Влияние тяжелых металлов и растительных лектинов на некоторые аспекты метаболизма и поведение Azospirillum brasilense тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.04, кандидат биологических наук Тугарова, Анна Владимировна

• Тугарова, Анна Владимировна
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Тугарова, Анна Владимировна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Современные представления о физиологии и экологии азоспирилл.

1.1.1 Продукция индолил-3-уксусной кислоты азоспириллами.

1.1.2 Агглютинин зародышей пшеницы как фактор регуляции метаболизма азоспириллы.

1.1.3 Подвижность Azospirillum и ее роль во взаимодействии с растениями.

1.1.4 Существование и выживание азоспириллы в неблагоприятных условиях.

1.2 Механизмы устойчивости микроорганизмов к тяжелым металлам.

1.3 Использование колебательной спектроскопии для решения микробиологических задач.

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Объекты исследования и условия культивирования бактерий.6Ь

2.2 Методы исследования.

2.2.1 Высокоэффективная жидкостная хроматография.

2.2.2 Масс-спектрометрия.

2.2.3 Колебательная спектроскопия.

2.2.4 Эмиссионная спектроскопия ЯГР.

2.2.5 Определение подвижности азоспириллы на жидких и полужидких средах.

2.2.6 Определение устойчивости азоспирилл к тяжелым металлам.

2.3 Статистическая обработка результатов.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1 Определение минимальной летальной и минимальной ингибирующей рост концентраций тяжелых металлов для A. brasilense.

3.2 Изучение влияния ионов тяжелых металлов на A. brasilense методами колебательной спектроскопии.

3.3 Изучение взаимодействия ионов кобальта(П) с клетками А. brasilense методом эмиссионной спектроскопии ЯГР.

3.4 Изучение продукции ИУК бактериями A. brasilense Sp245 и Sp7 в присутствии тяжелых металлов.

3.5 Изучение влияния растительных лектинов на подвижность азоспириллы в жидких и полужидких средах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние тяжелых металлов и растительных лектинов на некоторые аспекты метаболизма и поведение Azospirillum brasilense»

Бактерии рода Azospirillum способны образовывать ассоциативные и эндофитные симбиозы с растениями, улучшая питание и рост последних. Благодаря высокой азотфиксирующей активности, способности продуцировать фитогормоны и иные физиологически активные вещества (Окоп & Vanderleyden, 1997), азоспириллы наряду с псевдомонадами и бациллами, относятся к наиболее исследуемым представителям ростстимулирующих ризобактерий (PGPR — plant-growth-promoting rhizobacteria) (Bashan et al., 2004; Somers et al., 2004).

Считается, что формирование и существование всех симбиозов происходит при непосредственном обмене сигналами между макро- и микропартнером симбиоза. Для ассоциативного симбиоза азоспирилла-пшеница показано, что одним из таких сигналов может служить агглютинин зародышей пшеницы (АЗП), белок экскретируемый в ризосферу корнями пшеницы. Данный лектин относится к группе хитин-связывающих лектинов, т.е. лектинов, которые обладают специфичностью к олигомерам А^-ацетил-p-D-глюкозамина (GlcNAc). К настоящему времени описано более 10 клеточных ответов азоспириллы на АЗП, которые способствуют формированию и функционированию ассоциативного симбиоза (Антонюк, 2005). Установлено, что данный лектин (в концентрациях 10 -10 М) влияет на процессы, важные для формирования и функционирования симбиоза (Антонюк, 2005). В частности, добавление АЗП к культуре Azospirillum brasilense вызывает усиление азотфиксации, стимулирует продукцию фитогормона индолил-3-уксусной кислоты (ИУК), положительно влияет на размножение бактерий (Антонюк, Игнатов, 2001; Садовникова с соавт., 2003). Предполагается, что не только АЗП, но и другие растительные лектины влияют на жизнедеятельность ризобактерий (Антонюк, 2005), однако экспериментальных данных по этому вопросу на сегодняшний день почти нет.

Формирование симбиозов в агробиоценозах зачастую происходит в условиях различных антропогенных загрязнений. Среди загрязнителей биосферы, представляющих серьезную угрозу для человека, тяжелые металлы (ТМ) относятся к числу опаснейших (Веницианов с соавт., 2003). Загрязнение почвы соединениями ТМ оказывает неблагоприятное влияние как на эффективность симбиоза в целом, так и на различные аспекты жизнедеятельности макро- и микропартнера в отдельности (Bezverkhova et al., 2002; Belimov et al., 2004). Накопление ТМ в почве снижает видовое разнообразие почвенной микрофлоры, ингибирует многие микробиологические процессы, приводит к повышению содержания этих токсичных элементов в сельскохозяйственной продукции, снижает урожайность и содержание питательных элементов в растениях. В то же время, микроорганизмы могут обладать высокой устойчивостью к ТМ и влиять на мобильность последних в почве посредством изменения рН, продуцирования хелатирующих агентов, биовыщелачивания, биосорбции и биоаккумуляции.

Необходимо отметить способность ассоциативных бактерий защищать растения от различных неблагоприятных факторов окружающей среды (Schutzendubel & Polle, 2002; Abbas & Kamel, 2004; Burd et al., 2000). A. brasilense является природным симбионтом для ряда растений, а также входит в состав бактериальных препаратов, используемых в растениеводстве, поэтому знание механизмов адаптации азоспирилл к стрессу, вызванному ТМ, важно не только для понимания стратегии выживания бактерий в природных условиях, но имеет и важное прикладное значение.

Все вышесказанное предопределило наш интерес к изучению влияния ТМ и растительных лектинов на различные аспекты жизнедеятельности азоспирилл, важные для эффективности растительно-бактериального симбиоза.

Цель и задачи исследования

Целью данной работы являлось изучение влияния ионов тяжелых металлов и растительных лектинов на различные аспекты жизнедеятельности азоспириллы. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучение чувствительности A. brasilense к ряду ионов тяжелых металлов: кадмия(П), меди(П), кобальта(П) и цинка(П).

2. Анализ изменений, возникающих в клетках A. brasilense под воздействием тяжелых металлов, с применением методов колебательной спектроскопии.

3. Изучение взаимодействия ионов кобальта(Н) с клетками A. brasilense методом эмиссионной спектроскопии ЯГР.

4. Исследование влияния кадмия(П) и меди(П) на продукцию фитогормона ИУК клетками A. brasilense в различных условиях культивирования.

5. Исследование влияния растительных лектинов на скорость плавания А. brasilense в жидких средах.

6. Изучение влияния растительных лектинов на подвижность A. brasilense в полужидких средах.

Научная новизна работы. Впервые для бактерий показано, что в условиях стресса, обусловленного присутствием ТМ (при отсутствии других видов стресса), происходит накопление поли-3-гидроксобутирата (ПГБ) клетками эпифитного штамма A. brasilense Sp7. Установлено, что штаммы одного вида, A. brasilense, различающиеся по своей локализации в ризосфере, по-разному реагируют на стресс, вызываемый ионами ТМ. Впервые методом эмиссионной спектроскопии ЯГР (с использованием радиоактивного изотопа

57

Со) показаны изменения химического состояния кобальта(Н), происходящие в живых клетках A. brasilense Sp245. Обнаружено, что первичная быстрая сорбция кобальта(П) живыми клетками по своему механизму аналогична химическому взаимодействию катиона с поверхностью мертвых клеток. Впервые продемонстрировано влияние хитин-связывающих растительных пектинов на скорость плавания (в жидких средах) и тип социальной подвижности (в полужидких средах) A. brasilense.

Научно-практическая значимость. Установлено, что A. brasilense Sp7 и Sp245 обладают относительно высокой устойчивостью к ряду ТМ, что позволяет рекомендовать данные штаммы к использованию для фитостимуляции и совместной с растениями фиторемедиации при загрязнениях почв данными поллютантами. Полученные результаты по влиянию ТМ на продукцию ИУК клетками изученных штаммов A. brasilense могут способствовать выработке стратегии их практического использования в агробиотехнологии. Обнаруженный эффект индукции биосинтеза поли-3-гидроксобутирата штаммом A. brasilense Sp7 в присутствии ряда ТМ может быть полезен для разработки биотехнологических приемов производства данного промышленно ценного биополимера.

Полученные результаты по влиянию хитин-связывающих лектинов на скорость плавания и тип подвижности азоспирилл, в основе которого лежит специфическое взаимодействие между данными лектинами и GlcNAc-содержащими биополимерами азоспириллы, позволяет лучше понять механизмы, лежащие в~ основе возникновения и успешного существования ассоциативных симбиозов, что является практически важным для увеличения эффективности последних.

Работа выполнена в Институте биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН в рамках тем "Особенности биохимии эндофитных и ассоциативных симбионтов рода Azospirillum" (руководитель - д.б.н. Антонюк Л.П., № гос. регистрации 01200012855) и "Исследование молекулярных механизмов растительно-микробных взаимодействий с использованием спектроскопических подходов" (руководитель - д.х.н. Камнев А.А., № гос. регистрации 01200712166).

Работа поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 01-04-48755), ИНТАС (проект № 96-1015), Комиссии РАН по работе с молодежью" (6-й Конкурс-экспертиза проектов, проект № 205),

НАТО (проекты № LST.CLG.977664 и LST.NR.CLG.981092), Президента РФ для поддержки ведущих научных школ (НШ-1529.2003.4 и НШ-6177.2006.4). Часть исследований выполнялась в рамках Соглашений между Российской и Венгерской академиями наук на 2002-2004 гг. и 2005-2007 гг. (Протокол, Тематический план, п. 27; Распоряжение Президиума РАН № 10107-173 от 05.03.2002 г. и Протокол, Тематический план, п. 37, 38; Распоряжение Президиума РАН № 10107-120 от 18.02.2005 г.).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Клетки штаммов Azospirillum brasilense Sp7 и Sp245 обладают

94исключительно высокой устойчивостью к Cd (по сравнению с некоторыми ранее изученными эубактериями), достаточно устойчивы к повреждающему действию Zn2+ и менее устойчивы к Со2+ и Си2+.

2. Культивирование A. brasilense в присутствии Cd" и

Си (0.2 мМ) приводит к снижению содержания фитогормона ИУК в культуральной жидкости. В аэробных условиях культивирования снижение концентрации данного фитогормона происходит лишь за счет уменьшения числа жизнеспособных клеток, тогда как в микроаэробных - за счет снижения удельной продукции индолил-3-уксусной кислоты клетками.

3. При росте эпифитного штамма A. brasilense Sp7 на NH4+-содержащей питательной среде в присутствии тяжелых металлов происходит накопление поли-3-гидроксобутирата клетками. Для эндофитного штамма А. brasilense Sp245 в аналогичных условиях индукции синтеза и накопления поли-3-гидроксобутирата не наблюдается.

4. Хитин-связывающие растительные лектипы вызывают снижение скорости плавания A. brasilense в жидкой культуре и изменение типа подвижности A. brasilense от роения к распространению с образованием микроколоний в полужидких средах.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, изложения полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов, списка публикаций автора

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Тугарова, Анна Владимировна

выводы

1. Изучена чувствительность Azospirillum brasilense Sp7 и Sp245 к Cd" , Со2+, Cu2+ и Zn2+. Установлено, что оба штамма обладают высокой устойчивостью к Cd (по сравнению с некоторыми ранее изученными эубактериями), достаточно устойчивы к повреждающему действию Zn2+ и менее устойчивы к Со2+ и Си2+.

2. Показано, что культивирование A. brasilense в присутствии Cd и Си (0.2 мМ) приводит к снижению содержания фитогормона индолил-3-уксусной кислоты в культуральной жидкости. В аэробных условиях культивирования снижение концентрации фитогормона происходило лишь за счет уменьшения числа жизнеспособных клеток, тогда как в микроаэробных - за счет снижения удельной продукции индолил-3-уксусной кислоты азоспириллой.

3. С использованием спектроскопических подходов изучена реакция А.

У 4- ■!brasilense Sp7 и Sp245 на стресс, индуцированный 0.2 мМ Со , Си и

2+

Zn в среде роста. Впервые для бактерий показано, что при росте эпифитного штамма Sp7 на NH^-содержащей среде с тяжелыми металлами происходит накопление поли-3-гидроксобутирата клетками бактерий. Для эндофитного штамма A. brasilense Sp245 в аналогичных условиях индукции синтеза поли-3-гидроксобутирата не зарегистрировано.

4. Впервые методом эмиссионной спектроскопии ядерного гамма-резонанса (на ядрах 57Со) показаны изменения химического состояния кобальта(П), происходящие в живых клетках A. brasilense Sp245. Обнаружено, что первичная быстрая сорбция кобальта(Н) живыми клетками по механизму аналогична химическому взаимодействию катиона с поверхностью мертвых клеток.

5. Впервые обнаружено снижение скорости плавания A. brasilense в жидкой культуре в присутствии трех хитин-связывающих растительных лектинов - агглютинина зародышей пшеницы, лектина картофеля и лектина II утесника. Показано, что в основе данного явления лежит специфическое взаимодействие между данными лектинами и GlcNAc-содержащими биополимерами азоспириллы.

6. Впервые показано изменение типа подвижности A. brasilense от роения к распространению с образованием микроколопий в полужидких средах в присутствии агглютинина зародышей пшеницы и лектина картофеля.

Список публикаций автора по теме диссертации

1. Kamnev А.А., Antonyuk L.P., Tugarova A.V., Tarantilis P.A., Polissiou M.G., Gardiner P.H.E. Fourier transform infrared spectroscopic characterisation of heavy metal-induced metabolic changes in the plant-associated soil bacterium Azospirillum brasilense Sp7 // J. Mol. Struct. -2002.-Vol. 610, No. 1-3.-P. 127-131.

2. Tugarova A.V., Kamnev A.A., Antonyuk L.P., Tarantilis P.A., Polissiou M.G. Effects of heavy metals on the plant-associated bacterium Azospirillum brasilense: endophytic and non-endophytic strains // Metal Ions in Biology and Medicine. - Vol. 7 / L. Khassanova, Ph. Collery, I. Maymard, Z. Khassanova, J.-C. Etienne (Eds.). - Paris: John Libbey Eurotext, 2002. - P. 237-241.

3. Tugarova A.V., Kamnev A.A., Antonyuk L.P., Gardiner P.H.E., Tarantilis P.A., Polissiou M.G. Accumulation of heavy metals by the soil bacterium Azospirillum brasilense Sp245 and some of its mutant strains // Metal Ions in Biology and Medicine / M.A. Cser, I. Sziklai Laszlo, J.-C. Etienne, Y. Maymard, J. Centeno, L. Khassanova, Ph. Collery (Eds.). — Paris: John Libbey Eurotext, 2004. - Vol. 8. - P. 30-33.

4. Kamnev A.A., Tugarova A.V., Antonyuk L.P., Tarantilis P.A., Polissiou M.G., Gardiner P.H.E. Effects of heavy metals on plant-associated rhizobacteria: comparison of endophytic and non-endophytic strains of Azospirillum brasilense //J. Trace Elem. Med. Biol.-2005.-Vol. 19, No. 1.-P. 91-95.

5. Tugarova A.V., Kamnev A.A., Antonyuk L.P., Gardiner P.H.E. Azospirillum brasilense resistance to some heavy metals // Metal Ions in Biology and Medicine. - Vol. 9 / M.C. Alpoim, P.V. Morais, M.A. Santos, A.J. Cristovao, J.A. Centeno, Ph. Colleiy (Eds.). - Paris: John Libbey Eurotext, 2006. - P. 242-245.

6. Kamnev A.A., Tugarova A.V., Antonyuk L.P., Tarantilis P.A., Kulikov L.A., Perfiliev Yu.D., Polissiou M.G., Gardiner P.H.E. Instrumental analysis of bacterial cells using vibrational and emission Mossbauer spectroscopic techniques // Anal. Chim. Acta. - 2006. - Vol. 573-574. - P. 445-452.

7. 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. - DOI: 10.1016/j.micres.2006.11.008 (Available online 21 February 2007).

8. Камнев A.A., Тугарова A.B., Антонкж Л.П. Эндофитный и эпифитный штаммы Azospirillum brasilense по-разному отвечают на стресс, вызываемый тяжелыми металлами // Микробиология. - 2007. - Т. 76, № 6. - С. 908-911.

9. Tugarova A.V., Kamnev А.А., Antonyuk L.P., Tarantilis P.A., Polissiou M.G. Effects of heavy metals on the plant-associated bacterium Azospirillum brasilense: endophytic and non-endophytic strains // Abstr. 7th Intern. Symp. on Metal Ions in Biology and Medicine. St.-Petersburg, Russia, 5-9 May 2002. — Moscow: Trace Elements in Medicine, 2002. - Vol. 3, No 2. - P. 65-66.

10.Тугарова А.В. Влияние ряда тяжелых металлов на метаболизм Azospirillum brasilense: спектроскопическое исследование целых клеток // Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой:: Материалы 1-й регион, конф. хмол. уч., 26-27 марта 2002 г., Саратов, Россия. - Саратов, 2002. - С. 54.

11.Tugarova A.V., Sadovnikova Y.N., Kamnev А.А., Antonyuk L.P., Tarantilis P.A., Polissiou M.G. Responses of the rhizobacterium Azospirillum brasilense to nitrogen starvation and to wheat lectin : a DRIFT spectroscopic study // Abstr. 10th Europ. Conf. on the Spectroscopy of Biological Molecules / B. Szalontai, Z. Kota (Eds.) - Szeged, Hungary, 30 Aug. - 4 Sept. 2003. - P. 91.

12.Tugarova A.V., Makarov O.E., Antonyuk L.P. Production of the phytohormone indole-3-acetic acid by Azospirillum brasilense strains Sp7 and Sp245 in the presence of cadmium and copper // Abstr. Intern. Symp. Biochem. Interactions of Microorganisms and Plants with Technogenic Environmental Pollutants, July 28-30, 2003, Saratov, Russia. - Saratov, 2003. -P.43.

13.Шелудько A.B., Тугарова A.B., Бурыгин Г.Л., Кристиненко В.А., Панасенко В.И., Кацы Е.И. Моделирование условий, влияющих на способы распространения Azospirillum brasilense по агаризованным средам // Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой: Материалы 2-й регион, конф. мол. уч., Саратов, 26-28 октября 2004. - Саратов: Научная книга, 2004. - С. 27.

14.Antonyuk L.P., Tugarova A.V., Kamnev А.А., Belimov A.A., Bezverkhova N.V., Safronova. V.I. Interactions in plant-bacterial symbioses under cadmium stress // Abstr. of 8th Internat. Symp. on Metal Ions in Biology and Medicine, May 18-22,2004. - Budapest, Hungary, 2004. - № 0-49. - P. 58.

15.Tugarova A.V., Kamnev A.A., Antonyuk L.P., Makarov O.E., Gardiner P.H.E. The effect of some heavy metals on IAA production by Azospirillum brasilense and their accumulation by the bacterium // Abstr. Intern. Conf. "Rhizosphere 2004", Sept. 12-17, 2004, Munich, Germany. - Munich, 2004. - P. 124.

16. Tugarova A.V., Kamnev A.A., Antonyuk L.P., Gardiner P.H.E., Tarantilis P.A., Polissiou M.G. Effects of heavy metals on plant-associated rhizobacteria // Abstr. 2nd Intern. Symp. on Trace Elements and Minerals in Medicine and Biology. Federation of Europ. Soc. on Trace Elements and Minerals (FESTEM), May 1315, 2004, Neuherberg-Munich, Germany. - No. 85. - P. 118-119.

17.Tugarova A.V., Kamnev A.A., Antonyuk L.P., Gardiner P.H.E., Tarantilis-P.A., Polissiou M.G. Accumulation of heavy metals by the soil bacterium Azospirillum brasilense Sp245 and some of its mutant strains // Abstr. 8th Intern. Symp. on Metal Ions in Biology and Medicine, May 18-22 2004. -Budapest, Hungary, 2004. - P. 181.

18.Тугарова A.B., Антонюк Л.П., Камнев A.A. Влияние тяжелых металлов на Azospirillum brasilense: накопление металлов в клетках и продукция фитогормона ИУК // Молекулярные механизмы взаимодействия микроорганизмов и растений: фундаментальные и прикладные аспекты: Материалы Всерос. науч. конф., Саратов, 15-17 июня 2005 г. — Саратов: Научная книга, 2005. - С. 28-30.

19.Тугарова А.В., Антонюк Л.П. Влияние кадмия и меди на продукцию инд олил-3-уксусной кислоты бактериями Azospirillum brasilense И

Биология - наука 21го века: Материлы 9-й школы-конф. мол. уч., 18-22 апреля 2005 г., Пущино, Россия. - Пущино, 2005. — С. 215.

20.Шелудько А.В., Тугарова А.В., Кацы Е.И., Панасенко В.И., Крестиненко В.А., Антонюк Л.П. Участие фитолектинов в регуляции подвижности ризобактерии Azospirillum brasilense П Там же. — С. 219.

21.Тугарова А.В., Садовникова Ю.Н., Шелудько А.В., Антонюк Л.П. Агглютинин зародышей пшеницы как возможный молекулярный сигнал для бактериальных клеток // Рецепция и внутриклеточная сигнализация: Материалы конф., 6-9 июля 2005 г. - Пущино, 2005. - С. 394-396.

22.Tugarova A.V., Sheludko A.V., Katsy E.I., Panasenko V.I., Antonyuk L.P. Phytolectins as biologically active substances for rhizobacteria of genus Azospirillum IIFEBS J. - 2005. - Vol. 272 (Suppl. 1). - P. 77.

23.Tugarova A.V., Kamnev A.A., Antonyuk L.P. Azospirillum brasilense resistance to some heavy metals // 9th Intemat. Symp. on Metal Ions in Biology and Medicine: Book of Abstracts, 21-24 May 2006, Lisbon, Portugal. -Lisbon, 2006. - Abstr. № 0-73. - P. 113.

24.Tugarova A.V., Smirnova V.E., Sadovnikova Yu.N., Schelud'ko A.V., Ilchukova A.V., El-Registan G.I., Antonyuk L.P. Growth in Azospirillum brasilense is regulated with high- and low-molecular-weight signals // Internat. Conf. "Rhizosphere II" Satellite Workshop "Azospirillum VII and Related PGPR: Genomics, Molecular Ecology, Plant Responses and Agronomic Significance", Aug. 30 - Sept. 01, 2007, Montpellier, France. - Abstr. Book. - P. 14.

Благодарности

Автор приносит глубокую благодарность своим научным руководителям — д.б.н. Л.П. Антонюк и д.х.н. А.А. Камневу за постоянную поддержку, внимание, ценные советы, консультации и помощь в проведении экспериментальных измерений, обсуждении полученных результатов и оформлении результатов работы. Отдельную признательность хочется выразить с.н.с. лаборатории генетики микроорганизмов ИБФРМ РАН к.б.н. А.В. Шелудько за плодотворное сотрудничество и помощь при проведении экспериментов по изучению подвижности азоспириллы, а также при подготовке данной работы. Автор признателен с.н.с. лаборатории структурных методов исследования к.х.н. О.Е. Макарову за помощь при проведении экспериментов с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии. Автор также благодарит сотрудников лаборатории биохимии ИБФРМ РАН за помощь в проведении экспериментов, доброжелательность и поддержку.

Чувство особой признательности за помощь хочется выразить коллегам из других городов, при непосредственном участии которых выполнялись спектроскопические исследования и обсуждение полученных результатов: проф. д.х.н. Ю.Д. Перфильеву и доценту к.х.н. Л.А. Куликову (лаборатория ядерно-химических методов МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва); проф. М.Г. Полиссиу (M.G. Polissiou) и проф. П.А. Тарантилису (Р.А. Tarantilis) из Аграрного университета г. Афины, Греция (Agricultural University of Athens, Greece); д-ру Ф. Гардинеру из Университета Шеффилд Хэллам, г. Шеффилд, Великобритания (Р.Н.Е. Gardiner, Sheffield Hallam University, U.K.). Также хочется выразить благодарность за советы и помощь при выполнении данной работы к.б.н. А.А. Белимову (лаборатория микробиологического мониторинга и биоремедиации почв ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, Пушкин, Санкт-Петербург). Автор признателен за ценные обсуждения, поддержку и гостеприимство академику Венгерской АН, проф. А. Вертешу (A. Vertes) и проф. Э. Кузманну (Е. Kuzmann) из лаборатории ядерной химии университета им. Л. Этвеша, Будапешт, Венгрия (Laboratory of Nuclear Chemistry, Eotvos University, Budapest), а также проф. Б. Биро из лаборатории ризобиологии Института почвоведения и агрохимии Венгерской АН, Будапешт, Венгрия, (В. Biro, Laboratory of Rhizobiology, Research Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry, Hungarian Academy of Sciences, Budapest).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К настоящему времени загрязнения почв различными поллютантами, в том числе и соединениями ТМ, широко распространены. Это способно снижать как эффективность симбиоза в целом, так и влиять на жизнедеятельность макро- и микропартнера в отдельности. В то же время, микроорганизмы могут обладать высокой устойчивостью к ТМ и, как известно, способны защищать растения от различных неблагоприятных факторов окружающей среды (Schutzendubel & Polle, 2002; Abbas & Kamel, 2004; Burd et al, 2000).

A. brasilense является природным симбионтом для ряда растений, а также входит в состав бактериальных препаратов, используемых в растениеводстве. В связи с этим знание адаптации азоспирилл к стрессу, вызванному соединениями ТМ, важно не только для понимания стратегии выживания бактерий в природных условиях, но имеет и прикладное значение. Эффективное' функционирование растительно-бактериальных симбиозов в загрязненных почвах (в частности, в присутствии ТМ) важно не только с точки зрения сельскохозяйственной биотехнологии (улучшение роста культурных растений и снижение переноса ТМ в надземную часть растений), но и для более эффективной фиторемедиации, в которой, как показано в последние годы (см., например, обзоры Kamnev, 2003; Khan, 2005), почвенные микроорганизмы играют важную роль.

В ходе исследований нами было обнаружено, что азоспириллы обладают достаточно высокой устойчивостью к ТМ по сравнению с другими эубактериями. Так, было показано, что устойчивость азоспириллы к кадмию(Н) сравнима с устойчивостью бактерий, выделенных из загрязненных тяжелыми металлами областей - R. metallidurans и Bacillus sp. (Yilmaz, 2003; Diels & Mergeay, 1990). При анализе имеющейся в литературе информации для различных PRPR (Белимов с соавт., 2004; Belimov et al., 2004) было выяснено, что штаммы A. brasilense Sp245 и Sp7 обладают сравнительно высокой устойчивостью к меди(П), а по отношению к кадмию и цинку - максимальной, насколько нам известно, устойчивостью по сравнению с ранее изученными ризобактериями.

Вывод о высокой устойчивости азоспириллы к действию ТМ в сочетании с ее хорошо известной способностью стимулировать рост растений за счет способности продуцировать фитогормоны и высокой азотфиксирующей активности (Окоп & Vanderleyden, 1997) делают перспективным ее использование в биоремедиации и фиторемедиации почв, загрязненных ТМ.

Дальнейшее исследование было посвящено более детальному изучению воздействия ТМ на азоспириллу. Для оценки общего влияния ТМ на азоспириллу были использованы такие методы исследования, как ИК-спектроскопия и спектроскопия КР. Данные методы, приборная база которых интенсивно развивалась за последние десятилетия, все чаще используются для решения различных задач в микробиологии во всем мире (Naumann, 2000; 2001; Jiang et al., 2004), однако в нашей стране они используются в гораздо меньшей степени, чем могли бы. Это связано как с отсутствием необходимой материальной базы, так и с недостаточной информацией о возможностях и особенностях использования, методов колебательной спектроскопии в микробиологии. В настоящей работе данные методы были использованы для детектирования изменений, возникающих в клетках азоспириллы под воздействием 0.2 мМ Со2+, Си2+ и Zn2+.

Было показано, что при росте эпифитного штамма Sp7 на среде с тяжелыми металлами (в отсутствие иных видов стресса, в том числе питательного) происходит накопление ПГБ клетками бактерий. Хорошо известно, что при неблагоприятных условиях окружающей среды синтез ПГА является защитной реакцией микроорганизмов и повышает их выживаемость (Olcon & Itzigsohn, 1992). Важно отметить, что синтез и накопление ПГБ при стрессе, вызванном лишь присутствием ТМ, показан для бактерий впервые. Одновременно было обнаружено, что штамм, отличающийся от Sp7 по занимаемой им экологической нише и способный к внутрикорневой колонизации, A. brasilense Sp245, не обнаруживает накопления ПГБ в данных условиях. Эти различия двух штаммов одного вида, очевидно, отражают их различные адаптационные возможности.

Плодотворным оказалось использование в данной работе для решения чисто микробиологических задач такого исключительно редко применяемого в биологии радиохимического метода, как эмиссионная спектроскопия ЯГР (Kamnev, 2005; Perfiliev & Kamnev, 2007). На примере катиона кобальта(И), с использованием радионуклида э7Со, применение этого метода позволило сделать вывод об изменении химического состояния данного катиона в живых клетках в течение часа. При этом было показано, что первичная быстрая сорбция кобальта(И) живыми клетками по своему механизму аналогична химическому взаимодействию катиона с поверхностью мертвых клеток. .Данный вывод вполне логично объясняет первую (быструю) стадию взаимодействия катиона металла с различными функциональными группами биополимеров клеточной поверхности бактерий (Jiang et al., 2004) - как живых клеток, так и мертвой биомассы.

Информация о влиянии ТМ на продукцию ИУК важна для лучшего понимания функционирования ассоциативных симбиозов в условиях загрязнения данными поллютантами. При этом необходимо отметить, что ранее в литературе упоминалось об увеличении синтеза ИУК клетками при неблагоприятных условиях вообще (Spaepen et al, 2007) и в присутствии ТМ, в частности (Пищик с соавт., 2005). Наши исследования показали, что это не всегда справедливо, и синтез ИУК зависит не только от присутствия ТМ, но и от условий, при которых ТМ воздействуют на клетки. Было найдено, что культивирование A. brasilense в присутствии Cd" и Си" (0.2 мМ) приводит к снижению содержания фитогормона ИУК в культуральной жидкости. Однако в аэробных условиях культивирования уменьшение количества ИУК происходило за счет уменьшения числа жизнеспособных клеток, при одновременном увеличении ими синтеза ИУК в случае меди и без изменения в синтезе — в случае кадмия, тогда как в микроаэробных условиях — за счет реального снижения синтеза ИУК культурой.

Вторая часть работы была посвящена изучению влияния АЗП и других растительных лектинов на подвижность азоспириллы. С одной стороны, А. brasilense Sp245 является природным симбионтом пшеницы (Baldani et al., 1983), с другой стороны, АЗП экскретируется в окружающую среду и, как было показано ранее, оказывает влияние на различные аспекты жизнедеятельности азоспириллы, важные для функционирования симбиоза пшеница-азоспирилла (Антонюк, 2005). В настоящей работе впервые обнаружено снижение скорости плавания A. brasilense в жидкой культуре в присутствии трех хитин-связывающих растительных лектинов - агглютинина зародышей пшеницы, лектина картофеля и лектина из Ulex europaeus (II). Также впервые показано изменение типа подвижности A. brasilense от роения к распространению с образованием микроколоний в полужидких средах в присутствии агглютинина зародышей пшеницы и лектина картофеля.

При блокировании специфических сайтов связывания АЗП соответствующими GlcNAc-содержащими гаптенами эффект, вызываемый АЗП, либо значительно снижался, либо полностью ингибировался. Таким образом^, было показано, что данное изменение в скорости плавания и типе подвижности связано со специфическим взаимодействием АЗП с GlcNAc-еодержащими, биополимерами клеточной поверхности азоспирилл. Проведенное нами исследование свидетельствует о том, что растение может влиять на поведение своего микросимбионта, изменяя подвижность бактерии в жидких и полужидких средах. Это влияние осуществляется через лектины — белки, входящие в состав корневых выделений, и в условиях симбиоза вступающие в непосредственный контакт с бактериями, колонизирующими поверхность корня.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Тугарова, Анна Владимировна, 2008 год

1. Антонюк Л.П. Растительные лектины как факторы коммуникации в симбиозах // Молекулярные основы взаимодействия ассоциативных микроорганизмов с растениями / Под ред. В.В. Игнатова — М.: Наука, 2005. С. 118-159.

2. Антонюк Л.П. Регуляция метаболизма Azospirillum brasilense Sp245: особенности азотного обмена и влияние лектина пшеницы (агглютинина зародышей пшеницы): дис. . д-ра биол. наук. Москва, 2002. - 374 с.

3. Антонюк Л.П., Евсеева Н.В. Лектин пшеницы как фактор растительно-микробной коммуникации и белок стрессового ответа // Микробиология. 2006. - Т. 75, № 4. - С. 544-549.

4. Антонюк Л.П., Игнатов В.В. О роли агглютинина зародышей пшеницы в растительно-бактериальном взаимодействии: гипотеза и экспериментальные данные в ее поддержку // Физиол. раст. 2001. - Т. 48, № 3. -С. 427-433.

5. Баканчикова Т.И., Мякиньков Ф.Г., Павлова-Иванова Л.К., Майсурян А.П. Участие генов хемотаксиса в установлении ассоциативных взаимоотношений между Azospirillum brasilense и пшеницей // Мол. ген. микробиол. вирусол. 1989. - № 4. - С. 24-32.

6. Белимов А.А. Эффективность инокуляции ячменя смешанными культурами диазотрофов: дис. кан. биол. наук. Л.: ВНИИСХМ, 1990. - 190 с.

7. Белимов А.А., Кунакова A.M., Груздева Е.В. Влияние рН почвы на взаимодействие ассоциативных бактерий с ячменем // Микробиология. -1998. Т. 67, № 4. - С. 561-568.

8. Белимов А.А., Кунакова A.M., Сафронова В.И., Степанок В.В., Юдкин Л.Ю., Алексеев Ю.В., Кожемяков А.П. Использование ассоциативных бактерий для инокуляции ячменя в условиях загрязнения почвы свинцом и кадмием//Там же. 2004. - Т. 73, № 1.-С. 118-125.

9. Белимов А.А., Поставская С.М., Хамова О.Ф., Кожемяков А.П., Кунакова A.M., Груздева Е.В. Приживаемость и эффективность корневых диазотрофов при инокуляции ячменя в зависимости от температуры и влажности почвы //Там же. 1994. - Т. 63, № 5. - С. 900-908.

10. Болдырев А.А. Ыа/К-АТФаза — свойства и биологическая роль // Сорос. Образоват. Журн. 1998. - № 4. - С. 2-9.

11. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Там же. 1998. - № 5. - С. 23-29.

12. Бурыгин Г.Л. Сравнительное исследование О- и Н-антигенов почвенных бактерий рода Azospirillum: автореф. дис. . канд. биол. наук. Саратов, 2003. —22 с.

13. Веницианов Е.В., Виниченко В.Н., Гусева Т.В., Дайман С.Д., Заика Е.А., Молчанова Я. П., Сурнин В.А., Хотулева М.В. Экологический мониторинг: шаг за шагом / Под ред. Е.А. Заика. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003. - 252 с.

14. Волошин С. А., Капрельянц А.С. Межклеточные взаимодействия в бактериальных популяциях // Биохим. 2004. - Т. 69. - С. 1555-1564.

15. Гармаш Н.У., Булавко Г.И., Наплекова Н.Н., Гармаш Г.А. Роль микроорганизмов и растений в детоксикации свинца // Агрохимические исследования в Сибири. — Красноярск: Изд-во Сиб. отд. леса и древесины, 1984.-С. 126-130.

16. Головачева Р.С., Жилина Н.В. Жгутиковый аппарат археобактерий рода Sulfurococcus II Микробиология. 1988. - Т. 57. - С. 516-518.

17. 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.-С. 107-115.

18. Завальский A.M. Влияние вязкости на движение и хемотаксис бактерий // Биофиз. 1986. - Т. 31. - С. 83-85.

19. Зеленин К.Н. Что такое химическая экотоксикология // Сорос. Образоват. Журн. 2000. - № 6. - С. 32-36.

20. Иванов В.Т., Готтих Б.П. Нерасторжимое единство биологии, химии и физики // Вест. РАН. 1999.-Т. 69, № 5. - С. 410-417.

21. Иванова Е.П., Горшкова Н.М., Куриленко В.В. Толерантность к солям тяжелых металлов морских протеобактерий родов Pseudoalteromonas и Alteromonas II Микробиология. 2001. - Т. 70, № 2. - С. 283-285.

22. Иосипенко О.А., Стадник Г.И., Игнатов В.В. Лектины корней проростков пшеницы в процессе взаимодействия растения с ассоциативными микроорганизмами рода Azospirillum II Там же. 1996. - Т. 32, № 4. - С. 458-461.

23. Кацы Е.И. Генетико-биохимические и экологические аспекты подвижности и хемотаксиса у фитопатогенных, симбиотических и ассоциированных с растениями бактерий // Успехи сов. биол. 1996. - Т. 116. - С. 579-593.

24. Кацы Е.И. Молекулярно-генетические процессы, влияющие на ассоциативное взаимодействие почвенных бактерий с растениями / Под ред. В.В. Игнатова. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. - 172 с.

25. Кацы Е.И. Участие ауксинов в регуляции экспрессии генов бактерий и растений // Генетика. 1997. - Т. 33, № 5. - С. 565-576.

26. Кацы Е.И., Борисов И.В., Шелудько А.В. Влияние интеграции вектора pJFF350 в 85-МДа плазмиду Azospirillum brasilense Sp245 на жгутикование и подвижность бактерий // Генетика. 2002. - Т. 37, № 2. - С. 183-189.

27. Коннова С.А. Изучение продуцируемых бактериями Azospirillum brasilense внеклеточных углеводсодержащих комплексов и полисахаридов, входящих в их состав: дис. . кан. биол. наук. Саратов, 1993. — 191 с.

28. Коннова С.А., Макаров О.Е., Скворцов И.М., Игнатов В.В. Экзополисахариды бактерий Azospirillum brasilense Sp245 и Spl07 // Микробиол. журн. -1992. Т. 54.-С. 31-42.

29. Коннова С.А., Федоненко Ю.П., Макаров О.Е., Игнатов В.В. Исследование влияния условий выращивания бактерий Azospirillum brasilense на состав их внеклеточных полисахаридсодержащих материалов // Изв. РАН Сер. Биол. 2003. - № 4. - С. 430-437.

30. Лебедев B.C., Володина Л.А., Дейнега Е.Ю., Федоров Ю.И. Структурные изменения поверхности бактерий Escherichia coli и медь индуцированная проницаемость плазматической мембраны // Биофиз. -2005.-Т. 50, №1. С. 107-113.

31. Мёссбауэровская спектроскопия замороженных растворов / Под ред. А. Вертеша, Д. Надя. Пер. с англ. под ред. Ю.Д. Перфильева. - М.: Мир, 1998.-С. 271-293.

32. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов / Под ред. Зигель X., Зигель А.-М.: Мир, 1993.-368 с.

33. Никитина В.Е., Аленысина С.А., Итальянская Ю.В., Пономарева Е.Г. Очистка и сравнение лектинов с клеточной поверхности активных и неактивных по гемагглютинации азоспирилл // Биохим. 1994. - Т. 59., № 5. - С. 656-662.

34. Никитина В.Е., Галкин М.А., Котусов В.В., Крапивина Л.И., Игнатов В.В. Влияние лектина пшеницы на азотфиксирующую активность Azospirillum brasilense // Прикл. биохим. микробиол. 1987. - Т. 23, № 3. - С. 389-392.

35. Пищик В.Н., Воробьев Н.И., Проворов Н.А. Экспериментальное и математическое моделирование популяционной динамики ризосферных бактерий в условиях кадмиевого стресса // Микробиология. -2005. Т. 74., № 6. - С. 845-851.

36. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / Под ред. Н.С. Егорова. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983.-С. 115-116.

37. Садовникова Ю.Н., Беспалова JI.A., Антонюк Л.П. Агглютинин зародышей пшеницы является фактором роста для бактерии Azospirillum brasilense II Докл. АН СССР. 2003. - Т. 389, № 4. - С. 544-546.

38. Сенцова О.Ю., Максимов В.Н. Действие тяжелых металлов на микроорганизмы // Успехи микробиол. 1985. - Т. 20. - С. 227-252.

39. Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. — 136 с.

40. Цавкелова Е.А., Климова С.Ю., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И. Гормоны и гормоноподобные соединения микроорганизмов // Прикл. биохим. микробиол. 2006. - Т. 42., № 3. - С. 261-268.

41. Шелудько А.В., Борисов И.В., Крестиненко В.А., Панасенко В.И., Кацы Е.И. Влияние конго красного на подвижность бактерий Azospirillum brasilense II Микробиология. 2006. - Т. 75, № 1. - С. 62-69.

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

43. Экологический энциклопедический словарь / Под ред. А.С. Монина. М.: Ноосфера, 2002. - С. 683-684.

44. Abbas S.M., Kamel Е.А. Rhizobium as a biological agent for preventing heavy metal stress // Asian J. Plant Sci. 2004. - Vol. 3, No. 4. - P. 416-424.

45. Adler J. Chemotaxis in bacteria // Annu. Rev. Biochem. 1975. - Vol. 44. - P. 341-356.

46. Agarwala-Dutt R., Tilak K.V.B.R., Rana J.P.S. Isolation of Azospirillum from interior of various parts of some graminaceous plants // Z. Microbiol. 1991. -Vol. 146.-P. 217-219.

47. Aiking H., Кок К., Heerikhuizen H.V., Van't RJ. Adaptation to cadmium by Klebsiella aerogenes growing in continous culture proceeds mainly via formation of cadmium sulfide // Appl. Environ. Microbiol. 1982. - Vol. 44. - P. 938-944.

48. Anderson A.J., Dawes E.A. Occurrence, metabolism, metabolic role, and industrial uses of bacterial polyhydroxyalkanoates // Microbiol. Rev. 1990. - Vol. 54.-P. 450-472.

49. Baca B.E., Soto-Urzua L., Xochihua-Corona Y.G., Cuervo-Garcia A. Characterization of two aromatic amino acid aminotransferases and production of indoleacetic acid in Azospirillum strains // Soil. Biol. Biochem. 1994. - Vol. 26. - P. 57-63.

50. Baena J.R., Lendl B. Raman spectroscopy in chemical bioanalysis // Curr. Opin. Chem. Biol. 2004. - Vol. 8. - P. 534-539.

51. Bai W., Zhao K., Asami K. Effects of copper on dielectric properties of E. coli cells // Coll. Surf. B: Biointerfaces. 2007. -Vol. 58, No. 2. - P. 105-115.

52. Baldani V.L.D., Baldani J.I., Dobereiner J. Effect of Azospirillum inoculation on root infection and nitrogen incorporation in wheat // Can. J. Microbiol. 1983. -Vol. 29. - P. 924-929.

53. Barbieri P., Zanelli Т., Galli E., Zanetti G. Wheat inoculation with Azospirillum brasilense Sp6 and some mutants altered in nitrogen fixation and indole-3-acetic acid production // FEMS Microbiol. Lett. 1986. - Vol. 36. - P. 87-90.

54. Barkay Т., Miller S.M., Summers A.O. Bacterial mercury resistance from atoms to ecosystems // FEMS Microbiol. Rev. 2003. - Vol. 27, No. 2-3. - P. 355-384.

55. Bashan Y. Interactions of Azospirillum spp. in soil: a review // Biol. Fertil. Soils. — 1999.-Vol. 29.-P. 246-256.

56. Bashan Y. Migration of the rhizosphere bacteria Azospirillum brasilense and Pseudomonas fluorescence towards wheat roots in the soil // J. Gen. Microbiol. 1986.-Vol. 132.-P. 3407-3414.

57. Bashan Y., Hogluin G., De-Bashan L.E. Azospirillum plant relationships: physiological, molecular, agricultural, and environmental advances (1997— 2003)//Can. J. Microbiol.-2004.-Vol. 50, No. 8.-P. 521-577.

58. Bashan Y., Holguin G. Azospirillum — plant relationships: environmental and physiological advances (1990-1996) // Can. J. Microbiol. 1997. - Vol. 43. - P. 103-121.

59. Bashan Y., Levanony H. Current status of Azospirillum inoculation "technology: *a Azospirillum as a challenge for agriculture // Can. J. Microbiol. 1990. - Vol. 36.-P. 591-608.

60. Bashan Y., Levanony H. Horizontal and vertical movement of Azospirillum brasilense Cd in the soil and along the rhizosphere of wheat and weeds in controlled and field environments // J. Gen. Microbiol. 1987. - Vol. 133. - P. 3473-3480.

61. Bastarrachea F., Zamudio M., Rivas R. Non-encapsulated mutants of Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum // Can. J. Microbiol. 1988. - Vol. 34-P. 24-29.

62. Beveridge T.J., Murray G.E. Uptake and retention of metals by cell walls of Bacillus subtilis II J. Bacteriol. 1976. - Vol. 127.-P. 1502-1518.

63. Bianco C., Imperlini E., Calogero R., Senatore В., Amoresano A., Carpentieri A., Pucci P., Defez R. Indole-3-acetic acid improves Escherichia coifs defences to stress 11 Arch. Microbiol. 2006a. - Vol. 185. - P. 373-382.

64. Bianco C., Imperlini E., Calogero R., Senatore В., Pucci P., Defez R. Indole-3-acetic acid regulates the central metabolic pathways in Escherichia coli И Microbiol. -20066.-Vol. 152.-P. 2421-2431.

65. Bloss Т., Clemens S., Nies D.H. Characterisation of the ZATlp zinc transporter from Arabidopsis thaliana in microbial model organisms and reconstituted proteoliposomes // Planta. 2002. - Vol. 214. - P. 783-791.

66. Broer S., Ji G., Broer A., Silver S. Arsenic efflux governed by the arsenic resistance determinant of Staphylococcus aureus plasmid pi 258 // J. Bacteriol. 1993. -Vol. 175, No. 11. - P. 3480-3485.

67. Bruins M.R., Kapil S., Oehme F.W. Microbial resistance to metals in the environment // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2000. - Vol. 45. - P. 198-207.

68. Burd G.I., Dixon D.G., Glick B.R. Plant growth-promoting bacteria that decrease heavy metal toxicity in plants // Can. J. Microbiol. 2000. - Vol. 46. - P. 237-245.

69. Canovas D., Cases I., de Lorenzo V. Heavy metal tolerance and metal homeostasis in Pseudomonas putida as revealed by complete genome analysis // Environ. Microbiol.-2003.-Vol. 5, No. 12.-P. 1242-1256.

70. Carey P.R. Raman spectroscopy, the sleeping giant in structural biology, awakes // J. Biol. Chem. 1999. - Vol. 274, No. 38. - P. 26625-26628.

71. Carreno-Lopez R., Campos-Reales N., Elmerich C., Baca B.E. Physiological evidence for differently regulated tryptophan-dependent pathways for indole-3-acetic acid synthesis in Azospirillum brasilense II Mol. Gen. Genet. — 2000. -Vol. 264.-P. 521-30.

72. Cavet J.S., Borrelly G.P.M., Robinson N.J. Zn, Cu and Co in cyanobacteria: selective control of metal availability // FEMS Microbiol. Rev. 2003. -Vol. 27.-P. 165-181.

73. Christofi N., Ivshina I.B. Microbial surfactants and their use in field studies of soil remediation // J. Appl. Microbiol. -2002. Vol. 93, No. 6. - P. 915-929.

74. Cooke T.J., Poli D.B., Sztein A.E., Cohen J.D. Evolutionary patterns in auxin action // Plant Mol. Biol. 2002. - Vol. 49, No. 3-4. - P. 319-338.

75. Costacurta A., Keijers V., Vanderleyden J. Molecular cloning and sequence analysis of an Azospirillum brasilense indole-3-pyruvate decarboxylase gene // Mol. Gen. Genet. 1994. - Vol. 243. - P. 463-472.

76. Costacurta A., Vanderleyden J. Synthesis of phytohormones by plant-associated bacteria // Crit. Rev. Microbiol. 1995. - Vol. 21. - P. 1-18.

77. Croes C., Moens S., Van Basterlaere E., Vanderleyden J., Michiels K. The polar flagellum mediates Azospirillum brasilense adsorption to wheat roots // J. Gen. Microbiol. 1993.-Vol. 139.-P. 960-967.

78. Dawes E.A., Senior P.J. The role and regulation of energy reserve polymers in microorganisms // Adv. Microb. Physiol. 1973. - Vol. 10. - P. 135-266.

79. Del Gallo M., Negi M., Neyra C.A. Calcofluor- and lectin-binding exocellular polysaccharides of Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum И J. Bacterid. 1989. -Vol. 171, No. 6.-P. 3504-3510.

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

81. Dobereiner J., Pedrosa F.O. Nitrogen-fixing bacteria in non leguminous crop plants.

82. Berlin; Heidelberg; N.Y.: Springer Verlag, 1987. 155 pp. Duffus J.H. "Heavy metals" - a meaningless term? // Pure Appl. Chem. - 2002.

83. Fan В., Rosen B.P. Biochemical characterization of CopA, the Escherichia coli Cu(I)-translocating P-type ATPase // J. Biol. Chem. 2002. - Vol. 277. -P. 46987-46992.

84. Faure D., Desair J., Keijers V., Bekri M.A., Proost P., Henrissat В., Vanderleyden J. Growth of Azospirillum irakense KBC1 on the aryl P-glucoside salicin requires either salA orsalBHi. Bacteriol. 1999. - Vol. 181, No. 10.-P. 3003-3009.

85. Filip Z., Herrmann S., Kubat J. FT-IR spectroscopic characteristics of differently cultivated Bacillus subtilis II Microbiol. Res. 2004. - Vol. 159. - P. 257-262.

86. Frankenberger W.T. Arshad M. Phytohormones in soils. Microbial production and function. -N.Y.: Marcel Dekker, 1995. 520 pp.

87. Glick B.R. Phytoremediation: synergistic use of plants and bacteria to clean up the environment // Biotechnol. Adv. 2003. - Vol. 21. -P. 383-393.

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

89. Griffiths P.R., de Haseth J.A. Fourier Transform Infrared Spectrometry. N.Y.: Wiley-Interscience, 1986. -672 pp.

90. Grube M., Gapes J.R., Schuster K.C. Application of quantitative IR spectral analysis of bacterial cells to acetone-butanol-ethanol fermentation monitoring // Anal. Chim. Acta. -2002. Vol. 471. - P. 127-133.

91. Guffanti A.A., Wei Y., Rood S.V., Krulwich T.A. An antiport mechanism for a member of the cation diffusion facilitator family: divalent cations efflux in exchange for K+andH+//Microbiol. Mol. -2002. Vol. 45.-P. 145-153.

92. Gutnick D.L., Bach H. Engineering bacterial biopolymers for the biosorption of heavy metals; new products and novel formulation // Appl. Microbiol. Biotechnol.-2000.-Vol. 54.-P. 451-460.

93. Hammar M., Arnqvist A., Bian Z., Olsen A., Normark S. Expression of two csg operons is required for production of fibronectin- and congo red-binding curli polymers in Escherichia coli K-12 // Mol. Microbiol. 1995. - Vol. 18, No. 4. P. 661-670.

94. Harshey R.M. Bacterial motility on a surface: many ways to a common goal // Annu. Rev. Microbiol. 2003. - Vol. 57. - P. 249-273.

95. Hartmann A., Singh M., Klingmuller W. Isolation and characterization of Azospirillum mutants excreting high amounts of indole acetic acid // Can. J. Microbiol. 1983.-Vol. 29.-P. 916-923.

96. Helm D., Labischinski H., Schallehn G., Naumann D. Classification and identification of bacteria by Fourier-transform infrared spectroscopy // J. Gen. Microbiol. 1991.-Vol. 137.-P. 69-79.

97. Helm D., Naumann D. Identification of some bacterial cell components by FT-IR spectroscopy // FEMS Microbiol. Lett. 1995. - Vol. 126. - P. 75-80.

98. Hong K., Sun S., Tian W., Chen G.Q., Huang W. A rapid method for detecting bacterial polyhydroxyalkanoates in intact cells by Fourier transform infrared spectroscopy // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999. - Vol. 51, No. 4. - P. 523-526.

99. James E.K. Nitrogen fixation in endophytic and associative symbioses // Field Crops Res. 2000. - Vol. 65. - P. 197-209.

100. Ji G., Silver S. Bacterial resistance mechanism for heavy metals of environmental concern//J. Ind. Microbiol. 1995. - Vol. 14.-P. 61-75.

101. Jiang W., Saxena A., Song В., Ward B.B., Beveridge T.J., Myneni S.C.B. Elucidation of functional groups on Gram-positive and Gram-negative bacterial surfaces using infrared spectroscopy // Langmuir. 2004. - Vol. 20, No. 26. - P. 11433-11442.

102. Jiang Z.-Y., Rushing B.G., Bai Y., Gest H., Bauer C.E. Isolation of Rhodospirillum centenum mutants defective in phototactic colony motility by transposon mutagenesis//J. Bacteriol. 1998,-Vol. 180-P. 1248-1255.

103. Kachur A.V., Koch C.J., Biaglow J.E. Mechanism of copper-catalyzed oxidation of glutathione // Free Radical. Res. 1998. - Vol. 28. - P. 259-269.

104. Kadouri D., Jurkevitch E., Okon Y. Involvement of the reserve material poly-(3-hydroxybutyrate in Azospirillum brasilense stress endurance and root colonization // Appl. Environ. Microbiol. 2003a. - Vol. 69, No. 6. - P. 3244-3250.

105. Kadouri D., Jurkevitch E., Okon Y. Poly beta-hydroxybutyrate depolymerase (PhaZ) in Azospirillum brasilense and characterization of a phaZ mutant // Arch. Microbiol. 20036. - Vol. 180. - P. 309-318.

106. Kadouri D., Jurkevitch E., Okon Y., Castro-Sowinski S. Ecological and agricultural significance of bacterial polyhydroxyalkanoates // Crit. Rev. Microbiol. -2005.-Vol. 31.-P. 55-67.• • • • «7

107. Kamnev A.A. Application of emission ( Co) Mossbauer spectroscopy in bioscience //J. Mol. Struct.-2005.-Vol. 744-747.-P. 161-167.

108. Kamnev A.A. Phytoremediation of heavy metals: an overview // Recent Advances in Marine Biotechnology / M. Fingerman, R. Nagabhushanam (Eds.). Enfield (NH), USA: Science Publishers, 2003.-Vol. 8.-P. 269-317.

109. Kamnev A.A., Ristic M., Antonyuk L.P., Chernyshev A.V., Ignatov V.V. Fourier transform infrared spectroscopic study of intact cells of the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense II J. Mol. Struct. 19976. - Vol. 408-409.-P. 201-205.

110. Kapulnik Y., Olcon Y., Henis Y. Changes in root morphology of wheat caused by Azospirillum inoculation // Can. J. Microbiol. 1985. - Vol. 31. - P. 881-887.

111. Karpati E., Kiss P., Ponyi Т., Fendrik I., de Zamaroczy M., Orosz L. Interaction of Azospirillum lipoferum with wheat germ agglutinin stimulates nitrogen fixation // J. Bacterid.- 1999.-Vol. 181,No. 13. P. 3949-3955.

112. Kenner B.A., Riddle J.W., Rockwood S.W., Bordner R.H. Bacterial identification by infrared spectrophotometry // J. Bacteriol. 1958. - Vol. 75. - P. 16-20.

113. 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. - Vol. 140, No. 9. - P. 679-693.

114. Khan A.G. Role of soil microbes in the rhizospheres of plants growing on trace metal contaminated soils in phytoremediation // J. Trace Elem. Med. Biol. 2005. -Vol. 18, No. 4.-P. 355-364.

115. Kim Y.B., Lenz R.W. Polyesters from microorganisms // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. -2001. -Vol. 71.-P. 51-79.

116. Kirchhof G., Schloter M., Assmus В., Hartmann A. Molecular microbial ecology approaches applied to diazotrophs associated with non-legumes // Soil Biol. Biochem. 1997. - Vol. 29. - P. 853-862.

117. Kominek L.A., Halvorson H.O. Metabolism of poly-betahydroxybutyrate and acetoin in Bacillus cereus II J. Bacteriol. 1965. - Vol. 90. - P. 1251-1259.

118. Kuiper I., Lagendijk E.L., Bloemberg G.V., Lugtenberg B.J. Rhizoremediation: a beneficial plant-microbe interaction // Mol. Plant-Microbe Interact. 2004. -Vol. 17, No. l.-P. 6-15.

119. Kundu B.S., Sangwan P., Sharma P.K., Nandwal A.S. Response of pearl millet to phytohormones produced by Azospirillum brasilense II Indian J. Plant Physiol. 1997. - Vol. 2. - P. 101-104.

120. Magalhaes F.M., Baldani J.I., Souto S.M., Kuykendall J.R., Dobereiner J. A new acid-tolerant Azospirillum species // An. Acad. Bras. Cienc. 1983. -Vol. 55.-P. 417-430.

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

122. Manna A., Pal S., Paul A.K. Occurrence of poly-3-hydroxybutyrate in Azospirillum sp. // Folia Microbiol. 1997. - Vol. 42. - P. 629-634.

123. Mariey L., Signolle J.P., Amiel C., Travert J. Discrimination, classification, identification of microorganisms using FTIR spectroscopy and chemometrics // Vibr. Spectrosc. 2001. - Vol. 26, No. 2. - P. 151-159.

124. Matin A., Veldhuis C., Stegeman V., Veenhuis M. Selective advantage of a Spirillum sp. in a carbon-limited environment. Accumulation of poly-beta-hydroxybutyric acid and its role in starvation // J. Gen. Microbiol. — 1979. -Vol. 112.-P. 349-355.

125. McCarter L., Hilmen M., Silverman M. Flagellar dynamometer controls swarmer cell differentiation of V. parahaemolyticus II Cell. 1988. - Vol. 54. - P. 345-351.

126. McEntee J.D., Woodrow J.R., Quirk A.V. Investigation of cadmium resistance in Alcaligenes sp. //Appl. Environ. Microbiol. 1986. - Vol. 51. - P. 512-520.

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

128. Mergeay M. Towards an understanding of the genetics of bacterial metal resistance // Trends Biotechnol. 1991.-Vol. 9.-P. 17-24.

129. Mergeay M., Nies D., Schlegel H.G., Gerits J., Charles P., Van Gijsegem F. Alcaligenes eutrophus CH34 is a facultative chemolithotroph with plasmid-bound resistance to heavy metals // J. Bacteriol. 1985. - Vol. 162. - P. 328-334.

130. Merino S., Shaw J.G., Tom J.M. Bacterial lateral flagella: an inducible flagella system // FEMS Microbiol. Lett. 2006. - Vol. 263. - P. 127-135.

131. Mishkind M.L., Raikhel N.V., Palevitz B.A., Keegstra K. The cell biology of wheat germ agglutinin and related lectins // Chemical taxonomy, molecular biology and function of plant lectins / Ed. R. Alan. -N.Y.: Liss Inc., 1983. P. 163-176.

132. Misra A.K., Thakur M.S., Srinivas P., Karanth N.G. Screening of poly-/?-hydroxybutyrate-producing microorganisms using Fourier transform infrared spectroscopy//Biotechnol. Lett. 2000. - Vol. 22. - P. 1217-1219.

133. Misra Т.К. Bacterial resistance to inorganic mercury salts and organomercurials // Plasmid. 1992. - Vol. 27. - P. 4-16.

134. Moens S., Michiels K., Keijers V., Van Leuven F., Vanderleyden J. Cloning, sequencing, and phenotypic analysis of laf 1, encoding the flagellin of lateral flagella of Azospirillum brasilense Sp7 // J. Bacteriol. 1995. - Vol. 177.-P. 5419-5426.

135. Moila A.H., Shamsuddin Z.H., Saud H.M. Mechanism of root growth and promotion of nodulation in vegetable soybean by Azospirillum brasilense II Commun. Soil Sci. Plant Anal. 2001. - Vol. 32. - P. 2177-2187.

136. Mordukhova E.A., Sokolov S.L., Kochetkov V.V., Kosheleva I.A., Zelenlcova N.F., Boronin A.M. Involvement of naphthalene dioxygenase in indole-3-acetic acid biosynthesis by Pseudomonas putida II FEMS Microbiol. Lett. 2000. -Vol. 190.-P. 279-285.

137. Motta E.D.S., De Barros L.H.G.P. Motion of magnetotactic microorganisms // J. Exp. Biol. 1986.-Vol. 121.-P. 153-163.

138. Murphy R.J., Levy J. F. Production of copper oxalate by some copper tolerant fungi // Trans. Br. Mycol. Soc. 1983.-Vol. 81.-P. 165-168.

139. Naumann D. Infrared spectroscopy in microbiology // Encyclopedia of analytical chemistry / Ed. R.A. Meyers. Chichester: Wiley & Sons Ltd, 2000.-P. 102-131.

140. Naumann D. FT-infrared and FT-raman spectroscopy in biomedical research // Appl. Spectrosc. Rev.-2001.-Vol. 36, No. 2-3.-P. 239-298.

141. Naumann D., Helm D., Labischinski H. Microbiological characterizations by FT-IR spectroscopy//Nature. 1991. -Vol. 351, No. 6321.-P. 81-82.

142. Naumann D., Keller S., Helm D., Schultz Ch., Schrader B. FT-IR spectroscopy and FT-Raman spectroscopy are powerful analytical tools for the noninvasive characterization of intact microbial cells // J. Mol. Struct. 1995. -Vol. 347.-P. 399-405.

143. Naz N., Young H.K., Ahmed N., Gadd G.M. Cadmium accumulation and DNA homology with metal resistance genes in sulfate-reducing bacteria // Appl. Environ. Microbiol.-2005.-Vol. 71, No. 8.-P. 4610-4618.

144. Nies D.H. Efflux-mediated heavy metal resistance in prolcaryotes // FEMS Microbiol. Rev. 2003. - Vol. 27. - P. 313-339.

145. Nies D.H. Microbial heavy-metal resistance // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999. -Vol. 51.-P. 730-750.

146. Nies D.H., Silver S. Ion efflux systems involved in bacterial metal resistances // J. Indust. Microbiol. Biotech. 1995.-Vol. 14.-P. 186-199.

147. Norris K.P. Infrared spectroscopy and its application to microbiology // J. Hyg. -1959.-Vol. 57.-P. 326-345.

148. Nosco P., Bliss L.C., Cook F.D. The association of free-living nitrogen-fixing bacteria with the roots of High Arctic graminoids // Arc. Alp. Res. 1994. -Vol. 26.-P. 180-186.

149. Nucifora G., Chu L., Misra Т.К., Silver S. Cadmium resistance from Staphylococcus aureus plasmid pI258 cadA gene results from a cadmium-efflux ATPase // Proc. Natl. Acad. Sci. 1989. - Vol. 86. - P. 3544-3548.

150. Nur I., Steinitz Y.L., Okon Y., Henis Y. Carotenoid composition and function in nitrogen-fixing bacteria of the genus Azospirillum II J. Gen. Microbiol. -1981.-Vol. 123.-P. 27-32.

151. Ohtake H., Cervantes C., Silver S. Decreased chromate uptake in Pseudomonas juorescens carrying a chromate resistance plasmid // J. Bacteriol. 1987. -Vol. 169.-P. 3853-3856.

152. Okon Y., Itzigsohn R. Poly-/?-hydroxybutyrate metabolism in Azospirillum brasilense and the ecological role of PHB in the rhizosphere FEMS // Microbiol. Rev. -1992.-Vol. 103.-P. 131-140.

153. Okon Y., Itzigsohn R. The development of Azospirillum as commercial inoculant for improving crop yealds // Biotechnol. Adv. 1995. - Vol. 13. - P. 415-424.

154. Okon Y., Kapulnik Y. Development and function of Azospirillum-'moculated roots // Plant Soil. 1986.-Vol. 90, No. l.-P. 3-16.

155. Okon Y., Labandera-Gonzales C.A. Agronomic applications of Azospirillum. An evaluation of 20 years worldwide field inoculation // Soil Biol. Biochem. -1994.-Vol. 26.-P. 1591-1601.

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

157. Olubayi O., Caudales R., Atkinson A., Neyra C.A. Differences in chemical composition between nonflocculated and flocculated Azospirillum brasilense Cd 11 Can. J. Microbiol. 1998. - Vol. 44. - P. 386-390.

158. Ona O., Smets I., Gysegom P., Bernaerts K., Impe J.V., Prinsen E., Vanderleyden J. The effect of pH on indole-3-acetic acid (IAA) biosynthesis of Azospirillum brasilense Sp7 // Symbiosis. 2003. - Vol. 35. - P. 199-208.

159. Ona O., Van Impe J., Prinsen E., Vanderleyden J. Growth and indole-3-acetic acid biosynthesis of Azospirillum brasilense Sp245 is environmentally controlled // FEMS Microbiol. Lett. 2005. - Vol. 246. - P. 125-132.

160. Oust A., Moretro Т., Naterstad K., Adt I., Manfait M., ICohler A. Fourier transform infrared and Raman spectroscopy for characterization of Listeria monocytogenes strains // Appl. Environ. Microbiol. 2006. - Vol. 72, No. 1. - P. 228-232.

161. Patriquin D.G., Dobereiner J., Jain D.K. Sites and processes of association between diazotrophs and grasses // Can. J. Microbiol. 1983. Vol. 29. - P. 900-915.

162. Patten C.L., Glick B.R. Bacterial biosynthesis of indole-3-acetic acid // Can. J. Microbiol. 1996. - Vol. 42, No. 3. - P. 207-220.

163. Pazirandeh M., Wells B.M., Ryan R.L. Development of bacterium-based heavy metal biosorbents: enhanced uptake of cadmium and mercury by Escherichia coli expressing a metal binding motif // Appl. Environ. Microbiol. 1998. - Vol. 64, No. 10.-P. 4068-4072.

164. Pedraza R.O., Ramirez-Mata A., Xiqui M.L., Baca B.E. Aromatic amino acid aminotransferase activity and indole-3-acetic acid production by associative nitrogen-fixing bacteria // FEMS Microbiol. Lett. 2004. - Vol. 3. - P. 15-21.

165. Peng G., Wang H., Zhang G., Hou W., Liu Y., Wang E. Т., Tan Z. Azospirillum melinis sp. nov., a group of diazotrophs isolated from tropical molasses grass //Int. J. Syst. Evol. Microbiol.-2006.-Vol. 56.-P. 1263-1271.

166. Perfiliev Yu.D., Kamnev A.A. Emission Mossbauer spectroscopy // Mossbauer Effect Ref. & Data J. 2007. - Vol. 30, No. 5.-P. 121-122.

167. Perfiliev Yu.D., Rusakov V.S., Kulikov L.A., Kamnev A.A., Alkhatib K. Reason for line broadening in emission Mossbauer spectra // J. Radioanal. Nucl. Chem. -2005. Vol. 266, No. 3. - P. 557-560.

168. Perfiliev Yu.D., Rusakov V.S., Kulikov L.A., Kamnev A.A., Alkhatib K. Effects of trapped electrons on the line shape in emission Mossbauer spectra // Hyperfme Interactions. 2006. - Vol. 167, No. 1-3. - P. 881-885.

169. Peumans W.G., Van Damme E.G.M. Lectins as plant defense proteins // Plant

170. Raikhel N.V., Mishkind M.L., Palevitz B.A. Characterization of a wheat germ agglutinin-like lectin from adult wheat plants // Planta. 1984. - Vol. 162. -P. 55-61.

171. Production, composition and Pb~ adsorption characteristics of capsularpolysaccharides extracted from a cyanobacterium Gloeocapsa gelatinosa II Water Res. 2006. - Vol. 40. - P. 3759-3766.

172. Reinhold В., Hurek Т., Fendrik I. Strain-specific chemotaxis of Azospirillum spp. // J. Bacterid.- 1985.-Vol. 162.-P. 190-195.

173. Riddle J.W., Kabler P.W., Kenner B.A., Bordner R.H., Rockwood S.W., Stevenson H.J.R. Bacterial identification by infrared spectrophotometry // J. Bacteriol. -1956.-Vol. 72-P. 593-603.

174. Rouch D.A., Lee, B.T.D., Morby A.P. Understanding cellular responses to toxic agents: A model for mechanism choice in bacterial metal resistance // J. Ind. Microbiol.- 1995.-Vol. 14.-P. 132-141.

175. Rudiger H., Gabius H.J. Plant lectins: occurrence, biochemistry, functions and applications // Glycoconj. J. 2001. - Vol. 18, No. 8. - P. 589-613.

176. Saier M.H. Jr. A fimctional-phylogenetic classication system for transmembrane solute transporters // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2000. - Vol. 64. - P. 354-411.

177. Saier M.H. Jr. Computer-aided analyses of transport protein sequences: gleaning evidence concerning function, structure, biogenesis, and evolution // Microbiol. Rev. 1994.-Vol. 58.-P. 71-93.

178. Saier M.H. Jr., Tam R., Reizer A., Reizer J. Two novel families of bacterial membrane proteins concerned with nodulation, cell division and transport // Mol. Microbiol. 1994. - Vol. 11. - P. 841 -847.

179. Sardesai N., Babu C.R. Poly-beta-hydroxybutyrate metabolism is affected by changes in respiratory enzymatic activities due to cold stress in two psychrotrophic strains of Rhizobium II Curr. Microbiol.-2001.-Vol. 42.-P. 53-58.

180. Scheludko A.V., Katsy E.I., Ostudin N.A., Gringauz O.K., Panasenko V.I. Novel classes of Azospirillum brasilense mutants with defects in the assembly and functioning of polar and lateral flagella // Мол. ген. микробиол. вирусол. -1998.-№4.-С. 33-37.

181. Schloter М., Hartmann A Endophytic and surface colonization of wheat roots (Triticum aestivum) by different Azospirillum brasilense strains studied with strain specific monoclonal antibodies // Symbyosis. 1998. - Vol. 25, No. 1. - P. 159-179.

182. Schrader В., Dippel В., Erb I., Keller S., Lochte Т., Schulz H., Tatsch E., Wessel S. NIR Raman spectroscopy in medicine and biology: results and aspects // J. Mol. Struct. 1999. - Vol. 480-481. - P. 21 -32.

183. Schultz C., Naumann D. In vivo study of the state of order of the membranes of gram-negative bacteria by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) // FEBS Lett. 1991. - Vol. 294, No. 1 -2. - P. 43-46.

184. Schultz H., Baranska M. Identification and quantification of valuable plant substances by IR and Raman spectroscopy // Vibr. Spectrosc. 2007. -Vol. 43, No. l.-P. 13-25.

185. Schuster K.C. Monitoring the physiological status in bioprocesses on the cellular level // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 1999. - Vol. 66. - P. 185-208.

186. Schiitzendiibel A., Polle A. Plant responses to abiotic stresses: heavy metal-induced oxidative stress and protection by mycorrhization // J. Exp. Bot. — 2002. -Vol. 53.-P. 1351-1365.

187. Schwarz R.E., Wojciechowicz D.C., Picon A.I., Schwarz M.A., Paty P.B. Wheat germ agglutinin-mediated toxicity in pancreatic cancer cells // Br. J. Cancer. -1999.-Vol. 80, No. 11.-P. 1754-1762.

188. Scott J.A., Palmer S.J. Cadmium bio-sorption by bacterial exopolysaccharide // Biotechnol. Lett. 1988. - Vol. 10. - P. 21-24.

189. Scott J.A., Palmer S.J. Sites of cadmium uptake in bacteria used for biosorption // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1990. - Vol. 33. - P. 221-225.

190. Sekar C., Prasad N.N., Sundaram M.D. Enhancement of polygalacturonase activity during auxin induced para nodulation and endorhizosphere colonization of Azospirillum in rice roots // Indian J. Exp. Biol. 1999. - Vol. 38. - P. 80-83.

191. Shi W., Li C., Louise C.J., Adler J. Mechanism of conditions causing lack of flagella in Escherichia coli II J. Bacteriol. 1993. - Vol. 175. - P. 2236-2240.

192. Silver S. Plasmid-determined metal resistance mechanisms: range and overview // Plasmid. 1992. - Vol. 27. - P. 1-3.

193. Silver S., Misra Т.К., Laddaga R.A. DNA sequence analysis of bacterial toxic heavy metal resistances // Biol. Trace Elem. Res. 1989. - Vol. 21. - P. 145-163.

194. Silver S., Phung L.T. Bacterial heavy metal resistance: new surprises // Annu. Rev. Microbiol. 1996. - Vol. 50. - P. 735-789.

195. Skerman V.B.D., Sly L.I., Williamson M. Conglomeromonas largomobilis gen. nov., sp. nov., a sodium-sensitive, mixed-flagellated organism from freshwater // Int. J. Syst. Bacteriol. 1983. - Vol. 33. - P. 300-308.

196. 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. -Vol. 165.-P. 223-229.

197. Snavely M.D., Florer J.B., Miller C.G., Maguire M.E. Magnesium transport in Salmonella typhimurhmr. ~ Mg~ transport by CorA, MgtA, and MgtB systems//J. Bacteriol. 1989.-Vol. 171.-P. 4761-4766.

198. Socrates G. Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies. Chichester: Wiley, 2001.-P. 1-49.

199. Somers E., Vanderleyden J., Srinivasan M. Rhizosphere bacterial signalling: a love parade beneath our feet // Crit. Rev. Microbiol. 2004. - Vol. 30, No. 4. - P. 205-240.

200. Spaepen S., Vanderleyden J., Remans R. Indole-3-acetic acid in microbial and microorganism-plant signaling // FEMS Microbiol. Rev. 2007. - Vol. 31.-P. 425-448.

201. Steenhoudt O., Vanderleyden J. Azospirillum, a free-living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses: genetic, biochemical and ecological aspects // FEMS Microbiol. Rev. 2000. - Vol. 24, No. 4. - P. 487-506.

202. Summers A.O., Silver S. Mercury resistance in a plasmidbearing strain of . Escherichia coli II J. Bacteriol. 1972. - Vol. 112 - P. 1228-1236.

203. Sun J., Dommelen A.V., Impe J.V., Vaderleyden J. Involvement of glnB, glnZ and glnD genes in the regulation of poly-3-hydroxybutyrate biosynthesis by ammonia in Azospirillum brasilense II Appl. Environ. Microbiol. 2002. -Vol. 68.-P. 985-988.

204. Sun J., Peng X., van Impe J., Vanderleyden J. The ntrB and ntrC genes are involved in the regulation of poly-3-hydroxybutyrate biosynthesis by ammonia in Azospirillum brasilense Sp7 // Appl. Environ. Microbiol. -2000.-Vol. 66.-P. 113-117.

205. Tal S., Olcon Y. Production of the reserve material poly-/?-hydroxybutyrate and its function in Azospirillum brasilense Cd // Can. J. Microbiol. — 1985. — Vol. 31.-P. 608-613.

206. Tal S., Smirnoff P., Olcon Y. The regulation of poly-P-hydroxybutyrate metabolism in Azospirillum brasilense during balanced growth and starvation // J. Gen. Microbiol.- 1990.-Vol. 136-P. 1191-1196.

207. The principles of the uptake and chemical speciation of the elements in biology // Frausto da Silva J.J.R., Willams R.J.P. Biological Chemistry of the.Elements -The Inorganic Chemistry of Life. Oxford University Press, 2001. - P. 29-82.

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

209. Tien T.M., Gaslcins M.H., Hubell D.H. Plant growth substances produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of pearl millet (Pennicetum americanum L.)//Appl. Environ. Microbiol. 1979.-Vol. 37.-P. 1016-1024.

210. Trevors J.T., Stratton G.W., Gadd G.M. Cadmium transport, resistance, and toxicity in bacteria, algae, and fungi // Can. J. Microbiol. 1986. - Vol. 32. - P. 447-464.

211. Umali-Garcia M., Hubbel D.H., Gaskins M.H., Dazzo F.B. Association of Azospirillum with grass roots // Appl. Environ. Microbiol. 1980. - Vol. 39. - P. 219-226.

212. V6rtes A., Korecz L., Burger K. Mossbauer Spectroscopy. Studies in physical and theoretical chemistry, Vol. 5. Amsterdam: Elsevier, 1979. - 432 pp.

213. Valappil S.P., Boccaccini A.R., Виске C., Roy I. Polyhydroxyalkanoates in Gram-positive bacteria: insights from the genera Bacillus and Streptomyces H Antonie van Leeuwenhoelc. 2007. - Vol. 91, No. l.-P. 1-17.

214. Van Elsas J.D., van Overbeek L.S. Bacterial responses to soil stimuli // Starvation in Bacteria/Ed. S. Kjelleberg. -N.Y.: Plenum Press, 1992. P. 55-77.

215. Vande Broek A., Vanderleyden J. Genetics of the Azospirilium-plant root association. -Review // Crit. Rev. Plant Sci. 1995. - Vol. 14, No. 5. - P. 445-466.

216. Vecchio A., Finoli C.,-Di Simine D., Andreon V. Heavy metal biosorption by bacterial cells // Fresenius J. Anal. Chem. 1998. - Vol. 361. - P. 338-342.

217. Vieira R.H.S.F., Volesky B. Biosorption: a solution to pollution? // Internatl. Microbiol. 2000. - Vol. 3. - P. 17-24.

218. Vogler H., Kuhlemeier C. Simple hormones but complex signalling // Curr. Opin. Plant Biol.-2003.-Vol. 6.-P. 51-56.

219. Wang J.G., Bakken L.R. Screening of soil bacteria for poly-betahydroxybutyric acid production and its role in the survival of starvation // Microb. Ecol. 1998. -Vol. 35.-P. 94-101.

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

221. Yilmaz E.I. Metal tolerance and biosorption capacity of Bacillus circulans strain ЕВ 1 //Res. Microbiol.-2003.-Vol. 154.-P. 409-415.

222. Yu C., Irudayaraj J. Identification of pathogenic bacteria in mixed cultures by FTIR spectroscopy // Transactions of the ASABE. 2006. - Vol. 49. - P. 1623-1632.

223. Zakharova E.A., losipenko A.D., Ignatov V.V. Effect of water-soluble vitamins on the production of indole-3-acetic acid by Azospirillum brasilense II Microbiol. Res.-2000.-Vol. 155.-P. 209-214.

224. Zakharova E.A., Shcherbakov A.A., Brudnik V.V., Skripko N.G., Bulkhin N. S., Ignatov V.V. Biosynthesis of indole-3-acetic acid in Azospirillum brasilense: insights from quantum chemistry // Eur. J. Biochem. 1999. - Vol. 259. - P. 572-576.