MONOGRAFIE I ROZPRAWY NAUKOWE

INSTYTUT UPRAWY NAWOŻENIA I GLEBOZNAWSTWA
PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY
INSTITUTE OF SOIL SCIENCE AND PLANT CULTIVATION
STATE RESEARCH INSTITUTE
Maria J. Król
BAKTERIE ENDOFITYCZNE
MONOGRAFIE
I ROZPRAWY
NAUKOWE
24
PUŁAWY
2009
SPIS TREŚCI
1. WSTĘP.................................................................................................................7
1.1.Wydzieliny korzeniowe ..................................................................................8
2. IZOLACJA I ZRÓŻNICOWANIE BAKTERII ENDOFITYCZNYCH...............9
2.1. Właściwości bakterii endofitycznych ..........................................................12
2.2. Endofityczne diazotrofy ...............................................................................14
2.2.1. Acetobacter ..........................................................................................15
2.2.2. Azoarcus ..............................................................................................15
2.2.3. Azospirillum ..........................................................................................18
2.2.4. Burkholderia ..........................................................................................24
2.2.5. Gluconacetobacter .................................................................................29
2.2.6. Herbaspirillum .......................................................................................30
2.2.7. Pseudomonas .........................................................................................31
2.2.7.1. Pseudomonas stutzeri ...................................................................34
2.2.7.1.1. Wykorzystywanie różnych źródeł węgla podczas
wiązania azotu cząsteczkowego ......................................37
2.2.7.1.2. Wytwarzanie kwasów hydroksymasłowych
i alkanonianowych ...........................................................41
2.2.7.1.3. Mineralizacja związków fosforowych .............................42
2.2.7.1.4. Genetyczne determinanty enzymów zaangażowanych
w wykorzystywanie wielopierścieniowych
węglowodorów aromatycznych (WWA) jako substratu
pierwotnego podczas wiązania N2 ...................422.2.7.1.4.1
Wykorzystanie benzenu jako jedynego źródła węgla w
wiązaniu wolnego azotu ...................................................50
2.2.7.1.4.2. Wykorzystanie węglowodorów dwui trójpierścieniowych jako jedynego źródła
węgla w wiązaniu wolnego azotu ......................53
2.2.8. Endofityczne diazotrofy wyizolowane ze słodkich ziemniaków ...........57
2.2.9. Wiązanie azotu w parabrodawkach korzeni zbóż ..................................58
2.3. Endofity nieasocjacyjne beztlenowo wiążące N2 – rodzaj Clostridium .......62
3. BIOKONTROLA A ENDOFITY .......................................................................63
3.1. Wytwarzanie sideroforów przez bakterie ....................................................66
4. WYTWARZANIE FITOHORMONÓW ............................................................69
4.1. Auksyny .....................................................................................................70
4.2. Cytokininy....................................................................................................72
4.3. Gibereliny ....................................................................................................73
4.4. Brasinosteroidy ............................................................................................74
4.5. Kwas abscysynowy ......................................................................................75
4.6. Jasmonidy ....................................................................................................76
4.7. Etylen ...........................................................................................................76
5. ROLA ENDOFITÓW W DEGRADACJI ZWIĄZKÓW FENOLOWYCH ......77
5.1. Rozkład związków fenolowych przez bakterie endofityczne ......................79
5.2. Rozkład związków fenolowych przez bakterie z rodzaju Azospirillum ......80
5.3. Przemiany związków fenolowych a rola amoniakoliazy
L-fenyloalaninowej (PAL) w indukcji mechanizmów obronnych rośliny ...80
5.3.1. Amoniakoliaza fenyloalaniny ................................................................82
5.3.2. Mechanizm reakcji katalizowanej przez amoniakoliazę
fenyloalaniny .........................................................................................83
5.3.3. Inhibitory amoniakoliazy fenyloalaniny ................................................84
5.3.4. Oddziaływanie między amoniakoliazą fenyloalaniny a kwasem
2-amino-indano-2-fosfonowym (AIP)....................................................85
6. BAKTERIE ENDOFITYCZNE A FITOREMEDIACJA ...................................86
6.1. Naftofity – rośliny rosnące w środowisku zanieczyszczonym
substancjami ropopochodnymi ....................................................................87
7. LITERATURA ....................................................................................................88
STRESZCZENIE....................................................................................................122