Характеристика родов

Род Rhizobium – типовой штамм Rhizobium leguminosarum. Выделено четыре вида. Есть предложения о выделении еще трех видов дополнительно. Выделение видов основано на схожести нуклеотидных последовательностей рРНК малой субъединицы рибосомы^[3].

Род Bradyrhizobium – идентифицуруют два вида, являющиеся симбиотами сои. Есть предложение о выделении третьего вида. Представители рода выделяются из группы других симбиотов медленным ростом, способностью к подщелачиванию среды и отсутствием зоны свертывания на молоке с лакмусом^[3].

Род Agrobacterium – в настоящее время включает 11 видов и 13 геномов видов в составе комплекса Agrobacterium tumefaciens. Состав рода определен главным образом по результатам мультилокусного секвенирования генов домашнего хозяйства или сравнительного анализа полных геномов^[1].

Род Azorhizobium – представлен только одним видом – Azorhizobium caulinodans. Бактерии образуют клубеньки на стеблях Sesbania rostrata (растение семейства бобовых). Штаммы, выделенные из этих клубеньков способны к диазотрофному росту на безазотной среде. На основании данных о реассоцации ДНК-ДНК типовой вид может быть разделен на два геномных вида. Однако второй вид не получил до настоящего времени самостоятельного названия в связи с отсутствием четких фенотипических отличий^[3].

Род Phyllobacterrium – наименее изученный род семейства Rhizobiaceae. Бактерии рода выявлены на поверхности и в разрастаниях листьев некоторых тропических растений, и из корней сахарного тростника. Штаммы идентифицированы как Phyllobacterrium путем фенотипического анализа и электрофоретического анализа белков. Нуклеотидные последовательности рРНК малой субъединицы рибосомы у двух типовых видов сходны. Однако данные реассоциации ДНК отсутствуют, это затрудняет идентификацию видов. Эти последовательности гомологичны с родом Mesorhizobium. Это говорит о филогенетической близости обоих родов и необходимости доказательства, что род Phyllobacterrium является самостоятельной группой, отдельной от рода Mesorhizobium^[3].

Род Sinorhizobium – состоит из четырех признанных видов, быстрорастущих ризобий сои, выделенных в Китае и недавно предложенного вида, вступающего в симбиоз с многолетней и некоторыми однолетними видами люцерны^[3].

Род Mesorhizobium – выделено пять видов. Представители характеризуются быстрым ростом и продукцией кислоты. Из-за этого долгое время были включены в род Rhizobium. У двух видов жгутикование полярное или субполярное, что отличает от перетрихиального жгутикования других быстрорастущих ризобий. Бактерии этого рода растут медленнее, чем род Rhizobium, но быстрее чем бактерии рода Bradyrhizobium. По филогенетическим признакам род выделяется локализацией симбиотических генов в хромосоме, а не на плазмидах. Выделение рода подтверждено данными о гомологии ДНК и генов рРНК малой субъединицы рибосомы^[3].

Биология

Представители родов Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium являются свободно живущими гетеротрофами. Одновременно в их жизненном цикле присутствует стадия симбиотического взаимодействия с бобовыми растениями. Отмечается, что при высеве в почву новой бобовой культуры, специфичные штаммы бактерий-симбиотов немногочисленны и для обеспечения высокого уровня фиксации азота и увеличения урожайности требуется искусственная инокуляция. После нескольких лет выращивания определенной культуры бобовых, доля специфичных видов в почве возрастает без искусственной инокуляции^[3].

На развитие ризобий в почве влияют:

1. Вид бобового растения-хозяина^[3].
2. Кислотность почвы – установлено, что высокая кислотность отрицательно влияет на рост и выживание бактерий-симбиотов, ухудшает их прикрепление к корневым волоскам^[3].
3. Температура – виды, обитающие в умеренных широтах выживают при +4°C, но не растут. Виды, выделенные из арктических районов Канады нормально растут при +5°C. Основная масса начинает развиваться и фиксировать азот при +10°C–+12°C. Высокая температура вызывает гибель бактерий^[3].
4. Влажность – засушливые условия снижают численность популяций^[3].
5. Трофические факторы – бактерии-симбиоты требовательны в отношении ароматических веществ почвы. Отрицательно влияет на численность и разнообразие почвенных популяци видов семейства Ризобиалес внесение в почву сточных вод^[3].

Распространение

Семейство Ризобиалес (Rhizobiaceae) – широко распространено в почвах по всему миру^[1].

Значение

Бактерии семейства Ризобиалес (Rhizobiaceae), в симбиозе с растениями семейства бобовых, способствуют накоплению в почве биологического азота. Это снижает потребность в азотных удобрениях и улучшает качество почвы. Биологически фиксированный азот связывается с органическим веществом почвы. Это делает его менее доступным для физико-химической трансформации^[1][3].

Увеличение биологического азота в почве за счет использования бактерий-симбиотов позволяет успешно реализовывать один из основных направлений устойчивого земледелия – контроль за циркуляцией азотных соединений в экосистемах^[1][3].