Симбиотическая азотфиксация у небобовых растений

Активность (эффективность) клубеньковых бактерий – способность в симбиозе с бо­бовыми растениями ассимилировать N2. В почве могут быть штаммы клубеньковых бактерий эффективные, неэф­фективные и переходные между ними. Клу­беньки, образованные активными культурами, розовые. Цвет им придает пигмент – леггемоглобин.

СИМБИОТИЧЕСКАЯ ФИКСАЦИЯ N2 У БОБОВЫХ РАСТЕНИЙ

Выделенные М. Бейеринком (1888) из клубеньков бобо­вых растений бактерии относятся к роду Rhizobium. Эти Г^– неспорообразующие аэробные палочки, монотрихи или перитрихи. При старении теряют подвижность и переходят в состояние опоясанных палочек. При ста­рении образуют разветвленные грушевидные образования – бактероиды, усваивающие N₂.

Отдельные культуры Rhizobium характеризуются избиратель­ностью (специфичностью) по отношению к растению-хозяину. Способность клубенько­вых бактерий входить в контакт с корневой системой бобовых растений и затем проникать в ткани корня, размножаться там и вы­зывать образование клубеньков – вирулентность.

Процесс образования клубеньков на корнях бобо­вых растений:

1) Внедрение бактерий через корневые волоски.

2) Образование инфекционной нити.

3) Размножение клубеньковых бактерий в клетках коры и эпидермиса корня.

4) Образование клубенька.

5) Стадия опоясанных палочек.

6) Образование бактероидов, фиксирующих N₂.

7) Лизис бактероидов и отмирание клубеньков.

Клубеньки обнаружили также у 200 видов из 17 родов древесных, кустарниковых и травянистых растений разных систематических групп.

У древесной и кустарниковой растительности клубеньки образуются азотфиксирующими актиномицетами, а у травянистой – бактериями.

Клубеньки у покрытосеменных деревьев и кустарников – много­летние и крупные, коралловые сферические (у ольхи и облепихи) или с прорастающими через дольки клубенька корнями, направленными вверх (у восковника). Микроб-симбионт – азотфиксирующий аэробный актиномицет Frankia.

Симбиотическое образование актиномицетов с растениями – «актинориза.

Клубеньки могут быть и у злаковых, осоковых, лютиковых.

У ряда юж­ных растений (Pavetta и Psychotria) обнаружены листовые клубеньки, образованные Klebsiella rubacearum.

50-60% э пифитной (филлосферной) бактериальной микрофлоры – азотфиксирующие бактерии (Azotobacter, Klebsiella, Enterobacter и т. д.).

Фиксировать N₂ способны грибы (Rhizopogon roseolus), образующие эндотрофную микоризу.

ХИМИЗМ ФИКСАЦИИ МИКРООРГАНИЗМАМИ N₂

В клетках микроорганизмов фиксация N₂ идет по вос­становительному пути. Аэрация среды резко тормозит этот процесс.