Генетическая регуляция азотфиксации у бактерий
Год: 2017
Страницы: 340-344
Номер: Том 9, № 4
Тип: научная статья
Рубрика: Статьи
Авторы: Гуменко Р.С., Кашапова Г.М.!, Владимирова Анастасия Андреевна, Кагирова А.С.!, Баймиев Андрей Ханифович
Аннотация:
Биологическая фиксация азота, связанная с ферментативным переводом атмосферного газообразного азота в минеральный азот в виде аммиака, является важным процессом поддержания плодородия почвы и жизни на Земле. Комплекс nif-генов (от англ. nitrogen fixation), которые кодируют синтез и регуляцию фермента нитрогеназы, имеется лишь у прокариотических организмов. Азотфиксирующие микроорганизмы имеют широкий ареал обитания, от свободноживущих форм в почве и до симбиотических в клубеньках на корнях бобовых растений. Поэтому, у данных микроорганизмов образовались сложные регуляторные сети, которые управляются многочисленными экологическими сигналами. В данной работе были рассмотрены некоторые механизмы регуляции процесса бактериальной азотфиксации.
Ключевые слова:
азотфиксация, свободноживущие азотфиксаторы, нитрогеназа, фиксация азота, nif-гены, sym-гены
Библиографический список:
- Cheng G. et al. Multiplicity of sulfate and molybdate transporters and their role in nitrogen fixation in Rhizobium leguminosarum bv. viciae Rlv3841 // Molecular Plant-Microbe Interactions. 2016. V. 29. P. 143-152. doi:10.1094/MPMI-09-15-0215-R
- De Bruijn F. J. Biological nitrogen fixation // Principles of Plant-Microbe Interactions. – Springer International Publishing. 2015. P. 215-224. doi:10.1007/978-3-319-08575-3_23
- De Meyer S. E. et al. Symbiotic Burkholderia species show diverse arrangements of nif/fix and nod genes and lack typical high-affinity cytochrome cbb3 oxidase genes // Molecular Plant-Microbe Interactions. 2016. V. 29. P. 609-619. doi:10.1094/MPMI-05-16-0091-R
- De Mita S. et al. Evolution of a symbiotic receptor through gene duplications in the legume–rhizobium mutualism // New phytologist. 2014. V. 201. P. 961-972. doi:10.1111/nph.12549
- Gao J. et al. Quorum sensing in nitrogen fixation // Springer India. 2015. P. 51-60. doi:10.1007/978-81-322-1982-8_5
- Gao M. et al. Regulation of fixLJ by Hfq Controls Symbiotically Important Genes in Sinorhizobium meliloti // Molecular Plant-Microbe Interactions. 2016. V. 29. P. 844-853. doi:10.1094/MPMI-09-16-0182-R
- Geddes B. A.Oresnik I. J. The mechanism of symbiotic nitrogen fixation // The Mechanistic Benefits of Microbial Symbionts. Springer International Publishing. 2016. P. 69-97. doi:10.1007/978-3-319-28068-4_4
- Hui K. Metabolism and host specificity in the Rhizobium leguminosarum species complex. // University of York. 2014. 228 P.
- Krapp A. Plant nitrogen assimilation and its regulation: a complex puzzle with missing pieces // Current Opinion in Plant Biology. 2015. V. 25. P. 115-122. doi:10.1016/j.pbi.2015.05.010
- Lee S. G.Krishnan H. B.Jez J. M. Structural basis for regulation of rhizobial nodulation and symbiosis gene expression by the regulatory protein NolR // Proc. Nat. Acad. Sci. 2014. V. 111. P. 6509-6514. doi:10.1073/pnas.1402243111.
- Maróti G.Kondorosi É. Nitrogen-fixing Rhizobium-legume symbiosis: are polyploidy and host peptide-governed symbiont differentiation general principles of endosymbiosis? // Frontiers in Microbiology. 2014. V. 5. 326 P. doi:10.3389/fmicb.2014.00326
- Mus F. et al. Symbiotic nitrogen fixation and the challenges to its extension to nonlegumes // Appl. Environ. microbiol. 2016. V. 82. P. 3698-3710. doi:10.1128/AEM.01055-16
- Nelson M. S.Sadowsky M. J. Secretion systems and signal exchange between nitrogen-fixing rhizobia and legumes // Frontiers in Plant Science. 2015. V. 6. 491 P. doi:10.3389/fpls.2015.00491
- Nova-Franco B. et al. The micro-RNA172c-APETALA2-1 node as a key regulator of the common bean-Rhizobium etli nitrogen fixation symbiosis // Plant Physiology. 2015. V. 168. №. 1. P. 273-291. doi:10.1104/pp.114.255547
- Oldroyd G. E. D.Dixon R. Biotechnological solutions to the nitrogen problem // Current Opinion in Biotechnology. 2014. V. 26. P. 19-24. doi:10.1016/j.copbio.2013.08.006
- Remigi P. et al. Symbiosis within symbiosis: evolving nitrogen-fixing legume symbionts // Trends in microbiology. 2016. V. 24. P. 63-75. doi:10.1016/j.tim.2015.10.007
- Suganuma N. Lotus genes involved in nodule function and nitrogen fixation // The Lotus japonicus Genome. Springer BerlinHeidelberg. 2014. P. 79-84. doi:10.1007/978-3-662-44270-8_8
- Sulieman S.Tran L. S. P. Symbiotic nitrogen fixation in legume nodules: Metabolism and regulatory mechanisms. // Int. J. Mol. Sci. 2014. V.15. № 11. P.19389-19393. doi:10.3390/ijms151119389
- Terpolilli J. J. et al. Lipogenesis and redox balance in nitrogen-fixing pea bacteroids // Journal of Bacteriology. 2016. V. 198. P. 2864-2875. doi:10.1128/JB.00451-16
- Thiel T.Pratte B. S. Regulation of three nitrogenase gene clusters in the cyanobacterium Anabaena variabilis ATCC 29413 / /Life. 2014. V. 4. №. 4. P. 944-967. doi:10.3390/life4040944.
- Udvardi M.Poole P. S. Transport and metabolism in legume-rhizobia symbioses // Annual Review of Plant Biology. 2013. V. 64. P. 781-805. doi:10.1146/annurev-arplant-050312-120235
- Walker R. et al. Symbiotic nitrogen fixation in legumes: perspectives on the diversity and evolution of nodulation by Rhizobium and Burkholderia species // Biological Nitrogen Fixation. 2015. P. 913-925.