ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

17. ФІКСАЦІЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО АЗОТУ

17.1. ФІКСАЦІЯ АЗОТУ СИМБІОТИЧНИМИ (БУЛЬБОЧКОВИМИ) БАКТЕРІЯМИ

Бактерії, які спричиняють утворення бульбочок у бобових рослин (бульбочкові бактерії) належать до роду Rhizobium (Sinorhіzobium). За специфічністю щодо рослини-хазяїна розрізняють кілька видів бульбочкових бактерій: Rhizobium legumlnosarum, Rhizobium meliloti, Rhizobium trifolii. Rhizobium lupini та ін. Зараження рослини відбувається тільки через молоді кореневі волоски (Малюнок). Бактерії укорінюються на самому кінчику волоска і ростуть у формі інфекційної нитки до його основи. Потім такі нитки, одягнуті в целюлозну оболонку, проникають крізь тонкі стінки молодих клітин епідермісу в кору кореня і розростаються, утворюючи бульбочки. Бактерії в бульбочках досить швидко розмножуються і утворюють клітини неправильної форми — бактероїди. Молекулярний азот здатні фіксувати тільки бульбочки, які містять пігмент леггемоглобін. Це пігмент, схожий на гемоглобін; вій має високу спорідненість з киснем. Можна вважати, що леггемоглобін полегшує дифузію кисню через клітину рослини до бактероїда.

В основі специфічності симбіозу Rhizobium з рослинами лежить взаємодія лектинів бобових рослин і полісахаридів ризобій. При такому симбіозі рослина забезпечує бактерії поживними речовинами (цукрами) і створює для них оптимальні умови.

У деяких небобоних рослин також с кореневі бульбочки, здатні фіксувати азот. У цьому разі фіксація азоту основана на симбіозі з прокаріотами — актиноміцетами роду Franckia. Слід зазначити, що і ціанобактерії також можуть бути партнерами, що фіксують азот, у симбіозі з вищими роезинями.

Симбіотична фіксація азоту в кореневих бульбочках бобових рослин:

А — корінь гороху з бульбочками; Б - бульбочки у розрізі; В — рослинна клітина, заповнена бактеріями Whiiobtum), у розрізі; Г — бактероїди (бактерії у клітинах набувають незвичної форми); Д — вторгнення бактерій через кінчики кореневих волосків і ріст інфекційних ниток