Введение
1. Ризосфера как специфическая экохимическая среда обитания микроорганизмов (Обзор литературы) 13
1.1. Трофические и регуляторные процессы в ризосфере 16
1.1.1. Количество корневых экзометаболитов 17
1.1.2. Качественный состав корневых экзометаболитов 23
1.1.3. Зоны интенсивной экссудации на поверхности корня 29
1.1.4. Факторы, влияющие на уровень экссудации 30
1.1.5. Энергетическое потребности ризобактерий 35
1.1.6. Обмен регуляторными молекулами между
растениями и микроорганизмами 42
1.2. Микробиологическая экология ризосферы 53
1.2.1. Микробиологическая заселенность корневой
зоны 55
1.2.2. Состав ризосферной микрофлоры 60
1.2.3. Влияние растений и микроорганизмов на физико-химические условия в ризосфере 71
2. Влияние компонентов корневых экзометаболитов на рост микробных сообществ 78
2.1. Качественный состав и динамика корневых экзометаболитов различных видов растений 79
2.1.1. Материалы и методы 80
2.1.2. Томаты (Lycopersicon escidentum) 84
2.1.3. Пшеница (Triticum aestivam L.) 86
2.1.4. Райграс (Lolium midtiflonim) 91
2.1.5. Видовая специфичность состава экссудатов Сахаров и органических кислот 94
2.2. Рост ризобактерий на индивидуальных соединениях корневых экзометаболитов 101
2.2.1. Материалы и методы 101
2.2.2. Утилизация органических кислот и Сахаров 102
2.3. Формирование комплекса ризосферной микрофлоры в модельных условиях почвенного микрокосма 114
2.3.1. Материалы и методы 115
2.3.2. Влияние суммарного количества органического вещества 118
2.3.3. Влияние качественного состава корневых экзометаболитов 129
3. Значение взаимодействия ризобактерии с растениями для биологического контроля фитопатогенов 136
3.1. Механизмы защитного действия ризобактерии от фитопатогенов (Обзор литературы) 136
3.1.1. Конкурентные взаимоотношения с ризосферной микрофлорой и фитопатогенами за питательные вещества в почве 137
3.1.2. Синтез соединений, обладающих антибиотической активностью 145
3.2. Выделение и фенотипическая характеристика бактерий,
являющихся антагонистами к фитопатогенным грибам 151
3.2.1. Материалы и методы 152
3.2.2. Селекция ризобактерии и первичная оценка их антифунгальной активности 158
3.2.3. Колонизирующая активность изолятов 166
3.3. Роль трофических потребностей бактерий антагонистов в процессе колонизации ризосферы 172
3.3.1. Материалы и методы 173
3.3.2. Отсутствие корреляции между утилизацией Сахаров штаммами Pseudomonas и их колонизирующей способностью 175
3.4. Влияние условий роста ризобактерии на антифунгальную активность 183
3.4.1. Материалы и методы 184
3.4.2. Влияние состава среды на антифунгальную активность водорастворимых бактериальных метаболитов 186
3.4.3. Определение антифунгальных метаболитов в культуральной жидкости PGPR штаммов 193
3.4.4. Антифунгальная активность летучих бактериальных метаболитов 202
4. Рост и нитрогеназная активность диазотрофов при использование корневых экзометаболитов 210
4.1. Улучшение минерального питания и водного режима в ризосфере (Обзор литературы) 210
4.2. Кинетика колонизации корневой поверхности при интродукции ассоциативных бактерий 218
4.2.1. Материалы и методы 219
4.2.2. Колонизация стерильных корней 220
4.2.3. Колонизация корней в почвенных условиях 226
4.3. Влияние состава органического вещества на рост и уровень нитрогеназной активности 236
4.3.1. Материалы и методы 237
4.3.2. Индивидуальные компоненты водорастворимых корневых экссудатов 238
4.3.3. Летучие соединения прорастающих семян и корней 244
4.4. Влияние генотипа растений на рост и нитрогеназную активность корневых диазотрофов 249
4.4.1. Материалы и методы 250
4.4.2. Степень использования корневых экссудатов ассоциативными диазотрофами 251
4.4.3. Рост Azospirillum brasilense на корневых экзометаболитах пшеницы различной
плоидности 255
5. Гормональные взаимодействия между ризобактериями и растениями 264
5.1. Бактериальный синтез ауксинов в почве (Обзор литературы) 264
5.1.1. Синтез ауксинов ризосферными микроорганизмами 265
5.1.2. Действие экзогенных ауксинов на растение 268
5.2. Использование корневых экзометаболитов при биосинтезе ауксинов в ризосфере 273
5.2.1. Материалы и методы 274
5.2.2. Уровень синтеза индольных производных ризобактериями 279
5.2.3. Влияние триптофана корневых экзометаболитов 288
5.2.4. Фитостимулирующая активность PGPR штаммов 295
6. Имитационное моделирование роста и функционирования бактерий в ризосфере 309
6.1. Математическое моделирование процессов взаимодействия почвенных микроорганизмов и растений (Обзор литературы) 309
6.2. Имитационная модель динамики численности и активности ассоциативных диазотрофов в зоне корня 321
6.2.1. Биологический смысл 323
6.2.2. Математическое формулирование 327
6.2.3. Расчетные параметры модели 334
6.3. Исследование динамики популяций микроорганизмов в ризосфере 340
6.3.1. Расчет размера зоны ризосферы 341
6.3.2. Конкурентные взаимоотношения 347
Заключение 357
Выводы 366
Список литературы
