Микроорганизмы филлосферы

Поверхность растения, и главным образом поверхность листьев- филлосфера (гр. phyllon – лист, sphaire- шар), является местом обитания разнообразных микроорганизмов, которые определяют как эпифитные (гр. epi- на, phyton- растение).

Численность популяций бактерий филлосферы определяется доступностью влаги и питательных веществ, источником которых служат вымываемые водой из листа вещества, секреты и экссудаты растения.

Бактерии, развивающиеся в филлосфере, могут приносить растению пользу, выделяя стимуляторы роста; значительная часть этих бактерий способна к азотофиксации. Однако в составе микрофлоры филлосферы могут сохранятся и патогенные формы, до некоторых пор не вызывающие заболевания растения.

Типичным обитателем поверхности разнообразных растений является образующая желтый пигмент Erwinia herbicola.

Микроорганизмы ризосферы

Микроорганизмы находятся непосредственно и на поверхности корней и в почве, прилегающей к корням, - ризосфере (гр. rhiza- корень).

Число бактерий в ризосфере превышает их число в зоне почвы, удаленной от корней в десятки, а часто в сотни раз. Это так называемый ризосферный эффект.

Популяция многочисленных видов микроорганизмов ризосферы не являются собственно микрофлорой растения, однако они оказывают большое влияние на жизнедеятельность растения: бактерии ризосферы вырабатывают тиамин и ряд других витаминов, синтезируют ростовые вещества- гиббереллин и гетероауксин, разрушающие органические и минеральные соединения, способствуя повышению эффективности использования растением минеральных веществ почвы.

В ризосфере преобладают гетеротрофные грамотрицательные палочки.

Азотфиксация

Около 75% видов населяющих почву бактерий способны к азотофиксации.

Активная фиксация молекулярного азота происходит в образующихся при этом на корнях бобовых растений клубеньках.

Клубеньковые бактерии представляют собой грамотрицательные подвижные аэробные палочки; быстрорастущие формы относят к роду Rhizobium, медленнорастущие- Bradyrhizobium.

Первичные этапы взаимодействия клеток бактерий с корневой системой соответствующего растения включает аттракцию бактерий его корневыми выделениями

Существенное значение для взаимного узнавания бактерий и растения имеют лектины бобовых. Это - белки или гликопротеины, лишенные ферментативной активности, но способные к специфическому связыванию остатков сахаров.

Взаимоотношения с корнями клевера Rhizobium trifolii

Лучше других изучены взаимоотношения Rhizobium trifolii с корнями белого клевера. Клевер синтезирует лектин - трифолиин. Поверхности бактерий и клетки растений содержат сходные антигенные детерминанты, реагирующие с трифолиином. Лектин служит мостиком между ними. Соответствующие антигенные детерминанты содержит кислый капсульный полисахарид и (или) липолисахарид Rhizobium trifolii. Эти детерминанты обнаруживаются только на поверхности клеток бактерий, способных инфицировать растение.

Можно выделить две стадии прикрепления бактерий к корневым волоскам клевера.

Сначала бактерии располагаются на поверхности корневого волоска случайным образом, но через некоторое время большинство клеток ориентируются полярно. Клевер обладает ферментами, разрушающими бактериальные капсульные полисахаридов, препятствуя до некоторой степени их связыванию с трифолиином.

Бактерии, осевшие на корневом волоске, начинают синтезировать целлюлозные волокна, которые еще прочнее закрепляют их на поверхности корневого волоска.