Paleontologik dalillar shuni ko'rsatadiki, Eucaesalpinioideae guruhiga mansub ba'zi o'simliklar nodullari bo'lgan eng qadimgi dukkaklilar edi.

Dukkakli o'simliklarning zamonaviy turlarida Papilionaceae oilasining ko'plab a'zolarining ildizlarida nodullar topilgan.

Caesalpiniaceae, Mimosaceae kabi oilalarning filogenetik jihatdan ibtidoiy vakillari ko'p hollarda tugun hosil qilmaydi.

Dukkakli o'simliklarning 13000 turidan (550 avlod) tugunlarning mavjudligi hozirgacha faqat 1300 ga yaqin turda (243 avlod) aniqlangan. Bu, birinchi navbatda, qishloq xo'jaligida ishlatiladigan o'simlik turlarini o'z ichiga oladi (200 dan ortiq).

Tugunlarni hosil qilgandan so'ng, dukkaklilar atmosfera azotini o'zlashtirish qobiliyatiga ega bo'ladilar. Biroq, ular azotning bog'langan shakllari - ammoniy tuzlari va azot kislotasi bilan oziqlanishga qodir. Faqat bitta o'simlik, Hedysarum coronarium, faqat molekulyar azotni o'zlashtiradi. Shuning uchun tabiatda nodullarsiz bu o'simlik paydo bo'lmaydi.

Tugun bakteriyalar dukkakli o'simlikni havodan mahkamlangan azot bilan ta'minlaydi. O'simliklar, o'z navbatida, bakteriyalarni o'sishi va rivojlanishi uchun zarur bo'lgan uglevod almashinuvi mahsulotlari va mineral tuzlar bilan ta'minlaydi.

1866-yilda mashhur botanik va tuproqshunos M.S.Voronin dukkakli oʻsimliklar ildizidagi tugunlarda eng kichik “tanalar”ni koʻrgan. Voronin o'sha davr uchun dadil taxminlarni ilgari surdi: u tugunlarning paydo bo'lishini bakteriyalarning faolligi bilan bog'ladi va ildiz to'qimasi hujayralarining bo'linishini o'simlikning ildizga kirgan bakteriyalarga reaktsiyasi bilan bog'ladi.

20 yil o'tgach, golland olimi Beyjerin no'xat, vetch, chinni, loviya, seradella va lolipopning tugunlaridan bakteriyalarni ajratib oldi va ularning xususiyatlarini o'rganib, o'simliklarni yuqtirish va tugunlar paydo bo'lishiga sabab bo'lish qobiliyatini tekshirdi. U bu mikroorganizmlarga Bacillus radicicola deb nom berdi. Spora hosil qiluvchi bakteriyalar Bacillus turkumiga mansub bo‘lib, tugunli bakteriyalarda bu qobiliyat yo‘qligi sababli A.Prajmovskiy ularni Bacterium radicicola deb o‘zgartirdi. B. Frank tugun bakteriyalarining yanada muvaffaqiyatli umumiy nomini taklif qildi - Rhizobium (yunoncha rhizo - ildiz, bio - hayot; ildizlardagi hayotdan). Bu nom ildiz otgan va hozirgacha adabiyotda qo'llaniladi.

Tugunli bakteriyalarning bir turini belgilash uchun Rhizobium umumiy nomiga ular tugunlaridan ajratib olingan va tugun hosil qilishi mumkin bo'lgan o'simlik turlarining lotincha nomiga mos keladigan atama qo'shish odatiy holdir. Masalan, Rhizobium trifolii - yonca tugun bakteriyalari, Rhizobium lupini - lupin tugunchasi bakteriyalari va boshqalar. Tugun bakteriyalari turli xil dukkakli o'simliklarning ildizlarida tugun hosil qila oladigan, ya'ni o'zaro infektsiya deb ataladigan holatlarga olib keladigan hollarda, tur nomi xuddi jamoaviy - bu "o'zaro yuqtirish" qobiliyatini aniq aks ettiradi. Masalan, Rhizobium leguminosarum - no'xat (Pisum), yasmiq (Lens), saflar (Lathyrus) ning nodul bakteriyalari.

Tugun bakteriyalarining morfologiyasi va fiziologiyasi. Tugun bakteriyalari hayratlanarli xilma-xil shakllar bilan ajralib turadi - polimorfizm. Ko'pgina tadqiqotchilar laboratoriya sharoitida va tuproqda sof kulturada tugun bakteriyalarini o'rganishda bunga e'tibor qaratdilar. Tugunli bakteriyalar novdasimon va ovalsimon bo'lishi mumkin. Bu bakteriyalar orasida filtrlanadigan shakllar, L-shakllar, kokkoid harakatsiz va harakatchan organizmlar ham mavjud.

Ozuqa muhitida sof kulturadagi yosh tugun bakteriyalari odatda tayoqsimon shaklga ega (143, 2, 3-rasm), tayoqchalarning kattaligi taxminan 0,5-0,9 X 1,2-3,0 mkm, harakatchan, boʻlinish yoʻli bilan koʻpayadi. Yoncaning tugun bakteriyalarining tayoqcha shaklidagi hujayralarida bog'lanish orqali bo'linish kuzatiladi. Yoshi bilan novda shaklidagi hujayralar tomurcuklanmaga o'tishi mumkin. Gramga ko'ra, hujayralar manfiy bo'yashadi, ularning o'ta nozik tuzilishi grammusbat bakteriyalarga xosdir (143-rasm, 4).

Qarish bilan tugun bakteriyalari o'z harakatchanligini yo'qotadi va belbog'li tayoqchalar deb ataladigan holatga o'tadi. Ular bu nomni hujayralardagi protoplazmaning zich va bo'sh bo'laklarining almashinishi tufayli oldilar. Anilin bo'yoqlari bilan ishlov berilgandan so'ng, yorug'lik mikroskopida ko'rilganda, hujayralarning chizig'i yaxshi aniqlanadi. Protoplazmaning zich bo'laklari (kamar) ular orasidagi bo'shliqlarga qaraganda yomonroq bo'yalgan. Lyuminestsent mikroskopda chiziqlar och yashil rangda, ular orasidagi bo'shliqlar porlamaydi va qorong'i ko'rinadi (143-rasm, 1). Kamarlar qafasning o'rtasida yoki uchlarida joylashgan bo'lishi mumkin. Hujayralarning zonalanishi elektron difraksiya naqshlarida ham ko'rinadi, agar preparatni ko'rishdan oldin kontrast moddalar bilan ishlov berilmasa (143-rasm, 3). Ehtimol, yoshi bilan bakterial hujayra rangni sezmaydigan yog'li qo'shimchalar bilan to'ldiriladi va buning natijasida hujayraning chiziqli bo'lishiga olib keladi. “Kamerli tayoqchalar” bosqichi bakterioidlar – tartibsiz shaklli hujayralar: quyuqlashgan, shoxlangan, sharsimon, noksimon va kolbasimon shakllanish bosqichidan oldin bo‘ladi (144-rasm). "Bakteroidlar" atamasi adabiyotga 1885 yilda J. Brunhorst tomonidan kiritilgan bo'lib, uni tugun to'qimalarida topilgan tayoqcha shaklidagi bakteriya hujayralaridan ancha katta bo'lgan noodatiy shakldagi shakllanishlarga nisbatan qo'llagan.

,

Bakteroidlar ko'proq volutin granulalarini o'z ichiga oladi va novda shaklidagi hujayralarga qaraganda glikogen va yog'ning yuqori miqdori bilan tavsiflanadi. Sun'iy oziq muhitlarda o'sadigan va tugunli to'qimalarda hosil bo'lgan bakterioidlar fiziologik jihatdan bir xil turdagi. Bakteroidlar to'liq bo'linmagan bo'linish jarayoniga ega bo'lgan bakteriyalar shakllari deb ishoniladi. Tugunli bakteriyalarning hujayra bo'linishi to'liq bo'lmaganda, bakterioidlarning dixotomiyali shoxlangan shakllari paydo bo'ladi. Bakteroidlar soni madaniyatning qarishi bilan ortadi; ularning paydo bo'lishi ozuqa muhitining kamayishi, metabolik mahsulotlarning to'planishi va muhitga alkaloidlarning kiritilishi bilan osonlashadi.

Tugunli bakteriyalarning eski (ikki oylik) kulturalarida elektron mikroskop yordamida ko'plab hujayralardagi aniq belgilangan sharsimon shakllanishlarni aniqlash mumkin (145-rasm) - artrosporlar. Ularning hujayralardagi soni 1 dan 5 gacha o'zgarib turadi.

Har xil turdagi dukkakli o'simliklarning tugunli bakteriyalari ozuqa muhitida har xil tezlikda o'sadi. Tez oʻsuvchi bakteriyalarga noʻxat, beda, beda, em-xashak loviyalari, vetch, yasmiq, chinni, shirin yonca, loviya, loviya, nohut, qush oyogʻi rizobiyasi; sekin o'sadigan - lyupin, soya, yeryong'oq, seradella, mos loviya, sigir, esfort, gorse nodul bakteriyalariga. Tez o'sadigan madaniyatlarning to'liq shakllangan koloniyalarini inkubatsiyaning 3-4-kunlarida, sekin o'sadigan madaniyatlarning koloniyalarini - 7-8-da olish mumkin.

Tez o'sadigan tugunli bakteriyalar flagellaning peritrikli joylashuvi bilan tavsiflanadi, sekin o'sadigan bakteriyalar esa monotrixialdir (42-jadval, 1-5).

Suyuq muhitda o'stirilganda tugunli bakteriyalar hujayralarida flagelladan tashqari filamentli va munchoqsimon o'simtalar hosil bo'ladi (42, 43-jadvallar). Ularning uzunligi 8-10 mikronga etadi. Ular odatda hujayra yuzasida peritrixial tarzda joylashgan bo'lib, ular har bir hujayrada 4 dan 10 gacha yoki undan ko'pni o'z ichiga oladi.

,

Tez o'sadigan ildiz tugunlari bakteriyalarining koloniyalari pishirilgan sutning rangi, ko'pincha shaffof, shilimshiq, qirralari silliq, o'rtacha qavariq va agar muhit yuzasida o'sadi. Sekin o'sadigan bakteriyalar koloniyalari ko'proq qavariq, kichik, quruq, zich va, qoida tariqasida, muhit yuzasida o'smaydi. Tugunli bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan shilimshiq polisakkarid tipidagi murakkab birikma bo'lib, geksozalar, pentozalar va uron kislotalarini o'z ichiga oladi.

Tugunli bakteriyalar mikroaerofildir (ular atrof-muhitda oz miqdordagi kislorod bilan rivojlanadi), ammo ular aerob sharoitlarni afzal ko'radilar.

Tugunli bakteriyalar ozuqa muhitida uglerod manbai sifatida uglevodlar va organik kislotalardan, azot manbai sifatida esa turli mineral va organik azotli birikmalardan foydalanadi. Tarkibida azot boʻlgan moddalar koʻp boʻlgan muhitda oʻstirilganda tugun bakteriyalari oʻsimlikka kirib, tugun hosil qilish qobiliyatini yoʻqotishi mumkin. Shuning uchun tugun bakteriyalari odatda o'simlik ekstraktlarida (loviya, no'xat bulonlari) yoki tuproq ekstraktlarida o'stiriladi. Rivojlanish uchun zarur bo'lgan fosfor mineral va organik fosfor o'z ichiga olgan birikmalardan nodul bakteriyalar tomonidan olinishi mumkin; mineral birikmalar kaltsiy, kaliy va boshqa mineral elementlarning manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Tugunli bakteriyalarni tugunlardan yoki to'g'ridan-to'g'ri tuproqdan ajratib olishda begona saprofit mikroflorani bostirish uchun kristalli binafsha, tanin yoki antibiotiklar qo'shilgan ozuqa vositalari tavsiya etiladi.

Tugun bakteriyalarining ko'p madaniyatlarini rivojlanishi uchun 24-26 ° oralig'ida optimal harorat talab qilinadi. 0 ° va 37 ° C da o'sish to'xtaydi. Odatda tugun bakteriyalarining madaniyati laboratoriya sharoitida past haroratlarda (2-4 ° C) saqlanadi.

Tugun bakteriyalarning ko'p turlari B vitaminlarini, shuningdek, geteroauxin (-indoleasetik kislota) kabi o'sish moddalarini sintez qilishga qodir.

Barcha tugun bakteriyalari muhitning ishqoriy reaktsiyasiga (pH = 8,0) taxminan bir xil darajada chidamli, ammo kislotaliga nisbatan sezgir emas.

Tugun bakteriyalarining o'ziga xosligi, virulentligi, raqobatbardoshligi va faolligi.

tushuncha o'ziga xoslik tugun bakteriyalari - kollektiv. Bu bakteriyalarning o'simliklarda tugun hosil qilish qobiliyatini tavsiflaydi. Agar biz umuman tugun bakteriyalari haqida gapiradigan bo'lsak, unda ular uchun faqat dukkakli o'simliklar guruhida tugunlarning shakllanishi allaqachon o'ziga xosdir - ular dukkakli o'simliklar uchun selektivlikka ega.

Ammo, agar tugunchali bakteriyalarning alohida kulturalarini hisobga oladigan bo‘lsak, ular orasida dukkakli o‘simliklarning ma’lum, ba’zan kattaroq, ba’zan kichikroq guruhinigina yuqtirishga qodir bo‘lganlari va shu ma’noda tugun bakteriyalarining o‘ziga xosligi borligi ma’lum bo‘ladi. mezbon o'simlikka nisbatan tanlab olish qobiliyatidir. Tugun bakteriyalarining o'ziga xosligi tor bo'lishi mumkin (yonda tugun bakteriyasi faqat bir guruh yoncalarni yuqtiradi - tur o'ziga xosligi va lyupin tugun bakteriyalari hatto nav o'ziga xosligi bilan ajralib turishi mumkin - faqat alkaloid yoki alkaloidsiz lyupin navlarini yuqtiradi). Keng o'ziga xoslik bilan no'xat nodul bakteriyalari no'xat, chin va loviya o'simliklarini yuqtirishi mumkin, no'xat va loviya nodullari bakteriyalari no'xat o'simliklarini yuqtirishi mumkin, ya'ni ularning barchasi "o'zaro infektsiya" qobiliyati bilan tavsiflanadi. Tugunli bakteriyalarning o'ziga xosligi ularning tasnifi asosida yotadi.

Tugunli bakteriyalarning o'ziga xosligi ularning bir o'simlikka yoki ularning bir guruhiga uzoq vaqt moslashishi va bu xususiyatning genetik o'tishi natijasida paydo bo'lgan. Shu munosabat bilan, tugun bakteriyalarining o'zaro infektsiya guruhidagi o'simliklarga turli xil moslashuvi ham mavjud. Shunday qilib, beda nodul bakteriyalari shirin yoncada tugun hosil qilishi mumkin. Shunga qaramay, ular bedaga, shirin yonca bakteriyalari esa shirin yoncaga ko'proq moslashgan.

Dukkakli o'simliklarning ildiz tizimini tugun bakteriyalari bilan yuqtirish jarayonida katta ahamiyatga ega virulentlik mikroorganizmlar. Agar o'ziga xoslik bakteriyalarning ta'sir spektrini aniqlasa, tugunli bakteriyalarning virulentligi ularning ushbu spektrdagi ta'sir faolligini tavsiflaydi. Virulentlik deganda tugun bakteriyalarining ildiz toʻqimalariga kirib borishi, u yerda koʻpayishi va tugunlar hosil boʻlishiga olib kelishi tushuniladi.

Muhim rol nafaqat o'simlikning ildizlariga kirib borish qobiliyati, balki bu kirib borish tezligi bilan ham o'ynaydi.

Tugun bakteriyalari shtammining virulentligini aniqlash uchun uning tugunlar hosil bo'lishiga sabab bo'lish qobiliyatini aniqlash kerak. Har qanday shtammning virulentligi mezoni tugunlarning shakllanishi bilan yakunlanadigan boshqa shtammlarga nisbatan ildizlarning kuchliroq infektsiyasini ta'minlaydigan minimal bakteriyalar soni bo'lishi mumkin.

Tuproqda, boshqa shtammlar mavjud bo'lganda, ko'proq virulent shtamm har doim ham birinchi navbatda o'simlikni yuqtirmaydi. Bunday holda, e'tiborga olish kerak raqobat qobiliyati, bu ko'pincha tabiiy sharoitlarda virulentlik xususiyatini niqoblaydi.

Virulent shtammlar ham raqobatbardoshlikka ega bo'lishi kerak, ya'ni ular nafaqat mahalliy saprofit mikroflora vakillari bilan, balki tugun bakteriyalarining boshqa shtammlari bilan ham muvaffaqiyatli raqobatlasha oladi. Shtammning raqobatbardoshligining ko'rsatkichi - bu o'simlik ildizlaridagi tugunlarning umumiy soniga nisbatan foiz sifatida u tomonidan hosil qilingan tugunlar soni.

Tugunli bakteriyalarning muhim xususiyati ularning faoliyat(samaradorlik), ya'ni dukkakli o'simliklar bilan simbiozda molekulyar azotni assimilyatsiya qilish va undagi mezbon o'simlikning ehtiyojlarini qondirish qobiliyati. Dukkaklilar hosildorligining oshishiga tugun bakteriyalari qay darajada hissa qo'shishiga qarab (146-rasm) odatda faol (samarali), faol bo'lmagan (samarasiz) va faol bo'lmagan (samarasiz) bo'linadi.

Dukkakli o'simliklarning boshqa turlari bilan simbiozda bitta xost uchun faol bo'lmagan bakteriyalar shtammi juda samarali bo'lishi mumkin. Shuning uchun, shtammni samaradorligi nuqtai nazaridan tavsiflashda, har doim uning ta'siri qaysi o'simlik turiga nisbatan namoyon bo'lishini ko'rsatish kerak.

Tugunli bakteriyalarning faolligi ularning doimiy mulki emas. Ko'pincha laboratoriya amaliyotida tugun bakteriyalarining kulturalarida faollikning yo'qolishi kuzatiladi. Bunday holda, butun madaniyatning faolligi yo'qoladi yoki faolligi past bo'lgan alohida hujayralar paydo bo'ladi. Nodul bakteriyalarining faolligining pasayishi ma'lum antibiotiklar, aminokislotalar ishtirokida sodir bo'ladi. Tugun bakteriyalarining faolligini yo'qotish sabablaridan biri fagning ta'siri bo'lishi mumkin. O'tish, ya'ni bakteriyalarni xos o'simlik orqali qayta-qayta o'tkazish (o'simlikning ma'lum bir turiga moslashish) samarasiz bo'lganlardan samarali shtammlarni olish mumkin.

Y-nurlarining ta'siri yuqori samaradorlikka ega shtammlarni olish imkonini beradi. Faol bo'lmagan shtammdan beda tugunlari bakteriyalarining yuqori faol radiomutantlari paydo bo'lishining ma'lum holatlari mavjud. Hujayraning genetik xususiyatlarining o'zgarishiga bevosita ta'sir ko'rsatadigan ionlashtiruvchi nurlanishdan foydalanish, ehtimol, tugun bakteriyalarining yuqori faol shtammlarini tanlashda istiqbolli texnika bo'lishi mumkin.

Dukkakli o'simlikning tugun bakteriyalari bilan infektsiyasi.

Ildiz tizimini tugun bakteriyalari bilan yuqtirishning normal jarayonini ta'minlash uchun ildiz zonasida juda ko'p jonli bakterial hujayralar bo'lishi kerak. Emlash jarayonini ta'minlash uchun zarur bo'lgan hujayralar soni bo'yicha tadqiqotchilarning fikrlari boshqacha. Shunday qilib, amerikalik olim O. Allen (1966)ning fikricha, mayda urug’li o’simliklarni ekish uchun 500-1000 hujayra, yirik urug’li o’simliklarni ekish uchun esa 1 urug’ga kamida 70 000 hujayra kerak bo’ladi. Avstraliyalik tadqiqotchi J.Vinsent (1966)ning fikricha, emlash vaqtida har bir urug‘da kamida bir necha yuz yashovchan va faol tugun bakteriya hujayralari bo‘lishi kerak. Yagona hujayralar ildiz to'qimalariga ham kirib borishi mumkinligi haqida dalillar mavjud.

Dukkakli o'simlikning ildiz tizimining rivojlanishi davrida ildiz sekretsiyasi bilan ildiz yuzasida tugun bakteriyalarining ko'payishi rag'batlantiriladi. Ildiz qovoqlari va tuklarini yo'q qilish mahsulotlari ham tugun bakteriyalarini mos substrat bilan ta'minlashda muhim rol o'ynaydi.

Dukkakli o'simliklarning rizosferasida tugunli bakteriyalarning rivojlanishi keskin rag'batlantiriladi, donli o'simliklar uchun bu hodisa kuzatilmaydi.

Ildiz yuzasida rizosferada bakteriyalar mavjudligidan qat'iy nazar hosil bo'lgan shilliq moddasi (matritsa) qatlami mavjud. Bu qatlam yorug'lik-optik mikroskopda tekshirilganda aniq ko'rinadi (147-rasm). Emlashdan keyin tugun bakteriyalari odatda bu qatlamga shoshilib, unda to'planadi (148-rasm) ildizning ogohlantiruvchi ta'siri tufayli, hatto 30 mm gacha bo'lgan masofada ham o'zini namoyon qiladi.

,

Bu davrda, ildiz to'qimalariga tugun bakteriyalari kiritilishidan oldin, rizosferadagi bakteriyalar juda harakatchan. Tadqiqot uchun yorug'lik mikroskopidan foydalanilgan dastlabki tadqiqotlarda rizosfera zonasida joylashgan tugunli bakteriyalarga shvermerlar (gonidiya yoki zoosporlar) - "to'planish" nomi berildi. Faereus (1957) usulidan foydalanib, ildiz uchi va ildiz tuklari hududida shvermerlarning juda tez harakatlanuvchi koloniyalari shakllanishini kuzatish mumkin. Shvermer koloniyalari juda qisqa vaqt - bir kundan kamroq vaqt davomida mavjud.

Kirish mexanizmi haqida o'simlik ildizida tugun bakteriyalari haqida bir qancha farazlar mavjud. Ulardan eng qiziqarlilari quyidagilardir. Gipotezalardan birining mualliflari tugun bakteriyalari epidermis va kortikal to'qimalarga zarar etkazish orqali (ayniqsa, lateral ildizlar shoxlangan joylarda) ildizga kirib borishini ta'kidlaydilar. Bu gipoteza Bril (1888) tadqiqoti asosida ilgari surilgan bo‘lib, u dukkakli o‘simliklarda tugun bakteriyalari suspenziyasiga ilgari botirilgan igna bilan ildizlarni teshib tugunlar hosil bo‘lishiga sabab bo‘lgan. Maxsus holat sifatida, bunday amalga oshirish yo'li juda realdir. Masalan, yeryong'oqda tugunlar asosan ildiz shoxlari qo'ltig'ida joylashgan bo'lib, bu tugun bakteriyalarining lateral ildizlarning unib chiqishi paytida bo'shliqlar orqali ildizga kirib borishini ko'rsatadi.

Qiziqarli va asossiz bo'lmagan gipoteza - tugun bakteriyalarining ildiz tuklari orqali ildiz to'qimalariga kirib borishi. Tugunli bakteriyalarning ildiz tuklari orqali o'tishi ko'pchilik tadqiqotchilar tomonidan tan olingan.

P. Dart va F. Merserning (1965) taklifi juda ishonarliki, tugunli bakteriyalar ildizga mayda (0,1-0,4 mkm) kokkoid hujayralar shaklida tsellyuloza fibrillar tarmog'ining intervalgacha (0,3-0,4 mkm) kirib boradi. ildiz tuklarining birlamchi qobig'i. Replikatsiya usuli bilan olingan ildiz yuzasining elektron mikroskopik fotosuratlari (149-rasm) va dukkakli o'simliklar rizosferasida tugun bakteriya hujayralarining kichrayishi bu fikrni tasdiqlaydi.

Yosh ildiz uchlari epidermis hujayralari orqali tugun bakteriyalari ildizga kirishi mumkin. Prajmovskiy (1889) ma'lumotlariga ko'ra, bakteriyalar ildizga faqat yosh hujayra devori (ildiz tuklari yoki epidermis hujayralari) orqali kirib borishi mumkin va korteksning kimyoviy jihatdan o'zgargan yoki po'stloq qatlamini butunlay engib o'ta olmaydi. Bu tugunlar odatda asosiy ildizning yosh bo'limlarida va paydo bo'lgan lateral ildizlarda rivojlanishini tushuntirishi mumkin.

So'nggi paytlarda auksin gipotezasi katta mashhurlikka erishdi. Bu gipoteza mualliflarining fikricha, tugun bakteriyalari o’simlik ildizi sekretsiyalarida doimo bo’ladigan triptofandan b-indoleasetik kislota (geteroauksin) sintezini rag’batlantirish tufayli ildizga kirib boradi.150-rasm).

O'simlik infektsiyasi paytida b-indolilatsetik kislotaning manbai, shubhasiz, nafaqat ildiz tizimi orqali triptofan chiqaradigan o'simliklar, ko'plab bakteriyalar turlari, shu jumladan ildiz tugunlari b-indolilatsirka kislotasiga aylanishi mumkin. Geteroauxin sintezida tugun bakteriyalarining o'zlari va, ehtimol, ildiz zonasida yashovchi tuproq mikroorganizmlarining boshqa turlari ham ishtirok etishi mumkin.

Biroq, auksin gipotezasini so'zsiz qabul qilib bo'lmaydi. Heteroauxinning ta'siri o'ziga xos emas va faqat dukkaklilar emas, balki har xil o'simlik turlarida ildiz tuklarining egriligiga olib keladi. Shu bilan birga, tugun bakteriyalari faqat dukkakli o'simliklarda ildiz tuklarining egriligiga olib keladi, shu bilan birga sezilarli darajada selektivlik ko'rsatadi. Agar ko'rib chiqilayotgan ta'sir faqat b-indolilatsetik kislota bilan aniqlangan bo'lsa, unda bunday o'ziga xoslik bo'lmaydi. Bundan tashqari, tugun bakteriyalari ta'sirida ildiz tuklarining o'zgarishi tabiati geteroauxin ta'siridan biroz farq qiladi.

Shuni ham ta'kidlash kerakki, ba'zi hollarda egri bo'lmagan ildiz tuklari infektsiyaga duchor bo'ladi. Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, beda va no'xatda ildiz tuklarining 60-70%, yonboshda esa 50% atrofida bo'ladi. Ba'zi yonca turlarida bu reaktsiya infektsiyalangan sochlarning 1/4 qismidan ko'p bo'lmagan holda qayd etiladi. Egrilik reaktsiyasida, shubhasiz, ildiz sochlarining holati katta ahamiyatga ega. O'sayotgan ildiz tuklari bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan moddalarning ta'siriga eng sezgir.

Nodul bakteriyalari ildiz tuklari devorlarining yumshatilishiga olib kelishi ma'lum. Biroq ular na tsellyuloza, na pektinolitik fermentlarni hosil qilmaydi. Shu munosabat bilan, o'simliklar tomonidan poligalakturonaza fermentini sintezini keltirib chiqaradigan polisaxarid tabiatdagi shilliq sekretsiyasi tufayli tugun bakteriyalari ildizga kirib borishi taklif qilindi. Ushbu ferment, pektin moddalarini yo'q qilib, ildiz tuklarining qobig'iga ta'sir qiladi, uni yanada plastik va o'tkazuvchan qiladi. Kichik miqdorda poligalakturonaza har doim ildiz tuklarida mavjud va, ko'rinishidan, membrananing tegishli tarkibiy qismlarining qisman erishini keltirib chiqaradi, hujayraning cho'zilishiga imkon beradi.

Ba'zi tadqiqotchilar, nodul bakteriyalari pektinolitik fermentlarni ishlab chiqaradigan yo'ldosh bakteriyalari tufayli ildizga kirib borishiga ishonishadi. Bu gipoteza quyidagi faktlar asosida ilgari surildi. Ildiz tuklarini mikroskopiya qilganda, ko'plab tadqiqotchilar yorug'lik joyining mavjudligini ta'kidladilar, uning atrofida tugun bakteriyalari to'planadi. Ko'pgina bakterial kasalliklarda o'simliklarda kuzatilgan xuddi shu belgiga o'xshab, bu nuqta protopektinaza tomonidan to'qimalarning makeratsiyasi (yo'q qilinishi) boshlanishining belgisi bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, pektinolitik fermentlarni ishlab chiqaruvchi bakteriyalar ishtirokida tugun bakteriyalarining avirulent kulturalari ildizga kirib borishi aniqlandi.

Yana bir gipotezani ta'kidlash kerak, unga ko'ra tugun bakteriyalari ildiz tuklari yuzasida barmoqqa o'xshash protrusion hosil bo'lganda ildizga kiradi. Bu gipotezani tasdiqlovchi ildiz tuk qismining elektron difraksiyasi naqshida (150, 3-rasm) soyabon dastasi shaklida egilgan ildiz tuklari ko’rsatilgan, uning bukishida tugun bakteriyalari to’plangan. Tugunli bakteriyalar xuddi ildiz tuklari tomonidan tortilgan (yutilgan) kabi (pinotsitozga o'xshash).

Invaginatsiya gipotezasini mohiyatan auksin yoki fermentativ gipotezadan ajratib bo'lmaydi, chunki invaginatsiya aoksin yoki fermentativ omil ta'siri natijasida yuzaga keladi.

Tugunli bakteriyalarni ildiz to‘qimalariga kiritish jarayoni dukkakli o‘simliklarning barcha turlarida bir xil bo‘lib, ikki fazadan iborat. Birinchi bosqichda ildiz tuklarining infektsiyasi sodir bo'ladi. Ikkinchi bosqichda tugun shakllanishi jarayoni intensiv ravishda davom etadi. Har xil o'simlik turlarida fazalarning davomiyligi har xil: Trifolium fragiferumda birinchi faza 6 kun, Trifolium nigrescensda - 3 kun davom etadi.

Ba'zi hollarda fazalar orasidagi chegaralarni aniqlash juda qiyin. Tugunli bakteriyalarning ildiz tuklariga eng intensiv kiritilishi o'simlik rivojlanishining dastlabki bosqichlarida sodir bo'ladi. Ikkinchi bosqich tugunlarning ommaviy shakllanishi paytida tugaydi. Ko'pincha, tugun bakteriyalarining ildiz tuklariga kirib borishi ildizlarda tugunlar paydo bo'lgandan keyin ham davom etadi. Bu ortiqcha yoki qo'shimcha infektsiya deb ataladigan narsa, sochlarning infektsiyasi uzoq vaqt davomida to'xtamasligi sababli yuzaga keladi. Infektsiyaning keyingi bosqichlarida tugunlar odatda ildiz bo'ylab pastroq joylashtiriladi.

Ildiz tuklarining rivojlanish turi, tuzilishi va zichligi tugun bakteriyalarini kiritish tezligiga ta'sir qilmaydi. Tugun hosil bo'lish joylari har doim ham infektsiyalangan sochlarning joylari bilan bog'liq emas.

Tugun bakteriyalar ildizga (ildiz tuklari, epidermal hujayralar, ildiz shikastlangan joylari orqali) kirib, keyin o'simlik ildizining to'qimalariga o'tadi. Eng oson, bakteriyalar hujayralararo bo'shliqlardan o'tadi.

Bitta hujayra yoki bir guruh bakterial hujayralar ildiz to'qimalariga kirib borishi mumkin. Agar alohida hujayra kiritilgan bo'lsa, u to'qima bo'ylab bitta hujayra sifatida harakat qilishni davom ettirishi mumkin. Yagona hujayralar tomonidan ildiz infektsiyasining yo'li lupin o'simliklariga xosdir.

Biroq, ko'p hollarda, bosqinchi hujayra faol ko'payib, infektsiya iplari (yoki infektsiya kordlari) deb ataladigan narsalarni hosil qiladi va allaqachon bunday iplar shaklida o'simlik to'qimalariga o'tadi.

"Infektsiya ipi" atamasi infektsiya jarayonini yorug'lik mikroskopida o'rganish asosida paydo bo'lgan. Beyjerink ishidan boshlab, infektsiya ipi ko'payadigan bakteriyalarni o'z ichiga olgan shilimshiq, gifaga o'xshash massa sifatida ko'rindi.

Aslida, infektsiya ipi ko'paygan bakteriyalar koloniyasidir. Uning boshlanishi bitta hujayra yoki hujayralar guruhining kirib borgan joyidir. Bakteriyalar koloniyasi (va, demak, kelajakda infektsiya ipi) ildizga bakteriyalar kiritilishidan oldin ildiz yuzasida shakllana boshlagan bo'lishi mumkin.

Infektsiyalangan ildiz tuklari soni alohida o'simliklar orasida sezilarli darajada farq qiladi. Odatda infektsion iplar deformatsiyalangan, o'ralgan ildiz sochlarida paydo bo'ladi. Biroq, shunga o'xshash iplar ba'zan tekis sochlarda topilganligi haqida ko'rsatmalar mavjud. Ko'pincha, ildiz tuklarida bitta tarvaqaylab ketgan iplar, kamroq - ikkitasi kuzatiladi. Ba'zi hollarda bitta tuk ildizida bir nechta iplar yoki bir nechtasida infektsiyaning umumiy iplari mavjud bo'lib, bitta tugunni keltirib chiqaradi (151-rasm).

Deformatsiyalangan tuklarning umumiy sonida yuqtirilgan ildiz tuklarining ulushi tushunarsiz darajada past. Odatda 0,6 dan 3,2 gacha, vaqti-vaqti bilan 8,0 ga etadi. Muvaffaqiyatli infektsiyalar ulushi bundan ham pastroq, chunki yuqumli iplar orasida rivojlanishni to'xtatgan abortiv iplar ko'p (80% gacha). O'simlikda normal rivojlanayotgan yuqumli iplarning rivojlanish tezligi soatiga 5-8 mikronni tashkil qiladi. Bunday tezlikda 100-200 mikron uzunlikdagi ildiz tuklari orqali bir kun ichida infektsiya ipidan o'tishi mumkin.

Ontogenezda tugunlarning morfologik va anatomik xususiyatlari.

Shakllanish usuliga ko'ra dukkakli o'simliklarning tugunlari ikki turga bo'linadi:

1-toifa - tugunlar peritsikl hujayralarining bo'linishi paytida paydo bo'ladi (ildiz qatlami), odatda protoksilemaga qarshi joylashgan (tomirlarning shakllanishi uchun birinchi navbatda) - tugun shakllanishining endogen turi;

2-toifa - tugunlar ildiz po'stlog'idan qo'zg'atuvchining korteks va endodermaning (birlamchi qobiqning ichki qatlami) parenxima hujayralariga kirishi natijasida paydo bo'ladi - tugun shakllanishining ekzogen turi.

Tabiatda oxirgi tur ustunlik qiladi. Ildizning markaziy tsilindrining to'qimalari faqat endogen va ekzogen turdagi tugunlarning qon tomir tizimini shakllantirishda ishtirok etadi.

Ekzo- va endotiplarning tugunlarining kelib chiqish tabiati haqidagi turli xil qarashlarga qaramay, ularning rivojlanish jarayoni asosan bir xil. Biroq, tugun shakllanishining na bir, na boshqa turi, ularning paydo bo'lishida ba'zi o'xshashliklar mavjud bo'lishiga qaramay, hech qanday holatda lateral ildizlarning shakllanishi jarayoni bilan aniqlanmasligi kerak. Shunday qilib, tugunlar va lateral ildizlarning shakllanishi bir vaqtning o'zida va bundan tashqari, bir xil ildiz zonasida sodir bo'ladi.

Shu bilan birga, lateral ildizlar va tugunlarning rivojlanishidagi bir qator xususiyatlar ularning shakllanish turidagi chuqur farqlarni ta'kidlaydi. Yanal ildizlar peritsiklda paydo bo'ladi. Rivojlanishning dastlabki daqiqalaridan boshlab ular asosiy ildizning markaziy silindri bilan bog'langan bo'lib, undan lateral ildizlarning markaziy tsilindrlari shoxlanadi va ular doimo birlamchi yog'och nuriga qarshi paydo bo'ladi. Nodulning shakllanishi, lateral ildizdan farqli o'laroq, har qanday joyda mumkin. Tugun to'qimalari shakllanishining eng boshida ildizning markaziy tsilindri bilan qon tomir aloqasi yo'q, u keyinchalik paydo bo'ladi. Tomirlar odatda tugunning periferiyasi bo'ylab hosil bo'ladi. Ular traxeid zonasi orqali ildiz tomirlari bilan bog'lanadi va o'ziga xos endodermaga ega (152-rasm).

Tugun va lateral ildizlarning tabiatidagi farq ayniqsa seradellada aniq kuzatiladi, chunki bu o'simlikning asosiy ildizining kortikal to'qimasi - birinchi tugunlar joylashgan joy - nisbatan kichik hujayra qatlamidan iborat va tugunlar juda tez ko'rinib turadi. bakteriyalar bilan ildiz infektsiyasidan keyin. Ular birinchi navbatda ildizda yassilangan o'simtalar hosil qiladi, bu ularni lateral ildizlarning konussimon o'simtalaridan ajratish imkonini beradi. Tugunlar lateral ildizlardan bir qator anatomik belgilar bilan farqlanadi: markaziy silindr, ildiz qovoqlari va epidermisning yo'qligi va tugunni qoplaydigan sezilarli po'stloq qatlami mavjudligi.

Dukkakli o'simliklarning tugunlari (153-rasm, 1, 2) shakllanishi ildiz hali birlamchi tuzilishga ega bo'lgan davrda sodir bo'ladi. Yuqumli iplarning uchidan 2-3 qatlam masofasida joylashgan kortikal hujayralarning bo'linishi bilan boshlanadi. Yuqumli iplar bilan kirib borgan korteks qatlamlari o'zgarishsiz qoladi. Shu bilan birga, seradellada kortikal hujayralarning bo'linishi to'g'ridan-to'g'ri infektsiyalangan ildiz tuklari ostida sodir bo'ladi, no'xatlarda esa hujayra bo'linishi faqat korteksning oxirgi qatlamida qayd etiladi.

Radial to'qima tuzilishi shakllanishi bilan bo'linish ichki yadro hujayralariga davom etadi. U ma'lum bir yo'nalishsiz, tasodifiy sodir bo'ladi va buning natijasida tugunning mayda donador hujayralardan iborat meristema (o'quv to'qimalari tizimi) paydo bo'ladi.

Korteksning bo'lingan hujayralari o'zgaradi: yadrolar yumaloq bo'lib, hajmi kattalashadi, ayniqsa yadrolar. Mitozdan so'ng yadrolar tarqaladi va asl shaklini olmay, yana bo'linishni boshlaydi.

Ikkilamchi meristema paydo bo'ladi. Ko'p o'tmay, endoderma va peritsiklda boshlang'ich bo'linish belgilari paydo bo'ladi, bu avvalgi tashqi hujayralarda asosan tangensial septalar orqali sodir bo'ladi. Bu boʻlinish nihoyat umumiy meristematik kompleksga choʻziladi, uning kichik hujayralari choʻziladi, vakuolalar yoʻqoladi va yadro hujayraning katta qismini toʻldiradi. Birlamchi tugun deb ataladigan hujayralar plazmasida tugun bakteriyalari mavjud emas, chunki bu bosqichda ular hali ham infektsiya iplari ichidadir. Birlamchi tugun shakllanayotganda infektsiya iplari ko'p marta shoxlanadi va hujayralar orasiga - hujayralararo (154-rasm), yoki hujayralar orqali - hujayra ichiga o'tishi va bakteriyalarni kiritishi mumkin (155-rasm).

,

Hujayralararo yuqumli iplar, ulardagi tugun bakteriyalarining faol ko'payishi tufayli ko'pincha g'alati shaklga ega bo'ladi - ular cho'ntaklar (divertikullar) yoki mash'allar shaklida hosil bo'ladi (154-rasmga qarang).

Infektsiya iplarining hujayradan hujayraga o'tish jarayoni to'liq aniq emas. Ko'rinib turibdiki, kanadalik mikrobiolog D. Jordan (1963) infektsion iplar o'simlik to'qimalarining hujayralararo bo'shliqlarida yalang'och shilimshiq iplar ko'rinishida, ba'zi bir tushunarsiz sabablarga ko'ra qo'shni hujayralar sitoplazmasiga kirib kelgunga qadar aylanib yuradi. .

Ba'zi hollarda infektsiya ipining invaginatsiyasi birida, ba'zi hollarda - har bir qo'shni hujayrada sodir bo'ladi. Ushbu invaginatsiyalangan quvurli bo'shliqlar (divertikullar) orqali shilimshiq bilan o'ralgan ipning tarkibi oqadi. Yuqumli iplarning eng faol o'sishi odatda o'simlik hujayrasining yadrosi yaqinida sodir bo'ladi. Ipning kirib borishi yadroning harakati bilan birga keladi, u infektsiya joyiga qarab harakatlanadi, kuchayadi, shakli o'zgaradi va degeneratsiyalanadi. Xuddi shunday rasm qo'ziqorin infektsiyasida ham kuzatiladi, yadro tez-tez bosqinchi gifalar tomon shoshilib, eng katta fiziologik faollik joyiga zarar etkazganda, ipga yaqinlashadi, shishiradi va yiqiladi. Ko'rinishidan, bu o'simlikning infektsiyaga bo'lgan javobiga xosdir.

Bir yillik o'simliklarda yuqumli iplar odatda ildiz infektsiyasining birinchi davrida, ko'p yillik o'simliklarda - uzoq rivojlanish davrida paydo bo'ladi.

Bakteriyalar infektsiya ipidan turli vaqtlarda va turli yo'llar bilan chiqarilishi mumkin. Bakteriyalarning chiqishi, qoida tariqasida, juda uzoq jarayon, ayniqsa ko'p yillik o'simliklarda. Odatda, bakteriyalarning infektsiya ipidan mezbon o'simlikning sitoplazmasiga chiqishi ipdagi bakteriyalarning intensiv ko'payishi va ularning shilimshiqni chiqarib yuborishi natijasida yuzaga keladigan ichki bosim bilan bog'liq. Ba'zida bakteriyalar infektsiyali ipning shilimshiqlari bilan o'ralgan guruhlarda, pufakchalar (ko'pikli shakllanishlar) shaklida ipdan sirg'alib chiqadi (157-rasm). Vesikulalarda membranalar bo'lmagani uchun bakteriyalarning ulardan chiqishi juda oddiy. Tugunli bakteriyalar ham hujayralararo bo'shliqlardan o'simlik hujayralariga yakka-yakka kirishi mumkin (156-rasm).

,

INFEKTSION ipidan paydo bo'lgan tugun bakteriyalari mezbon to'qimalarda ko'payishda davom etadi. Bu davrda ularning ko'payishi siqilish bo'linishi bilan sodir bo'ladi (158-rasm). Bakteriyalarning asosiy qismi infektsiya ipida emas, balki hujayra sitoplazmasida ko'payadi. Infektsiyalangan hujayralar kelajakda bakterioid to'qimalarni keltirib chiqaradi.

Nodul bakteriyalarining tez ko'payadigan hujayralari bilan to'ldirilgan o'simlik hujayralari intensiv bo'linishni boshlaydi. Infektsiyalangan hujayralarning mitotik bo'linishi paytida tugun bakteriyalari ona hujayraning ikkita qarama-qarshi qutbida to'planib, passiv ravishda qiz hujayralarga kirishi mumkin. Bunday holda, zaryadsiz hujayralarning har biri tugun bakteriyalarining kuchli ogohlantiruvchi ta'siri ostida bo'ladi va buning natijasida ham bo'linadi. Meristematik hujayralarning bunday kuchli mitotik bo'linishi tufayli tugun bakteriyalari tugun to'qimalariga tarqaladi va bakterioid mintaqaning hajmi ortadi.

Zich yotgan va faol bo'linadigan hujayralardan tashkil topgan infektsiyalangan to'qimalar birinchi navbatda kesilgan konusning shakliga ega. Keyinchalik, bu konusning asta-sekin o'sishi va meristematik hujayralarning bir vaqtning o'zida bo'linishi va rivojlanishi tufayli tugun to'qimasi o'sib, konus shaklini yo'qotadi.

Shunday qilib, tugun birinchi navbatda yadro hujayralarining radial va tangensial bo'linishi natijasida, so'ngra ularning hajmining oshishi va bir vaqtning o'zida bo'linishi tufayli ortadi. O'simlik hujayralari to'liq bakteriyalar bilan to'ldirilgandan so'ng, mitoz to'xtaydi. Biroq, hujayralar kattalashib boraveradi va ko'pincha juda cho'zilgan. Ularning o'lchami tugunning bakterioid zonasida ular orasida joylashgan infektsiyalanmagan o'simlik hujayralaridan bir necha marta kattaroqdir.

Yosh tugunni dukkakli o'simlikning ildizi bilan bog'lash qon tomir tolali to'plamlar tufayli amalga oshiriladi. Birinchi marta qon tomir tolali to'plamlar M.S.Voronin (1866) tomonidan kuzatilgan. Har xil turdagi dukkakli o'simliklarning tugunlarida qon tomir tizimining paydo bo'lish vaqti har xil. Shunday qilib, soya nodullarida qon tomir to'plamlarining rivojlanishining boshlanishi tugun bakteriyalarining sigir parenximasining ikki qatlamiga kirib borish momentiga to'g'ri keladi. Tugunning o'sishi bilan o'tkazuvchi tizim o'sadi, shoxlanadi va bakterioid mintaqani o'rab oladi.

Qon tomir tizimining differensiallanish jarayoni bilan parallel ravishda birlamchi tugunning tashqi qatlamidan tugun endodermasi hosil bo'ladi. Keyin tugun yumaloqlanadi, uning periferik hujayra qatlami tugun po'stlog'i bilan o'ralgan.

Ildiz epidermisi parchalanadi, tugun esa rivojlanishda davom etadi va hajmi kattalashadi.

Yetuk tugunlarning uzunlamasına bo'limlarida yorug'lik mikroskopidan foydalanib, odatda to'qimalarning differentsiatsiyasining 4 ta xarakterli zonalari aniq ajratiladi: korteks, meristema, bakterioid zona va qon tomir tizimi. Barcha tugun to'qimalari akropetal ketma-ketlikda farqlanadi, chunki yangi hujayralar meristema tomonidan boshlanadi.

nodul qobig'i- himoya funktsiyasini bajaradigan tugunning qobig'i. Poʻstloq bir necha qator zararlanmagan parenxima hujayralaridan iborat boʻlib, ularning kattaligi va xususiyatlari turli dukkaklilarda har xil boʻladi. Ko'pincha korteks hujayralari cho'zilgan shaklga ega va tugunning boshqa hujayralari bilan solishtirganda kattaroqdir.

Ko'p yillik yog'ochli turlarning tugunlari qobig'ida ko'pincha qatronlar, tanin va taninlarni o'z ichiga olgan po'stloq membranali hujayralar topiladi.

Tugun meristema korteks hujayralari ostida joylashgan va infektsiyalanmagan hujayralar intensiv bo'linish zonasi hisoblanadi. Tugun meristemasi zich joylashgan, hujayralararo bo'shliqlarsiz, tartibsiz shakldagi mayda ingichka devorli hujayralar bilan tavsiflanadi. Tugun meristema hujayralari boshqa turdagi meristematik to'qimalarning hujayralariga o'xshaydi (ildiz tepasi, poyaning tepasi). Tugun meristema hujayralarida ribosomalar, Golji tanachalari, protoplastidlar, mitoxondriyalar va boshqa tuzilmalarga ega zich, mayda donador sitoplazma mavjud. Kichik vakuolalar mavjud. Sitoplazmaning markazida yadro membranasi, teshiklari va aniq belgilangan yadrosi bo'lgan katta yadro joylashgan. Meristematik hujayralarning vazifalari tugun po'stlog'i, bakterioid mintaqa va qon tomir tizimining hujayralarini hosil qilishdir. Meristemaning joylashishiga qarab, tugunlar turli shakllarga ega: sharsimon (no'xat, loviya, seradella, yeryong'oq) yoki silindrsimon (beda, vetch, rank, akatsiya, yonca) (159-rasm). Tugunning periferiyasi bo'ylab alohida joylarda joylashgan meristema lupinda muff shaklidagi tugunlarning shakllanishiga olib keladi.

Tugun meristema uzoq vaqt davomida, hatto tugunlarning nekrozi paytida, ular allaqachon lizislovchi bakterioid massasi va yo'q qilingan o'simlik hujayralari bilan to'ldirilgan bo'lsa ham ishlaydi.

Bakteroid zonasi tugun uning markaziy qismini egallaydi va tugunlarning umumiy quruq massasining 16 dan 50% gacha. Tugun shakllanishining birinchi davrida u mohiyatan bakterial zona hisoblanadi (160-rasm), chunki u bakterial emas, balki bakterial rivojlanish bosqichida bo'lgan bakterial hujayralar bilan to'ldirilgan. Shunga qaramay, bakteriyalarni o'z ichiga olgan tugun to'qimalari zonasi haqida gap ketganda, uni bakterioid deb atash odatiy holdir.

Tugunning bakterioid hududi asosan tugun bakteriyalari bilan zararlangan hujayralardan va qisman ularga qo'shni bo'lgan, pigmentlar, taninlar va kuzga kelib - kraxmal bilan to'ldirilgan infektsiyalanmagan hujayralardan iborat.

Tugun bakteriyalarining samarali shtammlari bilan hosil bo'lgan tugunlarda bakterioid zonaning o'rtacha nisbiy hajmi samarasiz shtammlar kiritilganda hosil bo'lgan tugunlarga qaraganda yuqori.

Ba'zi hollarda bakterioid mintaqaning hajmi tugunlar hayotining dastlabki davrida maksimal darajaga etadi va keyinchalik nisbatan doimiy bo'lib qoladi. Bakteroid zonaga yuqumli iplarning zich tarmog'i kirib boradi va periferiya bo'ylab tomir tolali to'plamlari bilan o'ralgan.

Har xil turdagi dukkakli o'simliklarning tugunlarida bakterioidlarning shakli har xil bo'lishi mumkin (44-jadval). Shunday qilib, viki, daraja va no'xatda ular ikki novdali yoki vilkali. Beda va esfort uchun bakteroidlarning asosiy shakli sharsimon, noksimon, shishgan, tuxumsimon, no‘xat uchun dumaloq. Loviya, seradella, qush oyoq va lyupin bakterioidlarining shakli deyarli tayoqcha shaklida.

Bakteroidlar o'simlik hujayrasining ko'p qismini to'ldiradi, yadro va vakuolalarning markaziy zonasi bundan mustasno. Shunday qilib, pushti rangli tugunning bakterioid zonasidagi bakterioidlarning ulushi tugun bakteriyalarining umumiy sonining 94,2 ni tashkil qiladi. Bakteroid hujayralar bakteriya hujayralaridan 3-5 marta katta (161-rasm, 1, 2).

Tugun bakteriyalarining bakterioidlari atmosfera azotini intensiv bog'lash davrida dukkakli o'simliklar tugunlarining deyarli yagona aholisi bo'lganligi sababli alohida qiziqish uyg'otadi. Ba'zi tadqiqotchilar bakterioidlarni patologik degenerativ shakllar deb hisoblashadi va azot fiksatsiyasi jarayonini tugun bakteriyalarining bakterioid shakli bilan bog'lamaydilar. Aksariyat tadqiqotchilar bakterioidlar tugun bakteriyalarining eng yashovchan va faol shakllari ekanligini va dukkaklilar atmosfera azotini faqat ularning ishtirokida fiksatsiya qilishini aniqlaydilar (162-rasm).

Qon tomir tizimi tugun bakteriya va mezbon o'simlik o'rtasidagi aloqani ta'minlaydi. Oziq moddalar va metabolik mahsulotlar qon tomir to'plamlari orqali tashiladi. Qon tomir tizimi erta rivojlanadi va uzoq vaqt ishlaydi.

To'liq shakllangan tomirlar o'ziga xos tuzilishga ega: ular ksilem traxeidlari, floema tolalari, elak naychalari va ularga hamroh bo'lgan hujayralardan iborat.

Dukkaklilarning turiga qarab, tugunning ulanishi bir yoki bir nechta tomir to'plamlari orqali amalga oshiriladi. Misol uchun, no'xatda tugunning tagida ikkita farqlangan tomir tugunlari mavjud. Ularning har biri odatda ikki marta ikki marta shoxlanadi va buning natijasida tugun orqali ikkinchi dixotom shoxlanish joyidan 8 ta toʻplam oʻtadi. Ko'pgina o'simliklarda faqat bitta tuda bor, shu bilan birga, bir yoshga to'lgan bir Sesbania grandiflora tugunida ular 126 tagacha sanashga muvaffaq bo'lishadi. Ko'pincha tugunning qon tomir tizimi tashqi tomondan po'stlog'idan ajralib turadi. ildiz endodermisiga biriktirilgan tugunli endoderma deb ataladigan qisman yoki to'liq suberizatsiyalangan hujayralar qatlami tomonidan. Tugun endodermasi kasallanmagan sigir parenximasining tashqi qatlami bo'lib, tugun to'qimasi va ildiz po'stlog'i o'rtasida joylashgan.

Ko'pgina o'simlik turlarida tugunlar tasvirlangan turga ko'ra hosil bo'ladi. Shuning uchun tugun shakllanishi ildizdan tashqarida boshlangan murakkab hodisalarning natijasidir. INFEKTSIONning dastlabki bosqichlaridan so'ng, tugunning shakllanishi induktsiya qilinadi, so'ngra tugun to'qimalari zonasida bakteriyalarning tarqalishi va azot fiksatsiyasi sodir bo'ladi.

Chex mikrobiologi V.Kas (1928) ma'lumotlariga ko'ra, tugun bakteriyalari rivojlanishining barcha bosqichlarini tugunlar kesimlarida kuzatish mumkin. Demak, tugunning yuqori qismida, masalan, bedada asosan mayda bo’linuvchi tayoqcha shaklidagi hujayralar, oz miqdorda yosh bakterioidlar bo’lib, ularning soni tugun rivojlanishi bilan asta-sekin ortadi. Tugunning o'rtada pushti rangli qismida, asosan, bakterioid hujayralar va kamroq tez-tez mayda tayoq shaklidagi hujayralar joylashgan. Xost o'simlikning vegetatsiyasining dastlabki bosqichida tugun tagida bakterioidlar uning o'rta qismidagi kabi bo'ladi, lekin vegetatsiya oxirida ular ko'proq shishiradi va erta nasli buziladi.

Har xil turdagi dukkakli o'simliklarning ildizlarida birinchi ko'rinadigan tugunlarning paydo bo'lish vaqti har xil (MV Fedorov, 1952). Ko'pchilik dukkaklilarda ularning paydo bo'lishi ko'pincha birinchi haqiqiy barglarning rivojlanishida sodir bo'ladi. Shunday qilib, bedaning birinchi tugunlarining shakllanishi unib chiqqandan keyin 4-5 kunlarda kuzatiladi va 7-8-kunlarda bu jarayon barcha o'simliklarda sodir bo'ladi. O'roqsimon bedaning tugunlari 10 kundan keyin paydo bo'ladi.

Faoliyat davrida nodullar odatda zich bo'ladi. Bakteriyalarning faol kulturalaridan hosil bo'lgan tugunlar yoshligida oq rangga ega bo'ladi. Optimal faoliyatning namoyon bo'lishi bilan ular pushti rangga aylanadi. Faol bo'lmagan bakterial madaniyatlar bilan infektsiya paytida paydo bo'lgan nodullar yashil rangga ega. Ko'pincha ularning tuzilishi tugun bakteriyalarining faol shtammlari ishtirokida hosil bo'lgan tugunlarning tuzilishidan deyarli farq qilmaydi, lekin ular muddatidan oldin yo'q qilinadi.

Ba'zi hollarda faol bo'lmagan bakteriyalar tomonidan hosil bo'lgan tugunlarning tuzilishi normadan chetga chiqadi. Bu odatda aniq belgilangan zonal differentsiatsiyani yo'qotadigan nodul to'qimalarining disorganizatsiyasida ifodalanadi.

Pushti rang nodullarda kimyoviy tarkibida qon gemoglobiniga o'xshash pigment mavjudligi bilan belgilanadi. Shu munosabat bilan pigment leggemoglobin (legoglobin) - Leguminosae gemoglobin deb ataladi. Legoglobin faqat bakterioidlarni o'z ichiga olgan tugun hujayralarida topiladi. U bakterioidlar va ularni o'rab turgan membrana orasidagi bo'shliqda lokalize qilinadi.

Uning miqdori dukkakli o'simlik turiga qarab 1 g nodul uchun 1 dan 3 mg gacha.

Bir yillik dukkakli o'simliklarda vegetatsiya davrining oxiriga kelib, azotni biriktirish jarayoni tugagach, qizil pigment yashil rangga aylanadi. Rang o'zgarishi tugunning tagida boshlanadi, keyinchalik uning tepasi yashil rangga aylanadi. Ko'p yillik dukkakli o'simliklarda tugunlarning ko'karishi sodir bo'lmaydi yoki u faqat tugun tagida kuzatiladi. Har xil turdagi dukkakli o'simliklarda qizil pigmentning yashil rangga o'tishi turli darajadagi intensivlik va turli tezliklarda sodir bo'ladi.

Bir yillik o'simliklarning tugunlari nisbatan qisqa vaqt davomida ishlaydi. Ko‘pchilik dukkakli o‘simliklarda tugun nekrozi xos o‘simlikning gullash davrida boshlanadi va odatda tugunning o‘rtasidan chetiga o‘tadi. Vayronagarchilikning dastlabki belgilaridan biri - tugunning tagida kuchli devorlarga ega bo'lgan hujayralar qatlamining shakllanishi. Asosiy ildiz tomiriga perpendikulyar bo'lgan bu hujayra qatlami uni tugundan ajratib turadi va uy o'simlik va tugun to'qimalari o'rtasida oziq moddalar almashinuvini kechiktiradi.

Tugunning degeneratsiyaga uchragan to‘qimalarining hujayralarida ko‘p sonli vakuolalar paydo bo‘ladi, yadrolari bo‘yalish qobiliyatini yo‘qotadi, tugun bakteriya hujayralarining bir qismi parchalanadi, bir qismi mayda kokoid artrospora hujayralari shaklida atrof muhitga o‘tadi.

Lizlovchi tugun to'qimalarida artrospora hosil bo'lish jarayoni 163-165-rasmlarda ko'rsatilgan. Ushbu davrda ishlashni to'xtating va yuqumli iplar (166-rasm). Xost hujayralari turgorni yo'qotadi va u hali ham xarakterli bo'lgan qo'shni hujayralar tomonidan siqiladi.

,
, ,

Qadimgi nodullar qorong'i, xira, yumshoq. Kesilganida suvli shilimshiq ulardan chiqib ketadi. Qon tomir tizimi hujayralarining tiqilib qolishi bilan boshlanadigan tugunlarni yo'q qilish jarayoni o'simlikning fotosintetik faolligining pasayishi, atrof-muhitning quruqligi yoki haddan tashqari namligi bilan osonlashadi.

Vayron qilingan, shilimshiq tugunda ko'pincha protozoa, zamburug'lar, tayoqchalar va mayda tayoqchali tugunli bakteriyalar topiladi.

Xost o'simlikning holati tugunning ishlash muddatiga ta'sir qiladi. Shunday qilib, F.F.Yuximchuk (1957) fikricha, lyupin gullarini kastrlash yoki olib tashlash orqali uning vegetatsiya davrini va shu bilan birga tugun bakteriyalarining faol faollik davrini uzaytirish mumkin.

Ko'p yillik o'simliklarning nodullari, yillik tugunlardan farqli o'laroq, ko'p yillar davomida ishlashi mumkin. Masalan, karaganada ko'p yillik tugunlar mavjud bo'lib, ularda hujayraning qarishi jarayoni yangilarining paydo bo'lishi bilan bir vaqtda sodir bo'ladi. Wisteria (Xitoy wisteria) da ko'p yillik tugunlar ham ishlaydi, uy egasining ildizlarida sharsimon shishlar hosil qiladi. O'sish davrining oxiriga kelib, ko'p yillik tugunlarning bakterioid to'qimalari buziladi, lekin butun tugun o'lmaydi. Keyingi yil u yana ishlay boshlaydi.

Tugunli bakteriyalarning dukkakli o'simliklar bilan simbiotik aloqasini belgilovchi omillar. O'simliklarning yaxshi rivojlanishini ta'minlaydigan simbioz uchun ma'lum bir muhit sharoitlari kerak. Agar atrof-muhit sharoitlari noqulay bo'lsa, u holda mikrosimbiozning yuqori virulentligi, raqobatbardoshligi va faolligiga qaramay, simbiozning samaradorligi past bo'ladi.

Nodullarning rivojlanishi uchun optimal namlik tuproqning umumiy namlik sig'imining 60-70% ni tashkil qiladi. Tuproqdagi nodul bakteriyalarining rivojlanishi hali ham mumkin bo'lgan minimal tuproq namligi umumiy namlik sig'imining taxminan 16% ga teng. Namlik bu chegaradan past bo'lsa, tugun bakteriyalari odatda endi ko'paymaydi, ammo shunga qaramay ular o'lmaydi va uzoq vaqt davomida nofaol holatda qolishi mumkin. Namlikning etishmasligi ham allaqachon hosil bo'lgan nodullarning o'limiga olib keladi.

Ko'pincha namlik etarli bo'lmagan joylarda ko'plab dukkaklilar nodullar hosil qilmasdan rivojlanadi.

Namlik bo'lmaganda tugun bakteriyalari ko'paymasligi sababli, quruq buloq bo'lsa, emlangan (sun'iy infektsiyalangan) urug'lar tuproqqa chuqurroq kiritilishi kerak. Misol uchun, Avstraliyada tugun bakteriyalari bilan qoplangan urug'lar tuproqqa chuqur ko'milgan. Qizig'i shundaki, qurg'oqchil iqlimli tuproqdagi tugun bakteriyalari nam iqlimli tuproqdagi bakteriyalarga qaraganda qurg'oqchilikka ko'proq chidamli. Bu ularning ekologik moslashuvchanligini ko'rsatadi.

Haddan tashqari namlik, shuningdek, uning etishmasligi simbioz uchun ham noqulaydir - ildiz zonasida shamollatish darajasining pasayishi tufayli o'simlikning ildiz tizimiga kislorod etkazib berish yomonlashadi. Aeratsiyaning etarli emasligi tuproqda yashovchi tugun bakteriyalariga ham salbiy ta'sir qiladi, siz bilganingizdek, kislorod mavjud bo'lganda yaxshi ko'payadi. Shunga qaramay, ildiz zonasida yuqori aeratsiya molekulyar azot reduktorlari kislorodni bog'lashni boshlashiga olib keladi, bu esa tugunlarning azot fiksatsiyasi darajasini pasaytiradi.

Tugunli bakteriyalar va dukkakli o'simliklar o'rtasidagi munosabatlarda harorat omili muhim rol o'ynaydi. Har xil turdagi dukkakli o'simliklarning harorat ko'rsatkichlari har xil. Shuningdek, tugun bakteriyalarining turli shtammlari azotning rivojlanishi va faol fiksatsiyasi uchun o'ziga xos harorat optimallariga ega. Shuni ta'kidlash kerakki, dukkakli o'simliklarning rivojlanishi, tugunlarning shakllanishi va azotni biriktirish uchun optimal haroratlar mos kelmaydi. Shunday qilib, tabiiy sharoitda tugunlarning shakllanishi 0 ° C dan biroz yuqori haroratlarda kuzatilishi mumkin, azotning fiksatsiyasi bunday sharoitda deyarli sodir bo'lmaydi. Ehtimol, faqat arktik simbiotik dukkaklilar juda past haroratlarda azotni tuzatadi. Odatda, bu jarayon faqat 10 ° C va undan yuqori haroratda sodir bo'ladi. Bir qator dukkakli o'simliklarning maksimal azot fiksatsiyasi 20-25 ° S da kuzatiladi. 30 ° C dan yuqori haroratlar azot to'planish jarayoniga salbiy ta'sir qiladi.

Tugunli bakteriyalarda harorat omiliga ekologik moslashuv ko'plab tipik saprofit shakllarga qaraganda ancha kam. E. N. Mishustin (1970) fikricha, bu tugun bakteriyalarining tabiiy yashash joyi o'simlik to'qimalari bo'lib, bu erda harorat sharoitlari mezbon o'simlik tomonidan tartibga solinishi bilan bog'liq.

Tuproq reaktsiyasi tugun bakteriyalarining hayotiy faoliyatiga va tugunlarning shakllanishiga katta ta'sir ko'rsatadi. Tugunli bakteriyalarning turli turlari va hatto shtammlari uchun yashash joyining pH qiymati biroz boshqacha. Masalan, yonca tugun bakteriyalari beda tugunlari bakteriyalariga qaraganda past pH qiymatlariga nisbatan ancha chidamli. Shubhasiz, bu erda mikroorganizmlarning atrof-muhitga moslashishi ham ta'sir qiladi. Clover bedaga qaraganda ko'proq kislotali tuproqlarda o'sadi. Tuproq reaktsiyasi ekologik omil sifatida tugun bakteriyalarining faolligi va virulentligiga ta'sir qiladi. Neytral pH qiymatlari bo'lgan tuproqlardan eng faol shtammlarni ajratish osonroq bo'ladi. Kislotali tuproqlarda faol bo'lmagan va zaif virulent shtammlar ko'proq uchraydi. Kislotali muhit (pH 4,0-4,5) o'simliklarga bevosita ta'sir qiladi, xususan, o'simliklar almashinuvining sintetik jarayonlarini va ildiz tuklarining normal rivojlanishini buzadi. Emlangan o'simliklarda kislotali muhitda bakterioid to'qimalarning ishlash muddati keskin qisqaradi, bu azot fiksatsiyasi darajasining pasayishiga olib keladi.

Kislotali tuproqlarda, A.V.Peterburgskiy ta'kidlaganidek, alyuminiy va marganets tuzlari tuproq eritmasiga o'tadi, bu o'simliklarning ildiz tizimining rivojlanishiga va azotning assimilyatsiya jarayoniga salbiy ta'sir qiladi va fosfor, kaltsiy, molibdenning assimilyatsiya qilinadigan shakllari tarkibiga kiradi. va karbonat angidrid ham kamayadi. Noqulay tuproq reaktsiyasi eng yaxshi ohak bilan yo'q qilinadi.

Simbiotik azot fiksatsiyasining hajmi ko'p jihatdan tugun bakteriyalari tomonidan emas, balki xost o'simlikining oziqlanish sharoitlari bilan belgilanadi. Tugunli bakteriyalar o'simliklarning endotrof simbionlari sifatida asosan o'simlikka uglerodli moddalar va mineral ozuqalarni olish uchun bog'liq.

Tugunli bakteriyalar uchun xost to'qimasi shunday ozuqa muhiti bo'lib, u to'qimalarda barcha turdagi ozuqa moddalarining tarkibi tufayli eng talabchan shtammni ham qondira oladi. Shunga qaramay, tugun bakteriyalari xos o'simlik to'qimalariga kiritilgandan so'ng, ularning rivojlanishi nafaqat ichki jarayonlar bilan belgilanadi, balki ko'p jihatdan yuqumli jarayonning butun jarayoniga ta'sir qiluvchi tashqi omillar ta'siriga bog'liq. Atrof muhitda u yoki bu ozuqa moddalarining mavjudligi yoki yo'qligi simbiotik azot fiksatsiyasining namoyon bo'lishi uchun hal qiluvchi moment bo'lishi mumkin.

Dukkakli o'simliklarni mineral azot birikmalarining mavjud shakllari bilan ta'minlash darajasi simbiozning samaradorligini belgilaydi. Ko'plab laboratoriya va vegetativ tajribalar asosida ma'lumki, muhitda azotli birikmalar qancha ko'p bo'lsa, bakteriyalarning ildizga kirib borishi shunchalik qiyin bo'ladi.

Qishloq xo'jaligi amaliyoti muammoni aniq hal qilishni talab qiladi - dukkaklilarni azot bilan urug'lantirish maqsadga muvofiqdir yoki mineral azot dukkaklilarning simbiotik azot fiksatsiyasini bostiradi, deb ta'kidlagan tadqiqotchilar to'g'ri va shuning uchun bunday o'simliklarni urug'lantirmaslik iqtisodiy jihatdan foydaliroqdir. azot. Moskva qishloq xo'jaligi akademiyasining agronomik va biologik kimyo kafedrasida. K. A. Timiryazev tajribalar o'tkazdi, ularning natijalari o'simliklarni atrof-muhitda azotning turli dozalari bilan ta'minlanganda o'simlik va dala tajribalari sharoitida simbiontlarning xatti-harakatlari tasvirini olish imkonini berdi. Dala sharoitida o'simliklarning optimal o'sishi sharoitida atrof-muhitda eruvchan azot o'z ichiga olgan birikmalar miqdorining ko'payishi ularning tugun bakteriyalari bilan simbioziga to'sqinlik qilmasligi aniqlandi. Mineral azotning ko'payishi bilan o'simliklar tomonidan assimilyatsiya qilingan atmosfera azotining ulushining kamayishi faqat nisbiy xususiyatga ega. Atmosferadan bakteriyalar tomonidan assimilyatsiya qilingan azotning mutlaq miqdori amalda kamaymaydi, hatto ko'pincha ildiz tugunlari bakteriyalari ishtirokida, lekin azotni tuproqqa kiritmasdan o'stirilgan o'simliklar bilan solishtirganda ko'payadi.

Dukkaklilar tomonidan azotning so'rilishini faollashtirishda fosfor bilan oziqlanish katta ahamiyatga ega. Muhitda fosfor kam bo'lsa, bakteriyalar ildizga kirib boradi, ammo tugunlar hosil bo'lmaydi. Dukkakli o'simliklar fosfor o'z ichiga olgan birikmalar almashinuvida o'ziga xos xususiyatlarga ega. Dukkakli urug'larda fosfor ko'p. Urug'larning unib chiqishi davrida zaxira fosfor boshqa ekinlarda bo'lgani kabi ishlatilmaydi - barcha organlarning shakllanishi uchun nisbatan teng ravishda, lekin ko'proq darajada ildizlarda to'plangan. Shuning uchun dukkakli o'simliklar rivojlanishning dastlabki bosqichlarida, boshoqli o'simliklardan farqli o'laroq, fosforga bo'lgan ehtiyojini tuproq zahiralari emas, balki ko'proq urug'donlar hisobidan qondiradi. Urug'lar qanchalik katta bo'lsa, dukkaklilar kamroq tuproq fosforiga bog'liq. Biroq, simbiotik hayot tarzida dukkakli o'simliklarda fosforga bo'lgan ehtiyoj avtotrofik rejimga qaraganda yuqori. Shuning uchun emlangan o'simliklar muhitida fosfor etishmasligi bilan o'simliklarni azot bilan ta'minlash yomonlashadi.

Ma'lumki, dukkaklilar boshqa qishloq xo'jaligi ekinlariga qaraganda o'z ekinlari bilan ko'proq kaliyni olib yurishadi. Shuning uchun kaliyli va ayniqsa fosfor-kaliyli o'g'itlar dukkaklilar tomonidan azot fiksatsiyasining mahsuldorligini sezilarli darajada oshiradi.

Kaliyning tugunlarning shakllanishiga va azot fiksatsiyasining intensivligiga ijobiy ta'siri katta darajada kaliyning o'simlikning uglevod almashinuvidagi fiziologik roli bilan bog'liq.

Kaltsiy nafaqat tuproqning ortiqcha kislotaligini yo'qotish uchun kerak. U tugun bakteriyalarining rivojlanishida va bakteriyalarning xos o'simlik bilan normal simbiozini ta'minlashda o'ziga xos rol o'ynaydi. Tugun bakteriyalarining kaltsiyga bo'lgan talabi qisman stronsiy bilan qoplanishi mumkin. Qizig'i shundaki, kislotali laterit tuproqlarda o'sadigan tropik ekinlarning nodul bakteriyalari kaltsiyni talab qilmaydi. Bu yana tugun bakteriyalarining ekologik moslashuvini ko'rsatadi, chunki tropik tuproqlarda juda oz miqdorda kaltsiy mavjud.

Simbiotik azot fiksatsiyasi magniy, oltingugurt va temirni ham talab qiladi. Magniy etishmovchiligi bilan tugun bakteriyalarining ko'payishi inhibe qilinadi, ularning hayotiy faolligi pasayadi va simbiotik azot fiksatsiyasi bostiriladi. Oltingugurt va temir ham tugunlarning shakllanishiga va azotni biriktirish jarayoniga foydali ta'sir ko'rsatadi, xususan, leggemoglobin sintezida shubhasiz rol o'ynaydi.

Mikroelementlardan, ayniqsa, molibden va borning rolini ta'kidlaymiz. Molibden etishmovchiligi bilan tugunlar yomon shakllanadi, ularda erkin aminokislotalarning sintezi buziladi va leggemoglobin sintezi bostiriladi. Molibden o'zgaruvchan valentlikka ega bo'lgan boshqa elementlar (Fe, Co, Cu) bilan birga oksidlanish-qaytarilish fermentativ reaktsiyalarida elektronlarni uzatishda vositachi bo'lib xizmat qiladi. Bor etishmovchiligi bilan tugunlarda tomir to'plamlari hosil bo'lmaydi va natijada bakterioid to'qimalarning rivojlanishi buziladi.

Dukkaklilarda tugunlar hosil boʻlishiga oʻsimliklarning uglevod almashinuvi katta taʼsir koʻrsatadi, bu bir qator omillar bilan belgilanadi: fotosintez, atrof-muhitda karbonat angidridning mavjudligi, oʻsimliklarning fiziologik xususiyatlari. Karbongidrat oziqlanishini yaxshilash emlash jarayoniga va azot to'planishiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Amaliy nuqtai nazardan, dukkakli o'simliklarni uglevodlar manbai sifatida o'g'itlash uchun somon va yangi somon go'ngidan foydalanish katta qiziqish uyg'otadi. Ammo tuproqqa somon kiritilgandan keyingi birinchi yilda uning parchalanishi paytida zaharli moddalar to'planadi. Shuni ta'kidlash kerakki, dukkakli o'simliklarning barcha turlari somonning zaharli parchalanish mahsulotlariga sezgir emas; no'xat, masalan, ularga munosabat bildirmaydi.

Tugunli bakteriyalar va dukkakli o'simliklarning simbiozida biologik omillar ma'lum rol o'ynaydi.

Rizosfera mikroflorasining ildiz tugunlari bakteriyalariga ta'siriga katta e'tibor beriladi, ular rizosfera mikroorganizmlarining tarkibiga qarab ham ogohlantiruvchi, ham antagonistik bo'lishi mumkin.

Ko'pgina ishlar tugun bakteriyalari faglarini o'rganishga bag'ishlangan. Ko'pgina faglar har xil turdagi bakteriyalarni lizinglash qobiliyatiga ega; ba'zilari faqat alohida turlarga yoki hatto tugun bakteriyalarining shtammlariga nisbatan ixtisoslashgan. Faglar bakteriyalarning ildizga kirishiga to'sqinlik qilishi, tugun to'qimalarida hujayra lizisini keltirib chiqarishi mumkin. Faglar nitragin hosil qiluvchi o'simliklardagi tugun bakteriyalarining preparatlarini lizinglash orqali katta zarar etkazadi.

Tugunli bakteriyalarga zarar yetkazuvchi har xil turdagi hasharotlar orasida yo‘l-yo‘l tugunchasi ajralib turadi, uning lichinkalari dukkakli o‘simliklarning ko‘p turlari (asosan bir yillik o‘simliklar) ildizlaridagi tugunlarni yo‘q qiladi. Tugunli tugunchasi ham keng tarqalgan.

Erta bahorda urg‘ochi tugunchali o‘tlar 10 dan 100 tagacha tuxum qo‘yadi. 10-15 kundan keyin tuxumdan mayda (5,5 mm gacha), chuvalchangsimon, egilgan, och jigarrang boshli oq lichinkalar rivojlanib, asosan tugunlar va ildiz tuklari bilan oziqlanadi. Yangi chiqqan lichinkalar tugunga kirib, uning tarkibi bilan oziqlanadi. Qadimgi lichinkalar nodullarni tashqaridan yo'q qiladi. Bitta lichinka 30-40 kun ichida 2-6 tugunni yo'q qiladi. Ular, ayniqsa, quruq va issiq havoda, o'simliklarning rivojlanishi sekinlashganda katta zarar keltiradi.

Beda va dukkakli oʻsimliklarning baʼzi boshqa turlarining tugunlari ham yirik beda oʻsimligidan zarar koʻradi.

Urg'ochi qo'ng'izlar 400 tagacha tuxum qo'yadi, ulardan oyoqsiz, yoysimon, sarg'ish-oq, jigarrang boshli, jigarrang tuklar bilan qoplangan lichinkalar rivojlanadi. Ularning uzunligi 10-14 mm. Yirik beda oʻsimligining rivojlanish davri ikki yil davom etadi.

Dashtli rayonlarda beda, beda va soya ildizlarida dasht nematodi topilgan. Tuxum qo'yishdan oldin urg'ochilar ildizga kirib, u erda 12 dan 20 tagacha tuxum qo'yadi. Ildizlarda lichinkalar rivojlanishning uchta lichinka bosqichidan o'tadi, ildiz va tugunlarning funktsiyalarini buzadi.

Tugunli bakteriyalarning tabiatda tarqalishi. Tugun bakteriyalar simbiotik organizmlar bo'lib, dukkakli o'simliklarning ayrim turlariga hamroh bo'lib, tuproqlarda tarqaladi. Tugunlar vayron bo'lgandan so'ng, tugun bakteriyalarining hujayralari tuproqqa kirib, boshqa tuproq mikroorganizmlari kabi turli xil organik moddalar hisobiga mavjud bo'la boshlaydi. Tugunli bakteriyalarning deyarli hamma joyda tarqalishi ularning turli tuproq va iqlim sharoitlariga yuqori darajada moslashishi, simbiotik va saprofit hayot tarzini olib borish qobiliyatidan dalolat beradi.

Tabiatda tugun bakteriyalarining tarqalishi bo'yicha hozirgi mavjud ma'lumotlarni sxematiklashtirib, quyidagi umumlashmalarni amalga oshirishimiz mumkin.

Bokira va madaniy tuproqlarda yovvoyi florada uchraydigan yoki ma'lum bir hududda uzoq vaqt yetishtirilgan dukkakli o'simliklarning tugunli bakteriyalari odatda ko'p miqdorda bo'ladi. Tugun bakteriyalar soni dukkakli oʻsimliklarning rizosferasida doimo eng koʻp, boshqa turlarning rizosferasida birmuncha kamroq, ildizdan uzoqda joylashgan tuproqda esa kam.

Tuproqlarda ham samarali, ham samarasiz tugun bakteriyalari uchraydi. Tugunli bakteriyalarning, ayniqsa, noqulay xossalari (kislotali, sho'rlangan) tuproqlarda uzoq vaqt davomida saprofit bo'lishi bakterial faollikning pasayishiga va hatto yo'qolishiga olib kelishi haqida ko'plab dalillar mavjud.

Turli xil dukkakli o'simliklarning o'zaro infektsiyasi ko'pincha tabiatda va qishloq xo'jaligi amaliyotida molekulyar azotni faol ravishda mahkamlamaydigan ildizlarda tugunlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Bu, qoida tariqasida, tuproqdagi nodul bakteriyalarining mos keladigan turlarining yo'qligiga bog'liq.

Bu hodisa, ayniqsa, dukkakli o'simliklarning yangi turlaridan foydalanganda tez-tez kuzatiladi, ular o'zaro guruh bakteriyalarining samarasiz turlari bilan kasallangan yoki tugunlarsiz rivojlanadi.

Dukkakli bo'lmagan o'simliklardagi nodullar.

Ildiz tugunlari yoki nodullarga o'xshash shakllanishlar nafaqat dukkakli o'simliklarning ildizlarida keng tarqalgan. Ular gimnospermlar va angiospermlarda uchraydi.

Ildizlarida (yoki barglarida) tugunlar hosil qiluvchi mikroorganizmlar bilan simbiozda azot bog'laydigan turli xil o'simliklarning 200 ga yaqin turlari mavjud.

Gimnospermlarning tugunlari (tartiblari Cycadales - sikadlar, Ginkgoales - giikgovye, Coniferales - ignabargli) shoxlangan marjonsimon, sharsimon yoki munchoqsimon shaklga ega. Ular qalinlashgan, o'zgartirilgan lateral ildizlardir. Ularning shakllanishiga sabab bo'lgan patogenning tabiati hali aniqlanmagan. Gimnospermlarning endofitlari zamburug'lar (fikomitsetlar), aktinomitsetlar, bakteriyalar va suv o'tlari sifatida tasniflanadi. Ba'zi tadqiqotchilar bir nechta simbiozning mavjudligini taklif qilishadi. Masalan, sikadlarda simbiozda Azotobakter, tugun bakteriyalari va suv o'tlari ishtirok etadi, deb ishoniladi. Shuningdek, gimnospermlarda tugunlarning funktsiyasi masalasi hal etilmagan. Bir qator olimlar, birinchi navbatda, tugunlarning azot fiksatori sifatidagi rolini asoslashga harakat qilmoqdalar. Ba'zi tadqiqotchilar podokarp tugunlarini suv ombori deb hisoblashadi va sikadli tugunlar ko'pincha havo ildizlarining funktsiyalari bilan ta'minlanadi.

Angiospermlarning bir qator vakillarida ikki pallali o'simliklar, ildizlardagi tugunlar 100 yil oldin aniqlangan.

Birinchidan, bu guruhga kiradigan daraxtlar, butalar va yarim butalar (Coriariacoae, Myricaceae, Betulaceae, Casuarinaceae, Elaeagnaceae, Rhamnaceae oilalari) tugunlarining xususiyatlariga to'xtalib o'tamiz. Ushbu guruhning aksariyat vakillarining tugunlari yoshi bilan jigarrang rangga ega bo'lgan pushti-qizil rangli marjonga o'xshash klasterlardir. Ularda gemoglobin borligi haqida dalillar mavjud. Elaeagnus (loch) jinsi turlarida nodullar oq rangga ega.

Ko'pincha tugunlar katta. Casuarina (Casuarina) da ular uzunligi 15 sm ga etadi.Ular bir necha yil ishlaydi.

Tugunli o'simliklar turli iqlim zonalarida keng tarqalgan yoki ma'lum bir hudud bilan chegaralangan. Shunday qilib, Shepherdia va Ceanothus faqat Shimoliy Amerikada, Casuarinada - asosan Avstraliyada joylashgan. Loxoviy va dengiz shimoli ancha keng tarqalgan.

Ko'rib chiqilayotgan guruhning ko'plab o'simliklari ozuqa moddalari kam bo'lgan tuproqlarda - qumlarda, qumtepalarda, toshlarda, botqoqlarda o'sadi.

O'tgan asrning 70-yillarida M. S. Voronin tomonidan kashf etilgan alder (Alnus), xususan, A. glutinosa tugunlari eng batafsil o'rganilgan (167-rasm). Tugunlar nafaqat zamonaviy, balki yo'q bo'lib ketgan alder turlariga ham xosdir, chunki ular Aldana daryosi vodiysining uchinchi darajali konlarida - Yakutiyada qazib olinadigan alder ildizlarida topilgan.

Tugunlardagi endofit polimorfdir. Odatda gifa, pufakchalar va bakterioidlar shaklida bo'ladi (168-rasm). Endofitning taksonomik pozitsiyasi hali aniqlanmagan, chunki uni sof madaniyatga ajratishga bo'lgan ko'plab urinishlar samarasiz bo'lib chiqdi va agar madaniyatlarni ajratib olish mumkin bo'lsa, ular virussiz bo'lib chiqdi.

Ushbu butun o'simliklar guruhining asosiy ahamiyati, ko'rinishidan, endofit bilan simbiozda molekulyar azotni mahkamlash qobiliyatidadir. Qishloq xoʻjaligi oʻsimliklarini yetishtirish iqtisodiy jihatdan oqilona boʻlmagan joylarda oʻsib, yerni oʻzlashtirishda peshqadam rolini oʻynaydi. Shunday qilib, Casuarina equisetifolia ekilgan Irlandiya (Kabo-Verde) qumtepalari tuprog'ida azotning yillik o'sishi 140 kg / ga ga etadi. Alder ostidagi tuproqdagi azot miqdori qayin, qarag'ay, tol ostidagidan 30-50% yuqori. Alderning quritilgan barglarida azot boshqa yog'ochli o'simliklarning barglariga qaraganda ikki baravar ko'p. A.Virtanenning (1962) hisob-kitoblariga ko'ra, alder (1 m2 ga o'rtacha 5 o'simlik) 7 yil ichida azotning 700 kg / ga ko'payishini beradi.

Zygophyllaceae oilasi (parnofilli) vakillarida tugunlar kamroq uchraydi. Ular birinchi marta Tribulus terrestris ildiz tizimida B. L. Isachenko (1913) tomonidan kashf etilgan. Keyinchalik Tribulusning boshqa turlarida nodullar topilgan.

Zygophyllaceae oilasining aksariyat vakillari kserofitik butalar yoki koʻp yillik oʻtlardir. Ular tropik va subtropik mintaqalarning cho'llarida keng tarqalgan bo'lib, qumtepalarda, cho'l va mo''tadil botqoqlarda o'sadi.

Qizig'i shundaki, yorqin qizil parofillum kabi tropik o'simliklar faqat yuqori harorat va past tuproq namligida tugunlarni hosil qiladi. Umumiy namlik sig'imining 80% gacha bo'lgan tuproq namligi tugunlarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi. Ma'lumki, mo''tadil iqlimdagi dukkakli o'simliklarda teskari hodisa kuzatiladi. Namlikning etarli emasligi bilan ular nodullar hosil qilmaydi.

Parnofillar oilasi o'simliklaridagi tugunlar ildiz tizimida hajmi va joylashishi bilan farqlanadi. Katta tugunlar odatda asosiy ildizda va tuproq yuzasiga yaqin joyda rivojlanadi. Kichikroqlari lateral ildizlarda va kattaroq chuqurlikda joylashgan. Ba'zida tugunchalar tuproq yuzasida yotsa, poyalarda hosil bo'ladi.

Janubiy Bug bo'ylab qumlarda quruqlik tribuluslarining tugunlari kichik oq, bir oz uchli yoki yumaloq siğillarga o'xshaydi.

Ular odatda ildiz po'stlog'iga kirib boradigan qo'ziqorin gifalarining pleksusi bilan qoplangan.

Yorqin qizil parnolistnikda nodullar o'simliklarning lateral ildizlarining terminal qalinlashuvidir. Bakteroidlar tugunlarda topiladi; bakteriyalar ildiz tugunlariga juda o'xshaydi.

Tropik o'simliklarning tugunlari Tribulus cistoides qattiq, yumaloq, diametri taxminan 1 mm, ildizlarga keng asos bilan bog'langan, ko'pincha eski ildizlarga aylanadi. Ko'pincha ildizlarda, o'zgaruvchan, bir yoki ikki tomonda joylashgan (169-rasm). Nodullar meristema zonasining yo'qligi bilan tavsiflanadi. Shunga o'xshash hodisa ignabargli o'simliklarda tugunlarning shakllanishida qayd etiladi. Shuning uchun tugun stelning peritsiklining hujayra bo'linishi tufayli paydo bo'ladi.

Rivojlanishning turli bosqichlarida Tribulus cistoides tugunlarini gistologik o'rganish ularda mikroorganizmlar etishmasligini ko'rsatdi. Bunga asoslanib, shuningdek, tugunlarda ko'p miqdorda kraxmal to'planishi, ular o'simliklarni zahiradagi ozuqa moddalari bilan ta'minlash funktsiyasini bajaradigan tuzilmalar hisoblanadi.

O'rmon qamishining tugunlari o'simliklarning ildizlariga mahkam o'rnashgan, diametri 4 mm gacha bo'lgan sharsimon yoki biroz cho'zilgan shakllanishlardir (170-rasm). Yosh tugunlarning rangi ko'pincha oq, vaqti-vaqti bilan pushti, eski - sariq va jigarrang. Tugun ildizning markaziy tsilindri bilan keng tomirlar to'plami bilan bog'langan. Xuddi Tribulus cistoidesdagi kabi qamish tugunlari poʻstlogʻi, poʻstloq parenximasi, endodermasi, perisiklik parenximasi va tomirlar toʻplamiga ega (171-rasm).

Yog'ochli qamishning tugunlaridagi bakteriyalar dukkakli o'simliklarning ildiz tugunlari bakteriyalarini juda eslatadi.

Tugunlar karam va turpning ildizlarida joylashgan - xochga mixlangan oila vakillari. Ular molekulyar azotni bog'lash qobiliyatiga ega bo'lgan bakteriyalar tomonidan hosil qilingan deb taxmin qilinadi.

Mader oilasiga mansub o'simliklar orasida tugunlar Coffea robusta va Coffea klainii qahvalarida uchraydi. Ular dixotomiyali shoxlanadi, ba'zan tekislanadi va fanatga o'xshaydi. Tugun to'qimalarida bakteriyalar va bakterioid hujayralar mavjud. Bakteriyalar, Styuartga (1932) ko'ra, Rhizobiumga tegishli, ammo u ularni Bacillus coffeicola deb atagan.

Atirguldoshlar oilasiga mansub o'simliklardagi tugunlar quruqlikda (keklik o'ti) topilgan. Ushbu oilaning yana ikkita a'zosi, Purshia tridentata va Cercocarpus betuloides, odatiy marjon tugunlarini tasvirlagan. Biroq, adabiyotda bu tugunlarning tuzilishi va ularning patogenining tabiati haqida ma'lumotlar yo'q.

Heather oilasidan faqat bitta o'simlikni eslatib o'tish mumkin - ildiz tizimida tugunlari bo'lgan ayiq qulog'i (yoki ayiq mevasi). Ko'pgina mualliflar bu mercanga o'xshash ektotrofik mikoriza ekanligiga ishonishadi.

Angiospermli bir pallali o'simliklarda tugunlar donlilar oilasi vakillari orasida keng tarqalgan: o'tloq tulki dumi, o'tloq o'ti, Sibir soch o'ti va sho'r soch o'ti. Nodullar ildizlarning uchlarida hosil bo'ladi; cho'zinchoq, yumaloq, fuziform. Tulki quyruqida yosh tugunlar engil, shaffof yoki shaffof bo'lib, yoshi bilan jigarrang yoki qora rangga aylanadi. Tugun hujayralarida bakteriyalar mavjudligi haqidagi ma'lumotlar qarama-qarshidir.

Barglarning tugunlari.

Turli o'simliklarning 400 dan ortiq turlari barglarda nodullar hosil qilishi ma'lum. Pavetta va Psixotriya nodullari eng ko'p o'rganilgan. Ular asosiy tomir bo'ylab barglarning pastki yuzasida joylashgan yoki lateral tomirlar orasiga tarqalgan, zich yashil rangga ega. Xloroplastlar va taninlar tugunlarda to'plangan. Qarish bilan ko'pincha nodullarda yoriqlar paydo bo'ladi.

Hosil bo'lgan tugun, aftidan, urug'ning unib chiqishi vaqtida o'simlikning barglarini yuqtiradigan bakteriyalar bilan to'ldiriladi. Steril urug'larni etishtirishda nodullar paydo bo'lmaydi va o'simliklar xlorotik rivojlanadi. Psychotria bacteriopbyla ning barg tugunlaridan ajratilgan bakteriyalar Klebsiella (K. rubiacearum) jinsiga mansub bo‘lib chiqdi. Bakteriyalar azotni nafaqat simbiozda, balki sof madaniyatda ham - 1 g ishlatiladigan shakar uchun 25 mg azotgacha mahkamlaydi. Ular unumsiz tuproqlarda o'simliklarning azot bilan oziqlanishida muhim rol o'ynaydi deb taxmin qilish kerak. Ular o'simliklarni nafaqat azot, balki biologik faol moddalar bilan ham ta'minlaydi, deb ishonishga asos bor.

Ba'zan barglar yuzasida porloq plyonkalar yoki ko'p rangli dog'larni ko'rish mumkin. Ular filosferaning mikroorganizmlari - epifitik mikroorganizmlarning maxsus turidan hosil bo'lib, ular o'simliklarning azot bilan oziqlanishida ham ishtirok etadilar. Fillosfera bakteriyalari asosan oligonitrofillardir (ular muhitda azot o'z ichiga olgan birikmalarning ahamiyatsiz aralashmalarida yashaydilar va qoida tariqasida oz miqdordagi molekulyar azotni biriktiradilar), ular o'simlik bilan yaqin aloqada bo'ladilar.

Biologik ensiklopedik lug'at

Koʻpgina dukkakli oʻsimliklar ildizida tugun hosil qiluvchi azot saqlovchi bakteriyalar turkumi. Atmosferadagi molekulyar azotni so'rib oling va uni o'simliklar tomonidan so'rilgan azot birikmalariga aylantiring, bu esa o'z navbatida boshqa o'simliklarni ... ... Ekologik lug'at

Koʻpgina dukkakli oʻsimliklarning ildizlarida tugun hosil qiluvchi va oʻsimlik bilan simbioz sharoitida havodagi molekulyar azotni mahkamlaydigan bakteriyalar turkumi. Ular spora hosil qilmaydi, ular aeroblardir. Tuproqni azot bilan boyiting. Shuningdek qarang: Azot fiksatsiyasi… Katta ensiklopedik lug'at

Soya ildizi tugunining ko‘ndalang kesimi. Bakteriyalar, lat. Bradyrhizobium japonicum, ildizlarni ekib, azot biriktiruvchi simbiozga kiradi. Tugun bakteriyalari... Vikipediya - dukkaklilar va boshqa ba'zi o'simliklarning ildizlari to'qimalarida rivojlanadigan, havodagi erkin azotni bog'lab, uni yuqori o'simliklarga etkazishga qodir bo'lgan simbiont bakteriyalar ... Botanika atamalarining lug'ati

Ular dukkaklilarning ildizida yashaydilar. va ularda ko'knori urug'idan loviyagacha va undan kattaroq bo'lgan maxsus tugunlarni hosil qiladi. K. b. hosildorlikni oshirishning muhim omili hisoblanadi, chunki ularning yordami bilan dukkaklilar o'sadi. atmosferadan erkin azotni so'rish ... Qishloq xo'jaligi lug'ati - ma'lumotnoma

tugun bakteriyalari- (Rhizobium), dukkaklilar ildizidagi tugunlarda joylashadigan va atm singdirish qobiliyatiga ega aerob bakteriyalar turkumi. azot va u bilan tuproqni boyitadi. Ular o'simliklar bilan simbiozda yashaydilar, ularni azot bilan ta'minlaydilar va erta uglerod mahsulotlarini oladilar ... Qishloq xo'jaligi entsiklopedik lug'ati

tugun bakteriyalari- (Rhizobium), dukkakli oʻsimliklar ildizidagi tugunlarda joylashuvchi va atmosfera azotini oʻzlashtirib, tuproqni u bilan boyitish xususiyatiga ega boʻlgan aerob bakteriyalar turkumi. Ular o'simliklar bilan simbiozda yashaydilar, ularni azot bilan ta'minlaydilar va o'simliklardan oladilar ... Qishloq xo'jaligi. Katta ensiklopedik lug'at

Simbiont o'simliklarning ildizlarida yashash va ko'payish qobiliyatiga ega bo'lgan tugunli bakteriyalar uzoq vaqtdan beri Yerdagi yuqori va quyi tirik organizmlar o'rtasidagi o'zaro manfaatli hamkorlikning klassik namunasiga aylandi.

Hatto qadimgi olimlar dukkakli o'simliklarning tuproq sifatini yaxshilash qobiliyatiga e'tibor berishlariga qaramay, tugun mikroorganizmlarini o'rganish faqat 1838 yilda boshlangan. Bu vaqtda frantsuz Jan Baptiste Boussingault dukkakli o'simliklarning barglari azotni tuzatishi mumkinligini taklif qildi. Bu gipotezani tasdiqlash uchun u o'tkazgan tajribalar o'zining aniqligi va muvozanatliligi bilan ajralib turardi. 15 yildan so'ng, u suvda (tuproqsiz) o'stirilgan o'simliklar azotni biriktirish qobiliyatini yo'qotishini bilib, o'z farazidan voz kechdi. Keyin u dukkakli o'simliklarning qaysi organlari azot fiksatsiyasi uchun javob beradi degan savolga javob topa olmadi.

Buning ajablanarli joyi yo'q - bu nitratlar ishlab chiqarish zavodlari bo'lgan barglar emas, balki tugun bakteriyalari - ularning ildizlarida yashaydigan dukkakli o'simliklarning sevimli simbionlari. Azotni biriktirish mexanizmi haqida hech narsa bilmasdan, agronomlar dukkakli ekinlarni ko'p dalali almashlab ekish tizimlariga kiritishni boshladilar. Don va yonca ekinlarini navbatma-navbat ekish ularning hosildorligini ikki yarim barobar oshirish imkonini berdi. Dukkakli oʻsimliklar orasidan beda, beda, lyupin, shirin beda kabi mahsuldor turlari aniqlandi. Ma’lum bo‘lishicha, ular donli dukkaklilarga qaraganda tuproqda 2-5 barobar ko‘proq azot qoldiradi.

Olimlarning tugun bakteriyalari hamkorlik qiladigan simbiontlarni aniqlash boʻyicha olib borilgan ishlari ildizida azot saqlovchi bakteriyalar yashaydi va koʻpayadigan 200 dan ortiq dukkakli boʻlmagan oʻsimliklarni aniqlash imkonini berdi.

Hamma joyda tarqalgan prokaryotlar

O'tgan asrning boshlarida atmosfera azotini o'zlashtira oladigan birinchi tugunli mikroorganizmlar topildi. Qizig'i shundaki, anaerob Clostridium pasterianum (S.N.Vinogradskiy) va aerob Azotobakter (M.Beyerink) deyarli bir vaqtda kashf etilgan. Vaqt o'tishi bilan boshqa azot fiksatorli bakteriyalar ham aniqlandi, ular boshoqli, dukkaklilar va Asteraceae (eng mashhurlari Timoti, jo'xori va kartoshka) ildizlarida yashaydi va ko'payadi. Ozuqa muhitida tugun bakteriyalarini o'stirish, olimlar azot fiksatsiyasidan tashqari, ular o'sish va ildiz shakllanishi stimulyatorlari, ba'zi vitaminlar va antibiotiklar sintezini amalga oshirib, yashaydi va ko'payadi.

Tugunli bakteriyalar simbion o'simliklar uchun juda xosdir. Ularning o'ziga xosligini o'rganish bakterial preparatlar nima uchun ular bilan ishlov berilgan ekinlarga qarab turli xil samaradorlikka ega degan savolga javob topishga imkon berdi. Dukkakli o'simliklarning urug'larini davolash uchun mo'ljallangan birinchi bakterial preparat Nitragin 1897 yilda F. Nobbe va L. Giltner tomonidan taklif qilingan. Bu bakterial o‘g‘itlarni sanoatda ishlab chiqarishni, azot biriktiruvchi moddalarning o‘ziga xosligini tadqiq etishni, shuningdek, kelajakda yashash va ko‘paytirishga qodir bo‘lgan, tashish va saqlash uchun bakterial preparatlarning eng qulay shakllarini izlashning boshlanishi edi.

Farqlar

Keng va tor o'ziga xoslikdagi mikroorganizmlarni ajrating. Uning sabablari haqidagi savolga javob izlab, olimlar bakteriyalar ko'payadigan bir vaqtda plazmidlar yordamida o'ziga xoslikning genetik o'tkazilishini aniqladilar.

1. Yuqori aniqlik. Cheklangan sonli turlar, ba'zan hatto navlari yoki shakllari bilan simbiozga qodir. Yorqin misol - faqat alkaloidsiz navlarida yashashi mumkin bo'lgan lyupin simbiontlari.
2. Keng miqyosda aniq. Xuddi shu oila yoki o'xshash kimyoviy tarkibdagi o'simliklarni yuqtirishga qodir.

Azot fiksatorli simbiont bakteriyalar orasida prokaryotlarning barcha taksonomik birliklarining vakillari aniqlangan - eubakteriyalar, siyanobakteriyalar (yoki ko'k-yashil suv o'tlari), arxebakteriyalar. Agronomlar ularni hosildorlikka qarab uch guruhga ajratdilar:

• faol yoki samarali,
• samarasiz yoki faol emas,
• samarasiz.

Ular virulentligi bilan ham farqlanadi - bu ularning simbiont o'simliklarning ildizlariga kirib borish qobiliyatining nomi. Eng mahsuldorlari yuqori virusli faol shtammlar bo'lib, ular yuqori darajadagi infektsiyani va azot birikmalarini ishlab chiqarishni birlashtiradi.

Yangi rivojlanish rizotorfin bo'lib, u nozik disperslangan torf va nodul bakteriyalarini o'z ichiga olgan preparatdir. Uning ishlab chiqarilishi xorijiy ishlab chiqaruvchilarga o'ziga xos javobdir. Briketda kerakli kislotalilik va namlikni saqlab turish orqali bakteriyalarning faolligini, uzoq vaqt davomida yashash va ko'payish qobiliyatini saqlab qolish mumkin.

Tugun ichidagi bakteriyalarning qulay sharoitlari va hayoti

Tugunli bakteriyalar yashash va ko'payish sharoitlariga qarab azot fiksatsiyasining turli samaradorligini namoyish etadi. Bu tuproqning kislotaligi, uning namligi, shuningdek, organik moddalar (uglevodlar), kaliy, fosfor mavjudligi. Nisbatan yaqinda molibdenning nodul bakteriyalariga ijobiy ta'siri aniqlandi. Uning preparatlari ohaklash bilan birgalikda dukkakli don tarkibida oqsil miqdori sezilarli darajada oshishiga olib keladi. Bor va molibdenning ta'siri ular dehidrogenaza fermentlarining ishida ishtirok etishi bilan bog'liq.

Azot fiksatsiyasining har xil samaradorligi bilan tugun bakteriyalari mavjud. Yashash joyi sharoitlariga sezgirlik ko'p jihatdan mezbon o'simliklar va ularning tuproq sifatiga bo'lgan talablariga bog'liq. Shunday qilib, yonca nodul mikroorganizmlari beda bilan hamkorlik qiladigan qarindoshlariga qaraganda yuqori tuproq kislotaligiga chidamli.

Ushbu mikroorganizmlar uchun optimal harorat 24-26 ° S dir. Ularning preparatlari -2 dan -4 ° C gacha bo'lgan haroratda faol bo'lmagan holatda saqlanishi mumkin.

Ularning ildiz hujayralarida paydo bo'lishi ildiz tuklari orqali kirib borishi bilan boshlanadi. Birinchidan, sochlar ichida shnur hosil bo'ladi, keyin bakteriyalar o'simliklarning ildizlariga kirib, ularning o'sishini va tugunlarning shakllanishini rag'batlantiradi. Zamonaviy ma'lumotlarga ko'ra, tugun bakteriyalari faqat o'simlik ildizlarining poliploid (ko'paygan xromosoma to'plamlari) hujayralarida yashashga qodir.

Qizig'i shundaki, tugun bakteriyalari yuqori darajada polimorfizmni namoyon qiladi. Bunday turli xil shakllarning sabablari haqidagi savolga javob tez orada topilmadi. Erkin yashovchi tugun mikroorganizmlari yoki madaniyatlarda topilgan yosh hujayralar ko'pincha tayoqchalar (batsillalar) shaklida bo'ladi. Ba'zan bu kokklar, turli darajadagi harakatchanlik bilan L-shakllari. Ular bog'lash bilan bo'linadi va yoshi bilan ular xarakterli kamarlarga ega bo'ladilar. Hammasi gramm salbiy. Vaqt o'tishi bilan ularning hujayralarida yog 'birikmalari to'planadi - bu belbog'li shakllarning shakllanishiga sabab bo'ladi.

Ichkarida ildizlar shaklini o'zgartirib, turli xil qo'shimchalar bilan to'ldiradi. Bunday shakllanishlar bakterioidlar deb ataladi. Bakteroidlarning tashqi ko'rinishi va shakli ularning o'simlik ildizidan ajratilganligiga yoki ozuqa muhitida o'stirilganiga bog'liq emas. Qadimgi madaniyatlarda hujayralar ichida dumaloq artrosporalar topilgan.

Azot fiksatorli o'simliklar simbionlari mikroaerofillar hisoblanadi va kislorodning past dozalari mavjud bo'lganda mavjud bo'lishga qodir. Tuproqdagi azotli birikmalarning yuqori miqdori bilan ular o'simliklarning ildizlariga kirish qobiliyatini yo'qotadilar. Bu nima uchun azotli o'g'itlardan foydalanish dukkakli ekinlarning mahsuldorligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkinligi haqidagi savolga javobdir.

Rhizobium jinsining organizmlari polimorfizm bilan ajralib turadi, ya'ni bakteriyalar shakllari juda xilma-xildir. Ushbu mikroorganizmlar harakatchan va harakatsiz bo'lishi mumkin, kokkus yoki novda, filamentli, tasvirlar shakliga ega. Ko'pincha yosh prokaryotlar tayoqcha shakliga ega bo'lib, u o'sish va yoshga qarab ozuqa moddalarining to'planishi va immobilizatsiyasi tufayli o'zgaradi. Uning mikroorganizmida uning ko'rinishi bilan baholanishi mumkin bo'lgan bir necha bosqichlardan o'tadi. Dastlab, bu tayoqning shakli, keyin "belbog'li tayoq" (yog'li qo'shimchalari bo'lgan belbog'lar) va nihoyat, bakteriod - tartibsiz shakldagi katta harakatsiz hujayra.

Tugunli bakteriyalar o'ziga xosdir, ya'ni ular faqat ichiga joylashishi mumkin

o'simliklarning ma'lum bir guruhi yoki turlari. Mikroorganizmlardagi bu xususiyat genetik jihatdan shakllangan. Samaradorlik ham muhim ahamiyatga ega - atmosfera azotini o'z o'simlik uchun etarli miqdorda to'plash qobiliyati. Bu xususiyat doimiy emas va yashash sharoitlari tufayli o'zgarishi mumkin.

Tugun bakteriyalarining ildizga qanday kirib borishi haqida konsensus yo'q, ammo ularning kirib borish mexanizmi haqida bir qator farazlar mavjud. Shunday qilib, ba'zi olimlar prokaryotlar ildizga uning to'qimalariga zarar etkazish orqali kirib borishiga ishonishadi, boshqalari esa ildiz tuklari orqali kirish haqida gapirishadi. Oksin gipotezasi ham mavjud - bakteriyalarning ildiz hujayralarini bosib olishiga yordam beradigan yo'ldosh hujayralar haqidagi taxmin.

Xuddi shu kirish ikki bosqichda sodir bo'ladi: birinchi navbatda - ildiz tuklarining infektsiyasi, keyin - tugunlarning shakllanishi. Fazalarning davomiyligi har xil va o'ziga xos o'simlik turlariga bog'liq.

Azotni biriktira oladigan bakteriyalarning ahamiyati qishloq xo'jaligi uchun juda katta, chunki aynan shu organizmlar hosildorlikni oshirishi mumkin. Ushbu mikroorganizmlardan ular dukkakli urug'larni davolash uchun ishlatiladigan tayyorlanadi, bu esa ildizlarning tezroq infektsiyasiga yordam beradi. Har xil turlar, hatto kambag'al tuproqlarda ham ekilganida, azotli o'g'itlarni qo'shimcha qo'llashni talab qilmaydi. Shunday qilib, 1 gektar dukkakli o'simliklar tugun bakteriyalari bilan "ishda" yil davomida 100-400 kg azotni bog'langan holatga aylantiradi.

Shunday qilib, tugun bakteriyalari nafaqat o'simlik hayotida, balki juda muhim bo'lgan simbiotik organizmlardir.

Paleontologik dalillar shuni ko'rsatadiki, Eucaesalpinioideae guruhiga mansub ba'zi o'simliklar nodullari bo'lgan eng qadimgi dukkaklilar edi.

Dukkakli o'simliklarning zamonaviy turlarida Papilionaceae oilasining ko'plab a'zolarining ildizlarida nodullar topilgan.

Caesalpiniaceae, Mimosaceae kabi oilalarning filogenetik jihatdan ibtidoiy vakillari ko'p hollarda tugun hosil qilmaydi.

Dukkakli o'simliklarning 13000 turidan (550 avlod) tugunlarning mavjudligi hozirgacha faqat 1300 ga yaqin turda (243 avlod) aniqlangan. Bu, birinchi navbatda, qishloq xo'jaligida ishlatiladigan o'simlik turlarini o'z ichiga oladi (200 dan ortiq).

Tugunlarni hosil qilgandan so'ng, dukkaklilar atmosfera azotini o'zlashtirish qobiliyatiga ega bo'ladilar. Biroq, ular azotning bog'langan shakllari - ammoniy tuzlari va azot kislotasi bilan oziqlanishga qodir. Faqat bitta o'simlik, Hedysarum coronarium, faqat molekulyar azotni o'zlashtiradi. Shuning uchun tabiatda nodullarsiz bu o'simlik paydo bo'lmaydi.

Tugun bakteriyalar dukkakli o'simlikni havodan mahkamlangan azot bilan ta'minlaydi. O'simliklar, o'z navbatida, bakteriyalarni o'sishi va rivojlanishi uchun zarur bo'lgan uglevod almashinuvi mahsulotlari va mineral tuzlar bilan ta'minlaydi.

1866-yilda mashhur botanik va tuproqshunos M.S.Voronin dukkakli oʻsimliklar ildizidagi tugunlarda eng kichik “tanalar”ni koʻrgan. Voronin o'sha davr uchun dadil taxminlarni ilgari surdi: u tugunlarning paydo bo'lishini bakteriyalarning faolligi bilan bog'ladi va ildiz to'qimasi hujayralarining bo'linishini o'simlikning ildizga kirgan bakteriyalarga reaktsiyasi bilan bog'ladi.

20 yil o'tgach, golland olimi Beyjerin no'xat, vetch, chinni, loviya, seradella va lolipopning tugunlaridan bakteriyalarni ajratib oldi va ularning xususiyatlarini o'rganib, o'simliklarni yuqtirish va tugunlar paydo bo'lishiga sabab bo'lish qobiliyatini tekshirdi. U bu mikroorganizmlarga Bacillus radicicola deb nom berdi. Spora hosil qiluvchi bakteriyalar Bacillus turkumiga mansub bo‘lib, tugunli bakteriyalarda bu qobiliyat yo‘qligi sababli A.Prajmovskiy ularni Bacterium radicicola deb o‘zgartirdi. B. Frank tugun bakteriyalarining yanada muvaffaqiyatli umumiy nomini taklif qildi - Rhizobium (yunoncha rhizo - ildiz, bio - hayot; ildizlardagi hayotdan). Bu nom ildiz otgan va hozirgacha adabiyotda qo'llaniladi.

Tugunli bakteriyalarning bir turini belgilash uchun Rhizobium umumiy nomiga ular tugunlaridan ajratib olingan va tugun hosil qilishi mumkin bo'lgan o'simlik turlarining lotincha nomiga mos keladigan atama qo'shish odatiy holdir. Masalan, Rhizobium trifolii - yonca tugun bakteriyalari, Rhizobium lupini - lupin tugunchasi bakteriyalari va boshqalar. Tugun bakteriyalari turli xil dukkakli o'simliklarning ildizlarida tugun hosil qila oladigan, ya'ni o'zaro infektsiya deb ataladigan holatlarga olib keladigan hollarda, tur nomi xuddi jamoaviy - bu "o'zaro yuqtirish" qobiliyatini aniq aks ettiradi. Masalan, Rhizobium leguminosarum - no'xat (Pisum), yasmiq (Lens), saflar (Lathyrus) ning nodul bakteriyalari.

Tugun bakteriyalarining morfologiyasi va fiziologiyasi. Tugun bakteriyalari hayratlanarli xilma-xil shakllar bilan ajralib turadi - polimorfizm. Ko'pgina tadqiqotchilar laboratoriya sharoitida va tuproqda sof kulturada tugun bakteriyalarini o'rganishda bunga e'tibor qaratdilar. Tugunli bakteriyalar novdasimon va ovalsimon bo'lishi mumkin. Bu bakteriyalar orasida filtrlanadigan shakllar, L-shakllar, kokkoid harakatsiz va harakatchan organizmlar ham mavjud.

Ozuqa muhitida sof kulturadagi yosh tugun bakteriyalari odatda tayoqsimon shaklga ega (143, 2, 3-rasm), tayoqchalarning kattaligi taxminan 0,5-0,9 X 1,2-3,0 mkm, harakatchan, boʻlinish yoʻli bilan koʻpayadi. Yoncaning tugun bakteriyalarining tayoqcha shaklidagi hujayralarida bog'lanish orqali bo'linish kuzatiladi. Yoshi bilan novda shaklidagi hujayralar tomurcuklanmaga o'tishi mumkin. Gramga ko'ra, hujayralar manfiy bo'yashadi, ularning o'ta nozik tuzilishi grammusbat bakteriyalarga xosdir (143-rasm, 4).

Qarish bilan tugun bakteriyalari o'z harakatchanligini yo'qotadi va belbog'li tayoqchalar deb ataladigan holatga o'tadi. Ular bu nomni hujayralardagi protoplazmaning zich va bo'sh bo'laklarining almashinishi tufayli oldilar. Anilin bo'yoqlari bilan ishlov berilgandan so'ng, yorug'lik mikroskopida ko'rilganda, hujayralarning chizig'i yaxshi aniqlanadi. Protoplazmaning zich bo'laklari (kamar) ular orasidagi bo'shliqlarga qaraganda yomonroq bo'yalgan. Lyuminestsent mikroskopda chiziqlar och yashil rangda, ular orasidagi bo'shliqlar porlamaydi va qorong'i ko'rinadi (143-rasm, 1). Kamarlar qafasning o'rtasida yoki uchlarida joylashgan bo'lishi mumkin. Hujayralarning zonalanishi elektron difraksiya naqshlarida ham ko'rinadi, agar preparatni ko'rishdan oldin kontrast moddalar bilan ishlov berilmasa (143-rasm, 3). Ehtimol, yoshi bilan bakterial hujayra rangni sezmaydigan yog'li qo'shimchalar bilan to'ldiriladi va buning natijasida hujayraning chiziqli bo'lishiga olib keladi. “Kamerli tayoqchalar” bosqichi bakterioidlar – tartibsiz shaklli hujayralar: quyuqlashgan, shoxlangan, sharsimon, noksimon va kolbasimon shakllanish bosqichidan oldin bo‘ladi (144-rasm). "Bakteroidlar" atamasi adabiyotga 1885 yilda J. Brunhorst tomonidan kiritilgan bo'lib, uni tugun to'qimalarida topilgan tayoqcha shaklidagi bakteriya hujayralaridan ancha katta bo'lgan noodatiy shakldagi shakllanishlarga nisbatan qo'llagan.

,

Bakteroidlar ko'proq volutin granulalarini o'z ichiga oladi va novda shaklidagi hujayralarga qaraganda glikogen va yog'ning yuqori miqdori bilan tavsiflanadi. Sun'iy oziq muhitlarda o'sadigan va tugunli to'qimalarda hosil bo'lgan bakterioidlar fiziologik jihatdan bir xil turdagi. Bakteroidlar to'liq bo'linmagan bo'linish jarayoniga ega bo'lgan bakteriyalar shakllari deb ishoniladi. Tugunli bakteriyalarning hujayra bo'linishi to'liq bo'lmaganda, bakterioidlarning dixotomiyali shoxlangan shakllari paydo bo'ladi. Bakteroidlar soni madaniyatning qarishi bilan ortadi; ularning paydo bo'lishi ozuqa muhitining kamayishi, metabolik mahsulotlarning to'planishi va muhitga alkaloidlarning kiritilishi bilan osonlashadi.

Tugunli bakteriyalarning eski (ikki oylik) kulturalarida elektron mikroskop yordamida ko'plab hujayralardagi aniq belgilangan sharsimon shakllanishlarni aniqlash mumkin (145-rasm) - artrosporlar. Ularning hujayralardagi soni 1 dan 5 gacha o'zgarib turadi.

Har xil turdagi dukkakli o'simliklarning tugunli bakteriyalari ozuqa muhitida har xil tezlikda o'sadi. Tez oʻsuvchi bakteriyalarga noʻxat, beda, beda, em-xashak loviyalari, vetch, yasmiq, chinni, shirin yonca, loviya, loviya, nohut, qush oyogʻi rizobiyasi; sekin o'sadigan - lyupin, soya, yeryong'oq, seradella, mos loviya, sigir, esfort, gorse nodul bakteriyalariga. Tez o'sadigan madaniyatlarning to'liq shakllangan koloniyalarini inkubatsiyaning 3-4-kunlarida, sekin o'sadigan madaniyatlarning koloniyalarini - 7-8-da olish mumkin.

Tez o'sadigan tugunli bakteriyalar flagellaning peritrikli joylashuvi bilan tavsiflanadi, sekin o'sadigan bakteriyalar esa monotrixialdir (42-jadval, 1-5).

Suyuq muhitda o'stirilganda tugunli bakteriyalar hujayralarida flagelladan tashqari filamentli va munchoqsimon o'simtalar hosil bo'ladi (42, 43-jadvallar). Ularning uzunligi 8-10 mikronga etadi. Ular odatda hujayra yuzasida peritrixial tarzda joylashgan bo'lib, ular har bir hujayrada 4 dan 10 gacha yoki undan ko'pni o'z ichiga oladi.

,

Tez o'sadigan ildiz tugunlari bakteriyalarining koloniyalari pishirilgan sutning rangi, ko'pincha shaffof, shilimshiq, qirralari silliq, o'rtacha qavariq va agar muhit yuzasida o'sadi. Sekin o'sadigan bakteriyalar koloniyalari ko'proq qavariq, kichik, quruq, zich va, qoida tariqasida, muhit yuzasida o'smaydi. Tugunli bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan shilimshiq polisakkarid tipidagi murakkab birikma bo'lib, geksozalar, pentozalar va uron kislotalarini o'z ichiga oladi.

Tugunli bakteriyalar mikroaerofildir (ular atrof-muhitda oz miqdordagi kislorod bilan rivojlanadi), ammo ular aerob sharoitlarni afzal ko'radilar.

Tugunli bakteriyalar ozuqa muhitida uglerod manbai sifatida uglevodlar va organik kislotalardan, azot manbai sifatida esa turli mineral va organik azotli birikmalardan foydalanadi. Tarkibida azot boʻlgan moddalar koʻp boʻlgan muhitda oʻstirilganda tugun bakteriyalari oʻsimlikka kirib, tugun hosil qilish qobiliyatini yoʻqotishi mumkin. Shuning uchun tugun bakteriyalari odatda o'simlik ekstraktlarida (loviya, no'xat bulonlari) yoki tuproq ekstraktlarida o'stiriladi. Rivojlanish uchun zarur bo'lgan fosfor mineral va organik fosfor o'z ichiga olgan birikmalardan nodul bakteriyalar tomonidan olinishi mumkin; mineral birikmalar kaltsiy, kaliy va boshqa mineral elementlarning manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Tugunli bakteriyalarni tugunlardan yoki to'g'ridan-to'g'ri tuproqdan ajratib olishda begona saprofit mikroflorani bostirish uchun kristalli binafsha, tanin yoki antibiotiklar qo'shilgan ozuqa vositalari tavsiya etiladi.

Tugun bakteriyalarining ko'p madaniyatlarini rivojlanishi uchun 24-26 ° oralig'ida optimal harorat talab qilinadi. 0 ° va 37 ° C da o'sish to'xtaydi. Odatda tugun bakteriyalarining madaniyati laboratoriya sharoitida past haroratlarda (2-4 ° C) saqlanadi.

Tugun bakteriyalarning ko'p turlari B vitaminlarini, shuningdek, geteroauxin (-indoleasetik kislota) kabi o'sish moddalarini sintez qilishga qodir.

Barcha tugun bakteriyalari muhitning ishqoriy reaktsiyasiga (pH = 8,0) taxminan bir xil darajada chidamli, ammo kislotaliga nisbatan sezgir emas.

Tugun bakteriyalarining o'ziga xosligi, virulentligi, raqobatbardoshligi va faolligi.

tushuncha o'ziga xoslik tugun bakteriyalari - kollektiv. Bu bakteriyalarning o'simliklarda tugun hosil qilish qobiliyatini tavsiflaydi. Agar biz umuman tugun bakteriyalari haqida gapiradigan bo'lsak, unda ular uchun faqat dukkakli o'simliklar guruhida tugunlarning shakllanishi allaqachon o'ziga xosdir - ular dukkakli o'simliklar uchun selektivlikka ega.

Ammo, agar tugunchali bakteriyalarning alohida kulturalarini hisobga oladigan bo‘lsak, ular orasida dukkakli o‘simliklarning ma’lum, ba’zan kattaroq, ba’zan kichikroq guruhinigina yuqtirishga qodir bo‘lganlari va shu ma’noda tugun bakteriyalarining o‘ziga xosligi borligi ma’lum bo‘ladi. mezbon o'simlikka nisbatan tanlab olish qobiliyatidir. Tugun bakteriyalarining o'ziga xosligi tor bo'lishi mumkin (yonda tugun bakteriyasi faqat bir guruh yoncalarni yuqtiradi - tur o'ziga xosligi va lyupin tugun bakteriyalari hatto nav o'ziga xosligi bilan ajralib turishi mumkin - faqat alkaloid yoki alkaloidsiz lyupin navlarini yuqtiradi). Keng o'ziga xoslik bilan no'xat nodul bakteriyalari no'xat, chin va loviya o'simliklarini yuqtirishi mumkin, no'xat va loviya nodullari bakteriyalari no'xat o'simliklarini yuqtirishi mumkin, ya'ni ularning barchasi "o'zaro infektsiya" qobiliyati bilan tavsiflanadi. Tugunli bakteriyalarning o'ziga xosligi ularning tasnifi asosida yotadi.

Tugunli bakteriyalarning o'ziga xosligi ularning bir o'simlikka yoki ularning bir guruhiga uzoq vaqt moslashishi va bu xususiyatning genetik o'tishi natijasida paydo bo'lgan. Shu munosabat bilan, tugun bakteriyalarining o'zaro infektsiya guruhidagi o'simliklarga turli xil moslashuvi ham mavjud. Shunday qilib, beda nodul bakteriyalari shirin yoncada tugun hosil qilishi mumkin. Shunga qaramay, ular bedaga, shirin yonca bakteriyalari esa shirin yoncaga ko'proq moslashgan.

Dukkakli o'simliklarning ildiz tizimini tugun bakteriyalari bilan yuqtirish jarayonida katta ahamiyatga ega virulentlik mikroorganizmlar. Agar o'ziga xoslik bakteriyalarning ta'sir spektrini aniqlasa, tugunli bakteriyalarning virulentligi ularning ushbu spektrdagi ta'sir faolligini tavsiflaydi. Virulentlik deganda tugun bakteriyalarining ildiz toʻqimalariga kirib borishi, u yerda koʻpayishi va tugunlar hosil boʻlishiga olib kelishi tushuniladi.

Muhim rol nafaqat o'simlikning ildizlariga kirib borish qobiliyati, balki bu kirib borish tezligi bilan ham o'ynaydi.

Tugun bakteriyalari shtammining virulentligini aniqlash uchun uning tugunlar hosil bo'lishiga sabab bo'lish qobiliyatini aniqlash kerak. Har qanday shtammning virulentligi mezoni tugunlarning shakllanishi bilan yakunlanadigan boshqa shtammlarga nisbatan ildizlarning kuchliroq infektsiyasini ta'minlaydigan minimal bakteriyalar soni bo'lishi mumkin.

Tuproqda, boshqa shtammlar mavjud bo'lganda, ko'proq virulent shtamm har doim ham birinchi navbatda o'simlikni yuqtirmaydi. Bunday holda, e'tiborga olish kerak raqobat qobiliyati, bu ko'pincha tabiiy sharoitlarda virulentlik xususiyatini niqoblaydi.

Virulent shtammlar ham raqobatbardoshlikka ega bo'lishi kerak, ya'ni ular nafaqat mahalliy saprofit mikroflora vakillari bilan, balki tugun bakteriyalarining boshqa shtammlari bilan ham muvaffaqiyatli raqobatlasha oladi. Shtammning raqobatbardoshligining ko'rsatkichi - bu o'simlik ildizlaridagi tugunlarning umumiy soniga nisbatan foiz sifatida u tomonidan hosil qilingan tugunlar soni.

Tugunli bakteriyalarning muhim xususiyati ularning faoliyat(samaradorlik), ya'ni dukkakli o'simliklar bilan simbiozda molekulyar azotni assimilyatsiya qilish va undagi mezbon o'simlikning ehtiyojlarini qondirish qobiliyati. Dukkaklilar hosildorligining oshishiga tugun bakteriyalari qay darajada hissa qo'shishiga qarab (146-rasm) odatda faol (samarali), faol bo'lmagan (samarasiz) va faol bo'lmagan (samarasiz) bo'linadi.

Dukkakli o'simliklarning boshqa turlari bilan simbiozda bitta xost uchun faol bo'lmagan bakteriyalar shtammi juda samarali bo'lishi mumkin. Shuning uchun, shtammni samaradorligi nuqtai nazaridan tavsiflashda, har doim uning ta'siri qaysi o'simlik turiga nisbatan namoyon bo'lishini ko'rsatish kerak.

Tugunli bakteriyalarning faolligi ularning doimiy mulki emas. Ko'pincha laboratoriya amaliyotida tugun bakteriyalarining kulturalarida faollikning yo'qolishi kuzatiladi. Bunday holda, butun madaniyatning faolligi yo'qoladi yoki faolligi past bo'lgan alohida hujayralar paydo bo'ladi. Nodul bakteriyalarining faolligining pasayishi ma'lum antibiotiklar, aminokislotalar ishtirokida sodir bo'ladi. Tugun bakteriyalarining faolligini yo'qotish sabablaridan biri fagning ta'siri bo'lishi mumkin. O'tish, ya'ni bakteriyalarni xos o'simlik orqali qayta-qayta o'tkazish (o'simlikning ma'lum bir turiga moslashish) samarasiz bo'lganlardan samarali shtammlarni olish mumkin.

Y-nurlarining ta'siri yuqori samaradorlikka ega shtammlarni olish imkonini beradi. Faol bo'lmagan shtammdan beda tugunlari bakteriyalarining yuqori faol radiomutantlari paydo bo'lishining ma'lum holatlari mavjud. Hujayraning genetik xususiyatlarining o'zgarishiga bevosita ta'sir ko'rsatadigan ionlashtiruvchi nurlanishdan foydalanish, ehtimol, tugun bakteriyalarining yuqori faol shtammlarini tanlashda istiqbolli texnika bo'lishi mumkin.

Dukkakli o'simlikning tugun bakteriyalari bilan infektsiyasi.

Ildiz tizimini tugun bakteriyalari bilan yuqtirishning normal jarayonini ta'minlash uchun ildiz zonasida juda ko'p jonli bakterial hujayralar bo'lishi kerak. Emlash jarayonini ta'minlash uchun zarur bo'lgan hujayralar soni bo'yicha tadqiqotchilarning fikrlari boshqacha. Shunday qilib, amerikalik olim O. Allen (1966)ning fikricha, mayda urug’li o’simliklarni ekish uchun 500-1000 hujayra, yirik urug’li o’simliklarni ekish uchun esa 1 urug’ga kamida 70 000 hujayra kerak bo’ladi. Avstraliyalik tadqiqotchi J.Vinsent (1966)ning fikricha, emlash vaqtida har bir urug‘da kamida bir necha yuz yashovchan va faol tugun bakteriya hujayralari bo‘lishi kerak. Yagona hujayralar ildiz to'qimalariga ham kirib borishi mumkinligi haqida dalillar mavjud.

Dukkakli o'simlikning ildiz tizimining rivojlanishi davrida ildiz sekretsiyasi bilan ildiz yuzasida tugun bakteriyalarining ko'payishi rag'batlantiriladi. Ildiz qovoqlari va tuklarini yo'q qilish mahsulotlari ham tugun bakteriyalarini mos substrat bilan ta'minlashda muhim rol o'ynaydi.

Dukkakli o'simliklarning rizosferasida tugunli bakteriyalarning rivojlanishi keskin rag'batlantiriladi, donli o'simliklar uchun bu hodisa kuzatilmaydi.

Ildiz yuzasida rizosferada bakteriyalar mavjudligidan qat'iy nazar hosil bo'lgan shilliq moddasi (matritsa) qatlami mavjud. Bu qatlam yorug'lik-optik mikroskopda tekshirilganda aniq ko'rinadi (147-rasm). Emlashdan keyin tugun bakteriyalari odatda bu qatlamga shoshilib, unda to'planadi (148-rasm) ildizning ogohlantiruvchi ta'siri tufayli, hatto 30 mm gacha bo'lgan masofada ham o'zini namoyon qiladi.

,

Bu davrda, ildiz to'qimalariga tugun bakteriyalari kiritilishidan oldin, rizosferadagi bakteriyalar juda harakatchan. Tadqiqot uchun yorug'lik mikroskopidan foydalanilgan dastlabki tadqiqotlarda rizosfera zonasida joylashgan tugunli bakteriyalarga shvermerlar (gonidiya yoki zoosporlar) - "to'planish" nomi berildi. Faereus (1957) usulidan foydalanib, ildiz uchi va ildiz tuklari hududida shvermerlarning juda tez harakatlanuvchi koloniyalari shakllanishini kuzatish mumkin. Shvermer koloniyalari juda qisqa vaqt - bir kundan kamroq vaqt davomida mavjud.

Kirish mexanizmi haqida o'simlik ildizida tugun bakteriyalari haqida bir qancha farazlar mavjud. Ulardan eng qiziqarlilari quyidagilardir. Gipotezalardan birining mualliflari tugun bakteriyalari epidermis va kortikal to'qimalarga zarar etkazish orqali (ayniqsa, lateral ildizlar shoxlangan joylarda) ildizga kirib borishini ta'kidlaydilar. Bu gipoteza Bril (1888) tadqiqoti asosida ilgari surilgan bo‘lib, u dukkakli o‘simliklarda tugun bakteriyalari suspenziyasiga ilgari botirilgan igna bilan ildizlarni teshib tugunlar hosil bo‘lishiga sabab bo‘lgan. Maxsus holat sifatida, bunday amalga oshirish yo'li juda realdir. Masalan, yeryong'oqda tugunlar asosan ildiz shoxlari qo'ltig'ida joylashgan bo'lib, bu tugun bakteriyalarining lateral ildizlarning unib chiqishi paytida bo'shliqlar orqali ildizga kirib borishini ko'rsatadi.

Qiziqarli va asossiz bo'lmagan gipoteza - tugun bakteriyalarining ildiz tuklari orqali ildiz to'qimalariga kirib borishi. Tugunli bakteriyalarning ildiz tuklari orqali o'tishi ko'pchilik tadqiqotchilar tomonidan tan olingan.

P. Dart va F. Merserning (1965) taklifi juda ishonarliki, tugunli bakteriyalar ildizga mayda (0,1-0,4 mkm) kokkoid hujayralar shaklida tsellyuloza fibrillar tarmog'ining intervalgacha (0,3-0,4 mkm) kirib boradi. ildiz tuklarining birlamchi qobig'i. Replikatsiya usuli bilan olingan ildiz yuzasining elektron mikroskopik fotosuratlari (149-rasm) va dukkakli o'simliklar rizosferasida tugun bakteriya hujayralarining kichrayishi bu fikrni tasdiqlaydi.

Yosh ildiz uchlari epidermis hujayralari orqali tugun bakteriyalari ildizga kirishi mumkin. Prajmovskiy (1889) ma'lumotlariga ko'ra, bakteriyalar ildizga faqat yosh hujayra devori (ildiz tuklari yoki epidermis hujayralari) orqali kirib borishi mumkin va korteksning kimyoviy jihatdan o'zgargan yoki po'stloq qatlamini butunlay engib o'ta olmaydi. Bu tugunlar odatda asosiy ildizning yosh bo'limlarida va paydo bo'lgan lateral ildizlarda rivojlanishini tushuntirishi mumkin.

So'nggi paytlarda auksin gipotezasi katta mashhurlikka erishdi. Bu gipoteza mualliflarining fikricha, tugun bakteriyalari o’simlik ildizi sekretsiyalarida doimo bo’ladigan triptofandan b-indoleasetik kislota (geteroauksin) sintezini rag’batlantirish tufayli ildizga kirib boradi.150-rasm).

O'simlik infektsiyasi paytida b-indolilatsetik kislotaning manbai, shubhasiz, nafaqat ildiz tizimi orqali triptofan chiqaradigan o'simliklar, ko'plab bakteriyalar turlari, shu jumladan ildiz tugunlari b-indolilatsirka kislotasiga aylanishi mumkin. Geteroauxin sintezida tugun bakteriyalarining o'zlari va, ehtimol, ildiz zonasida yashovchi tuproq mikroorganizmlarining boshqa turlari ham ishtirok etishi mumkin.

Biroq, auksin gipotezasini so'zsiz qabul qilib bo'lmaydi. Heteroauxinning ta'siri o'ziga xos emas va faqat dukkaklilar emas, balki har xil o'simlik turlarida ildiz tuklarining egriligiga olib keladi. Shu bilan birga, tugun bakteriyalari faqat dukkakli o'simliklarda ildiz tuklarining egriligiga olib keladi, shu bilan birga sezilarli darajada selektivlik ko'rsatadi. Agar ko'rib chiqilayotgan ta'sir faqat b-indolilatsetik kislota bilan aniqlangan bo'lsa, unda bunday o'ziga xoslik bo'lmaydi. Bundan tashqari, tugun bakteriyalari ta'sirida ildiz tuklarining o'zgarishi tabiati geteroauxin ta'siridan biroz farq qiladi.

Shuni ham ta'kidlash kerakki, ba'zi hollarda egri bo'lmagan ildiz tuklari infektsiyaga duchor bo'ladi. Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, beda va no'xatda ildiz tuklarining 60-70%, yonboshda esa 50% atrofida bo'ladi. Ba'zi yonca turlarida bu reaktsiya infektsiyalangan sochlarning 1/4 qismidan ko'p bo'lmagan holda qayd etiladi. Egrilik reaktsiyasida, shubhasiz, ildiz sochlarining holati katta ahamiyatga ega. O'sayotgan ildiz tuklari bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan moddalarning ta'siriga eng sezgir.

Nodul bakteriyalari ildiz tuklari devorlarining yumshatilishiga olib kelishi ma'lum. Biroq ular na tsellyuloza, na pektinolitik fermentlarni hosil qilmaydi. Shu munosabat bilan, o'simliklar tomonidan poligalakturonaza fermentini sintezini keltirib chiqaradigan polisaxarid tabiatdagi shilliq sekretsiyasi tufayli tugun bakteriyalari ildizga kirib borishi taklif qilindi. Ushbu ferment, pektin moddalarini yo'q qilib, ildiz tuklarining qobig'iga ta'sir qiladi, uni yanada plastik va o'tkazuvchan qiladi. Kichik miqdorda poligalakturonaza har doim ildiz tuklarida mavjud va, ko'rinishidan, membrananing tegishli tarkibiy qismlarining qisman erishini keltirib chiqaradi, hujayraning cho'zilishiga imkon beradi.

Ba'zi tadqiqotchilar, nodul bakteriyalari pektinolitik fermentlarni ishlab chiqaradigan yo'ldosh bakteriyalari tufayli ildizga kirib borishiga ishonishadi. Bu gipoteza quyidagi faktlar asosida ilgari surildi. Ildiz tuklarini mikroskopiya qilganda, ko'plab tadqiqotchilar yorug'lik joyining mavjudligini ta'kidladilar, uning atrofida tugun bakteriyalari to'planadi. Ko'pgina bakterial kasalliklarda o'simliklarda kuzatilgan xuddi shu belgiga o'xshab, bu nuqta protopektinaza tomonidan to'qimalarning makeratsiyasi (yo'q qilinishi) boshlanishining belgisi bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, pektinolitik fermentlarni ishlab chiqaruvchi bakteriyalar ishtirokida tugun bakteriyalarining avirulent kulturalari ildizga kirib borishi aniqlandi.

Yana bir gipotezani ta'kidlash kerak, unga ko'ra tugun bakteriyalari ildiz tuklari yuzasida barmoqqa o'xshash protrusion hosil bo'lganda ildizga kiradi. Bu gipotezani tasdiqlovchi ildiz tuk qismining elektron difraksiyasi naqshida (150, 3-rasm) soyabon dastasi shaklida egilgan ildiz tuklari ko’rsatilgan, uning bukishida tugun bakteriyalari to’plangan. Tugunli bakteriyalar xuddi ildiz tuklari tomonidan tortilgan (yutilgan) kabi (pinotsitozga o'xshash).

Invaginatsiya gipotezasini mohiyatan auksin yoki fermentativ gipotezadan ajratib bo'lmaydi, chunki invaginatsiya aoksin yoki fermentativ omil ta'siri natijasida yuzaga keladi.

Tugunli bakteriyalarni ildiz to‘qimalariga kiritish jarayoni dukkakli o‘simliklarning barcha turlarida bir xil bo‘lib, ikki fazadan iborat. Birinchi bosqichda ildiz tuklarining infektsiyasi sodir bo'ladi. Ikkinchi bosqichda tugun shakllanishi jarayoni intensiv ravishda davom etadi. Har xil o'simlik turlarida fazalarning davomiyligi har xil: Trifolium fragiferumda birinchi faza 6 kun, Trifolium nigrescensda - 3 kun davom etadi.

Ba'zi hollarda fazalar orasidagi chegaralarni aniqlash juda qiyin. Tugunli bakteriyalarning ildiz tuklariga eng intensiv kiritilishi o'simlik rivojlanishining dastlabki bosqichlarida sodir bo'ladi. Ikkinchi bosqich tugunlarning ommaviy shakllanishi paytida tugaydi. Ko'pincha, tugun bakteriyalarining ildiz tuklariga kirib borishi ildizlarda tugunlar paydo bo'lgandan keyin ham davom etadi. Bu ortiqcha yoki qo'shimcha infektsiya deb ataladigan narsa, sochlarning infektsiyasi uzoq vaqt davomida to'xtamasligi sababli yuzaga keladi. Infektsiyaning keyingi bosqichlarida tugunlar odatda ildiz bo'ylab pastroq joylashtiriladi.

Ildiz tuklarining rivojlanish turi, tuzilishi va zichligi tugun bakteriyalarini kiritish tezligiga ta'sir qilmaydi. Tugun hosil bo'lish joylari har doim ham infektsiyalangan sochlarning joylari bilan bog'liq emas.

Tugun bakteriyalar ildizga (ildiz tuklari, epidermal hujayralar, ildiz shikastlangan joylari orqali) kirib, keyin o'simlik ildizining to'qimalariga o'tadi. Eng oson, bakteriyalar hujayralararo bo'shliqlardan o'tadi.

Bitta hujayra yoki bir guruh bakterial hujayralar ildiz to'qimalariga kirib borishi mumkin. Agar alohida hujayra kiritilgan bo'lsa, u to'qima bo'ylab bitta hujayra sifatida harakat qilishni davom ettirishi mumkin. Yagona hujayralar tomonidan ildiz infektsiyasining yo'li lupin o'simliklariga xosdir.

Biroq, ko'p hollarda, bosqinchi hujayra faol ko'payib, infektsiya iplari (yoki infektsiya kordlari) deb ataladigan narsalarni hosil qiladi va allaqachon bunday iplar shaklida o'simlik to'qimalariga o'tadi.

"Infektsiya ipi" atamasi infektsiya jarayonini yorug'lik mikroskopida o'rganish asosida paydo bo'lgan. Beyjerink ishidan boshlab, infektsiya ipi ko'payadigan bakteriyalarni o'z ichiga olgan shilimshiq, gifaga o'xshash massa sifatida ko'rindi.

Aslida, infektsiya ipi ko'paygan bakteriyalar koloniyasidir. Uning boshlanishi bitta hujayra yoki hujayralar guruhining kirib borgan joyidir. Bakteriyalar koloniyasi (va, demak, kelajakda infektsiya ipi) ildizga bakteriyalar kiritilishidan oldin ildiz yuzasida shakllana boshlagan bo'lishi mumkin.

Infektsiyalangan ildiz tuklari soni alohida o'simliklar orasida sezilarli darajada farq qiladi. Odatda infektsion iplar deformatsiyalangan, o'ralgan ildiz sochlarida paydo bo'ladi. Biroq, shunga o'xshash iplar ba'zan tekis sochlarda topilganligi haqida ko'rsatmalar mavjud. Ko'pincha, ildiz tuklarida bitta tarvaqaylab ketgan iplar, kamroq - ikkitasi kuzatiladi. Ba'zi hollarda bitta tuk ildizida bir nechta iplar yoki bir nechtasida infektsiyaning umumiy iplari mavjud bo'lib, bitta tugunni keltirib chiqaradi (151-rasm).

Deformatsiyalangan tuklarning umumiy sonida yuqtirilgan ildiz tuklarining ulushi tushunarsiz darajada past. Odatda 0,6 dan 3,2 gacha, vaqti-vaqti bilan 8,0 ga etadi. Muvaffaqiyatli infektsiyalar ulushi bundan ham pastroq, chunki yuqumli iplar orasida rivojlanishni to'xtatgan abortiv iplar ko'p (80% gacha). O'simlikda normal rivojlanayotgan yuqumli iplarning rivojlanish tezligi soatiga 5-8 mikronni tashkil qiladi. Bunday tezlikda 100-200 mikron uzunlikdagi ildiz tuklari orqali bir kun ichida infektsiya ipidan o'tishi mumkin.

Ontogenezda tugunlarning morfologik va anatomik xususiyatlari.

Shakllanish usuliga ko'ra dukkakli o'simliklarning tugunlari ikki turga bo'linadi:

1-toifa - tugunlar peritsikl hujayralarining bo'linishi paytida paydo bo'ladi (ildiz qatlami), odatda protoksilemaga qarshi joylashgan (tomirlarning shakllanishi uchun birinchi navbatda) - tugun shakllanishining endogen turi;

2-toifa - tugunlar ildiz po'stlog'idan qo'zg'atuvchining korteks va endodermaning (birlamchi qobiqning ichki qatlami) parenxima hujayralariga kirishi natijasida paydo bo'ladi - tugun shakllanishining ekzogen turi.

Tabiatda oxirgi tur ustunlik qiladi. Ildizning markaziy tsilindrining to'qimalari faqat endogen va ekzogen turdagi tugunlarning qon tomir tizimini shakllantirishda ishtirok etadi.

Ekzo- va endotiplarning tugunlarining kelib chiqish tabiati haqidagi turli xil qarashlarga qaramay, ularning rivojlanish jarayoni asosan bir xil. Biroq, tugun shakllanishining na bir, na boshqa turi, ularning paydo bo'lishida ba'zi o'xshashliklar mavjud bo'lishiga qaramay, hech qanday holatda lateral ildizlarning shakllanishi jarayoni bilan aniqlanmasligi kerak. Shunday qilib, tugunlar va lateral ildizlarning shakllanishi bir vaqtning o'zida va bundan tashqari, bir xil ildiz zonasida sodir bo'ladi.

Shu bilan birga, lateral ildizlar va tugunlarning rivojlanishidagi bir qator xususiyatlar ularning shakllanish turidagi chuqur farqlarni ta'kidlaydi. Yanal ildizlar peritsiklda paydo bo'ladi. Rivojlanishning dastlabki daqiqalaridan boshlab ular asosiy ildizning markaziy silindri bilan bog'langan bo'lib, undan lateral ildizlarning markaziy tsilindrlari shoxlanadi va ular doimo birlamchi yog'och nuriga qarshi paydo bo'ladi. Nodulning shakllanishi, lateral ildizdan farqli o'laroq, har qanday joyda mumkin. Tugun to'qimalari shakllanishining eng boshida ildizning markaziy tsilindri bilan qon tomir aloqasi yo'q, u keyinchalik paydo bo'ladi. Tomirlar odatda tugunning periferiyasi bo'ylab hosil bo'ladi. Ular traxeid zonasi orqali ildiz tomirlari bilan bog'lanadi va o'ziga xos endodermaga ega (152-rasm).

Tugun va lateral ildizlarning tabiatidagi farq ayniqsa seradellada aniq kuzatiladi, chunki bu o'simlikning asosiy ildizining kortikal to'qimasi - birinchi tugunlar joylashgan joy - nisbatan kichik hujayra qatlamidan iborat va tugunlar juda tez ko'rinib turadi. bakteriyalar bilan ildiz infektsiyasidan keyin. Ular birinchi navbatda ildizda yassilangan o'simtalar hosil qiladi, bu ularni lateral ildizlarning konussimon o'simtalaridan ajratish imkonini beradi. Tugunlar lateral ildizlardan bir qator anatomik belgilar bilan farqlanadi: markaziy silindr, ildiz qovoqlari va epidermisning yo'qligi va tugunni qoplaydigan sezilarli po'stloq qatlami mavjudligi.

Dukkakli o'simliklarning tugunlari (153-rasm, 1, 2) shakllanishi ildiz hali birlamchi tuzilishga ega bo'lgan davrda sodir bo'ladi. Yuqumli iplarning uchidan 2-3 qatlam masofasida joylashgan kortikal hujayralarning bo'linishi bilan boshlanadi. Yuqumli iplar bilan kirib borgan korteks qatlamlari o'zgarishsiz qoladi. Shu bilan birga, seradellada kortikal hujayralarning bo'linishi to'g'ridan-to'g'ri infektsiyalangan ildiz tuklari ostida sodir bo'ladi, no'xatlarda esa hujayra bo'linishi faqat korteksning oxirgi qatlamida qayd etiladi.

Radial to'qima tuzilishi shakllanishi bilan bo'linish ichki yadro hujayralariga davom etadi. U ma'lum bir yo'nalishsiz, tasodifiy sodir bo'ladi va buning natijasida tugunning mayda donador hujayralardan iborat meristema (o'quv to'qimalari tizimi) paydo bo'ladi.

Korteksning bo'lingan hujayralari o'zgaradi: yadrolar yumaloq bo'lib, hajmi kattalashadi, ayniqsa yadrolar. Mitozdan so'ng yadrolar tarqaladi va asl shaklini olmay, yana bo'linishni boshlaydi.

Ikkilamchi meristema paydo bo'ladi. Ko'p o'tmay, endoderma va peritsiklda boshlang'ich bo'linish belgilari paydo bo'ladi, bu avvalgi tashqi hujayralarda asosan tangensial septalar orqali sodir bo'ladi. Bu boʻlinish nihoyat umumiy meristematik kompleksga choʻziladi, uning kichik hujayralari choʻziladi, vakuolalar yoʻqoladi va yadro hujayraning katta qismini toʻldiradi. Birlamchi tugun deb ataladigan hujayralar plazmasida tugun bakteriyalari mavjud emas, chunki bu bosqichda ular hali ham infektsiya iplari ichidadir. Birlamchi tugun shakllanayotganda infektsiya iplari ko'p marta shoxlanadi va hujayralar orasiga - hujayralararo (154-rasm), yoki hujayralar orqali - hujayra ichiga o'tishi va bakteriyalarni kiritishi mumkin (155-rasm).

,

Hujayralararo yuqumli iplar, ulardagi tugun bakteriyalarining faol ko'payishi tufayli ko'pincha g'alati shaklga ega bo'ladi - ular cho'ntaklar (divertikullar) yoki mash'allar shaklida hosil bo'ladi (154-rasmga qarang).

Infektsiya iplarining hujayradan hujayraga o'tish jarayoni to'liq aniq emas. Ko'rinib turibdiki, kanadalik mikrobiolog D. Jordan (1963) infektsion iplar o'simlik to'qimalarining hujayralararo bo'shliqlarida yalang'och shilimshiq iplar ko'rinishida, ba'zi bir tushunarsiz sabablarga ko'ra qo'shni hujayralar sitoplazmasiga kirib kelgunga qadar aylanib yuradi. .

Ba'zi hollarda infektsiya ipining invaginatsiyasi birida, ba'zi hollarda - har bir qo'shni hujayrada sodir bo'ladi. Ushbu invaginatsiyalangan quvurli bo'shliqlar (divertikullar) orqali shilimshiq bilan o'ralgan ipning tarkibi oqadi. Yuqumli iplarning eng faol o'sishi odatda o'simlik hujayrasining yadrosi yaqinida sodir bo'ladi. Ipning kirib borishi yadroning harakati bilan birga keladi, u infektsiya joyiga qarab harakatlanadi, kuchayadi, shakli o'zgaradi va degeneratsiyalanadi. Yadro ko'pincha bo'lsa, xuddi shunday rasm qo'ziqorin infektsiyasi bilan kuzatiladi

Ko'p miqdorda ($72\%$), lekin u neytral (o'simliklarni assimilyatsiya qilish uchun mutlaqo mavjud emas).

10\%$ dukkaklilar oilasiga mansub o'simliklar bakteriyalar bilan simbiozga kiradi (bakteriyalar qayindoshlar oilasining olxo'ri oilasining ildizlarida ham topilgan).

Tugunli bakteriyalar Rhizodium jinsiga mansub. Ularning asosiy xususiyati atmosfera havosidan molekulyar azotni biriktirish va organik azot o'z ichiga olgan birikmalarni sintez qilish qobiliyatidir. Dukkakli o'simliklar bilan simbiozga kirgan bu bakteriyalar, ularning ildizlarida tugunlar hosil qila oladi. Ular azot gazini o'simliklarni so'rib olish uchun oson bo'lgan birikmalarga aylantiradi va gulli o'simliklar, o'z navbatida, bakteriyalar uchun ozuqa moddalarini beradi. Shuningdek, bu turdagi bakteriyalar tuproqni azot bilan boyitish jarayonida muhim rol o'ynaydi.

Tugun bakteriyalarining kattaligi $0,3-3$ mikronni tashkil qiladi. Ular yumaloq shaklga ega, shilliq mustahkamlik, shaffof. Boshqa bakteriyalardan farqli o'laroq, ular spora hosil qilmaydi, harakatlana oladi va normal ishlashi uchun kislorod kerak.

O'simlikning ildiz sochlariga kirib, bakteriyalar ildiz hujayralarining intensiv bo'linishini rag'batlantiradi, buning natijasida tugun hosil bo'ladi. Bakteriyalarning o'zi bu tugunlarda rivojlanadi va azotni assimilyatsiya qilish jarayonida ishtirok etadi. U erda ular o'zgaradi va tarvaqaylab ketgan shaklga ega bo'ladi - molekulyar azot, nitratlar, aminokislotalar va ammoniy tuzlarini o'zlashtiradigan bakterioid. Mono- va disaxaridlar, organik kislotalar va spirtlar tugun bakteriyalari uchun uglerod manbai bo'lib xizmat qiladi.

O'simliklar bakteriyalarni ham hayotiy organik moddalar bilan ta'minlaydi. Simbiozning bu shakli ikkala organizmga - simbiontlarga ijobiy ta'sir ko'rsatadi:

• bakteriyalar o'zlarining rivojlanish tsiklidan normal o'tish imkoniyatiga ega bo'ladilar;
• o'simlik normal rivojlanadi, etarli miqdorda eng zarur mineral ozuqa - azotni oladi.

Izoh 1

O'simliklarning bunday oziqlanish manbai biologik, dukkaklilar esa tuproqni boyituvchi madaniyat deb ataladi (K.A.Timiryazev bo'yicha).

Ko'pgina o'simliklardan farqli o'laroq, dukkaklilar nafaqat tuproqni qashshoqlashtirmaydi, balki uni azotli birikmalar bilan boyitadi. Boyitish dukkakli o'simliklarni (lyupin, no'xat, soya, yonca, beda, vetch, shirin yonca) etishtirish va ularning ildizlari va barglarini yanada parchalash paytida sodir bo'ladi.

Dukkakli o'simliklarning ildizlari nobud bo'lgandan so'ng, tugun bakteriyalari o'lmaydi, lekin saprofit turmush tarzini olib boradi.

Tugun bakteriyalari dukkakli ekinlarning 1$ gektariga atmosfera havosidan 300$ kg gacha azot singdira oladi, tuproqda esa 50$ kg dan ortiq azotli birikmalar saqlanib qoladi.

Izoh 2

Bakteriyalarning turli shakllari ildizlarda dukkakli o'simliklarning ayrim vakillarining rivojlanishiga o'ziga xos moyillikka ega: Rhizodium Leguminosarum - no'xatda, em-xashak fasolida, vetchda; Rh. Meliloti - shirin yonca, bedada; Rh. Japonicum - soyada; Rh. Trifolium - yonca ichida.

Bakteriyalar va dukkaklilar simbiozining ahamiyati va istiqbollari

Ushbu turdagi simbioz tabiatda va ayniqsa, o'simliklarni etishtirishda juda muhimdir, chunki u ularning ozuqaviy qiymati va mahsuldorligini oshiradi, shu bilan birga tuproqning yangilanishi va unumdorligini oshiradi.

Dukkakli o'simliklar zamonaviy muqobil dehqonchilikning asosi hisoblanadi - o'g'itlardan foydalanmasdan yoki ularni kichik dozalarda kiritish bilan.

K.A. Timiryazevning ta'kidlashicha, dukkakli o'simliklar qishloq xo'jaligining sog'lom tushunchalari yetib boradigan hamma joylarga kirib borgan. Ammo tarixda qishloq xo‘jaligi mahsuldorligini keskin oshirish uchun almashlab ekishda beda va dukkakli o‘simliklardan foydalanish kabi insoniyat uchun foydali bo‘lgan kashfiyotlar deyarli uchramaydi.

Dukkakli o'simliklar hozir butun dunyoda keng tarqalgan. Ularning ahamiyati katta va shunday bo'lib qoladi va hatto ortib boradi, chunki ular ekologik va iqtisodiy (deyarli bepul) azot manbai hisoblanadi.

XXI$ asrda mineral oʻgʻitlar ishlab chiqarishning yuqori darajada rivojlangan texnologiyalari (ulardan eng muhimi azot) mavjud boʻlgan sharoitda jahon qishloq xoʻjaligida foydalaniladigan azotning uchdan ikki qismi biologik manbalardan, asosan, dukkakli oʻsimliklardan olinadi. o'simliklar va ularning simbiontlari - tugunli azot biriktiruvchi bakteriyalar. Simbioz uchun eng muhim biokimyoviy reaktsiya tugunlarda sodir bo'ladi: havodagi molekulyar azotning nitratlarga, keyin esa ammoniyga aylanishi.

Simbiont bakteriyalarning o'simliklar bilan aloqasini zamonaviy tadqiqotlar natijalaridan foydalanib, mikrobiologlar kelajak uchun muhim vazifani - o'simliklarning biologik azot bilan mineral oziqlanishini yaxshilash uchun jamoalarni yaratish yo'llarini belgilashni taklif qilishdi. Ushbu simbioz turli xil o'zaro ta'sirlarga ega bo'lgan tizim bo'lib, ularning aksariyati organizmlarning genetik plastikligining ortishi bilan bog'liq bo'lib, bu hatto hayotning tubdan yangi shakllarining paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin. Simbioz tabiat uchun bunday imkoniyatni beradi va bu simbioz haqidagi yangi zamonaviy ta'limotning muhim qismidir.

Izoh 3

Tugun bakteriyalar sonini va shunga mos ravishda dukkakli ekinlarning hosildorligini oshirish uchun ekish paytida tuproqqa maxsus bakterial vosita - nitragin qo'shiladi (urug'lar tugun bakteriyalari bilan sun'iy ravishda zararlangan).