Только структурные гены нитрогеназы, но и гены, ответственные за разви-

Тие корневых клубеньков в определенных видах бобовых растений. Био-

Химические характеристики нитрогеназы разных азотфиксаторов сходны.

Это свидетельствует о гомологичности генов, кодирующих их синтез. Го-

Мология структуры ДНК явилась предпосылкой для клонирования nif194

Генов с целью локализации их у новых диазотрофов. Конструирование

Самопереносящихся плазмид, несущих гены азотфиксации, позволило пе-

редать диазотрофность нефиксирующим азот видам: E. coli, Salmonella

Typhimurium, Erwinia herbicola, Ps. fluorescens; без получения экспрессии

nif-гены были клонированы также в дрожжах (рис.6.1).

Хромосомы Хромосомная ДНК

Гены nif

Соединение

Интеграция Интеграция

Соединение

Расщепление Расщепление

Гены nif

Клетка

Дрожжей

Клетка

Дрожжей

Плазмида

Дрожжей

Плазмиды

E. coli

Гибридная

Плазмида

E. coli

Гибридная

Плазмида

Дрожжей

Klebsiella

Pheumoniae

Escherichia

Coli

Рис. 6.1. Гены азотфиксации были встроены в геном дрожжей: на первом этапе получают гиб-

ридные плазмиды слиянием плазмидиз E.coli и дрожжевой клетки, на втором – выделяют nif-

Гены из Klebsiella pneumoniae и встраивают их во вторую плазмиды из E.coli, которую вне-

Дряют в хромосому дрожжей (по У. Бриллу, 1991).

Перенос более простых группировок генов, по сравнению с целой nif-

Областью, осуществим на основе вирусных векторов, например, вируса

Мозаики цветной капусты. При переносе nif-генов ______в растения возникают

Огромные, пока непреодолимые трудности, связанные не только с собст-

Венно переносом генов, но регуляцией их экспрессии. Однако разработан-

Ные к настоящему времени методы клонирования и рекомбинации нук-

Леиновых кислот создали предпосылки для переноса генов азотфиксации в

Клетки растений и получения их экспрессии. При переносе генов азотфик-

Сации в высшие растения, помимо трудностей генетического характера,

Имеются и другие. Не изучена регуляция взаимосвязи генов фиксации азо-

Та с генами, ответственными за синтез переносчиков электронов и кофак-

Торов, необходимых для функционирования нитрогеназы. Последняя

Должна быть защищена от ингибирующего воздействия кислорода.

Необходимы также интенсивные исследования генетики растений для

подбора эффективных растений – хозяев, а также исследования, направ-

Ленные на модификацию генома микроорганизмов для получения орга-

Низмов, способных существовать в симбиозе не только с бобовыми расте-

Ниями (например, хлебными злаками).

Фундаментальные исследования по переносу генов азотфиксации в

Высшие растения, по-видимому, приведут к многообещающим открытиям

И коренному перевороту практики азотного питания растений.

Снабжение растений фосфатами

Фосфатные ионы в почве, как известно, не очень подвижны, поэтому

Вокруг корневой зоны растений часто возникает дефицит фосфора. Вези-

Кулярно-арбускулярная микориза (ВА) играет существенную роль в

Плодородии почвы, так как способствует поглощению растениями фосфа-

Тов из почвы. Эндо- и экзомикоризы представляют собой особые структу-

Ры, формирующиеся внутри или вокруг мелких корешков растений в ре-

Зультате заражения почвенными непатогенными грибами.

Возникающие симбиотические отношения между грибами и растения-

Ми, выгодные растению-хозяину. Микориза ВА, образуемая грибом-

Фикомицетом из семейства Endogonaceae, встречается довольно часто в

Большинстве почв практически всех климатических зон. Эта микориза

Присуща большей части покрытосемянных, многим голосемянным, а так-

Же некоторым папоротникам и печеночникам. Микориза ВА найдена у

Большинства важнейших видов культурных растений. Гифы микоризы,

Вырастающие из мицелия и распространяющиеся далеко за пределы кор-

Невой системы, переносят фосфат-ионы из зон их присутствия в клетки