Симбиотические взаимодействия микроорганизмов и растений
Курсовой проект - Биология
Другие курсовые по предмету Биология
уровень взаимодействий по отношению к микроорганизмам трудно отделим от популяционного уровня. В микробно-растительных взаимодействиях имеет место и уровень сообществ, который наиболее сложен.
Проблему микробно-растительных взаимодействий можно рассматривать и с практической стороны, что имеет место в специальных курсах, посвящённых фитопатологии конкретных групп растений, защите растений, их продуктивности и др.
Можно говорить о продолжении взаимодействия микроорганизмов и растений после отмирания одного из компонентов. При отмирании растения происходит его разрушение и утилизация микроорганизмами, как и наоборот.
2. Роль микроорганизмов в жизни растений
Микроорганизмы в жизни растений выполняют функцию средообразования и общего питания. Они осуществляют разложение и минерализацию растительных остатков и органического вещества в целом, высвобождая и возвращая в почву минеральные элементы, необходимые для роста растений, а в атмосферу - CO2 некоторые другие газы. Микроорганизмы продуцируют стимуляторы роста и токсические для растения вещества и др. Микроорганизмы фактически создают почву.
Бактерии играют ключевую роль в обеспечении экосистем азотом. Активными и наиболее изученными азотфиксаторами являются симбиотические азотфиксирующие бактерии, особенно представители рода Rhizobium, Bradyrhizobium и Azospirillum. Существенную роль микроорганизмы, а именно грибы, играют и в обеспечении растений фосфором. Грибами обрастают корни растений с образованием микоризы. Ризосферные микроорганизмы могут оказывать и прямое защитное действие одних растений относительно других.
Существуют бактерии - стимуляторы роста. Это, например, некоторые штаммы бактерий рода Pseudomonas, которые защищают растения от заморозков, предотвращая кристаллообразование на наземных частях растения при кратковременном резком понижении температуры. Представители рода Bacillus, Agrobacterium и Pseudomonas являются поставщиками биоконтролирующих агентов.
Микроорганизмы оказывают на растения и много негативных воздействий. Кроме прямого паразитизма микроорганизмов на растениях имеют место и опосредованные негативные воздействия, например создание микроорганизмами анаэробиоза в переувлажнённых почвах. Если такие почвы богаты к тому же органическим веществом, то иногда имеет место массовое развитие сульфатредуцирующих бактерий, один из продуктов метаболизма которых - сероводород, крайне ядовитый для всего живого.
3. Роль растений в жизни микроорганизмов
Растения являются источниками питания для микроорганизмов, в первую очередь для гетеротрофных организмов, и для аэробных, и для анаэробных.
Микроорганизмы используют растения в качестве источника питания как пассивно, так и активно, паразитируя на них и часто приводя к гибели, т.е. растения, являются также частично и средой обитания для микроорганизмов. Растения оказывают какое-то селектирующее влияние на окружающее его и находящееся на нём микробное сообщество.
Растения осуществляют физическую защиту микроорганизмов, а также участвуют в их распространении. Во время роста растений имеет место физический перенос микроорганизмов как вглубь почвы, так и на поверхность, в надпочвенное пространство, и, следовательно, служат переносчиками (векторами) для микроорганизмов. При поедании растений животными разного уровня организации микроорганизмы попадают в желудочно-кишечный тракт этих животных. Часть микроорганизмов погибает, а часть с экскрементами опять попадает на поверхность растений и почву. Поэтому можно говорить о цикле микроорганизмов, где растения исполняют роль и переносчиков, и субстратов одновременно.
4. Микробно-растительные взаимодействия при росте и развитии растений
Логично начать с прорастания семян в почве. Однако семена растений, попадающие в почву, уже заселены микроорганизмами, т. е. микробно-растительные отношения начинаются гораздо раньше. Очень часто микроорганизмы уже находятся внутри созревшего семени. Потенциально семя растения может нести на (в) себе бактериальные клетки, их эндоспоры или цисты, конидиеспоры и / или обрывки гиф актиномицетов, обрывки мицелия грибов, цисты простейших, а также яйца нематод и вирусы. Численность микроорганизмов варьирует и зависит от географических и климатических факторов и др. Важную роль в контаминации поверхности семян, способности удерживаться на их поверхности играют такие характеристики микроорганизмов, как размеры и морфология, структура поверхности клеток, способность к длительному выживанию при обезвоживании, при воздействии света и т.д.
На поверхности и в покровах, а также в тканях разных семян можно обнаружить бактерии, принадлежащие к родам Agrobacterium (рис. 1,а), Arthrobacter, Bacillus, Burkholderia, Clavibacter, Clostridium (рис. 1,б), Curtobacterium, Erwinia, Pseudomonas (рис. 1,в), Rhizobacter, Rhizomonas, Streptomyces, Xanthomonas и др., Грибы родов: Acremonium, Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Fusarium, Gibberella, Penicillium, Perenospora, Phoma, Phitophthora, Ustilago, Verticillium и др.
Рис. 1, а - Выросты на стебле растения - результат развития Agrobacterium tumefasciens
Рис. 1, б - Клетки Clostridium pasteurianum со спорами. Увел. X 3500 (по В.И. Дуде)
Рис. 1, в - Pseudomonas fluorescens
В семени растений, даже находящихся в состоянии глубокого покоя, протекают процессы метаболизма и, следовательно, происходят обменные процессы с окружающей средой.
При попадании в благоприятные условия влажности и температуры семя растения набухает и прорастает. При этом происходят соответствующие Молекулярно-ген?/p>