Структурная гетерогенность липополисахаридов бактерий рода Azospirillum серогруппы II тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Сигида, Елена Николаевна

• Сигида, Елена Николаевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Сигида, Елена Николаевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ризосфера - уникальная среда обитания для микроорганизмов

1.1.1 Корневые экссудаты растений как молекулярные сигналы в

ризосфере

1.2 Бактерии рода Аго$р1гШит в ассоциативных взаимодействиях с растениями

1.2.1 Морфологические и физиологические особенности азоспирилл

1.2.2 Гликополимеры клеточной поверхности азоспирилл - состав и участие во взаимодействии с растениями

1.3 Генетические аспекты синтеза липополисахаридов и экстраклеточных полисахаридов у азоспирилл

1.4 Серотипирование и хемотипирование азоспирилл на основании антигенных свойств липополисахаридов, капсульных полисахаридов и

структур О-специфических полисахаридов

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Культуры бактерий, условия их выращивания и хранения

2.2 Приборы и материалы

2.3 Методы исследования

2.3.1 Выделение капсульных полисахаридов, экстракция липополисахаридов и получение О-специфических полисахаридов

2.3.2 Хроматографические методы

2.3.3 Электрофорез в полиакриламидном геле

2.3.4 Спектроскопия ЯМР

2.3.5 Химические методы анализа

2.3.6 Серологические методы исследования

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Серологические исследования липополисахаридов азоспирилл

3.2 Сравнительный анализ химического состава липополисахаридов

3.3 Структурные исследования О-специфических полисахаридов азоспирилл, отнесенных к серогруппе II

3.3.1 Исследование структуры О-специфического полисахарида бактерий А. brasilense Sp7

3.3.2 Структурные исследования липополисахаридов бактерий

А. brasilense Sp7.K2, Sp7.5 , Sp7.2

3.3.3 Структурные и серологические исследования липополисахаридов бактерий А brasilense SR50, SR80, SR88, SRI 09,

SRI 11, SRI 15 и A. lipoferum SR42

3.3.4 Установление структуры повторяющихся звеньев О-специфических полисахаридов бактерий А. brasilense SR7

3.3.5 Особенности строения О-специфического полисахарида бактерий А. halopraeferens Au4

3.4 Структурный анализ капсульного полисахарида бактерий

А. irakense КВС1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурная гетерогенность липополисахаридов бактерий рода Azospirillum серогруппы II»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Бактерии рода Azospirillum являются типичными представителями ризосферной микробиоты, способными формировать ассоциации с важнейшими хлебными и кормовыми злаковыми культурами и стимулировать их урожайность (Steenhoudt and Vanderleyden, 2000).

Физиологическая активность повсеместно распространенных азоспирилл обусловлена продукцией разнообразных метаболитов: фитогормонов (Spaepen and Vanderleyden, 2011), аминокислот, сидерофоров, каротиноидов, а также углеводсодержащих полимеров - липополисахаридов (ЛПС) и капсульных полисахаридов (КПС), образующих гликоландшафт клеточной поверхности (Skvortsov and Ignatov, 1998). Мембранные и внеклеточные полисахариды вовлечены в процессы агрегации клеток и колонизации корней растений, принимая непосредственное участие в формировании растительно-микробных ассоциаций (Burdman et al., 2000; Egorenkova et al., 2001). Изучение химической структуры гликополимеров необходимо для понимания молекулярных механизмов коммуникаций, происходящих в ризосфере между микроорганизмами и их макропартнерами. Это открывает возможности для управления этими процессами и повышения эффективности используемых в сельском хозяйстве технологий.

Анализ литературных данных свидетельствует о том, что азоспириллы продуцируют преимущественно S-формы ЛПС, содержащие О-специфические полисахариды (ОПС), экспонированные на внешней стороне наружной мембраны (Fedonenko et al., 2002, 2004, 2006, 2008; Chôma et al., 2008; Boyko et al., 2011, 2012). Ввиду доступности ОПС для взаимодействия с иммунокомпетентными клетками их структура определяет специфичность образующихся антител (Ат) и составляет основу для серологической классификации бактерий (Матора и др., 1998; Weintraub, 2003). Сведения о структуре и антигенной специфичности КПС азоспирилл ограничены несколькими штаммами. На основании антигенной идентичности ЛПС и КПС было высказано предположение об отсутствии

индивидуального капсульного антигена (Аг) у штаммов А. ЬгазПете 8р7 и 8р245 (Матора и Щеголев, 2002), при этом у бактерий А. Иро/егит 8р59Ь выявлены как антигенные, так и структурные различия между ЛПС и КПС (Смолькина и др., 2010).

На основании серологических перекрестных реакций с бактериями А. Ьгаяйеше 8р245, Бр7 и А. Иро/егит 8р59Ь, соответственно, были выделены три серогруппы азоспирилл (Коннова и др., 2008; Федоненко и др., 2011, Филипьечева, 2011). Сравнительное исследование структур повторяющихся звеньев ОПС этих бактерий позволило выявить химическую основу серологического родства между отнесенными к серогруппам I и III штаммами (Бойко и др., 2010; Федоненко и др., 2011), большинство из которых являются ассоциантами пшеницы. Сведения о структурах ОПС азоспирилл представителей серогруппы II, изолированных из ризосферы широкого круга злаков трех подсемейств - Роо1с1еае, Рашсо1с1еае, Огуго1с1еае (Коннова и др., 2008; Филипьечева, 2011), - ограничены, в то время как данные серологического анализа свидетельствуют о неоднородности О-антигенных детерминант их ЛПС. Это обуславливает актуальность детализации и расширения существующей серо- и хемотаксономической схем бактерий рода АгояртПит.

Анализ нуклеотидных последовательностей 90 МДа (р90, рШнсо) и 115 МДа (р115) плазмид бактерий А. ЬгаяИете 8р7 выявил множественные открытые рамки считывания, предсказанные продукты экспрессии которых могут быть задействованы в биосинтезе и экспорте полисахаридов (УапЫеи а1., 2004; Ьегпег & ак, 2009). В связи с этим представляет интерес сравнительное исследование ЛПС А. ЪгааИете 8р7 и спонтанных производных этого штамма, плазмидные профили которых свидетельствовали об утере р115 и изменении структуры рЯЫсо (Петрова и др., 2005,2010).

Цель работы - структурный анализ липополисахаридов бактерий рода АгояртПит, отнесенных к серогруппе II. Для реализации цели в ходе исследования решали следующие задачи:

1. Провести скрииинговые серологические исследования штаммов Azospirillum spp. для выявления перекрестных реакций с антителами к ЛПС бактерий — представителей серогруппы II.

2. Охарактеризовать химический состав ЛПС и структуру повторяющихся звеньев ОПС азоспирилл, отнесенных к серогруппе II.

3. Осуществить сравнительный анализ структуры ОПС А. brasilense Sp7 и его спонтанных производных с измененным плазмидным составом - А. brasilense Sp7.K2, Sp7.2 и Sp7.5.

4. Исследовать ЛПС из капсульного материала на примере бактерий А. irakense КВС1.

Научная новизна работы. Впервые для отнесенных к серогруппе II бактерий рода Azospirillum установлены структуры повторяющихся звеньев ОПС у штаммов А. brasilense Sp7, SR7, SR50, SR80, SR88, SR109, SRI 11, SRI 15 и A. lipoferum SR42 и КПС А. irakense КВС1.

Выявлена химическая основа серологического родства между А. brasilense SR7 и S17, а также между А. brasilense Sp7, Jm6B2, SR50, SR80, SR88, SR109, SRI 11, SRI 15 и A. lipoferum SR42.

Показано, что спонтанные мутации, повлекшие изменения в р90 и утрату р115, не вызывают изменения структуры ОПС у штаммов А. brasilense Sp7.2 и Sp7.5, по сравнению с родительским штаммом. В составе ОПС штамма Sp7.K2 обнаружено присутствие дополнительного рамнанового полисахарида.

Установлено, что антигенная специфичность мембранного и внеклеточного ЛПС А. irakense КВС1 обусловлена различиями макромолекулярной организации этих гликополимеров.

Получены новые данные о характере связывания жирных кислот в липидах А ЛПС исследуемых штаммов.

Научно-практическая значимость. Информация о структурах ОПС будет использована для серо- и хемотипирования азоспирилл. Сведения о составе и топологии углеводных компонентов бактериальной поверхности, определяющих успешность начальных этапов формирования растительно-микробных

ассоциаций, могут быть использованы при отборе конкретных штаммов азоспирилл для создания биоудобрений.

Выделенные препараты ЛПС ряда штаммов А. ЪгаяИете и А. ксйоргае/егет и полученные к ним поликлональные кроличьи антитела применяются при проведении плановых НИР сотрудниками лабораторий биохимии и иммунохимии Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биохимии растений и микроорганизмов Российской академии наук (ИБФРМ РАН), а также при выполнении учебного плана Учебно-научного центра физико-химической биологии Федерального государственного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского» (СГУ) и ИБФРМ РАН.

Представленные в диссертации материалы включены в учебно-методическое пособие для студентов: «Практические занятия по физико-химическим методам исследования биополимеров» / Саратов: Изд-во «Новый ветер», 2013 г. 54 е., (в соавторстве с Г.Л. Бурыгиным, Л.Ю. Матора, С.Ю. Щеголевым), рекомендованное кафедрой органической и биоорганической химии Института химии СГУ и Ученым советом ИБФРМ РАН.

Апробация работы. Результаты исследований, изложенные в диссертации, представлены на 5-й и 6-й Всероссийских школах-конференциях молодых ученых «Стратегия взаимодействия растений и микроорганизмов с окружающей средой» (Саратов, Россия, 2010, 2012), 4-й Всероссийской школе-конференции «Химия и биохимия углеводов» (Саратов, Россия, 2011), 16-м и 17-м Европейских углеводных симпозиумах «ЕигосагЬ» (Сорренто, Италия, 2011; Тель-Авив, Израиль, 2013), XXIV и XXV Зимних молодежных научных школах «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии» (Москва, Россия, 2012, 2013), 5-й Балтийской конференции по микробным углеводам (Суздаль, Россия, 2012), 1-й Всероссийской конференции «Фундаментальная гликобиология» (Казань, Россия, 2012), 2-м Международном симпозиуме по наукам о жизни (Владивосток, Россия, 2013).

Личный вклад соискателя.

Автор лично участвовал в планировании экспериментов, обсуждении полученных результатов, формулировании выводов и подготовке публикаций. Культивирование бактерий, выделение и очистка ЛПС и ОПС, получение антител, серологические тесты, химические анализы, интерпретация ЯМР-спектров проводились автором лично или при его непосредственном участии.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Бактерии А. brasilense Sp7, SR7, SR50, SR80, SR88, SR109, SRI 11, SRI 15 A. lipoferum SR42 и A. halopraeferens Au4, отнесенные к серогруппе II, продуцируют структурно и иммунохимически гетерогенные ЛПС. Для ОПС А. brasilense Sp7, SR7, SRI 15 и А. halopraeferens Au4 характерно присутствие частично метилированных и ацетилированных моносахаридных остатков.

2. ЛПС и КПС бактерий типового штамма А. irakense КВС1 содержат полисахариды с идентичными по первичной структуре полисахаридными повторяющимися звеньями. Серологическая гетерогенность этих гликополимеров может быть обусловлена различиями их макромолекулярной организации.

3. В составе ЛПС азоспирилл 3-гидрокситетрадекановая кислота является эфиросвязанной, а 3-гидроксигексадекановая - амидосвязанной.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 5 статей в отечественных и зарубежных научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных исследований.

Работа выполнена в соответствии с плановыми темами НИР «Биополимеры и низкомолекулярные соединения во взаимодействии растений и микроорганизмов» (2009-2012 гг. № госрегистрации 01200904391) и «Роль биомакромолекул и низкомолекулярных веществ в механизмах адаптации растительно-микробных ассоциаций в составе антропобиоценозов к условиям аридного климата» (2013-2015 гг. № госрегистрации 01201359049) лаборатории биохимии ИБФРМ РАН. Исследование полисахаридов с помощью спектроскопии ЯМР выполнено совместно с сотрудниками Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН (г. Москва).

Работа поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований: в 2008-2010 гг. «О-специфические полисахариды ризобактерий рода АгояртПит: исследования структуры и влияния на нее растительных соединений фенольной природы» № 08-04-00669, в 2011-2013 гг. «Исследование строения и свойств липополисахаридов ризобактерий в связи с существованием в различных экологических нишах» № 11-04-00533, а также грантом Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение №8852 («Разработка методологии и приборного обеспечения электрооптического анализа вирусов и микроорганизмов (2012-2013 гг.)»).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, изложения результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, содержащего 239 источников, в том числе 58 источников на русском языке. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 15 рисунков и 12 таблиц.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ризосфера - уникальная среда обитания для микроорганизмов

Альтернативой синтетическим азотным удобрениям, производство и широкое использование которых может наносить серьезный урон окружающей среде, являются биоудобрения. Основой для них служат почвенные микроорганизмы, способные в процессе биологической фиксации утилизировать молекулярный азот из воздуха и преобразовывать его в различные доступные для растений соединения: соли аммония, нитриты, нитраты, а впоследствии в глутамин и др. (Lam et al., 1996; Franche et al., 2009). Впервые сельскохозяйственный препарат на основе биоудобрений был запатентован в США в конце XIX века, о чем позднее сообщалось в обзорной работе (Nobbe and Hiltner, 1896). К настоящему моменту для этих целей проведена селекция множества бактериальных штаммов. Однако широкое использование микробных инокулятов затруднено из-за варьирования и непостоянства результатов, полученных в лабораторных и полевых условиях. Причина этих расхождений кроется в недостаточной изученности комплекса взаимоотношений, возникающих между участниками данного процесса: растением, микроорганизмами и природной средой, в частности, почвой. Управление ключевыми стадиями биологической фиксации азота может осуществляться при детальном понимании этого явления, что подчеркивает актуальность исследований, связанных с его использованием для повышения урожайности важных в агрономическом отношении культур.

Наиболее специфичными и эффективными в отношении фиксации азота являются процессы с участием бобовых (семейства Fabaceae) и небобовых (семейства Cannabaceae) растений и грамотрицательных альфа-протеобактерий ризобий (Schultze and Kondorosi, 1998; Oldroyd and Downie, 2008; Desbrosses and Stougaard, 2011) и ассоциированных с актиноризными растениями

грамположительных актиномицетов Frankia spp. Азотфиксирующие цианобактерии (в основном Nostoc spp.) также колонизируют различные органы растений. Эти симбиотические взаимодействия выгодны обоим партнерам, а их образование протекает по строго диктуемым растением правилам. Данные отношения обусловлены вовлечением соответствующих генов растения и бактерий, ответственных за изменение метаболических путей и создание специализированных клеточных и тканевых структур — бактероида и клубенька, предоставляющих наиболее благоприятные условия для фиксации азота и его дальнейшей транспортировки (Reinhold-Hurek and Hurek, 2011).

Ассоциативные взаимодействия отличаются от бобово-ризобиальных тем, что они не требуют столь глубокой интеграции их участников (Лукин и др., 1987; Franche et al., 2009). Ассоциации с широким кругом растений, в том числе злаковых, способны образовывать бактерии, встречающиеся во многих семействах: Azotobacteriaceae, Bacilliaceae, Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Rhodospirillaceae и др. (Baldani et al., 1997). Хотя количество фиксируемого в этих системах азота несопоставимо с таковым в бобово-ризобиальном симбиозе, полевые эксперименты с участием злаков и ассоциативных азотфиксаторов демонстрировали увеличение снабжения растений азотом и повышение их урожайности (Dobbelaere et al., 2003; Vessey, 2003; Verma et al., 2010; Bhattacharyya and Jha, 2012). Среди ассоциативных диазотрофов встречаются бактерии, обитающие на поверхности корня (Azotobacter, Bejierinkia), и эндофиты, проникающие внутрь растений, не причиняя им видимого вреда (Hallmann et al., 1997; Reinhold-Hurek and Hurek, 2011). Факультативные эндофиты (Azospirillum sp.) способны выживать в почве в отличие от облигатных (Acetobacter diazotrophicus, Herbaspirillum spp., Azoarcus spp.), выживаемость которых строго обусловлена наличием растения-хозяина (Baldani et al., 1997; Baldani and Baldani, 2005).

Фиксация азота является не единственной причиной увеличения роста и урожайности растений ассоциативными микроорганизмами. Стимуляция роста и развития растений в ассоциациях с бактериями опосредована как прямыми, так и

непрямыми механизмами. Помимо биологической фиксации азота, прямая стимуляция включает также: 1) продукцию регуляторов роста - индолилуксусной кислоты (Spaepen et al., 2007), гибберелиновых кислот (Narula et al., 2006), цитокининов (Haberer and Kieber, 2002); 2) синтез АЦК-деаминазы, снижающей уровень этилена в корнях развивающихся растений (Dey et al., 2004); 3) солюбилизацию соединений фосфора, железа и других минеральных веществ (Hayat et al., 2010); 4) индукцию системной резистентности путем повышения пероксидазной активности растений (Bhattacharyya and Jha, 2012). К непрямым механизмам относятся: 1) защита растений от патогенов, включающая продукцию экзоферментов (Р-1,3-глюканаз, хитиназ), антибиотиков, флуоресцирующих пигментов и синильной кислоты (Zahir et al., 2004; Pathma et al., 2011); 2) стимуляция микоризальных отношений; 3) биодеструкция почвенных поллютантов (Glick, 1995). Таким образом, на основании механизма действия рост-стимулирующие бактерии подразделяют на компоненты биоудобрений, фитостимуляторы, ризодеструкторы и биопестициды (Glick, 1995).

Наибольший уровень активности почвенных бактерий зафиксирован в ризосфере - области почвы, находящейся под непосредственным влиянием корней. Этот термин был впервые употреблен Хилтнером в начале XX века, а в настоящее время к этому понятию также относятся и ткани корня, заселенные бактериями (Campbell and Greaves, 1990; Hartmann et al., 2008). Колонизация ризосферы является ключевым фактором, определяющим эффективность используемых инокулятов.

1.1.1 Корневые экссудаты растений как молекулярные сигналы в ризосфере

Корнями растений продуцируются экссудаты - низко- и высокомолекулярные вещества, а также летучие соединения. Низкомолекулярные вещества преобладают среди экссудатов и представлены сахарами, аминокислотами, органическими кислотами, фенольными соединениями, витаминами и разнообразными вторичными метаболитами (Badri and Vivanco,

2009). Высокомолекулярные вещества представляют собой слизи и белки (Badri et al., 2009), а летучими соединениями являются альдегиды, спирты и диоксид углерода (Schulz et al., 2007).

Количество и состав корневых экссудатов могут варьировать в зависимости от вида, возраста растения и внешних факторов (время года, температура, освещенность и тип почвы) (Watt et al., 2006). Установлено, что 20-40% фиксированного в процессе фотосинтеза углерода в конечном счете поступает в ризосферу. Такие высокие показатели обусловлены значительным влиянием корневой экскреции на состояние растений и установление отношений с почвенными организмами (Bais et al., 2004; Badri and Vivanco, 2009).

В последние годы многие исследования в области ризосферной биологии демонстрируют относительную важность корневых экссудатов как посредников взаимодействий растений и микроорганизмов (Bais et al., 2004, 2006; Weir et al., 2004; Broeckling et al., 2008). Микробные популяции активно реагируют на экссудаты, вырабатываемые растениями, их число в ризосфере может отличаться в 10-100 раз, по сравнению с почвой, не заселенной растениями (Campbell and Greaves, 1990). С применением методов полимеразной цепной реакции и денатурирующего электрофореза были зафиксированы изменения ризобактериальных сообществ под влиянием корневых экссудатов (Herschkovitz et al., 2005). Микробные сообщества в ризосфере интенсивно связаны с биогеохимическими циклами углерода, фосфора, азота и серы и удалением из почвы токсинов (Cardoso and Freitas, 1992). Ризобактерии могут активно конкурировать друг с другом за источники питания либо формировать микробные консорциумы, поскольку одни микроорганизмы способны конвертировать корневые экссудаты в используемую другими форму.

Было показано, что флавоноиды являются молекулярными сигналами бобовых в ответ на присутствие совместимых штаммов ризобий (Pueppke et al., 1998). Недавние исследования на примере арабидопсиса и люцерны и бактерий Pseudomonas syringae и Sinorhizobium meliloti продемонстрировали, что состав протеинов, содержащихся в корневых экссудатах, меняется в связи с

присутствием определенного микроорганизма, и наоборот, продукция белков данной бактерией опосредована наличием специфического растения-хозяина (Dela-Pena et al., 2008).

Роль органических кислот в качестве сигнальных молекул в составе корневых экссудатов и их важность в установлении растительно-микробных ассоциаций была продемонстрирована во многих экспериментах (Lopez-Bucio et al., 2000; Tesfaye et al., 2003; Rudrappa et al., 2008). В растениях, выращиваемых в почве, содержащей высокие концентрации алюминия и меди, возрастал уровень продукции органических кислот: щавелевой, яблочной и лимонной (Pineros et al., 2002; Wang et al., 2006; Meier et al., 2012). Недостаток фосфора также вызывал усиленную секрецию определенных органических кислот в зависимости от вида растения (Neumann and Romheld, 1999; Lopez-Bucio et al., 2000). Во всех случаях возрастание концентраций кислот в корневых экссудатах приводило к увеличению численности микроорганизмов в ризосфере.

Состав микрофлоры, ассоциированной с корнями растения, зависит от поступления питательных веществ в виде корневых экссудатов, поэтому контролирующие экскрецию факторы также влияют на активность этих микробов (Kuske et al., 2002). Норби с соавторами были предложены следующие причинно-следственные связи микробно-растительного взаимодействия: высокий уровень фотосинтеза приводит к усиленному поступлению углерода в корневую систему, что увеличивает экссудацию органических соединений в ризосферу, а это стимулирует ризосферную микробную активность (Norby et al., 1984). В настоящее время установлено, что процессы фотосинтеза растениями и фиксации азота в их корневой зоне тесно связаны и контролируются комплексной регуляторной системой (Вильяме и др., 1985; Киризий и др., 2007; Boyd and Peters, 2013).

Исследования биохимии фотосинтеза выявили, что для фиксации углерода, кроме восстановительного пентозо-фосфатного пути (С-3 путь), некоторые растения - кукуруза, сорго, сахарный тростник, просо и др. - используют цикл дикарбоновых кислот (С-4 путь). Считается, что С-4 путь фотосинтеза появился в

дополнение к С-3 пути как способ адаптации к высокой интенсивности освещенности, повышенным температурам и засушливому климату (Edwards et al., 2010). Одним из отличий С-4 пути фотосинтеза от С-3 пути является аккумуляция в качестве одного из первичных метаболитов фотосинтеза не фосфоглицерата, а малата, и транспорт его избытка к корням. Исходя из этого, Дж. Доберейнер с соавторами предположили, что С-4 путь фотосинтеза у растений играет важную роль в стимулировании процесса фиксации азота ризосферными бактериями (Dobereiner et al., 1972).

Таким образом, ризосфера является динамической системой, в которой взаимодействие и коммуникации между корнями и микроорганизмами играют важную роль в процессе поддержания роста и продуктивности растения. Бактерии рода Azospirillum вызывают интерес исследователей как в качестве удобной модели для изучения процессов растительно-микробных взаимодействий, так и в качестве перспективных членов консорциума ризобактерий для инокуляции в составе бактериальных удобрений (Couillerot et al., 2013).

1.2 Бактерии рода Azospirillum в ассоциативных взаимодействиях с

растениями

Бактерии рода Azospirillum широко распространены по всему миру и встречаются в разнообразных экологических нишах (Baldani and Baldani, 2005). Азоспириллы относятся к альфа-субклассу протеобактерий семейства Rhodospirillaceae. Род Azospirillum возник в результате реклассификации Spirillum lipoferum и первоначально объединял два вида - A. brasilense и A. lipoferum (Tarrand et al., 1978). К настоящему времени он насчитывает 18 видов, большинство из которых, включая два вышеупомянутых, изначально были выделены из ризосферы злаковых растений - A. amasonense (Magalhaes et al., 1983), A. halopraeferens (Reinhold et al, 1987), A. irakense (Khammas et al., 1989), A. doebereinerae (Eckert et al., 2001), A. oryzae (Xie and Yokota, 2005), A. melinis (Peng et al, 2006), A. canadense (Mehnaz et al., 2007a), A. zeae (Mehnaz et al., 2007b).

Позднее упоминалось о распространении некоторых из этих видов бактерий в прудовой воде (Falk et al., 1986), сфагновых болотах (Дорошенко и др., 2007) и на поверхности раны кожи человека (Cohen et al., 2004). A. palatum изолированы из лесной почвы (Zhou et al., 2009), A. formosense — из почвы сельскохозяйственных угодий (Lin et al., 2012), A. rugosum — из почвы, загрязненной нефтью (Young et al., 2008), a A. picis (Lin et al., 2009) — из гудроновых масс. Бактерии A. largimobile (Sly and Stackebrandt, 1999) и A. thiophilum (Lavrinenko et al., 2010) были выделены из водоемов. Два последних из описанных видов A. humicireducens (Zhou et al., 2013) и A. fermentaruim (Lin et al., 2013) являлись изолятами микробного топливного элемента (при изучении окислительно-восстановительных процессов в 1умусе) и ферментера, соответственно. Обитание азоспирилл в настолько различных экологических нишах может быть обусловлено их высоким адаптационным потенциалом, обусловленным достаточно пластичным генетическим аппаратом, позволяющим приспосабливаться к варьированию условий окружающей среды через изменения морфологических и физиологических особенностей бактерий данного рода.

1.2.1 Морфологические и физиологические особенности азоспирилл

Азоспириллы получили известность благодаря повсеместному распространению в почве и способности устанавливать ассоциации со многими злаками. (Patriquin et al., 1983; Ladha et al., 1987; Kirchhof et al., 1997). Ha сегодняшний день азоспириллы относятся к группе свободно живущих азотфиксирующих ризобактерий, способствующих росту и развитию растений (PGPR) (Okon and Itzigsohn, 1992; Окоп and Vanderleyden, 1997). Данные о физиологических особенностях азоспирилл необходимы для понимания различных аспектов процессов, происходящих в ризосфере, в том числе касающихся формирования растительно-микробных ассоциаций.

Азоспириллы являются аэробными/микроаэрофильными подвижными спиральными/изогнутыми бактериями (Определитель бактерий Берджи, 1997). Их

подвижность определяется наличием жгутиков, количество, характер и расположение которых у разных бактерий может варьировать в зависимости от условий их существования (Кацы, 1996). Для A. brasilense, A. lipoferum и А. irakense характерно смешанное жгутикование — при культивировании в жидких средах бактерии имеют полярно расположенный жгутик, а на плотных и полужидких средах происходит образование дополнительных латеральных жгутиков (Hall and Krieg, 1984; Schloter et al., 1994; Moens et al., 1995). С участием последних происходит образование колец роения в полужидких средах (Шелудько и др., 2006).

Вместо полярного жгутика азоспириллы могут образовывать пучок пилей на одном из полюсов (Шелудько и Кацы, 2001). Пили обеспечивают тянущую подвижность клеточных агрегатов, образующих зернистые бактериальные скопления (Шелудько и др., 2006). Предполагается, что образование жгутика или пучка пилей - альтернативные процессы у азоспирилл. У бактерий рода Azoarcus пили вовлечены в прикрепление к корням растений, а гены pilA, pilB и pilT являются необходимыми для колонизации поверхности корней (Krause et al., 2006; Böhm et al., 2007).

Показано, что в регуляции плавания, роения, образования полярного и латеральных жгутиков участвуют плазмиды р90 и 115 МДа (pi 15) у А. brasilense Sp7, 120 МДа (р120) и 85 МДа (р85) у А. brasilense Sp245 (Кацы, 2002, Vanbleu et al., 2004). Продемонстрировано, что производные А. brasilense Sp7, утратившие pi 15 и содержащие измененную плазмиду р90, менее активно колонизируют корни растения в первые часы взаимодействия (Петрова и др., 2010). Авторы работы предполагают, что для адаптации А. brasilense к новой среде обитания необходимо образование разнообразных клеточных структур, регулируемое скоординированной экспрессией множества генов, расположенных на плазмидах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сигида, Елена Николаевна, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Биомембраны / под общ. ред. Беккера и Дубура.: Рига.: Изд-во «Зинатне», 1977.

2. Бойко A.C., Смолькина О.Н., Федоненко Ю.П., Здоровенко Е.Л., Качала В.В., Коннова С.А., Игнатов В.В. Особенности структуры О-полисахаридов азоспирилл серогруппы I // Микробиология. - 2010. - Т. 79, № 2. - С. 219-227.

3. Бурыгин Г.Л., Широков A.A., Шелудько A.B. и др. Выявление чехла на поверхности полярного жгутика Azospirillum brasilense II Микробиология. 2007. — Т. 76, N 6. - С. 822-829.

4. Вильяме М.В., Ягодин Б.А., Сазонов Ю.Г. Симбиотическая фиксация азота у растений люпина в зависимости от условий фотосинтеза и азотного питания // Физиология растений. - 1985. - Т. 32, № 1. - С. 97-103.

5. Дорошенко Е.В., Булыгина Е.С., Спиридонова Е.М., Турова Т.П., Кравченко И.К. Выделение и характеристика азотфиксирующих бактерий рода Azospirillum из почвы сфагнового болота // Микробиология. - 2007. - Т. 76, № 1. — Р. 107-116.

6. Егоренкова И.В., Коннова С.А., Скворцов И.М.. Игнатов В.В. Исследование начальных этапов взаимодействия бактерий Azospirillum brasilense с корнями проростков пшеницы: адсорбции, деформации корневых волосков // Микробиология. — 2000.-Т. 69, № 1.-С. 120-126.

7. Егоренкова И.В., Коннова С.А., Федоненко Ю.П., Дыкман Л.А., Игнатов В.В. Роль полисахаридсодержащих компонентов капсулы Azospirillum brasilense в адсорбции бактерий на корнях проростков пшеницы // Микробиология. - 2001. — Т. 70, № 1.-С. 45-50.

8. Жемеричкин Д.А., Макаров O.E., Скворцов И.М., Игнатов В.В. Выделение, фракционирование и моносахаридный состав О-специфических полисахаридов S-формы Azospirillum brasilense II Микробиология. - 1989. - Т. 58, № 2. - С. 236-239.

9. Захарова И.Я., Косенко JI.B. Методы изучения микробных полисахаридов. Киев: Наук, думка. - 1982. - 192 с.

10. Здоровенко Г.М. Внеклеточный липополисахарид грамотрицательных бактерий II Микробиол. журн. - 1988. - Т. 50, № 4. - С. 98-107.

11. Здоровенко Г.М., Веремейченко С.Н. Сравнительная характеристика липополисахаридов различных штаммов Pseudomonas ßuorescens (биовар I) // Микробиология. - 2001. - Т. 70, №. 4. _ с. 509-519.

12. Здоровенко Г.М., Здоровенко Э.Л. Липополисахариды Pseudomonas syringae. Иммунохимические свойства и строение как основа для классификации штаммов // Микробиология. -2010. - Т. 79, № 1. - С. 52-62.

13. Здоровенко Г.М., Здоровенко Э.Л., Варбанец Л.Д. Особенности состава, строения и биологические свойства липополисахаридов из различных штаммов Pseudomonas syringae pv. atrofaciens // Микробиология. - 2007. - Т. 76, № 6. — С. 774-789.

14. Игнатов В.В., Коннова О.Н., Бойко A.C., Фомина A.A., Федоненко Ю.П., Коннова С.А. Характеристика состава жирных кислот липидов А липополисахаридов бактерий рода Azospirillum // Изв. Сар. гос. ун-та. Сер. Химия. Биология. Экология. - 2009. - Т. 9, №1. -С. 36-41.

15. Итальянская Ю.В., Никитина В.Е., Пономарева Е.Г. Влияние условий на лектиновую активность и прирост биомассы клеток Azospirillum II Биотехнология. -1995.-№12.-С. 29-31.

16. Каневский М.В., Коннова С.А., Бойко A.C., Федоненко Ю.П., Игнатов В.В. Влияние кверцетина на структуру липополисахарида внешней мембраны бактерий Azospirillum lipoferum Sp59b II Изв. Сар. гос. ун-та. Сер. Химия. Биология. Экология. - 2012. - Т. 12, № 2. - С. 50-54.

17. Кацы Е.И. Генетико-биохимические и экологические аспекты подвижности и хемотаксиса у фитопатогенных, симбиотических и ассоциированных с растениями бактерий // Успехи соврем, биологии. - 1996. - Т. 116, № 5. - С. 579-593.

18. Кацы Е.И. Свойства и функции плазмид, ассоциированных с растениями бактерий Azospirillum brasilense и Azospirillum lipoferum II Успехи соврем, биологии.

- 2002. - Т. 122, № 4. - С. 353-364.

19. Кацы Е.И., Петрова Л.П., Кулибякина О.В., Прилипов А.Г. Анализ плазмидных локусов Azospirillum brasilense, кодирующих ферменты синтеза (липо)полисахаридов // Микробиология. - 2010. - Т. 79, №2. - С. 239-245.

20. Киризий Д.А., Воробей H.A., Коцъ С.Я. Взаимосвязь азотфиксации и фотосинтеза как основных составляющих продукционного процесса у люцерны // Физиология растений. - 2007. - Т. 54, №5. - С. 666-671.

21. Коннова С.А., Федоненко Ю.П., Макаров O.E., Игнатов В.В. Исследования влияний условий выращивания бактерий Azospirillum brasilense на состав их внеклеточных полисахаридсодержащих материалов // Изв. РАН Сер. биол. - 2003.

- №4. - С. 430^437.

22. Коннова О.Н., Бойко A.C., Бурыгин Г.Л., Федоненко Ю.П., Матора Л.Ю., Коннова С.А., Игнатов В.В. Химические и серологические исследования бактерий рода Azospirillum И Микробиология. - 2008. - Т. 77, № 3. - С. 350-357.

23. Коннова С.А., Брыкова О.С., Сачкова O.A., Егоренкова И.В., Игнатов В.В. Исследование защитной роли полисахаридных компонентов капсулы бактерий Azospirillum brasilense II Микробиология. - 2001. - Т. 70. — С. 503-508.

24. Коннова С.А., Скворцов И.М., Прохорова Р.Н., Рогова Т.А., Макаров O.E. Полисахаридные комплексы поверхности Azospirillum brasilense и их возможная роль во взаимодействии бактерий с корнями пшеницы // Микробиология. - 1995.

- Т. 64, № 6. - С. 762-768.

25. Коннова С.А., Федоненко Ю.П., В.В. Игнатов. Структура и функции гликополимеров поверхности азоспирилл // Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями / Отв. ред. Игнатов В.В. - М. Наука. - 2005. - С. 46-69.

26. Красикова И.Н., Соловьева Т.Ф., Оводов Ю.С. Структура и свойства липида А - компонента эндотоксинов грамотрицательных бактерий // Химия природных соединений. - 1989. - № 5. - С. 601-616.

27. Кулыиин В.А., Яковлев А.П., Аваева С.Н., Дмитриев Б.А. Улучшенный метод выделения липополисахаридов из грамотрицательных бактерий // Мол. генетика, микробиология и вирусология. - 1987. - № 5. - С. 44-46.

28. Кэбот Е., Мейер М. Экспериментальная иммунохимия. М.: Медицина. — 1968. -684 с.

29. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высш. школа, 1980. - 293 с.

30. Лукин С.А., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Азоспириллы и ассоциативная азотфиксация у небобовых культур в практике сельского хозяйства // Сельскохоз. биология. - 1987. -№ 1. - С. 51-58.

31. Матвеев В.Ю., Петрова Л.П., Журавлева Е.А., Панасенко В.И. Особенности диссоциации в культурах Azospirillum brasilense Sp7 // Мол. Генет. Микробиол. Вирусол. 1987. - № 8. - С. 16-18.

32. Матора Л.Ю., Бурыгин Г.Л., Щеголев С.Ю. Исследование иммунохимической гетерогенности липополисахаридов Azospirillum brasilense II Микробиология. 2008. -Т. 77, №2. - С. 196-200.

33. Матора Л.Ю., Серебренникова О.Б., Перова Л.П., Бурыгин Г.Л., Щеголев С.Ю. Нетипичный характер R-S диссоциации Azospirillum brasilense II Микробиология. - 2003. - Т. 72, № 1. - С. 60-63.

34. Матора Л.Ю., Шварцбург Б.И., Щеголев С.Ю. Иммунохимический анализ О-специфических полисахаридов почвенных азотфиксирующих бактерий Azospirillum brasilense II Микробиология - 1998. - Т. 67, № 6. - С. 815-820.

35. Матора Л.Ю., Щеголев С.Ю. Антигенная идентичность капсульных полисахаридов, экзополисахаридов и О-специфических полисахаридов в Azospirillum brasilense // Микробиология. 2002. - Т. 71, №2. - С. 211-214.

36. Муратова А.Ю., Турковская О.В., Антонюк Л.П. Макаров O.E., Позднякова Л.И., Игнатов В.В. Нефтеокисляющий потенциал ассоциативных ризобактерий рот Azospirillum II Микробиология. 2005. - Т. 74, №2. - С. 210-215.

37. Никитина В.Е., Аленькина С.А., Пономарева Е.Г., Савенкова H.H. Изучение роли лектинов клеточной поверхности азоспирилл во взаимодействии с корнями пшеницы // Микробиология. - 1996. - Т. 65, №2. - С. 165-170.

38. Никитина В.Е., Пономарева Е.Г., Аленькина С.А., Коннова С.А. Участие бактериальных лектинов клеточной поверхности в агрегации азоспирилл // Микробиология. - 2001. - Т. 70, №4. - С. 471-476.

39. Овод В.В., Здоровенно Э.Л., Шашков A.C., Комарова H.A., Книрель Ю.А. Структурное разнообразие О-полисахаридов и серологическая классификация Pseudomonas syringae pv. garcae и других штаммов геномотипа 4 // Микробиология. -2004. - Т. 73, № 6. - С. 777-789.

40. Определитель бактерий Берджи. / Пер. с англ.; под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уильямса. - М., 1997. - 800 с.

41. Петрова Л. П., Матора Л.Ю., Бурыгин Г.Л., Борисов И.В., Кацы Е.И. Анализ ДНК, ряда культурально-морфологических свойств и структуры липополисахаридов у близкородственных штаммов Azospirillum brasílense II Микробиология - 2005a. - T. 74, № 2. - С. 224-230.

42. Петрова Л.П., Борисов И.В., Кацы Е.И. Плазмидные перестройки у Azospirillum brasilense // Микробиология. - 2005b. - Т. 74, № 4. - С. 572-574.

43. Петрова Л.П., Шелудько A.B. Кацы Е.И. Плазмидные перестройки в формировании биопленок Azospirillum brasilense Н Микробиология - 2010. — T. 79, № 1. - С. 129-132.

44. Позднякова Л.И., Каневская C.B. Леванова Г.Ф., Пилипенко Т.Ю., Богатырев В.А., Федорова Л.С. Таксономическое изучение азоспирилл, выделенных в Саратовской области. // Микробиология. - 1988. - Т. 57, № 2. - С. 275-278.

45. Пономарева Е.Г., Аленькина С.А., Никитина В.Е. Воздействие неблагоприятных факторов на лектиновую активность Azospirillum brasilense и Azospirillum lipoferum II Биотехнология. - 2000. - № 5. — С. 19—24.

46. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / под ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во МГУ, 1983. - С. 115-116.

47. Скоупс Р. Методы очистки белков. - М.: Мир, 1985. - 342 с.

48. Смолькина О.Н., Качала В.В., Федоненко Ю.П., Бурыгин Г.Л., Здоровенко Э.Л., Матора Л.Ю., Коннова С.А., Игнатов В.В. Капсульный полисахарид

бактерий Azospirillum lipoferum Sp59b: структура, антигенная специфичность // Биохимия.-2010.-Т. 75, №5.-С. 707-716.

49. Суркина А.К., Коннова С.А., Федоненко Ю.П., Игнатов В.В. Гликополимеры бактерий рода Azospirillum как перспективные антагонисты классических эндотоксинов // Изв. Сар. гос. ун-та. Сер. Химия. Биология. Экология. - 2013. - Т. 13, № 2. - С. 78-85.

50. Федоненко Ю.П., Бойко A.C., Здоровенко Э.Л., Коннова С.А., Шашков A.C., Игнатов В.В., Книрель Ю.А. Структурные особенности О-специфических полисахаридов бактерий Azospirillum серогруппы III // Биохимия. - 2011. — Т. 76, № 7. - С. 976-982.

51. Федоненко Ю.П., Борисов И.В., Коннова О.Н., Здоровенко Е.Л., Кацы Е.И., Коннова С.А., Игнатов В.В. Установление строения повторяющегося звена О-специфического полисахарида Azospirillum brasilense SR75 и гомология LPS-локусов в плазмидах Azospirillum brasilense штаммов SR75 и Sp245 // Микробиология. - 2005. - Т. 74, № 5. - С. 626-632.

52. Федоненко Ю.П., Егоренкова И.В., Коннова С.А., Игнатов В.В. Участие липополисахаридов азоспирилл во взаимодействии с поверхностью корней пшеницы // Микробоиология. - 2001. - Т. 70, № 3. - С. 384-390.

53. Федоненко Ю.П., Кацы Е.И., Петрова Л.П., Бойко A.C., Здоровенко Е.Л., Качала В.В., Шашков A.C., Книрель Ю.А. Структура О-полисахарида мутантного штамма азотфиксирующих ризобактерий Azospirillum brasilense Sp245 с измененным плазмидным составом // Биоорг. хим. - 2010. - Т. 36, № 2. - С. 236— 240.

54. Филипьечева Ю.А. Эколого-физиологические и серологические свойства бактерий рода Azospirillum различных растительно-бактериальных сообществ: Автореф. канд. биол. наук. - Саратов, 2011 - 21 с.

55. Филипьечева Ю.А., Беляков А.Е., Бурыгин Г.Л., Коннова С.А. Иммунохимическое исследование антигенных свойств почвенных рост-стимулирующих бактерий рода Azospirillum II Изв. Сар. гос. ун-та. Сер. Химия. Биология. Экология. - 2010. - Т. 10, № 1. - С. 62-65.

56. Шелудько А.В., Кацы Е.И. Образование на клетке Azospirillum brasilense полярного пучка пилей и поведение бактерий в полужидком агаре // Микробиология. - 2001. - Т. 70, №5. - С. 662-667.

57. Шелудько А.В., Кулибякина О.В., Широков А.А., Петрова Л.П., Матора Л.Ю., Кацы Е.И. Влияние мутаций в синтезе липополисахаридов, связывающих калькофлуор, на формирование биопленок Azospirillum brasilense II Микробиология. - 2008. - Т. 77, №3. - С. 358-363.

58. Широков А.А. Иммунохимическая идентификация поверхностных структур Azospirillum brasilense, участвующих в реализации «социального» поведения бактерий: Автореф. канд. биол. наук. - Саратов, 2008 - 23 с.

59. Aertsen A., Michiels C.W. Diversify or die: generation of diversity in response to stress // Crit. Rev. Microbiol. - 2005. - V. 31. - P. 69-78.

60. Alexander C., Rietschel E.Th. Bacterial lipopolysaccharides and innate immunity // J. Endotox. Res. - 2001. - V. 7. - P. 167-202.

61. Alexandre G. Coupling metabolism and chemotaxis-dependent behaviours by energy taxis receptors // Microbiology. - 2010. - V. 156. - P. 2283-2293.

62. Alexandre G., Zhulin I.B. Different evolutionary constraints on chemotaxis proteins CheW and CheY revealed by heterologous expression studies and protein sequence analysis // J. Bacteriol. - 2003. - V. 185. - P. 544-552.

63. Assmus В., Schloter M., Kirchhof G., Hutzler P., Hartmann A. Improved in situ tracking of rhizosphere bacteria using dual staining with fluorescence-labeled antibodies and rRNA-targeted oligonucleotides // Microb. Ecol. - 1997. - V. 33. - P. 32-40.

64. Badri D.V., Vivanco J.M. Regulation and function of root exudates // Plant Cell Environ. - 2009. - V. 32. - P. 666-681.

65. Badri D.V., Weir T.L., van der Lelie D., Vivanco J.M. Rhizosphere chemical dialogues: plant-microbe interactions // Curr. Opin. Biotech. - 2009. - V. 20. P. 642650.

66. Bahat-Samet E., Castro-Sowinski S., Okon Y. Arabinose content of extracellular polysaccharide plays a role in cell aggregation of Azospirillum brasilense // FEMS Microbiol. Lett. - 2004. - V. 237. - 195-203.

67. Bais H.P., Park S.W., Weir T.L., Callaway R.M., Vivanco J.M. How plants communicate using the underground information superhighway // Trends Plant Sci. -2004. - V. 9. - P. 26-32.

68. Bais H.P., Weir T.L., Perry L.G., Gilroy S., Vivanco J.M. The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms // Annu. Rev. Plant Biol. - 2006. -V. 57. - P. 233-266.

69. Baldani J.I., Baldani V.L. History on the biological nitrogen fixation research in graminaceous plants: special emphasis on the Brazilian experience // An. Acad. Bras. Cienc. - 2005. - V. 77. - P. 549-579.

70. Baldani J.I., Caruso L., Baldani V.L.D., Gop S.R., Dobereiner J. Recent advances in bnf with non-legume plants // Soil Biol. Biochem. - 1997. - V. 29. - P. 911-922.

71. Baldani V.L.D., Dobereiner J. Host-plant specificity in the interaction of cereals with Azospirillum spp. // Soil Biol. Biochem. - 1980. - V. 12. - P. 433^139.

72. Bashan Y., Holguin G., de-Bashan L.E. Azospirillum-plant relationships: physiological, molecular, agricultural, and environmental advances (1997-2003) // Can. J. Microbiol. - 2004. - V. 50. - P. 521-577.

73. Bashan Y., Puente M.E., Rodríguez-Mendoza M.N., Toledo G., Holguin G., Ferrera-Cerrato R., Pedrin S. Survival of Azospirillum brasilense in the Bulk Soil and Rhizosphere of 23 Soil Types // Appl. Environ. Microb. - 1995. - V. 61. - P. 19381945.

74. Baudoin E., Lerner A., Mirza M.S., El Zemrany H., Prigent-Combaret C., Jurkevich E., Spaepen S., Vanderleyden J., Nazaret S., Okon Y., Moenne-Loccoz Y. Effects of Azospirillum brasilense with genetically modified auxin biosynthesis gene ipdC upon the diversity of the indigenous microbiota of the wheat rhizosphere // Res. Microbiol. - 2010. - V. 161. - P. 219-226.

75. Belyakov A.Y., Burygin G.L., Arbatsky N.P., Shashkov A.S., Selivanov N.Y., Matora L.Y., Knirel Y.A., Shchyogolev S.Y. Identification of an O-linked repetitive glycan chain of the polar flagellum flagellin of Azospirillum brasilense Sp7 // Carbohydr Res. - 2012. - V. 361. - P.127-132.

76. Berenblum I., Chein E. An improved method for colorimetric determination of phosphate // Biochim. J. - 1938. - V. 32. - P. 295-298.

77. Berg R.H., Tyler M.E., Novick N.J., Vasil V., Vasil I.K. Biology of Azospirillum-sugarcane association: enhancement of nitrogenase activity // Appl. Environ. Microb. - 1980. - V. 39. - P. 642-649.

78. Bhattacharyya P.N., Jha D.K. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR):emergence in agriculture // World J. Microb. Biot. - 2012. - V. 28. - P. 13271350.

79. Bible A, Russell M.H., Alexandre G. The Azospirillum brasilense Chel chemotaxis pathway controls swimming velocity, which affects transient cell-to-cell clumping // J. Bacteriol. - 2012. - V. 194. - P. 3343-3355.

80. Bock K., Pedersen C. Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy of monosaccharides // Adv. Carbohydr. Chem. Bi. - 1983. - V. 41. - P. 27-66.

81. Bogatyrev V.A., Dykman L.A., Matora L.Yu., Schwartsburd B.I. The serotyping of Azospirillum spp. by cell-gold immunoblotting // FEMS Microbiol. Lett. - 1992. -V. 96. - P. 115-118.

82. Bohm M., Hurek T., Reinhold-Hurek B. Twitching motility is essential for endophytic rice colonization by the N2-fixing endophyte Azoarcus sp. strain BH72 // Mol. Plant Microbe In. - 2007. - V. 20. - P. 526-533.

83. Borisov I.V., Schelud'ko A.V., Petrova L.P., Katsy E.I. Changes in Azospirillum brasilense motility and the effect of wheat seedling exudates // Microbiol. Res. - 2009. -V. 164.-P. 578-587.

84. Boyd E.S., Peters J.W. New insights into the evolutionary history of biological nitrogen fixation // Front. Microbiol. - 2013. - V. 4. - P. 201.

85. Boyko A.S., Dmitrenok A.S., Fedonenko Yu.P., Zdorovenko E.L., Konnova S.A., Knirel Y.A., Ignatov V.V. Structural analysis of the O-polysaccharide from Azospirillum brasilense Jm6B2 containing 3-Omethyl-D-rhamnose (D-acofriose) // Carbohydr. Res. - 2012. - V. 355. - P. 92-95.

86. Boyko A.S., Konnova S.A., Fedonenko Y.P., Zdorovenko E.L., Smol'kina O.N., Kachala V.V., Ignatov V.V. Structural and functional peculiarities of the

lipopolysaccharide of Azospirillum brasilense SR55, isolated from the roots of Triticum durum II Microbiol. Res. - 2011. - V. 166. - P. 585-593.

87. Bredford M. A rapid and sentive method for protein analysis the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. - 1976. - V. 72. - P. 248-254.

88. Broeckling C.D., Broz A.K., Bergelson J., Manter D.K., Vivanco J.M. Root exudates regulate soil fungal community composition and diversity // Appl. Environ. Microb. - 2008. - V. 74. - P. 738-744.

89. Burdman S., Jurkevitch E., Soria-Diaz M.E., Serrano A.M., Okon Y. Extracellular polysaccharide composition of Azospirillum brasilense and its relation with cell aggregation 11FEMS Microbiol. Lett. - 2000a. - V. 189. - P. 259-264.

90. Burdman S., Okon Y., Jurkevitch E. Surface characteristics of Azospirillum brasilense in relation to cell aggregation and attachment to plant roots // Crit. Rev. Microbiol. - 2000b. - V. 26. -V. 91-110.

91. Campbell R., Greaves M.P. Anatomy and community structure of the rhizosphere. // The Rhizosphere / Eds. Lynch J.M. - England: John Wiley and Sons Ltd, 1990.-P. 11-34.

92. Haberer G, Kieber J.J. Cytokinins. New insights into a classic phytohormone // Plant Physiol. - 2002. - V. 128. - P. 354-362.

93. Choma A., Komaniecka I. Characterization of a novel lipid A structure isolated from Azospirillum lipoferum lipopolysaccharide // Carbohydr. Res. - 2008. - V. 343. — P. 799-804.

94. Choma A., Komaniecka I., Sowinski P. Revised structure of the repeating unit of the O-specific polysaccharide from Azospirillum lipoferum strain SpBrl 7 // Carbohydr. Res. - 2009. - V. 344. - P. 936-939.

95. Choma A., Russa R., Lorkiewicz Z. Chemical composition of lipopolysaccharide from Azospirillum lipoferum U FEMS Microbiol. Lett. - 1984. - V. 22. - P. 245-248.

96. Choma A., Russa R., Mayer H., Lorkiewicz Z. Chemical analysis of Azospirillum lipopolysaccharides // Arch. Microbiol. - 1987. - V. 146. - P. 341-345.

97. Cohen M.F., Han X.Y., Mazzola M. // Can. J. Microbiol. - 2004. - V. 50. - P. 291-297.

98. Conrad H.E. General carbohydrates methods // Methods in Carbohydrate Chemistry / Eds. Whistler R.L., Be-Miller J.N., 1972. - Academic Press New York-London. - V. 6. - P. 361-364.

99. Costerton J.W., Lewandowski Z., Caldwell D.E., Korber D.R., Lappin-Scott H.M. Microbial biofilms // Annu. Rev. Microbiol. - 1995. - V. 49. - P. 711-745.

100. Croes C.L., Moens S., Van Bastelaere E., Vanderleyden J., Michiels K.W. The polar flagellum mediates Azospirillum brasilense adsorption to wheat roots // Microbiol. 1993. - V. 139. - P. 2261-2269.

101.Couillerot O., Ramirez-Trujillo A., Walker V., von Felten A., Jansa J., Maurhofer M., Defago G., Prigent-Combaret C., Comte G., Caballero-Mellado J., Moenne-Loccoz Y. Comparison of prominent Azospirillum strains in Azospirillum-Pseudomonas-Glomus consortia for promotion of maize growth // Appl. Microbiol. Biot. - 2013. - V. 97. - P. 4639-4649.

102. Day J.M., Dobereiner J. Physiological aspects of N2-fixation by Spirillum lipoferum from digitaria roots // Biol. Chem. - 1976. - V. 8. - P. 46-60.

103.Dazzo F.B., Brill W.J. Bacterial polysaccharide which binds Rhizobium trifolii to clover root hairs // J. Bacteriol. - 1979. - V. 137. - P. 1362-1373.

104. Dazzo F.B., Milam J.B. Serological studies of Spirillum lipoferum II Soil. Crop. Sci. Soc. Florids Proc. - 1976. -V. 35. - P. 122-126.

105. De Castro C., Carannante A., Lanzetta R., Nunziata R., Piscopo V., Parilli M. Elucidation of two O-chain structures from the lipopolysaccharide fraction of Agrobacterium tumefaciens F/l. // Carbohydr. Res. - 2004. - V. 339. - P. 2451-2455.

106. De Castro C., Molinaro A., Lanzetta R., Silipo A., Parrilli M. Lipopolysaccharide structures from Agrobacterium and Rhizobiaceae species // Carbohydr. Res. - 2008. - V. 343. - P. 1924-1933.

107. De Troch P., Vanderleyden J. Surface properties and motility of Rhizobium and Azospirillum in relation to plant root attachment I I Microbiol. Ecol. - 1996. - V. 32. - P. 149-169.

108. Del Gallo M., Haegi A. Characterization and quantification of exocellular polysaccharides in Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum // Symbiosis. — 1990.-V. 9.-P. 155-156.

109. Del Gallo M., Negi M., Neyra C. A. Calcofluor- and lectin-binding exocellular polysaccharides of Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum II J. Bacteriol. — 1989.-V. 171.-P. 3504-3510.

110. De-la-Pena C., Lei Z., Watson B.S., Sumner L.W., Vivanco J.M. Root-microbe communication through protein secretion // J. Biol. Chem. - 2008. - V. 283. - P. 25247-25255.

111.De-Polli H., Bohlool B.B., Dobereiner J. Serological differentiation of Azospirillum species to different host-plant specificity groups // Arch. Microbiol. — 1980.-V.126.-P. 217-222.

112. Desbrosses G.J., Stougaard J. Root nodulation: a paradigm for how plant-microbe symbiosis influences host developmental pathways // Cell Host Microbe. -2011. -V. 10.-P. 348-358.

113.Dey R., Pal K.K., Bhatt D.M., Chauhan S.M. Growth promotion and yield enhancement of peanut {Arachis hypogaea L.) by application of plant growth-promoting rhizobacteria // Microbiol. Res. - 2004. - V. 159. - P. 371-394.

114.Dobbelaere S., Croonenborghs A., Thys A., Vande Broek A., Vanderleyden J. 1999. Phytostimulatory effects of Azospirillum brasilense wild type and mutants strains altered in IAA production on wheat // Plant Soil. - 1999. - V. 212. - P. 145-170.

115.Dobbelaere S., Vanderleyden J., Okon Y. Plant growth-promoting effects of diazotrophs in the rhizosphere // Crit. Rev. Plant Sci. - 2003. - V. 22. - P. 107-149.

116. Dobereiner J., Day J.M., Dart P.J. Nitrogenase activity and oxygen sensitivity of the Paspalum notatum - Azotobacterpaspali association // J. Gen. Microbiol. - 1972. -V. 71.-P. 103-116.

117. Dubois M., Gilles K. A., Hamilton J. K., Rebers P. A., Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances // Anal. Chem. - 1956. -V. 28.-P. 350-356.

118. Eckert B., Weber O.B., Kirchhof G., Halbritter A., Stoffels M., Hartmann A. Azospirillum doebereinerae sp. nov. a diazotrofic bacterium associated with Miscanthus sinesis "giganteus" //Int. J. Syst. Evol. Micr. -2001. - V. 51. -P. 17-26.

119. Edwards E.J., Osborne C.P., Stromberg C.A., Smith S.A., Bond W.J., Christin P.A., Cousins A.B., Duvall M.R., Fox D.L., Freckleton R.P., Ghannoum O., Hartwell J., Huang Y., Janis C.M., Keeley J.E., Kellogg E.A., Knapp A.K., Leakey A.D., Nelson D.M., Saarela J.M., Sage R.F., Sala O.E., Salamin N., Still C.J., Tipple B. The origins of C4 grasslands: integrating evolutionary and ecosystem science // Science. - 2010. -V. 328.-P. 587-591.

120. Falk E.C., J. Dobereiner J., Johnson L., Krieg N.R. Deoxyribonucleic acid homology of Azospirillum amazonense and emendation of the description of the genus Azospirillum. II Int. J. Syst. Bacteriol. - 1985. - V. 35. - P. 117-118.

121.Fedonenko Y.P., Konnova O.N., Zatonsky G.V., Konnova S.A, Kocharova N.A., Zdorovenko E.L., Ignatov V.V. Structure of the O-polysaccharide from the Azospirilhim lipoferum Sp59b lipopolysaccharide // Carbohydr. Res. - 2005. - V. 340. -P. 1259-1263.

122. Fedonenko Y.P., Konnova O.N., Zatonsky G.V., Shashkov A.S., Konnova S.A., Zdorovenko E.L., Ignatov V.V., Knirel Y.A. Structure of the O-polysaccharide of the lipopolysaccharide of Azospirillum irakense KBC1 // Carbohydr. Res. - 2004. - V. 339. -P. 1813-1816.

123. Fedonenko Y.P., Konnova O.N., Zdorovenko E.L., Konnova S.A, Zatonsky G.V., Shaskov A.S., Ignatov V.V., Knirel Y.A. Structural analysis of the O-polysaccharide from the lipopolysaccharide of Azospirillum brasilense S17 // Carbohydr. Res. - 2008a. - V. 343. - P. 810-816.

124. Fedonenko Y.P., Zatonsky G.V., Konnova S.A., Zdorovenko E.L., Ignatov V.V. Structure of the O-specific polysaccharide of the lipopolysaccharide of Azospirillum brasilense Sp245 II Carbohydr. Res. - 2002. - V. 337. - P. 869-872.

125. Fedonenko Y.P., Zdorovenko E.L., Konnova S.A., Kachala V.V., Ignatov V.V. Structural analysis of the O-antigen of the lipopolysaccharide from Azospirillum lipoferum SR65 // Carbohydr Res. - 2008b. - V. 343. - P. 2841-2844.

126.Fibach-Paldi S., Burdman S., Okon Y.. Key physiological properties contributing to rhizosphere adaptation and plant growth promotion abilities of Azospirillum brasilense IIFEMS Microbiol Lett. - 2012. - V. - 326. - P. 99-108.

127. Fischer S.E., Marioli J.M., Mori G.B. Effect of root exudates on the exopolysaccharide composition and the lipopolysaccharide profile of Azospirillum brasilense Cd under saline stress // FEMS Microbiol. Lett. - 2003. - V. 219. - P. 53-62.

128.Franche C, Lindstrom K, Elmerich C. Nitrogen-fixing bacteria associated with leguminous and non-leguminous plants // Plant Soil. - 2009. - V. 321. -P. 35-59.

129. Galanos C., Luderitz O., Westphal O. A new method for extraction of R lipopolysaccharides // Eur. J. Biochem. - 1969. - V. 9. - P. 245-249.

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

131. Goldstein I.J., Hay G.W., Lewis B.A., Smith F. Periodate oxidation of carbohydrates // Methods Carbohydr. Chem. - 1965. - V. 5. - P. 361-370.

132. Greer-Phillips S.E., Stephens B.B., Alexandre G. An energy taxis transducer promotes root colonization by Azospirillum brasilense II J. Bacteriol. - 2004. -V. 186. -P. 6595-6604.

133. Hall P.G., Krieg N.R. Application of the indirect immunoperoxidase stain technique to the flagella of Azospirillum brasilense 11 Appl. Environ. Microb. - 1984. -V. 47. - P.433-435.

134.Hallmann J., Quadt-Hallmann A., Mahaffee W.F., Kleopper J.W. Bacterial endophytes in agricultural crops // Can. J. Microbiol. - 1997. - V. 43. - P. 895-914.

135.Hartmann A., Rothballer M., Schmid M. Lorenz Hiltner, a pioneer in rhizosphere microbial ecology and soil bacteriology research // Plant Soil. - 2008. - V. 312.-P. 7-14.

136. Hauwaerts D., Alexandre G., Das S.K., Vanderleyden J., Zhulin I.B. A major chemotaxis gene cluster in Azospirillum brasilense and relationships between chemotaxis operons in alpha-proteobacteria // FEMS Microbiol. Lett. - 2002. - V. 208. -P. 61-67.

137. Hayat R., Ali S., Amara U., Khalid R., Ahmed I. Soil beneficial bacteria and their role in plant growth promotion // Ann. Microbiol. - 2010. - V. 60. -P. 579-598.

138. Herschkovitz Y., Lerner A., Davidov Y., Rothballer M., Hartmann A., Okon Y., Jurkevitch E. Inoculation with the plant-growth-promoting rhizobacterium Azospirillum brasilense causes little disturbance in the rhizosphere and rhizoplane of maize (Zea mays) II Microb. Ecol. - 2005. -V. 50. - P. 277-288.

139. Hitchcock P.J., Brown T.M. Morphological heterogeneity among Salmonella lipopolysaccharide chemotypes in silver-stain polyacrylamide gels // J. Bacteriol. -1983.-V. 154.-P. 269-277.

140. Hoist O. The structures of core regions from enterobacterial lipopolysaccharides - an update // FEMS Microbiol. Lett.- 2007. - V. 271. - P. 3-11.

141.Jofre E., Fischer S., Principe A., Castro M., Ferrari W., Lagares A., Mori G. Mutation in a D-alanine-D-alanine ligase of Azospirillum brasilense Cd results in an overproduction of exopolysaccharides and a decreased tolerance to saline stress // FEMS Microbiol. Lett. - 2009. - V. 290. - P. 236-246.

142.Jofre E., Lagares A., Mori G. Disruption of dTDP-rhamnose biosynthesis modifies lipopolysaccharide core, exopolysaccharide production, and root colonization in Azospirillum brasilense II FEMS Microbiol Let. - 2004. - V. 231. - P. 267-275.

143.Kaneko T., Minamisawa K., Isawa T., Nakatsukasa H., Mitsui H., Kawaharada Y., Nakamura Y., Watanabe A., Kawashima K., Ono A., Shimizu Y., Takahashi C., Minami C., Fujishiro T., Kohara M., Katoh M., Nakazaki N., Nakayama S., Yamada M., Tabata S., Sato S. Complete genomic structure of the cultivated rice endophyte Azospirillum sp. B510 // DNA Res. - 2010. - V. 17. - P. 37-50.

144. Kannenberg E.L., Carlson R.W. Lipid A and O-chain modifications cause Rhizobium lipopolysaccharides to become hydrophobic during bacteroid development // Mol. Microbiol. - 2001. - V. 39. - P. 379-391.

145.Karkhanis D., Zeltner Y., Jackson J., Carlo J. A new and improved microassay to determine 2-keto-3-dezoxyoctonate in lipopolysaccharide of gram-negative bacteria // Anal. Biochem. - 1978. - V. 85. - P. 595-601.

146.Katzy E.I., Matora L.Yu., Serebrennikova O.B, Sheludko A.V. Involvement of a 120-MDa plasmid of Azospirillum brasilense Sp245 in the production of lipopolysaccharides // Plasmid. - 1998. - V. 40. - P. 73-83.

147.Kefalogianni I., Aggelis G. Modeling growth and biochemical activities of Azospirillum spp. // Appl. Microbiol. Biot. - 2002. - V. 58. - P. 352-357.

148. Khammas K.M., Ageron E., Grimont P.A.D., Keiser P. Azospirillum irakense sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium associated with rise roots and rhizosphere soil // Res. Microbiol. - 1989. - V. 140. - P. 679-693.

149. Komaniecka I., Zdzisinska B., Kandefer-Szerszen M., Choma A. Low endotoxic activity of lipopolysaccharides isolated from Bradyrhizobium, Mesorhizobium, and Azospirillum strains // Microbiol. Immunol. - 2010. -V. 54. - P. 717-725.

150.Konnova S.A., Makarov O.E., Skvortsov I.M., Ignatov V.V. Isolation, fractionation and some properties of polysaccharides produced in a bound form by Azospirillum brasilense and their possible involvement in Azospirillum — wheat root interaction // FEMS Microbiol. Lett. - 1994. - V. 118. - P. 93-99.

151.Kosslak R.M., Blohlool B.B. Prevalence of Azospirillum spp. in the rhizosphere of tropical plants // Can. J. Microbiol. - 1983. - V. 29. - P. 629-639.

152.Kuske C.R., Ticknor L.O., Miller M.E., Dunbar J.M., Davis J.A., Barns S.M., Belnap J. Comparison of soil bacterial communities in rhizospheres of three plant species and the interspaces in an arid grassland // Appl. Environ. Microbiol. - 2002. -V. 68.-P. 1854-1863.

153. Lam H.M., Coschigano K.T., Oliveira I.C., Melo-Oliveira R., Coruzzi G.M. The molecular-genetics of nitrogen assimilation into amino acids in higher plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. - 1996. - V. 47. - P. 569-593.

154.Lavrinenko K., Chernousova E., Gridneva E., Dubinina G., Akimov V., Kuever J., Lysenko A., Grabovich M. Azospirillum thiophilum sp. nov., a diazotrophic bacterium isolated from a sulfide spring // Int. J. Syst. Evol. Micr. - 2010. - V. 60. - P. 2832-2837.

155. Leontein K., Lindberg B., Lonngren J. Assignment of absolute configuration of sugars by g.l.c. of their acetylated glycosides formed from chiral alcohols // Carbohydr. Res. - 1978. - V. 62. - P. 359-362.

156.Lerner A., Castro-Sowinski S., Valverde A., Lerner H., Dror R., Okon Y., Burdman S. The Azospirillum brasilense Sp7 noeJ and noeL genes are involved in extracellular polysaccharide biosynthesis // Microbiology. - 2009a. - V. 155. - P. 4058^4068.

157. Lerner A., Okon Y., Burdman S. The wzm gene located on the pRhico plasmid of Azospirillum brasilense Sp7 is involved in lipopolysaccharide synthesis // Microbiology. - 2009b. - V. 155. - P. 791-804.

158.Lerouge I., Vanderleyden J. O-antigen structural variation: mechanisms and possible roles in animal/plant-microbe interactions // FEMS Microbiol. Rev. - 2002. -V. 26.-P. 17-47.

159. Lin S.Y., Liu Y.C., Hameed A., Hsu Y.H., Lai W.A., Shen F.T., Young C.C. Azospirillum fermentarium sp. nov., a novel nitrogen-fixing species isolated from a fermenter in Taiwan // Int. J. Syst. Evol. Micr. - 2013. - V. 63. - P. 3762-3768.

160. Lin S.Y., Shen F.T., Young L.S., Zhu Z.L., Chen W.M., Young C.C. Azospirillum formosense sp. nov., a diazotroph from agricultural soil // Int. J. Syst. Evol. Micr.-2012.-V. 62.-P. 1185-1190.

161. Lin S.Y., Young C.C., Hupfer H., Siering C., Arun A.B., Chen W.M., Lai W.A., Shen F.T., Rekha P.D., Yassin A.F. Azospirillum picis sp. nov., isolated from discarded tar // Int. J. Syst. Evol. Micr. - 2009. - V. 59. -P. 761-765.

162. Lippi D., De Paolis M.R., Di Mattia E., Pietrosanti T., Cacciari I. Influence of substrate composition and flow rate on growth of Azospirillum brasilense Cd in a co-culture with 3 sorghum rhizobacteria // Can. J. Microbiol. - 2004. - V. 50. - P. 861867.

163.Lopez-Bucio J., Nieto-Jacobo M.F., Ramirez-Rodriguez V., Herrera-Estrella L. Organic acid metabolism in plants: From adaptive physiology to transgenic varieties for cultivation in extreme soils // Plant Sci. - 2000. - V. 160. - P. 1-13.

164. Magalhaes F.M., Dobereiner J. Ocorrencia de Azospirillum amazonense em alguns ecossistemas da Amazonia // Rev. Microbiol. - 1984. - V. 15. - P. 246-252.

165.Mandimba G., Heulin T., Bally R., Guckert A., Balandreau J. Chemotaxis of free-living nitrogen fixing bacteria towards maize mucilage // Plant Soil. - 1986. - V. 90.-P. 129-139.

166.Martinez-Drets G., Del Gallo M., Burpee C., Burris R.H. Catabolism of carbohydrates and organic acids and expression of nitrogenase by azospirilla // J. Bacteriol. - 1984. -V. 159. - P. 80-85.

167. Mayer H., Tharanathan R.N., Weckesser J. Analysis of lipopolysaccharides of Gram-negative bacteria // Methods Microbiol. - 1985. - V. 18. - P. 157 - 207.

168.Mehnaz S., Weselowski B., Lazarovits G. Azospirillum canadense sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium isolated from corn rhizosphere // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. - 2007a. - V. 57. - P. 620-624.

169.Mehnaz S., Weselowski B., Lazarovits G. Azospirillum zeae sp. nov., a diazotrophic bacterium isolated from rhizosphere soil of Zea mays II Int. J. Syst. Evol. Micr. - 2007b. - V. 57. - P. 2805-2809.

170. Meier S., Alvear M., Borie F., Aguilera P., Ginocchio R., Cornejo P. Influence of copper on root exudate patterns in some metallophytes and agricultural plants // Ecotox. Environ. Safe. - 2012. - V. 75. - P. 8-15.

171. Meyer H., Merkofer T., Warth C., Weckesser J. Position and configuration of double bonds in lipid A-associated monounsaturated fatty acids of Proteobaceteria and Rhodobacter casulatus 37b4 // J. Endotox. Res. - 1996. - V. 3. - P. 345-352.

172. Michiels K.W., Croes C.L., Vanderleyden J. Two different modes of attachment of Azospirillum brasilense Sp7 to wheat roots // Microbiology - 1991. - V. 137. -P. 2241-2246.

173.Moens S., Michiels K., Keijers V., Van Leuven F., Vanderleyden J. Cloning, sequencing and phenotypic analysis of lafl, encoding flagellin of the lateral flagella of Azospirillum brasilense Sp7 // J. Bacteriol. - 1995. - V. 177. - P. 5419-5429.

174.Mukherjee A., Ghosh S. Regulation of fructose uptake and catabolism by succinate in Azospirillum brasilense II J. Bacteriol. - 1987. - V.169. - P. 4361-4367.

175.Muller-Seitz E., Jann B., Jann K. Degradation studies on the lipopolysaccharide from E. coli 071:K?:H12. Separation and investigation of O-specific and core polysaccharides // FEBS Lett. - 1968. - V. 1. - P. 311-314.

176.Narula N., Deubel A., Gans W., Behl R.K., Merbach W. Paranodules and colonization of wheat roots by phytohormone producing bacteria in soil // Plant Soil Environ. - 2006. - V. 52. - P.l 19-129.

177. Neumann G., Romheld V. Root excretion of carboxylic acids and protons in phosphorus deficient plants // Plant Soil. -1999. - V. 211. - P. 121-130.

178. Okon Y., Vanderleyden J. Root-associated Azospirillum species can stimulate plants // ASM News. - 1997. - V. 63. - P. 366-370.

179. Oldroyd G.E., Downie J.A. Coordinating nodule morphogenesis with rhizobial infection in legumes // Annu. Rev. Plant Biol. - 2008. -V. 59. - P. 519-546.

180. Ouchterlony O., Nilsson L.-A. // Handbook Experimental Immunology / Ed. WeizD.M. Oxford: Alden Press, 1979. -V. 1. - P. 19-33.

181.Pathma J., Kennedy R.K., Sakthivel N. Mechanisms of fluorescent pseudomonads that mediate biological control of phytopathogens and plant growth promotion of crop plants // Bacteria in agrobiology: plant growth responses / Ed. Maheshwari D.K. - Springer, Berlin, 2011. - P 77-105.

182. Peng G., Wang H., Zhang G., Hou W., Liu Y., Wang E. T., Tan Z. Azospirillum melinis sp. nov., a group of diazotrophs isolated from tropical molasses grass // Int "J. Syst. EvoL Micr. -2006. - V. 56. - P. 1263-1271.

183.Perepelov A.V., Shekht M.E., Liu B., Shevelev S.D., Ledov V.A., Senchenkova S.N., L'vov V.L., Shashkov A.S., Feng L., Aparin P.G., Wang L., Knirel Y.A. Shigella flexneri O-antigens revisited: final elucidation of the O-acetylation profiles and a survey of the O-antigen structure diversity // FEMS Immunol. Med. Mic. - 2012. - V. 66. - P. 201-210.

184.Pineros M.A., Magalhaes J.V., Carvalho-Alves V.M., Kochian L.V. The physiology and biophysics of an aluminum tolerance mechanism based on root citrate exudation in maize // Plant Physiol. - 2002. - V. 129. - P. 1194-1206.

185. Poxton I.R. Antibodies to lipopolysaccharide // J. Immunol. Meth. - 1995. - V. 186.-P. 1-15.

186.Pueppke S.G., Bolanos-Vasquez M.C., Werner D., Becferte M.-P., Prome J.-C., Krishnan H.B. Release of flavonoids by the soybean cultivars McCall and Peking and their perception as signals by the nitrogen-fixing symbiont Sinorhizobium fredii II Plant Physiol. - 1998. - V. 117. - P. 599-606.

187.Raetz CR, Whitfield C. Lipopolysaccharide endotoxins // Annu. Rev. Biochem. - 2002. - V. 71. - P. 635-700.

188. Reinhold B., Hurek T., Fendrik I., Pot B., Gillis M., Kersters K., Thielemans S., De Ley J. Azospirillum halopraeferens sp. nov., a nitrogen-fixing organism associated with roots of kallar grass (Leptochloa fusca (L.) Kunth) // Int. J. Syst. Bacterid. - 1987. -V. 37.-P. 43-51.

189. Reinhold B., Hurek T., Niemann E.-G., Fendrik I. Close association of Azospirillum and diazotrophic rods with different root zones of Kallar grass // Appl. Environ. Microbiol. - 1986. - V. 52. - P. 520-526.

190. Reinhold-Hurek B., Hurek T. Living inside plants: bacterial endophytes // Curr. Opin. Plant Biol. - 2011. - V. 14. - P. 435^143.

191.Rocha R.E.M., Baldani J.I., Dobereiner J. Specificity of infection by Azospirillum spp. in plants with C4 photosynthetic pathway // In: Associative Nitrogen Fixation Ed. Boca Raton: CRC Press, 1981. - V.2. - P.61-69.

192. Rudrappa T., Czymmek K.J., Pare P.W., Bais H.P. Root-secreted malic acid recruits beneficial soil bacteria // Plant Physiol. - 2008. - V. 148. - P. 1547-1556.

193. Sadasivan L., Neyra C.A., Flocculation in Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum: exopolysaccharides and cyst formation // J. Bacteriol. - 1985. -V. 163.-P. 716-723.

194. Samuel G., Reeves P. Biosynthesis of O-antigens: genes and pathways involved in nucleotide sugar precursor synthesis and O-antigen assembly // Carbohydr. Res. — 2003. - V. 338. - P. 2503-2519.

195. Sawardecker J.S, Sloneker J.H., Jeans A. Quantitative determination of monosaccharides as their alditol acetates by gas liquid chromatography // Anal. Chem. -1965. - V. 37. - P. 1602-1603.

196. Saxena B., Modi M., Modi V.V. Isolation and characterization of siderophores from Azospirillum lipoferum D-2 // Microbiology. - 1986. - V. 132. - P. 2219-2224.

197. Schelud'ko A.V., Makrushin K.V., Tugarova A.V., Krestinenko V.A., Panasenko V.I., Antonyuk L.P., Katsy E.I. Changes in motility of the rhizobacterium Azospirillum brasilense in the presence of plant lectins // Microbiol. Res. - 2009. - 164. -P. 149-156.

198. Schloter M., Kirchhof G., Heinzmann U., Dobereiner J., Hartmann A. Immunological studies of the wheat-root colonization by the Azospirillum brasilense strains Sp7 and Sp245 using strain specific monoclonal antibodies // Nitrogen Fixation with Non-Legumes / Eds. Hegali N., Fayez M., Monib M. - Cairo: American Univ. Press in Cairo, 1994. - P. 290-295.

199. Schultze M., Kondorosi A. Regulation of symbiotic root nodule development // Annu. Rev. Genet. - 1998. - V. 32. - P. 33-57.

200. Schulz S., Dickschat J.S. Bacterial volatiles: the smell of small organisms // Nat. Prod. Rep. - 2007. - V. 24. - P. 814-842.

201. Schwedock J.S., Liu C., Leyh T.S., Long S.R. Rhizobium meliloti NodP and NodQ form a multifunctional sulfate-activating complex requiring GTP for activity // J. Bacteriol. - 1994. - V. 176. - P. 7055-7064.

202. Seshadri S., Muthukumuramasamy R., Lakshiminarasami C., Ignacimuthu S. Solubilization of inorganic phosphates by Azospirillum halopraeferans II Curr. Sci. -2000. - V. 79. - P. 565-567.

203. Seydel U., Lindner B., Wollenweber H.W., Rietschel E.T. Structural studies on the lipid A component of enterobacterial lipopolysaccharides by laser desorption mass spectrometry. Location of acyl groups at the lipid A backbone // Eur. J. Biochem. -1984.-V. 145.-P. 505-509.

204. Skvortsov I.M., Ignatov V.V. Extracellular polysaccharides and polysaccharide-containing biopolymers from Azospirillum species: properties and the possible role in interaction with plant roots // FEMS Microbiol. Lett. - 1998. - V. 165. - P. 223-229.

205. Sly L.I., Stackebrandt E. Description of Skermanella parooensis gen. nov. sp. nov. to accommodate Congrlomeromonas largomobilis subsp. Largomobilis to the genus Azospirillum II Int. J. Syst. Bacteriol. - 1999. - V. 49. - P. 541-544.

206. Snoeck C., Verreth C., Hernandez-Lucas I., Martinez-Romero E., Vanderleyden J. Identification of a third sulfate activation system in Sinorhizobium sp. strain BR816: the CysDN sulfate activation complex // Appl. Environ. Microb. - 2003. - V. 69. - P. 2006-2014.

207. Spaepen S., Vanderleyden J. Auxin and Plant-Microbe Interactions // Cold Spring Harb. Perspect. Biol, 2011. - V. 3. - P. aOO 1438.

208. Spaepen S., Vanderleyden J., Remans R. Indole-3-acetic acid in microbial and microorganism-plant signaling // FEMS Microbiol. Rev. - 2007. - V. 31. - P. 425^48.

209. Steenhoudt O., Vanderleyden J. Azospirillum, a free-living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses: genetic, biochemical and ecological aspects // FEMS Microbiol. Rev. - 2000. - V. 24. - P. 487-506.

210. Stephens B.B., Loar S.N., Alexandre G. Role of CheB and CheR in the complex chemotactic and aerotactic pathway of Azospirillum brasilense II J. Bacteriol. - 2006. -V. 188.-P. 4759-4768.

211.Tabei S.M.B., Hitchen P.G., Day-Williams M.J., Merino S., Vart R., Poh-Choo Pang, Horsburgh G.J., Viches S., Wilhelms M., Tomas J.M., Dell A., Shaw J.G. J. An Aeromonas caviae genomic island is required for both O-antigen lipopolysaccharide biosynthesis and flagellin glycosylation // J. Bacteriol. - 2009. - V. 191. - P. 28512863.

212.Tarrand J.J., Krieg N.R., Doebereiner A taxonomic study of the Spirillum lipofemm group, with descriptions of a new genus, Azospirillum gen. nov. and two species, Azospirillum lipoferum (Beijerinck) comb. nov. and Azospirillum brasilense sp. nov. // Can. J. Microbiol. -1978.- V. 24. - P. 967-980.

213. Tesfaye M., Dufault N.S., Dornbusch M., Allan D., Vance C.P., Samac D.A. Influence of enhanced malate dehydrogenase expression by alfalfa on diversity of rhizobacteria and soil nutrient availability // Soil Biol. Biochem. - 2003. - V. 35. - P. 1103-1113.

214.Thuler D.S., Floh E.I., Handro W., Barbosa H.R. Plant growth regulators and amino acids released by Azospirillum sp. in chemically defined media // Lett. Appl. Microbiol. - 2003. - V. 37. - P. 174-178.

215. Tien T.M., Gaskins H.M., Hubbell D.H. Plant growth substances produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of Pearl millet II Appl. Environ. Microb. - 1979. — V. 37. — P. 1016-1024.

216.Tripathi A.K., Nagarajan T., Verma S.C., Rudulier D.L. Inhibition of biosynthesis and activity of nitrogenase in Azospirillum brasilense Sp7 under salinity stress // Curr. Microbiol. - 2002. - V. 44. - P. 363-367.

217. Tsai C.M., Frasch C.E. A sensitive silver stain for detecting lipopolysaccharides in polyacrylamide gels // Anal. Biochem. - 1982. - V. 119. - P. 115-119.

218. Nobbe F., Hiltner, L. Inoculation of the soil for cultivating leguminous plants // U.S. Patent 570 813, 1896.

219. Vanbleu E., Choudhury B.P., Carlson R.W., Vanderleyden J. The nodPQ genes in Azospirillum brasilense Sp7 are involved in sulfation of lipopolysaccharides // Environ. Microbiol. - 2005. - V. 7. - P. 1769-1774.

220. Vanbleu E., Marchal K., Lambrecht M., Mathys J., Vanderleyden J. Annotation of the pRhico plasmid of Azospirillum brasilense reveals its role in determining the outer surface composition // FEMS Microbiol. Lett. - 2004. - V. 232. - P. 165-172.

221.Vande Broek A., Lambrecht M., Eggermont K., Vanderleyden J. Auxins upregulate expression of the indole-3-pyruvate decarboxylase gene in Azospirillum brasilense II J. Bacteriol. - 1999. - V. 181. - P. 1338-1342.

222. Verma J.P., Yadav J., Tiwari K.N., Lavakush Singh V. Impact of plant growth promoting rhizobacteria on crop production // Int. J. Agr. Res. - 2010. - V. 5. - P. 954983.

223. Vessey J.K. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers // Plant Soil. - 2003. - V. 255. - P. 571-586.

224. Wadhams G.H., Armitage J.P. Making sense of it all: bacterial chemotaxis // Nat. Rev. Mol. Cell Bio. - 2004. - V. 5. - P. 1024-1037.

225. Wang P., Bi S., Wang S., Ding Q. Variation of wheat root exudates under aluminum stress // J. Agr. Food Chem - 2006. - V. 54. - P. 10040-10046.

226. Watt M., Silk W.K., Passioura J.B. Rates of root and organism growth, soil conditions, and temporal and spatial development of the rhizosphere // Ann. Bot. — 2006.-V. 97.-P. 839-855.

227. Weintraub A. Immunology of bacterial polysaccharide antigens // Carbohydr. Res. - 2003. - V. 338. - P. 2539-2547.

228. Weir T.L., Park S.W., Vivanco J.M. Biochemical and physiological mechanisms mediated by allelochemicals // Curr. Opin. Plant Biol. - 2004. - V. 7.- P. 472-479.

229. Wetsby C.A., Cutshall D.S., Vigil G.V. Metabolism of various carbon sources by Azospirillum brasilense II J. Bacteriol. - 1983. - V.156. - P. 1369-1372.

230. Wisniewski-Dye F., Borziak K., Khalsa-Moyers G., Alexandre G., Sukharnikov L.O., Wuichet K., Hurst G.B., McDonald W.H., Robertson J.S., Barbe V., Calteau A., Rouy Z., Mangenot S., Prigent-Combaret C., Normand P., Boyer M., Siguier P., Dessaux Y., Elmerich C., Condemine G., Krishnen G., Kennedy I., Paterson A.H., Gonzalez V., Mavingui P., Zhulin I.B. Azospirillum genomes reveal transition of bacteria from aquatic to terrestrial environments // PLoS Genet. - 2011. - V. 7. — P. el002430

231. Wollenweber H.W., Schlecht S., Luderitz O., Rietschel E.T. Fatty acid in lipopolysaccharides of Salmonella species grown at low temperature: identification and position//Eur. J. Biochem.- 1983.-V. 130.-P. 167-171.

232. Xie C.H., Yokota A. Azospirillum oryzae sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium isolated from the roots of the rice plant Oryza sativa II Int. Syst. Evol. Microb. - 2005. -V. 55.-P. 1435-1438.

233.Yagoda-Shagam J., Barton L.L., Reed W.P., Chiovetti R. Fluorescein isothiocyanate-labeled lectin analysis of the surface of the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense by flow cytometry // Appl. Environ. Microb. - 1988. - V. 54. -P. 1831-1837.

234. Yegorenkova I.V., Konnova S.A., Sachuk V.N., Ignatov V.V. Azospirillum brasilense colonization of wheat roots and the role of lectin-carbohydrate interactions in bacterial adsorption and root-hair deformation // Plant Soil. - 2001. - V. 231. - P. 275-282.

235. Young C.C., Hupfer H., Siering C., Ho M.J., Arun A.B., Lai W.A., Rekha P.D., Shen F.T., Hung M.H., Chen W.M., Yassin A.F. Azospirillum rugosum sp. nov., isolated from oil-contaminated soil // Int. J. Syst. Evol. Microb. - 2008 - V. 58. - P. 959-963.

236.Zahir Z.A., Muhammad A., Frankenberger W.T. Plant growth promoting rhizobacteria: applications and perspectives in agriculture // Adv. Agron. - 2004. - V. 81. - P.97-168

237. Zhou S., Han L., Wang Y., Yang G., Zhuang L., Hu P. Azospirillum humicireducens sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium isolated from a microbial fuel cell // Int. J. Syst. Evol. Microb. - 2013. - V. 63. - P. 2618-2624.

238. Zhou Y., Wei W., Wang X., Xu L., Lai R. Azospirillum palatum sp. nov., isolated from forest soil in Zhejiang province, China // J. Gen. Appl. Microbiol. - 2009. -V. 55.-P. 1-7.

239. Zhu G.Y., Dobbelaere S., Vanderleyden J. Use of green fluorescent protein to visualize rice root colonization by Azospirillum irakense and A. brasilense II Funct. Plant Biol. - 2002. - V. 29. - P. 1279-1285.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает глубокую признательность своим научным руководителям д.б.н. профессору В.В. Игнатову и к.б.н. доценту Ю.П. Федоненко, сотрудникам лаборатории биохимии — д.б.н. профессору С.А. Коновой, вед. инж. E.H. Юдиной, вед. инж. Е.Е. Калашниковой, сотрудникам лаборатории иммунохимии - д.б.н. профессору Л.Ю. Матора и к.б.н. доценту Г.Л. Бурыгину, сотрудникам лаборатории генетики микроорганизмов — д.б.н. профессору Е.И. Кацы и к.б.н. Л.П. Петровой, сотрудникам экологической биотехнологии к.х.н. O.E. Макарову и к.б.н. М.П. Чернышовой, на разных этапах участвовавших в проведении исследований и обсуждении результатов. Автор благодарит сотрудников лаборатории химии углеводов Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН д.х.н. профессора Ю.А. Книреля и д.х.н. профессора A.C. Шашкова за запись ЯМР спектров ОПС и помощь в их интерпретации.