Автор статьи

Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.

Симбиоз клубеньковых бактерий и бобовых растений: особенности и видовая специфика клубеньковых бактерий и их взаимодействие с растениями-хозяевами

Содержание:

Симбиоз клубеньковых бактерий и бобовых растений

Особенности клубеньковых бактерий

Клубеньковые бактерии впервые были обнаружены в 1888 году ученым М. Бейеринком. Он выделил азотфиксирующие симбиотические микроорганизмы из корневых клубеньков бобовых растений. Особенность этих бактерий в том, что они благоприятствуют формированию клубеньков, в которых фиксируется атмосферный азот.

Это взаимовыгодный союз, так как бактерии потребляют органические соединения в клубеньках, а растению доступны связанные соединения азота. Эти взаимоотношения называются симбиотическими.

Замечание 1

Все клубеньковые бактерии, которые поражают корневую систему бобовых различаются. При этом, они рассматриваются как родственные.

Клубеньковые бактерии характеризуются:

  • подвижностью;
  • наличием монотрихий или перитрихий;
  • размерами палочки — от короткой до средней. В цифрах это 0,5-0,9 мкм ширины и 1-3 мкм длины;
  • такие бактерии являются грамотрицательными, аэробами и не спорообразующими организмами.

Клубеньковые бактерии питаются:

  • различными углеводами;
  • полисахаридами (гликоген, декстрин);
  • многоатомными спиртами;
  • органическими кислотами;
  • фосфором;
  • кальцием;
  • калием;
  • соединениями железа и др.

Отдельные виды бактерий при усвоении углеводов могут образовывать кислоты.

Микроорганизмы часто сами синтезируют некоторые витамины, такие как тиамин, рибофлавин и цианокобаламин, а также вещества роста — гетероауксин, гиббереллины, цитокинины.

Видовая специфика клубеньковых бактерий

Клубеньковые бактерии формируют симбиотические связи с растениями, принадлежащими семейству Leguminosae.

Клубеньковые бактерии отличаются видовой спецификой в зависимости от того, кто является их растением-хозяином. Отдельный вид бактерий образует клубеньки на одном или нескольких видах бобовых растений:

  • Rhizobium phaseoli — фасоль;
  • Rhizobium leguminosarum — вика, горох, чечевица, кормовые бобы;
  • Bradyrhizobium lupine — люпин;
  • Bradyrhizobium — маш, арахис, вигна и т. д.

Специфичность клубеньковых бактерий — явление не до конца изученное. Многие считают, что бактерии начинают взаимодействовать с корневой системой растения в результате привлечения клеток микроорганизмов при помощи корневых выделений.

Замечание 2

Подвижные бактерии, характеризующиеся хемотаксисом, заражают растения быстрее.

Растения преимущественно заражаются через молодые корневые волоски.

В бобовых растениях содержатся белки или гликопротеины (лектины), которые специфичным образом связывают полисахариды. Последние выполняют функцию распознавания.

С помощью взаимодействия поверхностных полисахаридов бактерий и лектинов корней бобового растения можно определить, может ли произойти инфицирование корневого волоска этим видом клубеньковых бактерий.

Как взаимодействуют бактерии и растения-хозяева

Клубеньковые бактерии проникают в корневые волоски бобовых растений разными способами:

  • через верхушку корневого волоска;
  • в месте около его конца;
  • через щели, которое расположены в основаниях боковых ответвлений корня.

Понять, что растение инфицировано, можно по специфическим изменениям формы корневых волосков: их изгиб похож на форму ручки зонтика.

То, насколько корневой волосок искривляется, зависит от:

  • вида бобового растения;
  • места проникновения бактерий;
  • активности штамма клубеньковых бактерий.

Место проникновения бактерий характеризуется разрыхлением клеточной стенки волоска, которое происходит под действием гидролитических ферментов бактерий.

Бактерии формируют инфекционную нить: это гифообразная слизистая масса. Движение нити происходит в направлении клеток эпидермиса и основания волоска, а далее — в паренхиму через клетки коры.

Замечание 3

Внедрившись в клетки растений, инфекционная нить покрывается целлюлозной оболочкой.

Бактерии могут размножаться исключительно в тетраплоидных клетках коры. За редким исключением — в клетках эпидермиса корня.

Происходит интенсивное деление инфицированной клетки и незараженных клеток. Как результат — образуется клубенек.

Навигация по статьям

Выполненные работы по биологии
  • Биология

    Почему биотехнологияэто наука будущегоБиология

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      16 февраля 2024 г.

    • Стоимость:

      800 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Генетические заболевания

    • Вид работы:

      Проектная работа

    • Выполнена:

      15 февраля 2024 г.

    • Стоимость:

      2 800 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Характеристика первичной вторичной и третичной структуры молекулы ДНК Упаковка ДНК в хромосоме

    • Вид работы:

      Дистанционный экзамен, онлайн-тест

    • Выполнена:

      14 февраля 2024 г.

    • Стоимость:

      800 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    происхождение жизни на земле

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      11 февраля 2024 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    тема к примеру Редкие и исчезающие виды птиц

    • Вид работы:

      Школьный проект

    • Выполнена:

      6 февраля 2024 г.

    • Стоимость:

      2 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Биология

    Влияние домашних животных на психоэмоциональное состояние человека

    • Вид работы:

      Повышение уникальности

    • Выполнена:

      5 февраля 2024 г.

    • Стоимость:

      2 500 руб

    Заказать такую же работу