer, Wien, New York, 1-276.

69. Jahns H.M. (1988) The liehen thallus. CRC Handbook of Lichenology, 1, CRC Press, Boca Raton, FL.

70. Janson S., Rai A.N., Bergman B. (1995) Intracellular cyanobiont Richelia intracellularis: ultrastructure and immunolocalization of phycoerythrin, nitrogenase, Rubisco and glutamine synthetase, Marine Biology, 124, 1-8.

71. Jonsson A.V., Moen J., Palmqvist K. (2008) Predicting lichen hydration using biophysical models, Oecologia, 156, №2, 259-273.

72. Kardish N., Silberstein L., Fleminger G., Galun M. (1991) Lectins from the lichen Nephroma laevigatum Ach.: localization and function, Symbiosis, 11, 47-62.

73. Kluge M., Mollenhauer D., Mollenhauer R. (1991) Photosynthetic carbon assimilation in Geosiphon pyriforme (Kutzing) F v. Wettstein, an endosymbiotic association of fungus and cyanobacterium, Planta, 185, 311-315.

74. Kluge M., Mollenhauer D., Wolf E., Schuessler A. (2002) The Nostoc-Geosiphon endocytobiosis. In: Cyanobacteria in Symbiosis, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 19-30.

75. Kranner I., Zorn M., Turk B., Wornik S., Beckett R.P., Bati F. (2003) Biochemical traits of lichens differing in relative desiccation tolerance, New Phytologist, 160, 167-176.

76. Lange O.L., Green T.G. (2004) Lichens show that fungi can acclimate their respiration to seasonal changes in temperature, Oecologia, 142, №1, 11-19.

77. Lange O.L., Green T.G. (2006) Nocturnal respiration of lichens in their natural habitat is not affected by preceding diurnal net photosynthesis, Oecologia, 148, №3, 396-404.

78. Lange O.L., Green T.G.A., Heber U. (2001) Hydration-dependent pliotosynthetic production of lichens: what do laboratory studies tell us about field performance?, J. of Experimental Botany, 52, №363, 2033-2042.

79. Leadbetter J. (2007) Layers of symbiosis—visualizing the termite hindgut microbial community, J. Vis. Exp., 4, 197.

80. Lehr H., Galun M., Ott S., Jahns H.M., Fleminger G. (2000) Cephalodia of the lichen Peltigera aphthosa (L.) Willd. Specific recognition of the compatible photobiont, Symbiosis, 29, 357-365.

81. Leizerovich I., Kardish N., Galun M. (1990) Comparison between eight symbiotic, cultured Nostoc isolates and freeliving Nostoc by recombinant DNA, Symbiosis, 8, 75-85.

82. Lieth C.W. von der, Siebert H.C., Kozar T. (1998) Lectin ligands: new insights into their conformations and their dynamic behavior and the discovery of conformer selection by lectins, Acta Anat., 161, 91-109.

83. Lindblad P, Bergman B. (1990) The cycad-cyanobacterial symbiosis. In: Handbook of symbiotic cyanobacteria, CRC Press, Boca Raton, USA, 137-159.

84. Lindblad P., Atkins C.A., Pate J.S. (1991) N2-fixation by freshly isolated Nostoc from coralloid roots of the cycad Macrozamia riedlei (Firsch. ex Gand.) Garnd., Plant Physiology, 96, 753-759.

85. Liska J. and Herben T. (2008) Long-term changes of epiphytic lichen species composition over landscape gradients: an 18 year time series, The Lichenologist, 40, №5, 437-448.

86. Lutzoni F., Pagel M., Reeb V. (2001) Major fungal lineages are derived from lichen symbiotic ancestor, Nature, 411, 937-940.

87. Madan A.P. and Nierzwicki-Bauer S.A. (1993) In-situ detection of transcripts for ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase in cyanobacterial heterocysts, Journal of Bacteriology, 175, 73017306.

88. Man H.-M., Silvester W.B. (1994) Interactions of H2 and carbon metabolism in moderating nitrogenase activity of the Gunnera/Nostoc symbiosis, Arch, of Microbiol., 161, 442-444.

89. Meeks J.C. (1998) Symbiosis between nitrogen-fixing cyanobacteria and plants, Bioscience, 48, 266-276.

90. Meeks J.C. (1990) Cyanobacterial-bryophyte associations. In: Handbook of symbiotic cyanobacteria, CRC Press, Boca Raton, USA, 43-63.

91. Meeks J.C. and Elhai J. (2002) Regulation of Cellular Differentiation in Filamentous Cyanobacteria in Free-Living and Plant-Associated Symbiotic Growth States, Microbiology and Molecelar Biology Reviews, 66, № 1, 94-121.

92. Meeks J.C., Joseph C.M., Haselkorn R. (1988) Organization of the nif genes in cyanobacteria in symbiotic association with Azolla and Anthoceros, Arch Microbiol., 150 (1), 61-71.

93. Miadlikowska J. and Lutzoni F. (2000) Phylogenetic revision of the genus Peltigera (lichen-forming ascomycota) based on morphological, chemical and large subunit nuclear ribosomal DNA data, Int. J. Plant Sci., 161, 925-958.

94. Michels A.K., Wedel N., Kroth P.G. (2005) Diatom plastids possess a phosphoribulokinase with an altered regulation and nooxidative pentose phosphate pathway, Plant Physiol., 137 (3), 911920.

95. Mimuro M., Tomo T., Tsuchiya T. (2008) Two unique cyanobacteria lead to a traceable approach of the first appearance of oxygenic photosynthesis, Photosynth. Res., 97 (2), 167-176.

96. Moons P., Michiels C.W., Aertsen A. (2009) Bacterial interactions in biofilms, Crit. Rev. Microbiol., 35 (3), 157-168.

97. Nash III T. H. (1996) Lichen biology, Cambrige University Press, UK.

98. Odom-Crespo E.W. (2004) F-type lectins: biochemical, genetic and topological characterization of a novel lectin family in lower vertebrates. Diss. PhD, University of Maryland.

99. Oystedal, D.O., Lewis-Smith, R.I. (2001) Lichens of Antarctica and South Georgia: a guide to their identification and ecology, Cambridge University Press, Cambridge.

100. Palmqvist K. (2000) Carbon economy in lichens, New Phytologist, 148, 11-36.

101. Palmqvist K., Dahlman L. (2006) Responses of the green algal foliose lichen Platismatia glauca to increased nitrogen supply, New Phytol., 171, №2, 343-356.

102. Palmqvist K., Dahlman L., Valladares F., Tehler A., Sancho L.G., Mattsson, J.-E. (2002) C02 exchange and thallus nitrogen across 75 contrasting lichen associations from different climate zones, Oecologia, 133, 295-306.

103. Paracer S., Ahmadjian V. (2000) Symbiosis. An introduction to biological associations. 2nd. ed., Oxford Univer. Press, NY, USA.

104. Paulsrud P. (2001) The Nostoc symbiont of lichens. Diss. PhD, Uppsala University.

105. Paulsrud P. and Lindblad P. (1998) Sequence variation of the tRNALeu intron as a marker for genetic diversity and specificity of symbiotic cyanobacteria in some lichens, Appl. Environ. Microbiol., 64, № 1,310-315.

106. Paulsrud P., Rikkinen J., Lindblad P. (1998) Cyanobiont specificity in some Nostoc-containing lichens and in a Peltigera aphthosa photosymbiodeme, New Phytologist, 139, 517-524.

107. Paulsrud P., Rikkinen J., Lindblad P. (2000) Spatial patterns of photobiont diversity in some Nostoc-containing lichens, New Phytologist, 146, № 3, 291-299.

108. Paulsrud P., Rikkinen J., Lindblad P. (2001) Field experiments on cyanobacterial specificity in Peltigera aphthosa, New Phytologist, 152, 117-123.

109. Perkins S.K., Peters G.A. (1993) The Azolla-Anabaena symbiosis: endophyte continuity in the Azolla life cycle is facilitated by epidermal trichomes. I. Partitioning of the endophytic Anabaena into developing sporocarps, New Phytologist, 123, 53-64.

110. Peters G.A., Meeks J.C. (1989) The Azolla-Anabaena symbiosis: basic biology, Annual Review of Plant Physiology and Molecular Biology, 40, 193-210.

111. Petit P., Lallemant R., Savoye D. (1983) Purified phytolectin from the lichen Peltigera canina var canina which binds to the phycobiont cell walls and its use as cytochemical marker in situ, New Phytologist, 94, 103-110.

112. Peumans W.J., Van Damme TE.J.M., (1995) Lectins as plant defence proteins. Plant Physiol., 109, 347-352.

113. Rai A., Soderback E., Bergman B. (2000) Cyanobacterium-plant symbioses, New Phytologist, 147, 449-481.

114. Rambold G., Friedl T. and Beck A. (1998) Photobionts in lichens: possible indicators of phylogenetic relationships? The Bryologist, 101, 392-397.

115. Rasmussen U., Nilsson M. (2002) Cyanobacterial Diversity and Specificity in Plant Symbioses. In: Cyanobacteria in Symbiosis, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 313-328.

116. Raven J.A. (1993) Energy and nutrient acquisition by autotrothic symbioses and their asymbiotic ancestors, Symbiosis, 14, 33-60.

117. Raven J.A. (2002) Evolution of Cyanobacterial Symbioses. In: Cyanobacteria in Symbiosis, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 329-346.

118. Redman R.S., Dunigan D.D., Rodriquez R.J. (2001) Fungal symbiosis from mutualism to parasitism: who controls the outcome, host or invader? New Phytol., 151, 705-716.

119. Richardson D.H.S. (1999) War in the world of lichens: parasitism and symbiosis as exemplified by lichens and lichenicolous fungi, Mycol. Res., 103, 641-650 .

120. Rikkinen J. (2002) Cyanolichens: evolutionary overview In: Cyanobacteria in Symbiosis, Kluwer academic publishers, Dordrecht, Netherlands.

121. Rodriguez-Navarro D.N., Dardanelli M.S., Ruiz-Sainz J.E. (2007) Attachment of bacteria to the roots of higher plants, FEMS Microbiol. Lett., 272 (2), 127-136.

122. Roy R. (1997) Recent development in the rational design of multivalent glycoconjugates, Top. Curr. Chem., 187, 241-274.

123. Sage H.J. and Vasquez J.J. (1968) Studies on hemagglutinin from the mushroom Agaricus campestris, Journal of Biological Chemistry, 242, 120-125.

124. Sancho L.G., Green T.G.A., Pintado A. (2007) Slowest to fastest: Extreme range in lichen growth rates supports their use as an indicator of climate change in Antarctica, Flora, 202, 667673.

125. Sarangi I., Ghosh D., Bhutia S.K., Mallick S.K., Maiti T.K. (2006) Anti-tumor and immunomodulating effects of Pleurotus ostreatus mycelia-derived proteoglycans, Int Immimopharmacol., 6 (8), 1287-1297.

126. Sato N. (2001) Was the evolution of plastid genetic machinery discontinuous?, Trends in plant science, 6, №4, 151-154.

127. Scheidegger C. (1994) Low-temperature scanning microscopy: the localization of free and preturbedwater and its role in fhe morphology of the lichen symbionts, Cryptogam. Bot., 4, 290-299.

128. Scherrer S., Vries O.M.H. de, Dudler R., Wessels J.G.H., Honegger R. (2000) Interfacial Self-Assembly of Fungal Hydrophobins of the Lichen-Forming Ascomycetes Xanthoria parietina and X. ectaneoides, Fungal Genetics and Biology, 30, 8193.

129. Schussler A., Bonfante P., Schnepf E., Mollenhauer D., Kluge M. (1996) Characterization of the Geosiphon pyriforme symbiosome by affinity techniques: confocal laser scanning microscopy (CCSM) and electron microscopy, Protoplasma, 190, 53-67.

130. Schussler A., Meyer T., Gehrig H., Kluge M. (1997) Variations of lectin binding sites in extracellular glycoconjugatesduring the life cycle of Nostoc punctiforme, a potentially endosymbiotic cyanobacterium, Eur. J. Phycol., 32, 233-239.

131. Sharon N. and Lis H. (1993) Carbohydrates in cell recognition, Scentific American, 268, 74-81.

132. Sharonl N. (2008) Lectins: past, present and future, Biochemical Society Transactions, 36, 1457-1460.

133. Silvester W.B., Parsons R., Watt P.W. (1996) Direct measurement of release and assimilation of ammonia in the Gunnera-Nostoc symbiosis, New Phytologist, 132, 617-625.

134. Smith E.C., Griffiths H., Wood L., Gillon J. (1998) Intra-specific variation in the photosynthetic responses of cyanobiont lichens from contrasting habitats, New Phytologist, 138, 213-224.

135. Soderback E., Lindblad P., Bergman B. (1990) Developmental patterns related to nitrogen fixation in the Nostoc-Gunnera magellanica Lam., Symbiosis, Planta, 182, 355-362.

136. Stocker-Worgotter E. (2001) Experimental studies of lichen symbiosis: DNA-analyses differentiation and secondary chemistry of selected mycobionts, artificial resynthesis of two- and tripartite symbioses, Symbiosis, 30, 207-227.

137. Thormann E., Simonsen A.C., Nielsen L.K., Mouritsen O.G. (2007) Ligand-receptor interactions and membrane structure investigated by AFM and time-resolved fluorescence microscopy, J. Mol. Recognit., 20 (6), 554-560.

138. Tomitani A., Okada K., Miyasliita H., Matthijs H.C.P., Ohno T., Tanaka A. (1999) Chlorophyll b and phycobilins in the common ancestor of cyanobacteria and chloroplasts, Nature, 400, 159-162.

139. Tyreman S.D., Whitehead L.F., Day D.A. (1995) A channellike transporter for NH4+ on the symbiotic interface of N2-fixing plants, Nature, 378, 629-632.

140. Viterbo A., Matveyev A., Rasmussen U., Bergman B. (1999) Characterization of a nodM/glmS homologous gene in the symbiotic cyanobacterium Nostoc PCC 9229, Symbiosis, 26, 237-246.

141. Vitikainen O. (1994) Taxonomic revision of Peltigera in Europe, Acta Botanica Fennica, 152, 91-96.

142. Wang H., Ng T.B. (2004) Isolation of a new ribonuclease from fruiting bodies of the silver plate mushroom Clitocybe maxima, Peptides, 25 (6), 935-939.

143. Weis W.I. and Drickamer K. (1996) Structural basis of lectin-carbohydrate recognition, Annu. Rev. Biochem., 65, 441-73.

144. Wessels J.G.H. (1993) Wall growth, protein excretion and morphogenesis in fungi, New Phytologist, 123, 397-413.

145. West N.J., Adams D.G. (1997) Phenotypic and genotypic comparison of symbiotic and free-living cyanobacteria from a single field site, Applied and Environmental Microbiology, 63, 4479-4484.

146. Wimmerova M., Mitchell E., Sanchez J.F., Gautier C., Imberty A. (2003) Crystal Structure of Fungal Lectin, The J. of Biol. Chem., 278, № 29, 27059-27067.

147. Wirtz N., Lumbsch H.T., Green T.G.A., Turk R., Pintado A., Sancho L., Schroeter B (2003) Lichen fungi have low cyanobiont selectivity in maritime Antarctica, New Phytol., 160, 177-184.

148. Yamazaki N., Kojima S., Bovin N.V. (2000) Endogenous lectins as targets for drug delivery, Adv. Drug Deliv. Rev., 43, 225244.

149. Zheng W.W., Rasmussen U., Nilsson M., Bergman B. (1999) Genetic diversity and classification of cyanobacteria in different Azolla species by the use of PCR finger printing, Theoretical and Applied Genetics, 99, 1187-1193.

150. Zook D. (1998) A new symbiosis language, ISS Symbiosis News, 1, 1-3.