ЗВ’ЯЗОК ФЕНОТИПОВИХ ОЗНАК ЕФЕКТИВНОСТІ СИМБІОЗУ СОЇ ІЗ ФІЗІОЛОГО-БІОХІМІЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ШТАМІВ І TN5-МУТАНТІВ BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM

Abstract

Дисертація присвячена вивченню впливу фізіологічних і біохімічних властивостей ризобій на особливості реакції рослини-хазяїна за інокуляції, які відображаються в певних фенотипових ознаках симбіотичних систем сої. Вперше показано, що трансформація геному ризобій сої у результаті транспозонового мутагенезу призводить до суттєвих змін у метаболізмі вуглеводів, внаслідок чого може порушуватися ліпополісахаридний склад мікросимбіонта і знижуватись ефективність його симбіотичної взаємодії з рослиною-хазяїном. Виявлено, що набір вуглеводів, які здатні засвоювати активні ризобії, а також якісний і кількісний склад їх ліпополісахаридів є ідентичним. Ліпополісахаридні профілі неактивного штаму і малоактивних мутантів та спектр засвоюваних ними вуглеводів є індивідуальними для кожного з вказаних мікроорганізмів. Встановлено, що у бактероїдах бульбочок сої вміст поліпептидів із молекулярною масою 160 кДа збільшується пропорційно підвищенню азотфіксувальної активності симбіозу, що підтверджує участь даних протеїнів у роботі нітрогеназного комплексу. Вперше показано, що формування пулу протеїнів у рослинній частині бульбочки не залежить від симбіотичних властивостей ризобій, що свідчить про однаковий перебіг фізіологічних процесів при формуванні симбіотичних систем мікроорганізмами з контрастними симбіотичними властивостями. Доведено, що при симбіотичній взаємодії фізіолого-біохімічні властивості мікросимбіонта визначають особливості функціонування окисно-відновних ферментів у коренях рослини-хазяїна: активність гваяколпероксидази пов’язана із вірулентністю мікросимбіонта, а аскорбатпероксидази – з інтенсивністю азотфіксації. Встановлений прямий зв’язок між активністю нітрогеназного комплексу і вмістом у бактероїдах поліпептидів із молекулярними масами 160, 120, 80 та 15 кДа дозволяє використовувати вказані протеїни як додаткові маркери ефективності симбіозу. Дослідження метаболізму вуглеводів та складу ліпополісахаридів ризобій сої із контрастними симбіотичними характеристиками в умовах ex planta в подальшому можуть бути використані як основа тест-системи для відбору активних штамів і Tn5-мутантів B. japonicum в умовах чистої культури.