HomeРазноеПочвенные бактерии вред и польза: Бактерии: вред или польза? | Обучонок

Почвенные бактерии вред и польза: Бактерии: вред или польза? | Обучонок

Содержание

Бактерии: вред или польза? | Обучонок

Автор исследовательского проекта по окружающему миру на тему «Бактерии: вред или польза?» ставит целью своего исследования изучить классификацию и роль бактерий в природе, выяснить полезные и вредные бактерии для человека.

Подробнее о работе:


В ученической исследовательской работе по окружающему миру «Бактерии: вред или польза?» автор рассматривает положительное и отрицательное значение бактерий для жизни человека, описывает классификацию бактерий и излагает о них интересные факты.

В предложенном исследовательском проекте по окружающему миру о бактериях и человеке представлено исследование, направленное на выявление патогенных и полезных бактерий, определение качества их влияния на организм и здоровье человека.

Оглавление

Введение
1. Бактерии, их классификация и роль в природе.
1.1 Бактерии и человек, положительная и отрицательная роль бактерий для жизни человека.


1.2 Классификация бактерий.
1.3 Интересные факты о бактериях.
2. Исследовательская работа по обнаружению бактерий.
2.1 Исследование патогенных бактерий.
2.2 Исследование полезных бактерий.
Заключение
Список литературы

Введение


Бактерии – самый древний вид живых организмов, появившихся около 3 миллиардов лет назад. Однако изучать их стали 3 века назад. Бактерии – это микроорганизмы, которые окружают нас повсюду, как снаружи, так и внутри человека. Часто они оказывают вредное воздействие на окружающий мир и поэтому пользуются плохой репутацией, а об их положительных эффектах говорят редко.

Сложно найти такое место на земле, где бы не было бактерий. Их находили в струях гейзеров, где температура почти 105 градусов; очень соленых озерах, таком как Мертвое море; в ледяной Арктике, где они пробыли 2-3 миллиона лет; в океанах на глубине 11 километров; на высоте 41 километр в атмосфере; в недрах земли на глубине нескольких километров.

Они также отлично приживаются в жидкости, охлаждающей ядерные реакторы; а, получив дозу радиации, которая в 10 тысяч раз выше смертельной для человека, остаются жизнеспособными. Они выдержали 2 недели в вакууме; не погибли в открытом космосе, находясь там 18 часов под смертельным воздействием солнечной радиации.

Размножаются бактерии обычным делением на двое. Каждые 20 минут в благоприятных условиях их количество может удваиваться. Если, например, в организм человека попала всего одна такая бактерия, то через 12 часов их может стать уже несколько миллиардов.

Гипотеза моего исследования – бактерии могут приносить как вред, так и пользу. Для подтверждения или опровержения моей гипотезы, я изучу особенности жизни бактерий, выясню, какие бывают виды бактерий, и проведу исследования для выявления благоприятных и неблагоприятных условий для их размножения.

1.1 Бактерии и человек, положительная и отрицательная роль бактерий для жизни человека

Много лет люди жили, «бок о бок» с бактериями, даже не подозревая об их существовании. Первым человеком, который стал наблюдать за ними в микроскоп, был Антонии Ван Левенгук в 1676 году.

Способен ли человеческий глаз увидеть бактерии? Среди бактерий есть настоящие великаны, например, пурпурная серобактерия, ее длина достигает 1/20 миллиметра. Несколько таких гигантов можно увидеть невооруженным глазом. Большинство бактерий в десять, и даже в сто раз меньше.

Но когда эти маленькие невидимые микроорганизмы образуют огромные скопления, увидеть ничего вполне возможно. На месте одной бактерии, которая попала на поверхность питательной среды, через несколько часов возникает видимая невооруженным глазом колония. По ее цвету и форме специалист может определить, какого вида эти бактерии.

Бактерии играют положительную роль в жизни и деятельности человека. Молочнокислые бактерии применяют для приготовления молочных продуктов, таких как кефир, сметана, ряженка, йогурт, простокваша. С их же помощью консервируют продукты. Бактерии обширно используются в современной биотехнологии для промышленного получения молочной кислоты и уксусной кислоты, ацетона, бутилового спирта.

В ходе своей жизнедеятельности они создают биологически активные вещества, такие как антибиотики, витамины, аминокислоты. Помимо перечисленного, бактерии являются объектом исследований в области биохимии, генетики, биофизики, космической биологии.

Организм человека населяют лактобактерии и бифидобактерии. Они появляются в нем с рождения и остаются навсегда, размножаясь и решая серьезные проблемы. Лактобактерии и бифидобактерии вступают в борьбу с гнилостными и патогенными микробами и легко подавляют их. В результате этой борьбы образуется молочная кислота и перекись водорода, которые являются природными антибиотиками. Таким образом, лакто и бифидобактерии укрепляют иммунитет и восстанавливают организм после болезней.

Полезные свойства лактобактерий обнаружил русский ученый Илья Ильич Мечников. Ему принадлежит идея применять кисломолочные продукты для восстановления биохимических процессов в кишечнике и питания организма в целом.

Бактерии широко применяют и в других сферах. С их помощью происходит обогащение руд и очистка водоемов и почв. А благодаря бактериям, вызывающих гниение, наша земля утонула в неразложившихся остатках погибших растений и животных. Их остатки непрерывно возвращаются в почву, и эти вещества служат материалом для новых поколений растений и животных.

Отрицательная роль принадлежит патогенным бактериям. Они проникают в ткани растений, животных и человека и выделяют вещества, подавляющие защитные силы организма. Самые известные болезнетворные бактерии, такие как возбудитель чумы, сибирской язвы, туляремии, пневмококки в организме живых существ устойчивы к фагоцитозу и антителам. Науке известны и других болезни бактериального происхождения, коклюш, туберкулез, бактериальная пневмония, они передаются воздушно-капельным путем; бруцеллез, холера, дизентерия, брюшной тиф передаются через пищу и воду.

Патогенные бактерии могут приводить к порче продуктов питания. Чтобы этого не произошло, человек обеспечивает условия, при которых бактерии перестают быстро размножаться, а иногда умирают. Самыми популярными методами борьбы с ними являются засушивание фруктов, грибов, рыбы, зерна; охлаждение и замораживание; маринование в уксусной кислоте; засолка.

При засолке овощей, квашении капусты за счет жизнедеятельности молочнокислых бактерий образуется кислая среда, подавляющая развитие бактерий. Также применяется пастеризация, т.е. нагревание до 60-65 градусов в течение 20 минут, стерилизация, т.е. кипячение при 100 градусах.

Помимо этого в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве для дезинфекции, используются йод, перекись водорода, борная кислота, марганцовка, спирт, формалин и другие неорганические и органические вещества.

Перейти к разделу: 2. Классификация бактерий

описание микрофлоры почвы. Какую функцию выполняют клубеньковые бактерии и бактерии гниения, живущие в земле? Другие бактерии

Бактерии считаются важным звеном круговорота веществ в природе. Благодаря их жизнедеятельности, отмершие частицы растений и животных перерабатываются в перегной. Вышеперечисленные компоненты представители флоры снова способны использовать для своего роста и развития.

Значение

Грунты в современном виде являются результатом упорных стараний многих сообществ бактерий. Одноклеточные на протяжении длительного времени смешивали горные породы, перерабатывали отмершую органику, соединяя ее с элементами от своей жизнедеятельности. Шаг за шагом микроорганизмы превращали дикие пустыни и скалы в земли с плодородным верхним слоем.

Бактерии – это самые древние организмы, которые могут быть как жизненно важными, так и вредоносными для растений и животных. Микроорганизмы – основные двигатели жизни на нашей планете. В состав микрофлоры грунта входят бактерии, грибы, плесень. Их роль в росте и развитии растительности переоценить довольно сложно. Почвенные бактерии регулярно осуществляют переработку животной органики и преобразуют ее в полезные минеральные компоненты.

В результате субстрат состоит из большого количества полезной органики, а также кальция, железа, азота и фосфора.

Микрофлора грунта не только обогащает ее состав, но и делает структуру лучше. Она довольно разнообразна и богата, таким образом, в 1 грамме почвы может находиться около 1 млрд бактерий. Для учета их количества используют специальные методы, а также приспособления, включая оптический микроскоп, метод посева и другие. Со временем видовой состав почвенных микроорганизмов меняется. Разновидности популяций бактерий в субстрате зависят от следующих факторов:

  • типа почвы;
  • состава субстрата;
  • глубины исследуемого участка земли.

Почвенные бактерии имеют вид мелких одноклеточных микроорганизмов. Они проживают в тонкой водной пленке грунта, около корней растительности.

Небольшие размеры этих существ способствуют их возможности расти, функционировать и адаптироваться даже к тем условиям среды, которые быстро меняются.

Зачастую такие микроорганизмы имеют шарообразную форму тела, иногда палочковидную или изогнутую.

В грунтах также находится большое количество болезнетворных одноклеточных. Согласно исследованиям ученых, основные пути инфицирования патогенной группой простейших – это зараженные остатки живых существ. Такие микроорганизмы часто являются причиной инфицирования людей и животных такими опасными недугами, как сибирская язва, гангрена и всевозможные кишечные инфекции.

Несмотря на то что в природе встречаются патогенные бактерии, способные нанести вред человеку, эти одноклеточные приносят огромную пользу.

  1. Участвуют в химических реакциях и процессах, повышают биологическую активность грунта.
  2. Принимают участие в гумусообразовании, то есть создании органических веществ.
  3. Оздоравливают почву, стимулируя ее самоочищение от патогенных организмов.
  4. Приводят в норму сбалансированное питание растительности.
  5. Защищают представителей флоры и стимулируют их рост на ранних стадиях.
  6. Способствуют образованию и развитию корневой системы.
  7. Укрепляют защитные реакции растительных организмов, а также их сопротивляемость различным инфекциям.

Обзор видов

Живущие в почве нашей планеты микроорганизмы делятся на несколько видов согласно способу питания, функциональным особенностям, среде обитания и другим особенностям. Организмы, обитающие в почве, представлены бактериями гниения, паразитами и симбионтами. При этом взаимоотношения между различными видами сапрофитов могут быть самыми разными.

Микроорганизмы, которые относятся к группе одноклеточных, образующих споры, бывают 12-ти типов. Они выделяются на основе предпочтений бактерий к среде обитания.

Например, термофилы могут существовать только в теплой среде. Под влиянием данных одноклеточных многие элементы, в частности, мочевина превращается в вещества, типичные для роста и развития растительности.

Патогенная микрофлора грунта является результатом ее загрязнения фекалиями. Такие микробы попадают в субстрат из кишечника животных или растений и тем самым способствуют процедуре гниения. Главными представителями патогенной микрофлоры считают колиформных прокариотов. После попадания в грунт эти одноклеточные существуют в ней длительное время при условии хорошего прогревания почвы и отсутствия доступа прямого солнечного света.

Колиформных бактерий относят к наиболее опасным, так как они попадают в почву из кишечника животного.

Также опасными для людей и других живых организмов считаются бактерии, что вырабатывают ферменты высокотоксичной природы.

По форме клеточных стенок

Классификация почвенных бактерий по форме клеточных стенок была основана на методах геномных исследований. По данному принципу ученые выделяют 3 типа одноклеточных:

  • бациллы, у которых клетка имеет стержневидную форму;
  • кокки имеют клетку в форме сферы;
  • спириллы – это спиралевидные организмы.

Также были выявлены почвенные микроорганизмы сложного типа. К таковым относят разветвленных актиномицет.

По отношению к кислороду

Согласно использованию кислорода в процессе своей жизнедеятельности, почвенные одноклеточные бывают следующих видов:

  • аэробные, для их существования необходим кислород;
  • анаэробные бактерии погибают при наличии кислорода в определенном слое грунта.

По способности окрашиваться методом Грама

Суть метода Грама – в наличии внешней оболочки, которая выполняет защитную функцию, она может пропускать или препятствовать проникновению антибиотика и красителя внутрь бактерии. Грамположительными считаются крупные виды почвенных микроорганизмов, у которых толстая оболочка, выдерживающая водный стресс.

Грамотрицательными называются мелкие бактерии, которые не проявляют устойчивости к водному стрессу.

Чаще всего в почвах встречаются следующие грамотрицательные бактерии:

  • псевдомонады, имеющие вид одиночных мелких организмов, что не образуют спор;
  • азотобактерии – большие подвижные свободноживущие палочки;
  • клубеньковые одноклеточные;
  • энтеробактерии могут быть подвижными и неподвижными, они представлены в виде кишечной флоры млекопитающих организмов, патогенных бактерий для растительности, а также жители грунта и воды;
  • почкующиеся организмы – нитрифицирующие бактерии;
  • цитофаги и миксобактерии – микроорганизмы, образующие слизь и плотные тяжи.

Грамположительные организмы представлены в грунте следующими видами:

  • спорообразующими;
  • бациллами – это палочковидные бактерии, проживающие подвижными колониями;
  • анаэробными крупными организмами, участвующими в гниении, сбраживании углеводов, крахмала, пектина;
  • коринеподобными бактериями, обитающими в почве, подстилке, мертвом и живом растительном субстрате.

По типу питания

Согласно типу питания, бактерии, живущие в почве, делят на автотрофных и гетеротрофных. Первые получают органику для своей жизнедеятельности своими силами. Гетеротрофные организмы пользуются готовой органикой.

По функциям

Микроорганизмы, находящиеся в грунте, необходимы для деструкции органики. В процессе своей деятельности одноклеточные обогащают важными соединениями почвы. Функцию фиксации азота в прикорневой системе выполняют клубеньковые бактерии.

Нитрифицирующие виды микроорганизмов используют для того, чтобы повысить плодородие грунта.

Помимо этого, согласно функциональным особенностям, выделяют следующие группы одноклеточных.

  • Деструкторы. Они потребляют углеводы и всевозможные органические соединения, которые представлены в виде свежей либо отмершей органики.
  • Мутуалисты. Эти бактерии способны сожительствовать на взаимовыгодных друг для друга условиях. Примером таких микроорганизмов являются клубеньковые бактерии.
  • Хемоавтотрофы способны получить энергию из неорганического вещества, в котором нет углерода.
  • Патогены, паразиты растительности.

Все вышеперечисленные группы почвенных бактерий играют основную роль в питании представителей флоры. Эти одноклеточные преобразуют почвенную органику, нейтрализуют пестициды, накапливают в грунте азот, предотвращают заболевание растений, а также образовывают почвенные микроагрегаты, увеличивающие влагоемкость субстрата.

Чем питаются?

Существует несколько способов получения энергии почвенными бактериями.

Среди них встречаются автотрофы – существа, которые вырабатывают вещества для своего питания собственными силами.

Некоторые представители данной группы используют в пищу соединения органической природы. Последние называются гетеротрофами и делятся на 3 группы.

  • Паразиты. Бактерии данного вида представляют собой микроорганизмы патогенной природы, живущие за счет иных организмов.
  • Симбионты. Клубеньковыми азотфиксаторами называют бактерии, которые поселяются в прикорневой системе, образуя узлы шарообразной формы. У этих бактерий продолговатая овальная или палочкообразная форма. Зачастую эти организмы взаимодействуют с горохом, чечевицей, люцерной и другими бобовыми.
  • Сапрофиты – это бактерии гниения. Проживают они в верхних слоях почвы и находятся в ней в огромном количестве. Результат жизнедеятельности сапрофитов – это утилизация мертвых тканей и высокая скорость разложения веществ. Бактерии проявляют особую требовательность к органике грунта. Они не могут существовать без азотсодержащих соединений, нуклеотидов, витаминов, белков и углеводов.

    Бактерии проживают во всех уголках нашей планеты. В земле эти одноклеточные взаимодействуют с другими представителями микрофлоры и играют роль их хранителей, а также распространителей. Почвенные бактерии способны довольно быстро разложить неживую органику и превратить ее в качественный гумус в разных слоях почвы. Это очень важные одноклеточные, без которых круговорот веществ был бы практически невозможным.

    Что такое почвенные бактерии, смотрите далее.

    Она живая! Почва – это гораздо больше, чем вы можете себе представить! Почвенное биоразнообразие – основа человеческой жизни | Глобальное почвенное партнерство | Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций

    Почвенное биоразнообразие необходимо для нашего здоровья.

    Почвенное биоразнообразие является важным источником химических и генетических ресурсов, необходимых для разработки новых лекарственных средств. Почвенные микроорганизмы используются для производства антибиотиков. Например, пенициллин, один из наиболее широко используемых антибиотиков во всем мире, был впервые выделен из небольшого гриба, живущего в почве. Изучение здоровых почв может помочь нам не только лучше понять роль микроорганизмов в экосистемах, но и определить возможные способы их использования для повышения безопасности пищевых продуктов и борьбы с вредителями и болезнями. Исследования также показывают, что контакт детей с микроорганизмами, обитающими на здоровых почвах, может повысить их сопротивляемость болезням и предотвратить такие проблемы со здоровьем, как аллергия, астма, аутоиммунные заболевания и депрессия.

    Почвенное биоразнообразие помогает нам дышать и бороться с изменением климата.

    Почвенные организмы способны расщеплять или устранять определенные виды загрязнений. Например, они могут разлагать некоторые органические загрязнители, преобразовывая их в нетоксичные вещества.

    Кроме того, почвы являются неотъемлемой частью углеродного цикла. Здоровые почвы вмещают самые большие запасы углерода на Земле. Они могут помочь регулировать качество воздуха и выбросы парниковых газов за счет связывания углерода, очищая воздух, которым мы дышим.

    Мы должны сохранить почвы здоровыми и разнообразными.

    Почвенное биоразнообразие находится под угрозой. Ряд экологически неустойчивых методов ведения сельского хозяйства, включая обработку почвы и неправильное использование агрохимикатов, последствия изменения климата и загрязнения почв – лишь некоторые из возможных причин, нарушающих здоровье и биоразнообразие почв.

    Изменения в землепользовании, нерациональные методы управления почвой, запечатывание почвы, загрязнение и учащение пожаров могут нанести непоправимый ущерб биологическому разнообразию почвы и ее функциям. Некоторые экосистемы могут никогда не восстанавливаться. Нам необходимо сосредоточиться на сохранении наших почв прежде, чем они достигнут этой стадии.

    Азотфиксирующие бактерии | справочник Пестициды.ru

    Азотофиксирующие бактерии Rhizobium на корне люцерны

    Азотофиксирующие бактерии Rhizobium на корне люцерны


    Зеленые растения не способны питаться азотом, поглощая его в чистом виде из атмосферного воздуха или почвы. Денитрифицирующие бактерии выделяют азот из органических соединений и переводят его в чистый азот атмосферы. Тем самым они делают его недоступным для растений. В противовес им азотфиксирующие микроорганизмы, в основном бактерии, связывают атмосферный воздух в органических соединениях и делают его доступным для растений. Таким образом, поддерживается баланс азота в природе[4].

    К азотфиксирующим бактериям относятся: клубеньковые бактерии, некоторые актиномицеты, цианобактерии. Азотофиксаторы установлены во многих родах бактерий: Bradyrhizobium, Pseudomonas. Имеются данные о способности бактерий одних и тех же видов, в зависимости от условий развития, осуществлять два диаметрально противоположных процесса – азотфиксацию и денитрификацию[3].

    Клубень азотфиксирующих актиномицетов
    рода Frankia alni, прикрепленный к корням ольхи.

    Клубень азотфиксирующих актиномицетов


    рода Frankia alni, прикрепленный к корням ольхи.

    Клубеньковые бактерии

    Клубеньковые бактерии – одна из самых изученных групп азотофиксирующих бактерий. В настоящее время их относят к роду Rhizobium, а видовые названия обычно соответствуют названию того растения, из клубеньков на корнях которого, выделены бактерии. В частности, Rhizobium trifolii – растение-хозяин клевер, Rhizobium phaseoli – растение-хозяин фасоль, Rhizobium leguminosarum – растение-хозяин горох. Это объясняется видоспецифичностью клубеньковых бактерий[3].

    Существование клубеньковых бактерий является примером мутуалистических (взаимовыгодных) симбиотических взаимоотношений, относящихся к типу эндосимбиозов, при котором клетки микроорганизмов находятся в клетках и тканях макроорганизма[3].

    Клубеньковые бактерии – грамотрицательные подвижные палочки в свободном состоянии и в молодых клубеньках. При дальнейшем развитии они приобретают неправильную форму и превращаются в разветвленные, булавовидные или сферические бактероиды. На этой стадии происходит фиксация молекулярного азота[3].

    Клубеньковые бактерии являются микроаэрофильными микроорганизмами, способными развиваться при низком парционном давлении кислорода в среде. Они хемотрофы, гетеротрофы (хемогетеротрофы), часто нуждаются в факторах роста (витаминах): тиамине, пантотеновой кислоте, биотине. Оптимальная температура роста – +24°C–+26 °C[3].

    Обычно клубеньковые бактерии существуют в почве свободно, их количеств зависит от типа и характера почвы, предшествующей сельскохозяйственной обработки. Характерно, что в свободном состоянии, то есть, находясь в почве, данная группа бактерий не способна фиксировать азот из атмосферы, а использует связанный азот[3].

    Симбиотическая связь растения и клубеньковых бактерий устанавливается в фазе прорастания семян. При их развитии корни выделяют органические питательные вещества, стимулирующие размножение ризосферных микроорганизмов, в том числе клубеньковых бактерий. Их почвы клубеньковые бактерии проникают в корень через корневые волоски[3].

    В корневой волосок проникает сразу несколько бактерий. Процесс проникновения сопровождается инвагинацией мембраны корневого волоска. Это приводит к образованию трубки (инфекционной нити), выстланной целлюлозой, вырабатываемой клетками растения-хозяина. В ней располагаются интенсивно размножающиеся бактерии. Инфекционная нить проникает в кору корня, проходит через ее клетки. Клубенек развивается при достижении инфекционной нитью тетраплоидной клетки ткани коры. Одновременно наблюдается полиферация тетраплоидной клетки и соседних диплоидных клеток коры. Индуцирует пролиферацию индолилуксусная кислота – растительный гормон, синтезируемый клубеньковыми бактериями.В конце периода роста растения-хозяина часто наблюдается полное исчезновение бактерий из клубеньков в связи с их отмиранием. Вещества отмерших клеток поглощает растение-хозяин[3].

    Для обогощения почвы клубеньковыми бактериями в промышленных масштабах производятся специализированные препараты, содержащие клубеньковые бактерии. Они используются для предпосевной обработки семян бобовых[3].

    Многообразие азотфиксирующих бактерий

    Кроме клубеньковых бактерий способностью к азотофиксации обладают многие другие микроорганизмы:

    1. Бактерий рода Bradyrhizobium – вступают в эндосибиотические мутуалистические взаимоотношения с бобовыми растениями тропического и иногда умеренного пояса. Все штаммы бактерий данного рода обнаруживают сроство к определенному кругу хозяев. В частности, вторая по экономической значимости сельскохозяйственная культура в США соя – формирует симбиоз с бактериями вида Bradyrhizobium japonicum. Также как и клубеньковые бактерии, Bradyrhizobium образуют клубеньки, в которых клетки бактерий имеют неправильную раздутую форму (бактероиды) и продуцируют нитрогеназу – фермент, способствующий фиксации азота[3].
    2. Актномицеты рода Frankia. Хозяевами актиномицетов-симбиотов выступают более 200 видов двухдольных древесных растений, принадлежащих к восьми семействам, в числе которых ольха, облепиха, стланик, казуарина. На корнях растений в результате симбиоза с актиномицетами образуются клубеньки, достигающие в диаметре 5 см. Актиномицеты проникают в корни через корневые волоски и образуют клубеньки. В них также как и у бобовых образуется леггемоглобин, защищающий нитрогеназу от избытка молекулярного кислорода. Химизм фиксации азота актиномицетами аналогичен подобному процессу у клубеньковых бактерий, но более экономичен с точки зрения расхода АТФ. Кроме того, актиномицеты рода Frankia способны к азотфиксации в свободноживущем состоянии, без контакта с растением[3].
    3. Бактерий родов Chromatium и Klebsiella вступают в эндосимбиоз с тропическими растениями Peretta и Psichoteria, образуя на их листьях клубеньки в которых осуществляется фиксация азота[3].
    4. Цианобактерии – это многоклеточные организмы, отдельные клетки которых, в условиях отсутствия связанного азота, преобразуются в специализированные формы – гетероцисты. В них происходит фиксация атмосферного азота. В гетероцистах нитрогеназа защищена от ингибирующего действия молекулярного кислорода дополнительными поверхностными оболочками. Цианобактерии способны образовывать симбиозы с широким кругом растений, включая покрытосеменные, голосеменные, папоротники, мхи и даже одноклеточные морские диатомовые водоросли. Наиболее изучен эндосимбиоз цианобактерий Anabaena azollae с водным папоротником Azolla, у которого цианобактерии содержаться в полостях листьев, растущих на поверхности стоячих вод[3].

    Бактерии рода Pseudomonas, обитающие в ризосфере различных растений, способны фиксировать молекулярный азот. Азотфиксирующие свойства выявлены у штаммов P. saccharophila, P. dеlafieldii, P. aurantiaca и др.

     

    Как бактерии кишечника защищают организм

    С детства нас учат, что бактерии опасны. Но из всех бактерий это лишь 1% — остальные приносят организму пользу, либо никак на него не влияют.

    Сегодня мы расскажем об истории открытия бактерий, в каких случаях они опасны, и чем они полезны.

    Хорошие и плохие бактерии

    Бактерии — неотъемлемая часть нашей жизни. Они обитают на поверхности кожи, в ротовой полости, на гениталиях, в кишечнике и глазах, хотя ранее ученые думали, что глаза стерильны. Эти микроорганизмы появились задолго до нас, и в процессе эволюции человеческому организму пришлось научиться с ними сосуществовать.

    Любое бактериальное сообщество или экосистема бактерий называется микробиотой. Микробиота кишечника состоит из триллионов микроорганизмов.

    Бактерии условно делятся на три типа: комменсальные, патогенные и оппортунистические. Комменсальные бактерии помогают иммунной системе распознавать болезнетворные микроорганизмы. Из-за этого они считаются хорошими.

    Патогенные бактерии при попадании в организм способны вызывать заболевания. Эти бактерии могут распространяться через воду, воздух, почву, а также при физическом контакте. Сами по себе патогенные бактерии не представляют угрозу. Опасность возникает, когда их количество превышает норму, или если они оказываются не на своем месте.

    Оппортунистические бактерии в условиях здоровой микробиоты не приносят ни пользу, ни вред. Однако они начинают активно размножаться при нарушениях в работе иммунной системы, заболеваниях, резких изменениях в составе микробиоты и травмах.

    Staphylococcus aureus — типичные представители бактериального сообщества, носа и кожи. Но если они попадают в кровь, то способны спровоцировать инфекции.

    Escherichia coli (E.coli) имеет плохую репутацию, связанную с пищевыми отравлениями. На самом деле, всего несколько представителей этого рода ответственны за это. Представленность E.coli в небольших количествах в кишечнике — норма. Однако, если они окажутся в мочевыводящих путях, это может стать причиной цистита.

    Открытие хороших бактерий

    Люди уже несколько столетий занимаются изучением бактерий — первые упоминания о них появились в 1683 году.

    Бактерии микробиоты кишечника вне привычной среды быстро погибают. Из-за этого было сложно оценить сообщество микроорганизмов и его функции в Чашке Петри. Но с появлением доступных генетических исследований все изменилось — сегодня с помощью анализа ДНК можно изучать все бактерии в образце, даже погибшие.

    Тесты Атлас основаны на технологии секвенирования гена бактерий 16S rRNA, которая позволяет идентифицировать все бактерии в образце.

    Знакомство человека с бактериями при рождении

    Результаты некоторых исследований показывают, что у детей, которые родились с помощью кесарева сечения, выше риск дисбиоза — нарушения баланса микроорганизмов кишечника, и развития метаболических и аутоиммунных заболеваний по мере взросления. К таким заболеваниям относится сахарный диабет I типа, ожирение, астма и целиакия — непереносимость глютена.

    Дети же, рожденные естественным путем, во время прохождения через родовые пути встречаются с микробами, которые формируют иммунитет. Благодаря этому они менее склонны к развитию заболеваний, связанных с работой иммунной системы.

    Дисбиоз (дисбактериоз) свидетельствует об изменениях в составе микробиоты. У детей, рожденных с помощью кесарева сечения, соотношение микробов отличается от микробиоты детей, которые рождаются естественным путем.

    В России по данным 2018-2019 гг. четверть родов проводится с помощью кесарева сечения.

    Однако, не все ученые согласны с тем, что вид родов играет определяющую роль в дисбиозе у новорожденных. В 2018 году Университет Западной Австралии опубликовал результаты научного исследования под названием «Критический взгляд на теорию крещения микробами и влияния кесарева сечения на микробиоту новорожденных».

    Ученые считают, что дисбиоз новорожденных зависит не только от вида родов, но и от таких факторов, как послеродовое применение антибиотиков, отсутствие схваток, различия в кормлении грудью, избыточный вес матери и срок беременности.

    Роль бактерий в здоровье микробиоты

    Бактерии во многом похожи на нас: им необходимы комфорт и пища, они болеют, воюют, заботятся друг о друге, рождаются и умирают. Когда их потребности удовлетворены, они заботятся и о нашем здоровье.

    Одна из приоритетных задач бактерий кишечника — расщеплять пищу на простые молекулы, чтобы они могли всасываться в кровь. Человеческий организм не может переваривать сложные углеводы самостоятельно, так как не вырабатывает ферменты для их расщепления. Но это не значит, что они не нужны.

    Сложные углеводы — пищевые волокна, или клетчатка, которая содержится в продуктах растительного происхождения, например, цельнозерновых и бобовых. Клетчатка — основной источник питания бактерий кишечника. Они используют ее для синтеза витаминов и короткоцепочечных жирных кислот, в том числе масляной кислоты.

    Но не все так просто. Недостаточно просто начать есть клетчатку в большом количестве, чтобы микробиота была здоровой. Чтобы расщеплять поступающие волокна нужны разные виды микробов. Сообществу с низким разнообразием бактерий сложно справляться со всеми функциями.

    Видео о важности разнообразия микробного сообщества

    Различные пре- и пробиотики в рационе увеличивают разнообразие и улучшают здоровье микробиоты. Пребиотики — продукты, которые любят полезные бактерии. Они содержатся в овощах, фруктах, злаковых, грибах  и бобовых. Пробиотики — продукты, содержащие полезные бактерии, например кефир, йогурт и ферментированные овощи.

    Другая не менее важная задача микробов — поддерживать баланс бактериального сообщества микробиоты. Микробиоту можно сравнить со страной, некоторые жители которой трудятся на благо общества и следят за порядком; другие — простые наблюдатели, которые не приносят пользу, но и не создают проблемы; а третьи в любой момент могут устроить бунт.

    Комменсальные бактерии поддерживают порядок. Для их благополучия нужны сложные углеводы, в том числе пребиотики. Из волокон бактерии производят специальные вещества, которые затем используют в качестве оружия для защиты от патогенных бактерий. Например, не дают им закрепиться на стенках кишечника и тем самым спровоцировать заболевание.

    Некоторые микроорганизмы ферментируют нутриенты и делают их более усваиваемыми для собратьев. А бактерии типа Firmicutes синтезируют из пищевых волокон масляную кислоту — главный источник энергии клеток кишечника (колоноцитов).

    Колоноцитам нужно питание, чтобы предотвращать воспалительные заболевания кишечника, поддерживать иммунитет и предупреждать появление раковых клеток. Здоровый кишечник препятствует распространению по организму токсинов, вредных органических соединений и патогенных бактерий.

    Как узнать, что микробиота плохо справляется со своими функциями

    Дисбиоз может проходить бессимптомно, но если наблюдаются проблемы со стулом и боли в животе, следует обратиться к врачу.

    Показатели из Теста микробиоты Атлас, которые могут указать на дисбаланс сообщества бактерий кишечника:

    Разнообразие — ключевой показатель здоровья и защищенности от заболеваний. Низкое разнообразие ассоциируется с повышенными рисками хронических заболеваний — болезни Крона или сахарного диабета 2 типа.

    Защита от заболеваний. Состав бактерий микробиоты влияет на защиту от хронических заболеваний. Если снижена представленность бактерий, отвечающих за защиту, риск того, что болезнь проявится, возрастает. Результаты Теста микробиоты Атлас помогают оценить, как хорошо микробиота защищает от пяти заболеваний:

    • Ожирение
    • Сахарного диабета 2 типа
    • Ишемической болезни сердца
    • Болезни Крона
    • Язвенного колита

    Пробиотические и другие полезные бактерий. Роды бактерий Bifidobacterium и Lactobacillus подавляют рост патогенов, помогают укреплять стенки кишечника и препятствуют воспалению. Даже если эти бактерии не представлены в микробиоте, но проходят через желудочно-кишечный тракт, например, при употреблении йогурта или комбучи — они приносят пользу.

    Бактерии типа Firmicutes, в том числе Faecalibacterium prausnitzii, отвечают за производство бутирата. Их представленность в микробиоте обычно снижена при ожирении, сахарном диабете и болезни Крона.

    Akkermansia muciniphila стимулирует клетки кишечника производить муцин — белок, который в большом количестве содержится в слизистом слое и защищает от инфекций. Сниженная представленность этого вида бактерий повышает риски развития язвенного колита, болезни Крона и сахарного диабета 2 типа.

    Широкомасштабные исследования тысяч образцов микробиоты со всего мира позволили описать энтеротипы — устойчивые сочетания бактерий, которые соответствуют определенным стилям питания. Их условно разделили на три типа: житель большого города, который употребляет много мясных продуктов и сахара; деревенский крестьянин, в рационе которого преобладают зерновые продукты и устойчивый крахмал; и обитатель джунглей — чаще встречается у вегетарианцев.

    С помощью Теста микробиоты Атлас можно узнать, относится ли ваша микробиота к типу «житель большого города». Такой тип говорит о преобладании Bacteroides, которые связаны с высоким потреблением животных белков и жиров, а также рафинированного сахара. Повышенная представленность Bacteroides указывает на низкое разнообразие.

    Как улучшить показатели микробиоты

    Когда мы говорим о главных органах, которые влияют на здоровье, первое, что приходит на ум — сердце, легкие, печень, мозг. О кишечнике часто думают в последнюю очередь. Но все больше исследований говорит о том, что этот орган отнюдь не второстепенный, и может даже влиять на настроение и качество сна. На здоровье микробиоты влияет несколько факторов.

    Питайтесь с заботой о бактериях кишечника
    Ключевые слова, которые связывают здоровье микробиоты и питание — разнообразие и умеренность. Следующие продукты помогут поддерживать здоровье микробиоты:

    • Продукты растительного происхождения: овощи, зелень, цельнозерновые продукты, орехи, семена, фрукты, растительные масла. Это богатые источники клетчатки, пребиотиков и ненасыщенных жирных кислот.
    • Жирная рыба и морепродукты: источники белка, ненасыщенных жирных кислот.
    • Пробиотики: кефир, йогурт, комбуча, квашеная капуста. Содержат полезные бактерии и увеличивают разнообразие микробиоты.

    На здоровье пищеварения влияет не только тип еды. Количество еды, частота и время приема пищи тоже отражаются на состоянии ЖКТ. Старайтесь не переедать, избегайте снеков, особенно полуфабрикатов, не ешьте на ночь. Ваш кишечник тоже должен отдыхать и успевать справляться с поступающей пищей.

    Больше двигайтесь
    Доказано, что занятия спортом положительно влияют на бактериальный состав микробиоты. И наоборот, при сидячем образе жизни, разнообразие снижено. Это может вызывать дисбиоз и снижение иммунитета. Исследования показывают, что даже 20-минутная прогулка после приема пищи улучшает пищеварение.

    Избегайте стресс
    Когда вы испытываете стресс, страдает и микробиота вашего кишечника. И наоборот, скудный состав микробиоты может вызвать негативные изменения в вашем психологическом состоянии. Высыпайтесь, занимайтесь йогой или медитацией, гуляйте на свежем воздухе, уделяйте время любимому хобби.

    Результаты Теста микробиоты Атлас помогут узнать, какие виды бактерий населяют кишечник, как микробиота справляется с синтезом витаминов или масляной кислоты, а также степень защиты от заболеваний.

    Запомнить:

    1. Кишечные бактерии учат иммунитет распознавать патогены.
    2. Сбалансированное бактериальное сообщество защищает организм от развития некоторых хронических заболеваний.
    3. Дисбиоз — негативные изменения в микробиоте, которые могут вызвать воспаление.
    4. Естественные роды могут способствовать знакомству ребенка с бактериями и улучшать иммунитет.
    5. Тестирование микробиоты кишечника помогает оценить состояние микробиоты.
    • C Mueller and A J Macpherson. Layers of mutualism with commensal bacteria protect us from intestinal inflammation. Gut, 2006.
    • Fabien Magne, Alexa Puchi Silva, Bielka Carvajal, and Martin Gotteland. The Elevated Rate of Cesarean Section and Its Contribution to Non-Communicable Chronic Diseases in Latin America: The Growing Involvement of the Microbiota. Frontiers in Pediatrics, 2017.
    • LF Stinson et al, A Critical Review of the Bacterial Baptism Hypothesis and the Impact of Cesarean Delivery on the Infant Microbiome, 2018
    • S. Banquera et al., Global Overview of the Epidemiology of Atherosclerotic Cardiovascular Disease, 2015
    • J. Zhuye et al., The gut microbiome in atherosclerotic cardiovascular disease, 2017
    • C. Bogiatzi et al., Metabolic products of the intestinal microbiome and extremes of atherosclerosis, 2018
    • NA. Molodecky et al. Environmental Risk Factors for Inflammatory Bowel Disease
    • The Lancet Crohn’s Disease Review
    • J E Mawdsley and D S Rampton, Psychological stress in IBD, 2005
    • S. Khanna & LEH Raffals, The Microbiome in Crohn’s Disease. Role in Pathogenesis and Role of Microbiome Replacement Therapies, 2017
    • V. Pascal et al., A microbial signature for Crohn’s disease, 2017
    • Ting-Ting Huang et al, Current Understanding of Gut Microbiota in Mood Disorders: An Update of Human Studies, 2019

    Полезные и вредные бактерии человека

    Бактерии появились примерно 3,5-3,9 млрд лет назад, они были первыми живыми организмами на нашей планете. Со временем жизнь развивалась и усложнялась — появлялись новые, каждый раз более сложные формы организмов. Бактерии все это время не стояли в стороне, напротив, они были важнейшей составляющей эволюционного процесса. Именно они первыми выработали новые формы жизнеобеспечения, такие как дыхание, брожение, фотосинтез, катализ. .. а также нашли эффективные способы сосуществования практически с каждым живым существом. Исключением не стал и человек.

    Но бактерии — целый домен организмов, насчитывающий более 10 000 видов. Каждый вид уникален и шел своим эволюционным путем, как следствие выработал свои уникальные формы сосуществования с другими организмами. Одни бактерии пошли на тесное взаимовыгодное сотрудничество с человеком, животными и прочими существами, — их можно назвать полезными. Другие виды научились существовать за счет других, используя энергию и ресурсы организмов-доноров, — их принято считать вредными или патогенными. Третьи пошли еще дальше и стали практически самодостаточными, все необходимое для жизнедеятельности они получают от окружающей среды.

    Внутри человека, как и внутри прочих млекопитающих, живет невообразимо большое количество бактерий. В наших телах их в 10 раз больше, чем всех клеток организма вместе взятых. Среди них абсолютное большинство — полезные, но парадокс в том, что их жизнедеятельность, их присутствие внутри нас — это нормальное положение дел, они зависят от нас, мы в свою очередь от них и при этом признаков этого сотрудничества мы никак не ощущаем. Другое дело — вредные, например патогенные бактерии, оказавшись внутри нас их присутствие тут же становится заметным, а последствия их активности могут стать очень серьезными.

    Полезные бактерии

    Подавляющее большинство из них — это существа, живущие в симбиотических или мутуалистических связях с организмами-донорами (внутри которых живут). Обычно такие бактерии берут на себя часть функций, на которые не способен организм хозяина. Примером могут служить бактерии, живущие в пищеварительном тракте человека и перерабатывающие часть пищи, справиться с которой сам желудок не в состоянии.

    Некоторые виды полезных бактерий:
    Кишечная палочка (лат. Escherichia coli)

    Является неотъемлемой частью флоры кишечника человека и большинства животных. Ее пользу трудно переоценить: расщепляет неусваиваемые моносахариды, способствуя пищеварению; синтезирует витамины группы K; предотвращает развитие патогенных и болезнетворных микроорганизмов в кишечнике.

    Макрофотография: колония бактерий Escherichia coli

    Молочнокислые бактерии (Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus и др.
    )

    Представители этого отряда присутствуют в молоке, молочных и ферментированных продуктах, и в то же время являются частью микрофлоры кишечника и ротовой полости. Способны сбраживать углеводы и в частности лактозу и вырабатывать молочную кислоту, которая является основным источником углеводов для человека. Посредством поддержания постоянно кислой среды сдерживают рост неблагоприятных бактерий.

    Бифидобактерии

    Наиболее значимое влияние бифидобактерии оказывают на грудных детей и млекопитающих, составляя до 90% их кишечной микрофлоры. По средством выработки молочной и уксусных кислот они полностью предотвращают развитие гнилостных и болезнетворных микробов в детском организме. Кроме того бифидобактерии: способствуют перевариванию углеводов; обеспечивают защиту кишечного барьера от проникновения микробов и токсинов во внутреннюю среду организма; синтезируют различные аминокислоты и белки, витамины группы K и B, полезные кислоты; способствуют всасыванию кишечником кальция, железа и витамина D.

    Вредные (патогенные) бактерии

    К патогенным обычно относят виды, которые паразитируют на других организмах. Но в некоторых случаях вредными для человека могут стать безопасные и даже полезные бактерии, например при ослаблении иммунитета продукты жизнедеятельности обычно невероятно полезной кишечной палочки могут привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта: отравления, диарея и пр.

    Некоторые виды патогенных бактерий:
    Salmonella typhi

    Эта бактерия является возбудителем очень острой кишечной инфекции, брюшного тифа. Salmonella typhi вырабатывает токсины опасные исключительно для людей. При заражении происходит общая интоксикация организма, которая приводит к сильной лихорадке, высыпанию по всему телу, в тяжелых случаях — к поражению лимфатической системы и как следствие к смерти. Ежегодно в мире фиксируется 20 млн случаев заболевания брюшным тифом, 1% случаев приводит к смерти.

    Колония бактерий Salmonella typhi

    Столбнячная палочка (Clostridium tetani)

    Эта бактерия — одна из самых стойких и одновременно самых опасных в мире. Clostridium tetani вырабатывает чрезвычайно токсичный яд, столбнячный экзотоксин, приводящий к практически полному поражению нервной системы. Люди, заболевшие столбняком, испытывают страшнейшие муки: самопроизвольно до предела напрягаются все мышцы тела, происходят мощные судороги. Смертность чрезвычайно высока — в среднем около 50% инфицированных погибают. К счастью, еще в 1890 году была изобретена вакцина от столбняка, ее делают новорожденным во всех развитых странах мира. В слаборазвитых странах от столбняка ежегодно погибает 60 000 человек.

    Микобактерии (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae и др.)

    Микобактерии — семейство бактерий, часть из которых являются патогенными. Различные представители этого семейства вызывают такие опасные заболевания как туберкулез, микобактериоз, лепра (проказа) — все они передаются воздушно-капельным путем. Ежегодно микобактерии становятся причиной более 5 млн смертей.

    Читайте также: Самые опасные бактерии

    Бактерии создали всеобъемлющий невидимый мир. Наше существование полностью зависит от них, их в свою очередь не так сильно зависит от нас. Тем не менее наш и их миры тесно связаны друг с другом, они находятся в равновесии, которое будет сохраняться до тех пор, пока наше сотрудничество будет выгодно обеим сторонам.

    Бактерии. Польза или вред — презентация онлайн

    1. БАКТЕРИИ. ДРУЗЬЯ ИЛИ ВРАГИ?

    2. Бактерии это …

    • Бактерии — это микроорганизмы, имеющие простое
    клеточное строение

    3. Когда появились бактерии?

    • Бактерии появились много лет назад. Сначала
    образовалась Земля, возникли кислород и водород.
    Около 3-х миллиардов лет назад появились первые
    крохотные бактерии.

    4. Где живут бактерии?

    • Нет места на Земле, где бы не встречались
    бактерии. Они живут во льдах Антарктиды при
    температуре – 83 ⁰С и в горячих источниках, где
    температура достигает + 90 ⁰С.

    5. Где живут бактерии?

    • Бактерии живут в воде, в воздухе, в почве, в песках
    пустыни, в организме человека и животных.

    6. Какие бактерии бывают?

    • Бактерии бывают разной формы. Одни похожи на
    палочки, другие – на спиральки, шарики, звёздочки…
    • Большинство бактерий бесцветны. Только немногие
    окрашены в пурпурный или зеленый цвет.

    7. Как бактерии передвигаются?

    • Многие бактерии способны быстро
    передвигаться с помощью жгутиков.

    8. Бактерии вредны или полезны?

    •Бактерии враги
    • Бактерии друзья

    9. Бактерии враги


    Плохие бактерии вызывают разные болезни, их очень
    много в общественных местах – на дверных ручках,
    тележках в магазине, компьютерных мышках, на
    поручнях в автобусе.

    10. Бактерии враги

    • Вредных бактерий много на фруктах и ягодах,
    которые растут на улице. Достаточно одной бактерии
    чтобы серьезно заболеть.

    11. Бактерии друзья

    • Но в природе существуют и хорошие бактерии. Больше
    всего бактерий в почве. Они помогают перегнивать
    листьям упавшим на землю и удобряют почву.
    • Почвенные бактерии превращают перегной в минеральные
    вещества, которые поглощают корни растений.
    • Некоторые бактерии участвуют в образовании полезных
    ископаемых.

    12. Бактерии друзья

    • Из уксусной бактерии делают закваску для кваса.
    Также бактерии помогают из теста сделать хлеб.

    13. Бактерии друзья

    • Тысячелетиями человек использовал молочные
    бактерии для создания многих молочных продуктов.
    Если в молоко добавить разные бактерии получатся,
    сыр, кефир, йогурт, творог.

    14. Бактерии друзья

    • В нашем желудке есть множество кишечных бактерий.
    Но не бойся, они не страшные, наоборот, они
    помогают справиться с пищей: переваривают ее.

    15. Бактерии друзья

    • Таким образом, в мире бактерий далеко не все являются
    нашими врагами.
    • Только в организме человека полезных бактерий,
    выполняющих массу функций, около 500 видов.
    • Эти полезные бактерии, которые живут в нас, борются с
    вредными, и мы можем им в этом помочь.

    16. Полезные советы

    • Пейте кисломолочные продукты с полезными
    бактериями!
    • Мойте руки перед едой, после прогулки!
    • Пейте только кипячёную воду!
    • Почаще проветривайте комнату!
    • Употребляйте в пищу только свежие продукты!

    17. Будьте здоровы!

    Здоровые почвенные микробы, здоровые люди

    Маленькая сосна, выращенная в стеклянном ящике, показывает уровень белых тонко разветвленных микоризных нитей или «мицелия», которые прикрепляются к корням и питают растение. ( Дэвид Рид )

    В последнее время мы много слышим о революции в том, как мы думаем о здоровье человека — о том, как оно неразрывно связано со здоровьем микробов в нашем кишечнике, рту, носовых ходах и т. Д. » среды обитания «внутри и на нас. С опубликованием прошлым летом результатов пятилетнего проекта Национального института здравоохранения по микробиому человека, нам сказали, что мы должны думать о себе как о «суперорганизме», обителью микробов, с которыми мы вместе эволюционировали, которые выполняют важные функции и предоставляют нам услуги, которых в десять раз больше, чем наши собственные человеческие клетки. Впервые, благодаря нашей способности проводить высокоэффективное и недорогое генетическое секвенирование, теперь у нас есть карта нормального микробного состава здорового человека, коллекция бактерий, грибов, одноклеточных архей и вирусов. . Вместе они весят около трех фунтов — столько же, сколько наш мозг.

    Теперь, когда у нас есть карта того, какие микроорганизмы жизненно важны для нашего здоровья, многие считают, что будущее здравоохранения будет сосредоточено не столько на традиционных заболеваниях, сколько на лечении нарушений микробиома человека путем введения целевых видов микробов («пробиотик»). и лечебные продукты («пребиотик» — пища для микробов) в кишечное «сообщество».Ученые проекта «Микробиом человека» поставили в качестве основного результата разработку «фармакопеи двадцать первого века, включающей представителей человеческой микробиоты и производимых ими химических посредников». Короче говоря, лекарства будущего, которые мы принимаем, будут полны дружелюбных микробов и еды , которую они любят есть.

    Пожалуй, единственная лучшая точка опоры для устойчивого и здорового будущего для семи миллиардов человек на планете — это живая почва, на которой мы выращиваем нашу пищу.

    Но есть еще одна крупная революция в здоровье человека, которая также только начинается, основанная на понимании крошечных организмов. Он основан на тех же технологических достижениях и позволяет нам понять и восстановить наши совместные отношения с микробиотой не в кишечнике человека, а в другом темном месте: в почве.

    Точно так же, как мы невольно уничтожили жизненно важные микробы в кишечнике человека за счет чрезмерного использования антибиотиков и продуктов с высокой степенью переработки, мы опрометчиво опустошили почвенную микробиоту, необходимую для здоровья растений, из-за чрезмерного использования определенных химических удобрений, фунгицидов, гербицидов, пестицидов, не добавляя достаточного количества органическое вещество (которым они питаются) и тяжелая обработка почвы.Эти почвенные микроорганизмы, особенно бактерии и грибы, передают питательные вещества и воду растениям, растениям, источникам нашей пищи и, в конечном итоге, нашему здоровью. Почвенные бактерии и грибы служат «желудками» растений. Они формируют симбиотические отношения с корнями растений и «переваривают» питательные вещества, обеспечивая азот, фосфор и многие другие питательные вещества в той форме, которую могут усвоить растительные клетки. Повторное введение нужных бактерий и грибов для облегчения процесса темного брожения в истощенных и стерильных почвах аналогично употреблению йогурта (или приему целевых пробиотических «лекарств будущего») для восстановления нужной микробиоты глубоко в пищеварительном тракте.

    Хорошая новость заключается в том, что те же технологические достижения, которые позволяют нам составить карту микробиома человека, теперь позволяют нам понимать, изолировать и повторно вводить микробные виды в почву, чтобы устранить ущерб и восстановить здоровые микробные сообщества, которые поддерживают наши посевы и обеспечивают питательными веществами. еда. Теперь нам намного проще составить карту генетических последовательностей почвенных микроорганизмов, понять, что они на самом деле делают и как их выращивать, и повторно ввести их в почву.

    С 1970-х годов в садовых магазинах продавались почвенные микробы, но большинство продуктов было малоэффективным, дорогим и в основном ограничивалось садоводством и гидропоникой.Благодаря новым технологиям генетического секвенирования и производства мы подошли к тому моменту, когда мы можем эффективно и с низкими затратами выявлять и выращивать ключевые бактерии и нужные виды грибов и применять их в крупномасштабном сельском хозяйстве. Мы можем производить эти «биоудобрения» и добавлять их в семена сои, кукурузы, овощей или других сельскохозяйственных культур, чтобы выращивать и питать растения. Мы можем сеять «семена» микроорганизмов с помощью семян наших сельскохозяйственных культур и, как подтверждают сотни независимых исследований, повышать урожайность наших культур и сокращать потребность в орошении и химических удобрениях.

    Корень микоризы или гриба в разрезе. Ткань, окрашенная в синий цвет, является грибковой.

    Эти почвенные микроорганизмы делают гораздо больше, чем просто питают растения. Так же, как микробы в организме человека способствуют пищеварению и поддерживают нашу иммунную систему, почвенные микроорганизмы усваивают питательные вещества и защищают растения от патогенов и других угроз. На протяжении более четырехсот миллионов лет растения образуют симбиотическую ассоциацию с грибами, которые колонизируют их корни, создавая микоризы ( my-cor-rhi-zee ), буквально «корни грибов», которые расширяют досягаемость корней растений на сотни -складывать.Эти грибковые нити не только направляют питательные вещества и воду обратно в клетки растений, они соединяют растения и фактически позволяют им общаться друг с другом и создавать системы защиты. Недавний эксперимент в Великобритании показал, что микоризные волокна действуют как канал передачи сигналов между растениями, усиливая их естественную защиту от вредителей. При нападении тли широкая фасоль передавала сигнал через микоризные нити другим фасолевым растениям поблизости, действуя как система раннего предупреждения, позволяя этим растениям начать производить свое защитное химическое вещество, которое отталкивает тлю и привлекает ос, естественных хищников тлей. .Другое исследование показало, что больные растения томатов также используют подземную сеть микоризных нитей для предупреждения здоровых растений томатов, которые затем активируют свою защиту перед самими атаками.

    Таким образом, микробное сообщество в почве, как и в человеческом биоме, оказывает услуги «сопротивления вторжению» своему симбиотическому партнеру. Мы нарушаем эту ассоциацию на свой страх и риск. Как недавно заметил Майкл Поллан: «Некоторые исследователи полагают, что тревожный рост аутоиммунных заболеваний на Западе может быть связан с нарушением древних отношений между нашим телом и их« старыми друзьями »- микробными симбионтами, с которыми мы вместе эволюционировали.»

    Почвенные микроорганизмы не только питают и защищают растения, они играют решающую роль в предоставлении многих« экосистемных услуг », которые абсолютно необходимы для выживания человека. По многим расчетам, живая почва является самой ценной экосистемой Земли, обеспечивающей экологические услуги такие как регулирование климата, смягчение последствий засух и наводнений, предотвращение эрозии почвы и фильтрация воды, стоимостью триллионы долларов ежегодно. Те, кто изучает микробиом человека, теперь начали заимствовать термин «экосистемные услуги» для описания важнейших функций, выполняемых микроорганизмами. в здоровье человека.

    Важные виды микроорганизмов, возможно, уже вымерли, некоторые из которых могут играть ключевую роль в нашем здоровье.

    Что касается стабилизации нашего все более неустойчивого климата, почвенные микроорганизмы в течение сотен миллионов лет улавливают углерод с помощью микоризных нитей, покрытых липким белком, называемым «гломалин». В настоящее время микробиологи работают над более полным пониманием его химической природы и картированием последовательности его генов. От 30 до 40 процентов молекулы гломалина составляет углерод.Гломалин может составлять до одной трети углерода почвы в мире, а почва содержит больше углерода, чем все растения и атмосфера вместе взятые.

    Мы сейчас находимся на этапе, когда микробы, которые процветают в здоровой почве, в значительной степени стали неактивными или уничтожены на большинстве коммерческих сельскохозяйственных земель; они не могут делать то, что делали сотни миллионов лет, получать доступ, сохранять и циркулировать питательные вещества и воду для растений и регулировать климат. Половина пригодных для жизни земель земли обрабатывается, и мы теряем почву и органические вещества с угрожающей скоростью.Исследования показывают постоянное глобальное истощение почв с течением времени и серьезную стагнацию урожайности сельскохозяйственных культур.

    Итак, мы не только препятствовали естественным процессам, которые питают урожай и улавливают углерод на возделываемых землях, но и современное сельское хозяйство стало одной из основных причин нестабильности климата. Наша нынешняя глобальная продовольственная система, от вырубки лесов до выращивания продуктов питания, производства удобрений, хранения и упаковки пищевых продуктов, отвечает за до одной трети всех антропогенных выбросов парниковых газов.Это больше, чем у всех легковых и грузовых автомобилей в транспортном секторе, на который приходится около одной пятой всех парниковых газов в мире.

    Таким образом, можно утверждать, что самая важная точка рычага воздействия на устойчивое и здоровое будущее для семи миллиардов человек на планете находится непосредственно под ногами: живая почва, на которой мы выращиваем нашу пищу. Общая экология почвы до сих пор хранит много загадок. То, что Леонардо да Винчи сказал пятьсот лет назад, вероятно, верно и сегодня: «Мы знаем больше о движении небесных тел, чем о почве под ногами.«Хотя вы их никогда не увидите, девяносто процентов всех организмов на семи континентах живут под землей. Помимо бактерий и грибов, почва также заполнена простейшими, нематодами, клещами и микроартроподами. Менее может быть от 10 000 до 50 000 видов. чем чайная ложка почвы. В той же чайной ложке почвы микробов больше, чем людей на земле. В горстке здоровой почвы биоразнообразие только в бактериальном сообществе больше, чем у всех животных бассейн Амазонки.

    Электронная микрофотография микоризы с излучающими микоризными грибковыми филаментами


    Мы слышим о многих исчезающих животных в Амазонии, а теперь и во всем мире. Все мы знаем о рабочих с бензопилами, рубящих деревья в тропических лесах. Но мы относительно мало слышим об уничтожении среды обитания царств жизни, помимо растений и животных, — бактерий и грибов. Некоторые микробиологи теперь предупреждают нас, что мы должны остановить разрушение микробиома человека и что важные виды микроорганизмов, возможно, уже вымерли, а некоторые из них могут сыграть ключевую роль в нашем здоровье.

    Мы добились значительных успехов в картировании почвенного микробиома, надеемся вовремя для выявления тех видов, которые жизненно важны для здоровья почвы и растений, чтобы их можно было повторно интродуцировать при необходимости. В настоящее время существует проект «Микробиом Земли», посвященный анализу и картированию микробных сообществ в почвах и водах по всему миру. Мы не хотим оказаться в том положении, в котором мы находились по отношению ко многим вымершим видам животных. Мы уже уничтожили или уничтожили известные жизненно важные почвенные микроорганизмы в определенных почвах, и теперь необходимо их повторно ввести.Но это сильно отличается от попытки, скажем, вернуть некогда огромные стада буйволов на американские равнины. Нам нужны эти крошечные партнеры, чтобы помочь построить устойчивую сельскохозяйственную систему, стабилизировать наш климат в эпоху усиливающейся засухи и суровой погоды, а также поддерживать наше здоровье и благополучие.

    Массовое уничтожение почвенных микроорганизмов началось с технического прогресса в начале двадцатого века. К 1950 году количество тракторов в США уменьшилось с нуля до трех миллионов.Фермеры увеличили размер своих полей и сделали земледелие более специализированным. Достижения в производстве азотных удобрений сделали их доступными и доступными. Аммиачная селитра, произведенная во время Второй мировой войны для боеприпасов, затем использовалась в сельском хозяйстве (недавно мы видели взрывную силу, содержащуюся на одном из таких заводов по производству удобрений в городе Западный Техас). «Зеленая революция» была вызвана страхом перед тем, как прокормить массовый рост населения. Он действительно производил больше еды, но это происходило за счет долгосрочного здоровья почвы.И многие будут утверждать, что пища, которую он производил, становилась все менее питательной, поскольку почва истощалась от органических веществ, минералов и микроорганизмов. Арден Андерсен, почвовед и консультант по сельскому хозяйству, ставший врачом, давно утверждает, что здоровье человека напрямую связано со здоровьем почвы.

    В тот же период мы стали свидетелями подъема движения за «биологическое сельское хозяйство», в значительной степени в ответ на эти технологические разработки и механизацию сельского хозяйства.В первой половине двадцатого века британский ботаник сэр Альберт Ховард и его жена Габриель задокументировали традиционные индийские методы ведения сельского хозяйства, положив начало движению биологического земледелия на Западе. Австрийский писатель, педагог и активист Рудольф Штайнер выдвинул концепцию «биодинамического» сельского хозяйства. В 1930 году в Лондоне было основано Почвенное общество. Вскоре после этого Масанобу Фукуока, японский микробиолог, занимающийся почвоведением и патологией растений, разработал радикальный органический метод нулевой обработки почвы для выращивания зерновых и других культур, который эффективно применялся в небольших масштабах.

    К счастью, в настоящее время существует серьезное экономическое обоснование для реинтродукции почвенных микроорганизмов как в небольших фермерских хозяйствах, так и в крупных агробизнесах. Научные достижения позволили нам вывести почвенные организмы из ниши экологического земледелия в основное русло агробизнеса. Мы можем пополнить почву и сэкономить миллиарды долларов. Многие полевые испытания, в том числе недавнее исследование в Университете Северной Дакоты, показывают, что нанесение коммерческого продукта микоризных грибов на корень или семена сои увеличивает урожайность сои с 5 до 15 процентов.Рынок сои в США в настоящее время оценивается примерно в 43 миллиарда долларов в год, поэтому добавление здоровых микробов к урожаю сэкономит миллиарды (стоимость повышения урожайности в три-пять раз превышает стоимость внесения в текущие цены). Исследования показывают, что значительная экономия также будет достигнута за счет снижения потребности в химических удобрениях и орошении за счет более эффективного использования минералов и воды. Это также означает, что меньше токсинов и загрязняющих веществ, особенно азотных удобрений, вымывается с сельскохозяйственных угодий в нашу общественную систему водоснабжения и реки, что способствовало образованию массивных «мертвых зон», подобных той, что есть в дельте Миссисипи.

    По всем этим причинам производство продуктов биологического плодородия сейчас оценивается в 500 миллионов долларов и быстро растет. Крупные агрохимические компании, такие как Bayer, BASF, Novozymes, Pioneer и Syngenta, в настоящее время активно продают, приобретают или разрабатывают эти продукты.

    Повторное внедрение микроорганизмов в почву вместе с органическими веществами, которыми они питаются, может стать ключевой частью следующей большой революции в области здоровья человека — развития устойчивого сельского хозяйства и продовольственной безопасности на основе восстановления здоровья почвы.Как и в случае с человеческим микробиомом, почвенные препараты будущего будут полны дружественных микробов и продуктов, которые они любят есть.

    Что делают микробы — информация о микробной жизни в почве

    Фермеры уже много лет знают, что микробы имеют решающее значение для здоровья почвы и растений. Текущие исследования показывают еще больше способов, которыми полезные микробы помогают культурным растениям. Микробы в почве и связанные с корнями растений обеспечивают множество преимуществ: от улучшения содержания питательных веществ в наших культурах до повышения их устойчивости к болезням.Некоторые почвенные микробы полезны даже для нас.

    Что такое микробы?

    Микробом обычно называют любое живое существо, слишком маленькое, чтобы его можно было увидеть без микроскопа. Согласно этому определению, «микроб» включает микроскопических животных, таких как нематоды, а также одноклеточные организмы.

    Согласно другому определению, «микроб» означает только одноклеточные живые существа; сюда входят микроскопические представители всех трех сфер жизни: бактерии, археи (также называемые «архебактериями») и эукариоты («протисты»).Грибы обычно считаются микробами, хотя они могут принимать одноклеточные или многоклеточные формы и производить как видимые, так и микроскопические части над и под землей.

    Микробная жизнь в почве включает живые существа в каждой из этих групп. В почве обитает огромное количество бактериальных и грибковых клеток, а также меньшее количество водорослей, других протистов и архей. Эти организмы играют важную роль в пищевой сети и круговороте питательных веществ в почве. Без них почвы, какой мы ее знаем, не существовало бы.

    Что делают микробы?

    Микробы в почве чрезвычайно важны для роста растений и функционирования экосистем. Микориза — это симбиотическое партнерство между корнями растений и определенными почвенными грибами. Грибки растут в тесной связи с корнями растений, а в некоторых случаях они даже частично растут в собственных клетках растения. Большинство культурных и диких растений полагаются на эти микоризные ассоциации для получения питательных веществ и защиты от болезнетворных микробов.

    Бобовые растения, такие как фасоль, горох, клевер и саранча, взаимодействуют с почвенными бактериями, называемыми ризобиями, для извлечения азота из атмосферы. Этот процесс делает азот доступным для использования в растениях и, в конечном итоге, для животных. Подобные азотфиксирующие партнерства образуются между другими группами растений и почвенными бактериями. Азот является важным питательным веществом для растений, а внутри растений он становится частью аминокислот, а затем белков. Во всем мире это основной источник белка, который едят люди и другие животные.

    Другие почвенные микробы помогают расщеплять органические вещества мертвых растений и животных и внедрять их в почву, что увеличивает содержание органических веществ в почве, улучшает структуру почвы и помогает растениям процветать. Грибы и актинобактерии (бактерии с грибковыми привычками роста) начинают этот процесс с расщепления более крупных и твердых материалов, после чего другие бактерии поглощают и включают более мелкие части. Если у вас есть компостная куча, вы видели этот процесс в действии.

    Конечно, существуют также болезнетворные почвенные микробы, поражающие садовые растения.Севооборот и методы, стимулирующие рост полезных микробов, могут помочь подавить выживание вредных бактерий, грибов и нематод в почве.

    Роль почвенных бактерий | Ohioline

    Микробы в почве напрямую связаны с рециркуляцией питательных веществ, особенно углерода, азота, фосфора и серы. Бактерии — это основной класс микроорганизмов, которые поддерживают здоровье и продуктивность почвы.

    Характеристики бактерий
    Рис. 1: Крупным планом вид инфузорий (простейших) с различными бактериями на заднем плане. Фотограф: Тим Уилсон. Используется с разрешения и все права защищены.

    Ingham (2009, стр. 18) утверждает, что «Бактерии — это крошечные одноклеточные организмы, обычно 4/100 000 дюйма в ширину (1 мкм). Чайная ложка плодородной почвы обычно содержит от 100 миллионов до 1 миллиарда бактерий. Это масса, равная двум коровам на акр. На каждом акре может быть множество микроскопических бактерий ». Хотя бактерии могут быть небольшими, они составляют самое большое количество и биомассу (массу) любого почвенного микроорганизма.На рис. 1 показаны бактерии, потребляющие инфузорные простейшие.

    Бактерии по размеру похожи на частицы глинистой почвы (<0,2 мкм) и частицы ила почвы (2-50 мкм). Они растут и живут в тонких водяных пленках вокруг частиц почвы и около корней в области, называемой ризосферой. Небольшой размер бактерий позволяет им расти и быстрее адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, чем более крупные и сложные микроорганизмы, такие как грибы.

    Большинство почв — просто кладбище мертвых клеток бактерий.Бактерии настолько просты по структуре, что их часто называют мешками с ферментами и / или растворимыми мешками с удобрениями (Dick, R., 2009). Поскольку бактерии живут в условиях голодания или недостатка воды в почве, они быстро размножаются при оптимальных условиях воды, пищи и окружающей среды. Популяция бактерий может легко удвоиться за 15-30 минут. Процветающие популяции микробов со временем повышают продуктивность почвы и урожайность.

    Классификация бактерий

    Большинство бактерий классифицируются по одной из следующих четырех категорий.

    Форма бактерий

    Когда ученые впервые начали классифицировать бактерии, они начали с изучения их основной формы. Бактерии обычно имеют три основных формы: стержень, сферу или спираль. Актиномицеты по-прежнему классифицируются как бактерии, но похожи на грибы, за исключением того, что они меньше по размеру. Классифицировать бактерии по форме сложно, потому что многие бактерии имеют разные формы и разное расположение.

    Аэробные и анаэробные бактерии

    Большинство микробов обычно неактивны, и их активность в почве может быть лишь кратковременной.Уровни кислорода в почве часто определяют активность почвенных бактерий (Dick, W., 2009). Большинство почвенных бактерий предпочитают хорошо насыщенные кислородом почвы и называются аэробными бактериями и используют кислород для разложения большинства углеродных соединений. Примеры аэробных бактерий включают род Aerobacter , широко распространенный в почве, и род бактерий актиномицетов Streptomyces , придающих почве хороший «землистый» запах (Lowenfels & Lewis, 2006).

    Анаэробные бактерии предпочитают, а некоторым требуется среда без кислорода.Анаэробные бактерии обычно встречаются в уплотненной почве, глубоко внутри почвенных частиц (микросайт) и гидрированных почвах, где содержание кислорода ограничено. Многие патогенные бактерии предпочитают анаэробные почвенные условия и, как известно, побеждают аэробные бактерии в почве или уничтожают их. Многие анаэробные бактерии обнаруживаются в кишечнике животных и связаны с навозом и неприятным запахом (Lowenfels & Lewis, 2006).

    Грамотрицательные и грамположительные бактерии

    Когда краситель используется в лаборатории, бактерии можно классифицировать как «грамотрицательные» или «грамположительные».«Окрашивающий агент прикрепляется к клеточным стенкам бактерий. Грамотрицательные бактерии, как правило, являются самыми мелкими бактериями и чувствительны к засухе и водному стрессу. Грамположительные бактерии намного больше по размеру, имеют более толстые клеточные стенки, отрицательные заряды на внешней поверхности клеточных стенок и имеют тенденцию сопротивляться водному стрессу (Dick, R., 2009). Бактероиды — это анаэробные грамотрицательные бактерии, обитающие в кишечнике людей и животных. Листерия — это грамположительные аэробные палочковидные бактерии, обнаруженные в зараженной пище.

    Классификация других бактерий

    Другой способ классификации бактерий — по их росту и размножению. Автотрофные бактерии (также называемые автотрофами) перерабатывают углекислый газ для получения углерода. Некоторые автотрофные бактерии напрямую используют солнечный свет и углекислый газ для производства сахаров, в то время как другие зависят от других химических реакций для получения энергии. Водоросли и цианобактерии — некоторые примеры автотрофных бактерий. Гетеротрофные бактерии получают свои углеводы и / или сахара из окружающей среды или живого организма или клетки, в которой они обитают.Примеры включают бактерий Arthrobacter , участвующих в нитрификации азота (Sylvia et al., 2005).

    Благодаря новым достижениям в области секвенирования ДНК, большинство ученых классифицируют бактерии на основе типа среды, в которой они обитают. Бактерии могут жить в экстремальных условиях, таких как горячие источники для серных бактерий, или в условиях сильного холода, как в ледяной воде в Арктике. Бактерии также можно классифицировать по жизни в сильно кислой среде по сравнению с щелочной, аэробной по сравнению с анаэробной или автотрофной по сравнению с гетеротрофной средой (Dick, R., 2009).

    Функциональные группы бактерий

    Бактерии выполняют множество важных экосистемных функций в почве, включая улучшение структуры почвы и агрегации почвы, повторное использование питательных веществ в почве и повторное использование воды. Почвенные бактерии образуют в почве микроагрегаты, связывая частицы почвы вместе со своими выделениями. Эти микроагрегаты подобны строительным блокам для улучшения структуры почвы. Улучшенная структура почвы увеличивает проникновение воды и увеличивает водоудерживающую способность почвы (Ingham, 2009).

    Бактерии выполняют важные функции в почве, разлагая органические остатки ферментов, попадающих в почву. Ingham (2009) описывает четыре основные функциональные группы почвенных бактерий как деструкторы, мутуалисты, патогены и литотрофы. Каждая функциональная группа бактерий играет определенную роль в переработке питательных веществ в почве.

    Разлагатели потребляют легкоусвояемые углеродные соединения и простые сахара и связывают растворимые питательные вещества, такие как азот, в своих клеточных мембранах. Бактерии преобладают в пахотных почвах, но их эффективность в переработке углерода составляет лишь 20-30 процентов (C).Бактерии содержат больше азота (N) (10–30 процентов азота, соотношение C: N от 3 до 10), чем большинство микробов (Islam, 2008).

    Среди мутуалистических бактерий есть четыре типа бактерий, которые превращают атмосферный азот (N 2 ) в азот для растений. Существует три типа почвенных бактерий, которые связывают азот без растения-хозяина и свободно живут в почве, и к ним относятся Azotobacter, Azospirillum и Clostridium .

    Рис. 2: Азотфиксирующие бактерии Rhizobium образуют клубеньки на корне сои. Фото Рэндалла Редера. Используется с разрешения и все права защищены.

    Бактерии Rhizobium (грамотрицательные палочковидные бактерии) связаны с растением-хозяином: бобовыми (люцерна, соя) или клевером (красный, сладкий, белый, малиновый), образуя клубеньки азота для фиксации азота для растений. рост. Завод поставляет углерод в Rhizobium в виде простых сахаров. Бактерии Rhizobium берут азот из атмосферы и преобразуют его в форму, пригодную для растений.При использовании на заводах атмосферный азот (N 2 ) или реактивный азот соединяется с кислородом с образованием нитрата (NO 3 ) или нитрита (NO 2 ) или соединяется с водородом с образованием аммиака ( NH 3 + ) или аммоний (NH 4 + ), которые используются растительными клетками для производства аминокислот и белков (Lowenfels & Lewis, 2006). На рис. 2 показаны азотфиксирующие бактерии.

    Многие почвенные бактерии перерабатывают азот в органических субстратах, но только азотфиксирующие бактерии могут перерабатывать азот в атмосфере в форму (фиксированный азот), которую могут использовать растения.Фиксация азота происходит потому, что эти специфические бактерии производят фермент нитрогеназу. Азотфиксирующие бактерии обычно широко доступны в большинстве типов почв (как свободноживущие виды почвы, так и виды бактерий, зависящие от растения-хозяина). Свободноживущие виды обычно составляют лишь очень небольшой процент от общей микробной популяции и часто представляют собой штаммы бактерий с низкой способностью связывать азот (Dick, W., 2009).

    Нитрификация — это процесс, при котором нитрифицирующие бактерии превращают аммиак (NH 4 + ) в нитрит (NO 2 ), а затем в нитрат (NO 3 ).Бактерии и грибы обычно потребляются простейшими и нематодами, а выделяемые ими микробные отходы представляют собой аммиак (NH 4 + ), который является доступным для растений азотом. Нитритные бактерии ( Nitrosomonas spp.) Превращают аммиак в нитриты (NO 2 ), а нитратные бактерии ( Nitrobacter spp.) Могут затем преобразовывать нитриты (NO 2 ) в нитраты ( НЕТ 3 ). Нитрифицирующие бактерии предпочитают щелочные почвенные условия или pH выше 7 (Lowenfels & Lewis, 2006).И нитрат, и аммиак являются доступными для растений формами азота; однако большинство растений предпочитают аммиак, потому что нитрат должен превращаться в аммиак в растительной клетке, чтобы образовались аминокислоты.

    Денитрифицирующие бактерии позволяют превращать нитрат (NO 3 ) в закись азота (N 2 O) или диазот (N 2 ) (атмосферный азот). Для того, чтобы произошла денитрификация, должны возникать нехватка кислорода или анаэробные условия, позволяющие бактериям отщеплять кислород.Эти условия типичны для прудовых или насыщенных полей, уплотненных полей или глубоко внутри микроагрегатов почвы, где кислород ограничен. Денитрифицирующие бактерии снижают азотное плодородие почв, позволяя азоту улетучиваться обратно в атмосферу. На насыщенной глинистой почве от 40 до 60 процентов почвенного азота может быть потеряно в результате денитрификации в атмосферу (Dick, W., 2009).

    Патогенные бактерии вызывают болезни растений, и хорошим примером являются бактериальные ожоги.Здоровые и разнообразные популяции почвенных бактерий производят антибиотики, которые защищают растения от болезнетворных организмов и патогенов растений. Разнообразные популяции бактерий конкурируют за одни и те же питательные вещества почвы и воду и, как правило, действуют как сдерживающая и уравновешивающая система, сокращая популяции болезнетворных организмов. Благодаря высокому микробному разнообразию почвы содержат больше непатогенных бактерий, конкурирующих с патогенными бактериями за питательные вещества и среду обитания (Lowenfels & Lewis, 2006). Стрептомицеты (актиномицеты) производят более 50 различных антибиотиков для защиты растений от патогенных бактерий (Sylvia et al., 2005).

    Литотрофы (хемоавтотрофы) получают энергию от других соединений, помимо углерода (таких как азот или сера), и включают виды, важные для рециркуляции азота и серы. В условиях хорошей аэрации сероокисляющие бактерии делают серу более доступной для растений, в то время как в насыщенных (анаэробных, с низким содержанием кислорода) почвенных условиях сероредуцирующие бактерии делают доступной серу для растений с меньшим содержанием серы.

    Актиномицеты имеют большие волокна или гифы и действуют подобно грибам при обработке трудноразлагаемых органических остатков почвы (хитин, лигнин и т. Д.).). Когда фермеры вспахивают или обрабатывают почву, актиномицеты при гибели выделяют «геосмин», который придает свежепереработанной почве характерный запах. Актиномицеты разлагают многие вещества, но более активны при высоких уровнях pH почвы (Ingham, 2009). Актиномицеты играют важную роль в образовании стабильного гумуса, который улучшает структуру почвы, улучшает хранение питательных веществ и увеличивает удержание воды.

    Преимущества почвы от бактерий

    Бактерии растут в различных микросредах и в определенных нишах почвы.Популяции бактерий быстро расширяются, и бактерии становятся более конкурентоспособными, когда легкоусвояемые простые сахара доступны в ризосфере. Экссудаты корней, остатки мертвых растений, простые сахара и сложные полисахариды в изобилии в этом регионе. Около 10–30 процентов почвенных микроорганизмов в ризосфере составляют актиномицеты, в зависимости от условий окружающей среды (Sylvia et al., 2005).

    Многие бактерии производят слой полисахаридов или гликопротеинов, который покрывает поверхность частиц почвы.Эти вещества играют важную роль в цементировании частиц песка, ила и глинистой почвы в стабильные микроагрегаты, улучшающие структуру почвы. Бактерии живут по краям минеральных частиц почвы, особенно глины и связанных с ней органических остатков. Бактерии играют важную роль в производстве полисахаридов, которые связывают частицы песка, ила и глины вместе с образованием микроагрегатов и улучшают структуру почвы (Hoorman, 2011). Бактерии не перемещаются очень далеко в почве, поэтому большинство движений связано с водой, ростом корней или поездкой с другой почвенной фауной, такой как дождевые черви, муравьи, пауки и т. Д.(Лавель и Испания, 2005 г.).

    В целом, большинство почвенных бактерий лучше чувствуют себя в почвах с нейтральным pH, которые хорошо насыщены кислородом. Бактерии поставляют растениям большое количество азота, и в почве часто не хватает азота. Многие бактерии выделяют ферменты в почве, чтобы сделать фосфор более растворимым и доступным для растений. В целом бактерии имеют тенденцию доминировать над грибами на вспаханных или нарушенных почвах, потому что грибы предпочитают более кислую среду без нарушения почвы. Бактерии также доминируют на затопленных полях, потому что большинство грибов не выживают без кислорода.Бактерии могут выжить в засушливых или затопленных условиях из-за своего небольшого размера, большого количества и способности жить в небольших микропроцессорах в почве, где условия окружающей среды могут быть благоприятными. Как только условия окружающей среды вокруг этих микросайтов становятся более благоприятными, выжившие быстро расширяют свои популяции (Dick, W., 2009). Простейшие, как правило, являются самыми крупными хищниками бактерий на вспаханных почвах (Islam, 2008).

    Чтобы бактерии выжили в почве, они должны адаптироваться ко многим микросредам.Концентрация кислорода в почве сильно различается от одного микроучастка к другому. Большие поры, заполненные воздухом, обеспечивают высокий уровень кислорода, что способствует аэробным условиям, в то время как в нескольких миллиметрах более мелкие микропоры могут быть анаэробными или испытывать недостаток кислорода. Такое разнообразие почвенных микроокружений позволяет бактериям процветать при различных уровнях влажности почвы и кислорода, потому что даже после наводнения (насыщенная почва, недостаток кислорода) или обработки почвы (введение кислорода) существуют небольшие микроокружения, в которых могут жить различные типы бактерий и микроорганизмов. для повторного заселения почвы при улучшении условий окружающей среды.

    Естественная сукцессия происходит во многих растительных средах, в том числе в почве. Бактерии улучшают почву, позволяя прижиться новым растениям. Без бактерий новые популяции растений и сообщества борются за выживание или даже за существование. Бактерии изменяют почвенную среду, так что определенные виды растений могут существовать и размножаться. Когда формируется новая почва, некоторые фотосинтезирующие бактерии начинают колонизировать почву, повторно используя азот, углерод, фосфор и другие питательные вещества почвы, чтобы произвести первое органическое вещество.Почва, в которой преобладают бактерии, обычно обрабатывается или разрушается и имеет более высокий pH почвы и азот, доступный в виде нитратов, что является идеальной средой для растений с низкой сукцессией, называемых сорняками (Ingham, 2009).

    По мере того, как почва меньше нарушается, а разнообразие растений увеличивается, трофическая сеть почвы становится более сбалансированной и разнообразной, что делает почвенные питательные вещества более доступными в среде, лучше подходящей для высших растений. Разнообразные микробные популяции с грибами, простейшими и нематодами поддерживают переработку питательных веществ и контролируют болезнетворные организмы.

    Сводка

    Бактерии — самые маленькие и самые выносливые микробы в почве, которые могут выжить в суровых или меняющихся почвенных условиях. Бактерии эффективны при переработке углерода только на 20–30%, имеют высокое содержание N (от 10 до 30% N, соотношение C: N 3–10), более низкое содержание C и короткий срок службы. Существует четыре основных функциональных группы почвенных бактерий, включая деструкторы, муталисты, патогены и литотрофы. Бактерии-разлагатели потребляют простые сахара и простые углеродные соединения, в то время как мутуалистические бактерии образуют партнерские отношения с растениями, включая азотфиксирующие бактерии ( Rhizobia ).Бактерии также могут стать патогенами для растений, а литотрофные бактерии превращают азот, серу или другие питательные вещества в энергию и играют важную роль в круговороте азота и деградации загрязнения. Актиномицеты классифицируются как бактерии, но очень похожи на грибы и разлагают устойчивые (трудно разлагаемые) органические соединения. Бактерии обладают способностью приспосабливаться к множеству различных почвенных микроокружений (влажная или сухая, хорошо насыщенная кислородом или низкая кислородная среда). У них также есть способность изменять почвенную среду в интересах определенных растительных сообществ по мере изменения почвенных условий.

    Ссылки
    • Дик Р. (2009). Лекция о почвенных бактериях в почвенной микробиологии, Личное собрание Р. Дика, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо.
    • Дик, В. (2009). Лекция о процессе биохимии в почвенной микробиологии, Личное собрание У. Дика, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо.
    • Hoorman, J.J., Sa, J.C.M., and Reeder, R.C. 2011. Биология уплотнения почвы (пересмотренная и обновленная), Journal of No-till Agriculture , Volume 9, No.2, стр. 583-587.
    • Ingham, E.R. (2009). Грунт по биологии почвы , Глава 4: Почвенный гриб. Анкени И.А.: Общество охраны почвы и воды. Стр. 22-23. soils.usda.gov/sqi/concepts/soil_biology
    • Ислам, К. (2008). Лекция по физике почвы, Личное собрание К. Ислама, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо.
    • Лавель, П. и Испания, А.В. (2005). Экология почвы , Глава 3: Почвенные организмы, Спрингер, Нью-Дели, Индия.
    • Lowenfels, J. и Lewis, W. (2006). Объединение с микробами: Руководство садовода по пищевой сети почвы , Глава 3: Бактерии, Timber Press, Портленд, Орегон.
    • Reeder, R.C. (2012). Фотография бактерий Rhizobium и клубеньков, заражающих корни сои, из личной коллекции Р. Редера, Food, Agricultural and Biological Engineering, Государственный университет Огайо, Колумбус, Огайо.
    • Сильвия, Д.М., Хартель, П.Г. Fuhrmann, J.J. и Зуберер, Д.А. (2005). Принципы и применение почвенной микробиологии (2-е изд.). Под редакцией Дэвида М. Сильвы, Пирсон Прентис Холл, Аппер Сэдл Ривер, Нью-Джерси.
    • Уилсон, Т.Дж. (Октябрь 2013). Фотографии инфузорий, жгутиков и различных бактерий. Из Микроорганизмы компоста, почвы и чая для компоста .

    Этот информационный бюллетень был подготовлен совместно с Советом по покровным культурам Среднего Запада (MCCC).

    Полезные почвенные бактерии и их роль в стимулировании роста растений: обзор | Annals of Microbiology

  1. Abd-Alla MH (1994a) Солюбилизация каменных фосфатов Rhizobium и Bradyrhizobium .Folia Microbiol 39: 53–56

    Статья CAS Google Scholar

  2. Abd-Alla MH (1994b) Использование органического фосфора с помощью биовара Rhizobium leguminosarum. Viceae фосфатаз. Biol Fertil Soils 18: 216–218

    Статья CAS Google Scholar

  3. Abou-Shanab RAI, Angle JS, Chaney RL (2006) Бактериальные инокулянты, влияющие на поглощение никеля Alyssum murale из почв с низким, средним и высоким содержанием никеля.Soil Biol Biochem 38: 2882–2889

    Статья CAS Google Scholar

  4. Ахмад Ф., Ахмад И., Хан М.С. (2005) Производство индола уксусной кислоты местными изолятами Azotobacter и Flourescent pseudomonas в присутствии и в отсутствие триптофана. Turk J Biol 29: 29–34

    CAS Google Scholar

  5. Альварес М.И., Суэльдо Р.Дж., Барасси К.А. (1996) Влияние Azospirillum на рост колеоптилей в проростках пшеницы в условиях водного стресса.Cereal Res Commun 24: 101–107

    Google Scholar

  6. Angle JS (1986) Пектиновые и протеолитические ферменты, продуцируемые быстро и медленно растущей соей Rhizobia . Soil Biol Biochem 18: 115–116

    Статья CAS Google Scholar

  7. Анджум М.А., Саджад М.Р., Ахтар Н., Куреши М.А., Икбал А., Джами А.Р., Хассан М. (2007) Ответ хлопка на посевы ризобактерий, способствующих росту растений (PGPR), при различных уровнях азота.J Agric Res 45 (2): 135–143

    Google Scholar

  8. Antoun H, Beauchamp CJ, Goussard N, Chabot R, Lalande R (1998) Потенциал видов Rhizobium и Bradyrhizobium как стимуляторов роста растений ризобактерий на небобовых культурах: влияние на редис Lalande ). Растительная почва 204: 57–68

    Артикул CAS Google Scholar

  9. Arora P, Gaur AC (1979) Микробная солюбилизация различных неорганических фосфатов.Индийский журнал J Exp Biol 17: 1258–1261

    CAS Google Scholar

  10. Аршад М., Франкенбергер В. Т. младший (1991) Влияние свойств почвы и микроэлементов на производство этилена в почвах. Soil Sci 151: 377–386

    Статья CAS Google Scholar

  11. Arshad M, Frenkenberger WT Jr (1993) Микробиологическое производство регуляторов роста растений. В: Встреча FB Jr (ed) Почвенная микробная экология.Деккер, Нью-Йорк, стр. 307–347

    Google Scholar

  12. Аршад М., Франкенбергер В.Т. Младший (1998) Вещества, регулирующие рост растений в ризосфере. Производство и функции микробов. Adv Agron 62: 46–51

    Google Scholar

  13. Асгар Х.Н., Захир З.А., Аршад М., Халик А. (2002) Взаимосвязь между производством ауксинов in vitro ризобактериями и их активностью, способствующей росту, в brassica junceal .Biol Fertil Soils 35 (23): 1–237

    Google Scholar

  14. Babu-Khan S, Yeo C, Martin WL, Duron MR, Rogers R, Goldstein A (1995) Клонирование гена, солюбилизирующего минеральный фосфат, из Pseudomonas cepacia . Appl Environ Microbiol 61: 972–978

    PubMed CAS Google Scholar

  15. Balandreau J (2002) Модель сперматосферы для выбора ризобактерий, способствующих росту растений.В: Kennedy IR, Choudhury ATMA (eds) Биоудобрения в действии. Корпорация исследований и развития сельских районов, Канберра, стр. 55–63

    Google Scholar

  16. Baldani VLD, Baldani JI, Dobereiner J (2000) Инокуляция растений риса эндофитными диазотрофами Herbaspirillums seropidicae . Biol Fertil Soils 30: 485–491

    Статья Google Scholar

  17. Банерджи М.Р., Ясмин Л. (2002) Ризобактерии, окисляющие серу: инновационный экологически чистый почвенный биотехнологический инструмент для улучшения производства канолы.Производство АГРОЕНВИРОН. Каир, Египет, 2002 г., 26–29 октября, стр. 1-7

  18. Банерджи М.Р., Есмин Л., Весси Дж. К. (2006) Ризобактерии, способствующие росту растений, в качестве биоудобрений и биопестицидов. В: Рай М.К. (ред.) Справочник по микробным биоудобрениям. Haworth Press, Нью-Йорк

    Google Scholar

  19. Баник С., Дей Б.К. (1982) Доступное содержание фосфатов в аллювиальной почве зависит от инокуляции некоторых изолированных фосфатсолюбилизирующих микроорганизмов.Растительная почва 69: 353–364

    Артикул CAS Google Scholar

  20. Barassi CA, Creus CM, Casanovas EM, Sueldo RJ (2000) Может ли Azospirillum ослабить эффекты абиотического стресса у растений? Обернский университет. Веб-сайт: http://www.ag.auburn.edu/argentina/pdfmanuscripts/brassi.pdf

  21. Бареа Дж. М., Наварро Э., Монтойя Э. (1976) Производство регуляторов роста растений бактериями, растворяющими фосфат ризосферы.J Appl Bacteriol 40: 129–134

    PubMed CAS Google Scholar

  22. Bashan Y (1998) Штаммы, стимулирующие рост растений Azospirillum , не являются патогенными для томатов, перца, хлопка и пшеницы. Can J Microbiol 44: 168–174

    Статья CAS Google Scholar

  23. Бенедузи А., Перес Д., Варгас Л.К., Боданезе-Занеттини М.Х., Пассалья LMP (2008) Оценка генетического разнообразия и активности азотфиксирующих бацилл , выделенных с рисовых полей в Южной Бразилии, на рост растений.Appl Soil Ecol 39: 311–320

    Артикул Google Scholar

  24. Бидербек В.О., Лупвайи Н.З., Хансон К.Г., Райс В.А., Центнер Р.П. (2000) Влияние длительного севооборота с лентисами на экологию ризосферы и на эндофитные Rhizobia пшеницы. Тезисы 17-й Североамериканской конференции по симбиотической азотфиксации. Университет Лаваля, Квебек, Канада, стр. 23–28, июль 2000 г.

  25. Biswas JC, Ladha JK, Dazzo FB, Yanni YG, Rolf BG (2000) Ризобийная инокуляция влияет на силу всходов и урожайность риса.Agron J 90: 880–886

    Артикул Google Scholar

  26. Bloemberg GV, Lugtenberg BJJ (2001) Молекулярные основы стимуляции роста растений и биоконтроля с помощью ризобактерий. Curr Opin Plant Biol 4: 343–350

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  27. Boddey RM, Urquiaga S, Reis V, Döbereiner J (1991) Биологическая фиксация азота, связанная с сахарным тростником.Растительная почва 137: 111–117

    Статья Google Scholar

  28. Боттомли П.Дж., Дугри М.Х. (1989) Размер и распределение популяции Rhizobium leguminosarum biovar trifolii в зависимости от общего количества почвенных бактерий и глубины почвы. Appl Environ Microbiol 55: 959–964

    PubMed CAS Google Scholar

  29. Боттомли П.Дж., Маггард С.П. (1990) Определение жизнеспособности серотипов почвенной популяции Rhizobium leguminosarum biovar trifolii .Appl Environ Microbiol 56: 533–540

    PubMed CAS Google Scholar

  30. Boyer GL, Kane SA, Alexander JA, Aronson DB (1999) Образование сидерофоров в железо-ограниченных культурах Frankia sp. штамм 52065 и Frankia sp. штамм CeSI5. Can J Bot 77: 1316–1320

    Google Scholar

  31. Браннен П.М., Бакман П.А. (1994) Подавление Fusarium увядания хлопчатника с помощью составов бункерного ящика Bacillus subtilis .В: Ryder MH, Stephens PM, Bowen GD (eds) Повышение продуктивности растений с помощью ризосферных бактерий, материалы третьего международного семинара по ризобактериям, способствующим росту растений. CSIRO Press, Аделаида, стр 83–85

    Google Scholar

  32. Brierley JA (1985) Использование микроорганизмов для добычи металлов. В: Halvorson HO, Pramer D, Rogul M (ред.) Инженерные организмы в окружающей среде: научные проблемы. ASM Press, Вашингтон, стр. 141–146

    Google Scholar

  33. Brown ME (1974) Бактеризация семян и корней.Анну Рев Фитопатол 12: 181–197

    Статья CAS Google Scholar

  34. Burd G, Dixon DG, Glick BR ​​(2000) Бактерии, способствующие росту растений, которые снижают токсичность тяжелых металлов для растений. Can J Microbiol 46: 237–245

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  35. Бернс Р.Г. (1983) Взаимодействие внеклеточных ферментов и субстратов в почве. В: Slater JH, Whittenbury R, ​​Wimpenny JWT (eds) Микробы в их естественной среде обитания.Cambridge University Press, Кембридж, стр. 249–298

    Google Scholar

  36. Burr TJ, Caesar A (1984) Полезные растительные бактерии. Crit Rev Plant Sci 2: 1–20

    Статья Google Scholar

  37. Чакмакчи Р., Дёнмез Ф., Айдын А., Шахин Ф. (2006) Стимуляция роста растений с помощью стимулирующих рост растений ризобактерий в теплице и в двух различных полевых почвенных условиях. Soil Biol Biochem 38: 1482–1487

    Статья CAS Google Scholar

  38. Чакмакчи Р., Эрат М., Эрдоган ЮГ, Дёнмез М.Ф. (2007) Влияние PGPR на параметры роста, антиоксиданты и ферменты окислительного цикла пентозофосфата у растений пшеницы и шпината.J Plant Nutr Soil Sci 170: 288–295

    Статья CAS Google Scholar

  39. Callegan RP, Nobre MF, McTernan PM, John BR, Navarro-González R, McKay CP, da Costa MS, Rainey FA (2008) Описание четырех новых психрофильных, чувствительных к ионизирующему излучению видов Deinococcus из альпийской среды . Int J Syst Evol Microbiol 58: 1252–1258

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  40. Каттелан А.Дж., Хартел П.Г., Фурманн Дж.Дж. (1999) Скрининг ризобактерий роста растений для стимулирования раннего роста сои.Soil Sci Soc Am J 63: 1670–1680

    Статья CAS Google Scholar

  41. Chabot R, Antoun H, Cescas MP (1996a) Стимуляция роста кукурузы и салата за счет солюбилизации фосфатов Rhizobium leguminosarum biovar phaseoli. Растительная почва 184: 311–321

    Статья CAS Google Scholar

  42. Chabot R, Antoun H, Kloepper JW, Beauchamp CJ (1996b) Колонизация корней кукурузы и салата биолюминесцентным Rhizobium leguminosaurm biovar phaseoli.Appl Environ Microbiol 62: 2767–2772

    PubMed CAS Google Scholar

  43. Chaintreuil C, Giraud E, Prin Y, Lorquin J, Ba A, Gillis M, deLajudie P, Dreyfus B (2000) Photosynthetic brady Rhizobia являются естественными эндофитами африканского дикого риса Oryza breviliguligul. Appl Environ Microbiol 66: 5437–5447

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  44. Chandra S, Choure K, Dubey RC, Maheshwari DK (2007) Компетентность в ризосфере Mesorhizobium loti MP6 вызывает скручивание корневых волос, ингибирует Sclerotinia sclerotiorum и усиливает рост индийской горчицы 903ssica ( Brassica).Braz J Microbiol 38: 124–130

    Google Scholar

  45. Chatterjee AK, Buchanan GE, Behrens MK, Starr MP (1978) Синтез и выделение полигарактуроновой кислоты и транселиминазы у видов Erwinia, Yersinia, и Klebsiella . Can J Microbiol 25: 94–102

    Статья Google Scholar

  46. Чен Ю.П., Рекха П.Д., Арун А.Б., Шен Ф.Т., Лай В.А., Янг С.К. (2006) Солюбилизирующие фосфат бактерии из субтропической почвы и их способность растворять трикальцийфосфат.Appl Soil Ecol 34: 33–41

    Артикул Google Scholar

  47. Chin-A-Woeng TFC, Bloemberg GV, Lugtenberg BJJ (2003) Феназины и их роль в биоконтроле бактериями Pseudomonas. Новый Фитол 157: 503–523

    Артикул CAS Google Scholar

  48. Cleland RE (1990) Ауксин и удлинение клеток. В: Дэвис П.Дж. (ред.) Гормоны растений и их роль в росте и развитии растений.Kluwer, Dordrecht, pp 132–148

    Google Scholar

  49. Cleyet-Marcel JC, Larcher M, Bertrand H, Rapior S, Pinochet X (2001) Усиление роста растений с помощью ризобактерий. В: MorotGaudry JF (ed) Ассимиляция азота растениями: физиологические, биохимические и молекулярные аспекты. Science Publishers, Плимут, стр 185–197

    Google Scholar

  50. Cocking EC (2003) Эндофитная колонизация корней растений азотфиксирующими бактериями.Растительная почва 252 (1): 169–175

    Статья CAS Google Scholar

  51. Dakora FD (1995) Флавоноиды растений: биологические молекулы для полезного использования. Aust J Plant Physiol 22: 7–99

    Статья Google Scholar

  52. Dakora FD (2003) Определение новых ролей для молекул растений и ризобий в единственных и смешанных культурах растений с участием симбиотических бобовых. New Phytol 158: 39–49

    Артикул CAS Google Scholar

  53. Дангар Т.К., Басу П.С. (1987) Исследования веществ, способствующих росту растений, метаболизма ИУК и активности нитрогеназы в корневых клубеньках Phaseolus aureus Roxb.var. манго. Биол Завод 29: 350–354

    Статья CAS Google Scholar

  54. Дэвис П.Дж. (1995) Растительные гормоны: их природа, возникновение и функции. В: Дэвис П.Дж. (ред.) Гормоны растений: физиология, биохимия и молекулярная биология, 2-е изд. Kluwer, Dordrecht, pp 1–12

    Google Scholar

  55. Дэвисон Дж. (1988) Сажайте полезные бактерии. Биотехнология 6: 282–286

    Статья CAS Google Scholar

  56. Dazzo FB, Yanni YG, Rizk R, De Bruijn FJ, Rademaker J, Squartini A, Corich V, Mateos P, Martinez-Molina E et al (2000) Прогресс международных совместных исследований полезной связи между Rhizobium Ieguminosarum из трифолии и риса.В: Ladha JK, Reddy PM (ред.) Поиски фиксации азота в рисе. IRR1, Лос-Баньос, Филиппины, стр. 167–189

    Google Scholar

  57. De Freitas JR, Banerjee MR, Germida JJ (1997) Фосфатсолюбилизирующие ризобактерии усиливают рост и урожай, но не поглощение фосфора канолы (Brassica napus L .) . Biol Fertil Soils 24: 358–364

    Статья Google Scholar

  58. Dell’Amico E, Cavalca L, Andreoni V (2008) Улучшение роста Brassica napus при кадмиевом стрессе с помощью устойчивых к кадмию ризобактерий.Soil Biol Biochem 40: 74–84

    Статья CAS Google Scholar

  59. Delvasto P, Valverde A, Ballester A, Muñoz JA, González F, Blázquez ML, Igual JM, García-Balboa C (2008) Разнообразие и активность бактерий, биовыщелачивающих фосфат из железной руды с высоким содержанием фосфора. Гидрометаллургия 92: 124–129

    Статья. CAS Google Scholar

  60. Deng S, Summers ML, Kahn ML, McDermontt TR (1998) Клонирование и характеристика неспецифической кислой фосфатазы Rhizobium meliloti .Arch Microbiol 170: 18–26

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  61. Deng S, Elkins JG, Da LH, Botero LM, McDermott TR (2001) Клонирование и характеристика второй кислой фосфатазы из штамма Sinorhizobium meliloti 104A14. Arch Microbiol 176: 255–263

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  62. Дей Р., Пал К.К., Бхатт Д.М., Чаухан С.М. (2004) Стимуляция роста и повышение урожайности арахиса (Arachis hypogaea L) путем применения ризобактерий, способствующих росту растений.Microbiol Res 159: 371–394

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  63. Dimkpa C, Aleš S, Dirk M, Georg B, Erika K (2008) Сидерофоры гидроксамата, продуцируемые Streptomyces acidiscabies E13, связывают никель и способствуют росту вигны ( Vigna unguiculata L.) при стрессе никеля. Банка Дж. Микроб 54: 163–172

    Google Scholar

  64. Dobbelaere S, Vanderleyden J, Okon Y (2003) Эффекты диазотрофов в ризосфере, стимулирующие рост растений.Crit Rev Plant Sci 22: 107–149

    Статья CAS Google Scholar

  65. Duff RB, Webley DM (1959) 2-кетоглюконовая кислота как естественный хелатор, продуцируемый почвенными бактериями. Chem Ind 1376-1377

  66. Dutta S, Mishra AK, Kuma BSD (2008) Индукция системной устойчивости против фузариозного увядания у голубиного гороха посредством взаимодействия ризобактерий и ризобий, способствующих росту растений. Почва Биол Биохим 40: 452–461

    Google Scholar

  67. Dwivedi D, Johri BN (2003) Противогрибковые средства от флуоресцентных псевдомонад : биосинтез и регуляция.Curr Sci 12: 1693–1703

    Google Scholar

  68. Эгамбердиева Д. (2005) Ризобактерии, способствующие росту растений, выделенные из каллизоля в полузасушливом регионе Узбекистана: биохимическая характеристика и эффективность. J Plant Nutr Soil Sci 168: 94–99

    Статья CAS Google Scholar

  69. Эрлих Х.Л. (1990) Геомикробиология, 2-е изд. Деккер, Нью-Йорк, стр. 646

    Google Scholar

  70. Ehteshamul-Haque S, Ghaffar A (1993) Использование Rhizobia для борьбы с корневыми болезнями подсолнечника, окра, сои и маша.J Phytopathol 138: 157–163

    Статья Google Scholar

  71. Эльбадри М., Эль-Бассель А., Эльбанна К. (1999) Возникновение и динамика фототрофных пурпурных несерных бактерий по сравнению с другими асимбиотическими азотфиксаторами на рисовых полях Египта. World J Microbiol Biotechnol 15: 359–362

    Статья Google Scholar

  72. Эль-Хавас Х., Адачи К. (1999) Идентификация и количественная оценка ауксинов в питательной среде Azospirillum и Klebsiella и их влияние на корни риса.Biol Fertil Soils 28: 377–381

    Статья CAS Google Scholar

  73. El Mohandes MAO (1999) Использование ассоциативных диазотрофов с разной скоростью азотных удобрений и компоста для усиления роста и N 2 -фиксации пшеницы. Бюллетень сельскохозяйственного факультета Каирского университета 50: 729-753

    Google Scholar

  74. Esashi Y (1991) Этилен и прорастание семян.В: Matoo AK, Suttle JC (ред.) Растительный гормон этилен. CRC Press, Boca Raton, pp 133–157

    Google Scholar

  75. Estrada-delos Station P, Bustitio-Cristales R, Caballero-Mallado J (2001) Burkholderia, род, богатый связанными с растениями азотфиксаторами, с широким экологическим и географическим распространением. Appl Environ Microbiol 67: 279–2798

    Google Scholar

  76. Fallik E, Sarig S, Okon Y (1994) Морфология и физиология корней растений, связанных с Azospirillum .В кн .: Окон Ю. (ред.) Азоспириллово-растительные ассоциации. CRC Press, Boca Raton, pp 77–84

    Google Scholar

  77. Файез М., Доу З.Й. (1987) Влияние инокуляции различными штаммами Azospirillum brasilense на хлопок (Gossypium barbadense) . Biol Fertil Soils 4 (9): 1–95

    Google Scholar

  78. Fraga R, Rodríguez H, Gonzalez T (2001) Перенос гена, кодирующего кислую фосфатазу Nap A, от Morganella morganii к штамму Burkholderia cepacia .Acta Biotechnol 21: 359–369

    Статья CAS Google Scholar

  79. Frankenberger WTJ, Arshad M (1995) Фотогормоны в почве: производство и функции микробов. Деккер, Нью-Йорк, стр. 503

    Google Scholar

  80. Friedlander AM, Welkos SL, Pitt MLM, Ezzell JW, Worsham PL, Rose KJ (1993) Постконтактная профилактика экспериментальной ингаляционной формы сибирской язвы. J Infect Dis 167: 1239–1242

    Google Scholar

  81. Galal YGM, Эль-Гандур И.А., Али С.С., Солиман С., Гадалла А. (2000) Неизотопный метод количественной оценки биологической фиксации азота и урожайности пшеницы в полевых условиях.Biol Fertil Soils 32: 47–51

    Статья CAS Google Scholar

  82. Гангули Т.К., Яна А.К., Мойтра Д.Н. (1999) Оценка агрономического потенциала Azospirillum brasilense и Bacillus megaterium в системе волокно-боб-злаки в гаплакепте Aeric. Индийский журнал J Agric Res 33: 35–39

    Google Scholar

  83. Гарсия де Саламон И.Е., Хайнс Р.К., Нельсон Л.М. (2001) Производство цитокининов ризобактериями, способствующими росту растений, и отобранными мутантами.Can J Microbiol 47 (5): 404–411

    PubMed Статья Google Scholar

  84. Гилрит Дж. П., Нолинг Дж. У., Мируссо Дж., Нэнси Дж., Эгер Дж., Гилрет П. (2001) Телон и гербициды: что можно, а что нельзя, а может быть, — учебник для фермера завтрашнего дня. ФАКТЫ Протоколы МФСА, Университет Флориды, стр. 37-40

  85. Глик Б.Р. (1995) Усиление роста растений свободноживущими бактериями. Can J Microbiol 41: 109–117

    Статья CAS Google Scholar

  86. Glick BR ​​(2001) Фиторемедиация: синергетическое использование растений и бактерий для очистки окружающей среды.Biotechnol Adv 21 (3): 83–393

    Google Scholar

  87. Глик Б. Р., Пастернак Дж. Дж. (2003) Бактерии, способствующие росту растений. В: Glick BR, Pasternak JJ (eds) Принципы молекулярной биотехнологии и приложения рекомбинантной ДНК, 3-е изд. ASM Press, Вашингтон, стр. 436–454

    Google Scholar

  88. Glick BR, Penrose DM, Li J (1998) Модель снижения концентрации этилена в растениях за счет ризобактерий, способствующих росту растений.J Theor Biol 190: 63–68

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  89. Goldstein AH (1986) Бактериальная солюбилизация микробных фосфатов: историческая перспектива и перспективы на будущее. Am J Альтернативное сельское хозяйство 1: 51–57

    Google Scholar

  90. Goldstein AH (1994) Участие хинопротеин-глюкозодегидрогеназы в солюбилизации экзогенных минеральных фосфатов грамотрицательными бактериями.В: Torriani-Gorni A, Yagil E, Silver S (eds) Фосфат в микроорганизмах: клеточная и молекулярная биология. ASM Press, Вашингтон, стр. 197–203

    Google Scholar

  91. Goldstein AH (1995) Недавний прогресс в понимании молекулярной генетики и биохимии солюбилизации фосфата кальция грамотрицательными бактериями. Biol Agric Hortic 12: 185–193

    Google Scholar

  92. Goldstein AH (2007) Будущие тенденции в исследованиях микробной солюбилизации фосфатов: сто лет нерастворимости.В: Веласкес Э., Родригес-Барруэко С. (ред.) Первое международное совещание по солюбилизации микробного фосфата. Springer, Dordrecht, pp 91–96

    Глава Google Scholar

  93. Goldstein AH, Liu ST (1987) Молекулярное клонирование и регуляция гена, солюбилизирующего минеральный фосфат, из Erwinia herbicola . Биотехнология 5: 72–74

    Статья CAS Google Scholar

  94. Goldstein AH, Krishnaraj PU (2007) Микроорганизмы, солюбилизирующие фосфат, vs.Фосфатмобилизирующие микроорганизмы: что отличает фенотип от признака? В: Веласкес Э., Родригес-Барруэко С. (ред.) Первое международное совещание по солюбилизации микробного фосфата. Springer, Dordrecht, pp. 203–213

    Глава Google Scholar

  95. Golovan S, Wang G, Zhang J, Forsberg CW (2000) Характеристика и избыточное производство бифункционального фермента, кодируемого Escherichia coli appA, который проявляет активность как фитазы, так и кислой фосфатазы.Can J Microbiol 46: 59–71

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  96. Goris J, De Vos P, Coenye T, Hoste B, Janssens D, Brim H, Diels L, Mergeay M, Kersters K, Vandamme P (2001) Классификация металлостойких бактерий из промышленных биотопов как Ralstonia campinensis sp. nov., Ralstonia Metallidurans sp. nov и Ralstonia basilensis . Int J Syst Evol Microbiol 51: 1773–1782

    PubMed CAS Google Scholar

  97. Gray EJ, Smith DL (2005) Внутриклеточный и внеклеточный PGPR: общие черты и различия в процессах передачи сигналов между растениями и бактериями.Soil Biol Biochem 37: 395–412

    Статья CAS Google Scholar

  98. Gügi B, Orange N, Hellio F, Burini JF, Guillou C, Leriche F, Guespin-Michel JF (1991) Влияние температуры роста на активность нескольких экспортируемых ферментов психротропной бактерии Pseudomonas fluorescens . J Bacteriol 173: 3814–3820

    PubMed Google Scholar

  99. Guo JH, Qi HY, Guo YH, Ge HL, Gong LY, Zhang LX (2004) Биоконтроль увядания томатов ризобактериями, способствующими росту растений.Biol Control 29: 66–72

    Статья Google Scholar

  100. Gupta CP, Dubey RC, Maheshwari DK (2002) Усиление роста растений и подавление Macrophomina phaseolina , вызывающей угольную гниль арахиса флуоресцентными Pseudomonas . Биол Фертл Соил 35: 295–301

    Google Scholar

  101. Gutiérrez-Mañero FG, Ramos-solano B, Probanza A, Mehouachi J, Tadeo FR, Talon M (2001) Ризобактерии, способствующие росту растений, Bacillus pumilus и Bacillus licheniformis, в физиологически активных количествах производят большое количество физиологически активных веществ. .Physiol Plant 111: 206–211

    Статья Google Scholar

  102. Haansuu P, Vuorela P, Haahtela K (1999) Обнаружение антимикробной и 45Ca 2+ -блокирующей активности в экстрактах культурального бульона Frankia . Pharm Pharmacol Lett 1: 1–4

    Google Scholar

  103. Hagen G (1990) Контроль экспрессии генов с помощью ауксина. В: Дэвис П.Дж. (ред.) Гормоны растений и их роль в росте и развитии растений.Kluwer, Dordrecht, стр. 149–163

    Google Scholar

  104. Гальдер А.К., Чакрабарти П.К. (1993) Солюбилизация неорганического фосфата с помощью Rhizobium . Folia Microbiol 38: 325–330

    Статья CAS Google Scholar

  105. Гальдер А.К., Мишра А.К., Бхаттачарья П., Чакрабарти П.К. (1990) Солюбилизация каменного фосфата с помощью Rhizobium и Bradyrhizobium .J Gen Appl Microbiol 36 (8): 1–92

    Google Scholar

  106. Гальдер А.К., Мисра А.К., Чакрабарти П.К. (1991) Солюбилизация неорганических фосфатов Bradyrhizobium . Индийский журнал J Exp Biol 29: 28–31

    CAS Google Scholar

  107. Hardarson G (1993) Методы усиления симбиотической азотфиксации. Растительная почва 152: 1–17

    Статья Google Scholar

  108. Hass D, Keel C (2003) Регулирование выработки антибиотиков при колонизации корней Pseudomonas sp.и актуальность для биологической борьбы с болезнями растений. Анну Рев Фитопатол 41: 117–153

    Статья CAS Google Scholar

  109. Hayat R (2005) Устойчивая система выращивания бобовых зерновых культур посредством управления биологической фиксацией азота в Потваре. Кандидатская диссертация. PMAS Засушливый сельскохозяйственный университет, Равалпинди, Пакистан

  110. Хайят Р., Али С. (2004) Способность летних бобовых удерживать азот и приносить пользу урожаю пшеницы в богарных условиях.J Agronomy 3: 273–281.

    Google Scholar

  111. Хаят Р., Али С. (2010) Азотфиксация бобовых и урожайность пшеницы при севообороте бобовые-пшеница в Потваре. Pak J Bot 42 (3): в печати

  112. Hayat R, Ali S., Siddique MT, Chatha TH (2008a) Биологическая фиксация азота летних бобовых и их остаточное влияние на последующий урожай богарной пшеницы. Pak J Bot 40 (2): 711–722

    CAS Google Scholar

  113. Hayat R, Ali S., Ijaz SS, Chatha TH, Siddique MT (2008b) Оценка N 2 — фиксация маша и маша с помощью техники ксилемы уриеде в богарных условиях.Pak J Bot 40 (2): 723–734

    CAS Google Scholar

  114. Хегази Н.А., Фэй М., Амин Дж., Хамза М.А., Аббас М., Юссеф Х., Мониб М. (1998) Диазотрофы, связанные с небобовыми культурами, выращенными на песчаной почве. В: Малик К.А., Мирза М.С., Ладха Дж. К. (ред.) Фиксация азота с небобовыми культурами. Kulwer, Dordrecht, стр. 209–222

    Google Scholar

  115. Herman MAB, Nault BA, Smart CD (2008) Влияние ризобактерий, способствующих росту растений, на производство болгарского перца и заражение зеленой персиковой тлей в Нью-Йорке.Crop Prot 27: 996–1002

    Артикул Google Scholar

  116. Herridge DF, Marcellos H, Felton WL, Turner GL, Peoples MB (1993) Legume N 2 фиксация эффективного источника азота для производства зерновых, Ядерные методы в почвенно-растительных аспектах устойчивого сельского хозяйства (Proc. Sem. Коломбо, 1993). МАГАТЭ, Вена

    Google Scholar

  117. Hesselmann RPX, Werlen C, Hahn D, van der Meer JR, Zehnder AJB (1999) Обогащение, филогенетический анализ и обнаружение бактерии, которая выполняет повышенное биологическое удаление фосфатов из активного ила.Syst Appl Microbiol 22: 454–465

    PubMed CAS Google Scholar

  118. Hilali A, Przrost D, Broughton WJ, Antoun A (2000) Потенциальное использование Rhizobium leguminosarum trifoli в качестве ризобактерий, способствующих росту растений с пшеницей. В: Тезисы докладов 17-й Североамериканской конференции по симбиотической азотфиксации. Университет Лаваля, Квебек, Канада, стр. 23-28

  119. Hilali A, Prevost D, Broughton WJ, Anloun H (2001) Эффекты инокуляции, полученные на основе Rhizobium leguminosarum biovar trifolii sur la croissance du ble dans deux sols du Maroc.Can J Microbiol 47: 590–593

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  120. Hoflich G (2000) Колонизация и стимуляция роста небобовых культур бактериями Rhizobium . Микробные биосистемы: новые пронтиеры. В: Bell CR, Brylinsky M, Johnson-Green P (eds) Труды 8-го международного симпозиума по микробной экологии. Atlantic Canada Soc, Microbial Ecol., Галифакс, Канада, стр. 827-830

  121. Hoflich G, Wiehe W, Kohn G (1994) Стимуляция роста растений путем инокуляции симбиотическими и ассоциативными ризосферными микроорганизмами.Experienca 50: 897–905

    Статья Google Scholar

  122. Hoflich G, Wiehe W, Hecht-Buchholz CC (1995) Ризосферная колонизация различных сельскохозяйственных культур с стимулированием роста бактерий Pseudomonas и Rhizobium . Microbiol Res 150: 139–147

    Google Scholar

  123. Huang XD, El-Alawi Y, Penrose DM, Glick BR, Greenberg BM (2004) Многопроцессорная система фиторемедиации для удаления полициклических ароматических углеводородов из загрязненных почв.Environ Pollut 130: 465–476

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  124. Huang XD, El-Alawi Y, Gurska J, Glick BR, Greenberg BM (2005) Многопроцессорная система фиторемедиации для обеззараживания стойких общих нефтяных углеводородов (TPH) из почв. Microchem J 81: 139–147

    Артикул CAS Google Scholar

  125. Hurek T, Reinhold-Hurek B, Van Montagu M, Kellenberger E (1994) Корневая колонизация и системное распространение Azoarcus sp.штамм BH72 в травах. J Bacteriol 176: 1913–1923

    PubMed CAS Google Scholar

  126. Hynes RK, Leung GCY, Hirkala DLM, Nelson LM (2008) Выделение, отбор и характеристика полезных ризобактерий из гороха, чечевицы и нута, выращиваемых в западной Канаде. Банка J Microb 54: 248–258

    Google Scholar

  127. Idriss EE, Makarewicz O, Farouk A, Rosner K, Greiner R, Bochow H, Richter T, Borriss R (2002) Внеклеточная активность фитазы Bacillus amyloliquefaciens FZB45 способствует его эффекту, способствующему росту растений.Микробиология 148: 2097–2109

    PubMed CAS Google Scholar

  128. Igual JM, Valverde A, Cervantes E, Velázquez E (2001) Фосфатосолюбилизирующие бактерии как инокулянты для сельского хозяйства: использование обновленных молекулярных методов в их исследовании. Agronomie 21: 561–568

    Статья Google Scholar

  129. Илмер П., Шиннер Ф (1992) Солюбилизация неорганических фосфатов микроорганизмами, выделенными из лесной почвы.Soil Biol Biochem 24: 389–395

    Статья Google Scholar

  130. Iruthayaraj MR (1981) Пусть Azotobacter поставляет азот в хлопок. Интенсивное сельское хозяйство 19-23

  131. Islam N, Rao CVS, Kennedy IR (2002) Содействие фиксации симбиоза N 2 между диазотрофами и пшеницей. В: Kennedy IR, Choudhury ATMA (eds) Биоудобрения в действии. Корпорация исследований и развития сельских районов, Канберра, стр. 84–93

    Google Scholar

  132. Джексон М.Б. (1991) Этилен в росте и развитии корней.В: Matoo AK, Suttle JC (ред.) Растительный гормон этилен. CRC Press, Бока-Ратон, стр. 159–181

    Google Scholar

  133. Джадхав Р.С., Такер Н.В., Десаи А. (1994) Участие сидерофоров вигны Rhizobium в железном питании арахиса. World J Microbiol Biotechnol 10: 360–361

    Статья CAS Google Scholar

  134. Джеймс Е.К., Рейс В.М., Оливарес Флорида, Балдани Д.И., Дёберейнер Дж. (1994) Заражение сахарного тростника азотфиксирующей бактерией Acetobacter diazotrophicus .J Exp Bot 45: 757–766

    Статья CAS Google Scholar

  135. Джеймс EK, Gyaneshwar P, Barraquio WL, Mathan N, Ladha JK (2000) Эндофитные диазотрофы, связанные с рисом. В: Ladha JK, Reddy PM (ред.) Поиски фиксации азота в рисе. Международный научно-исследовательский институт риса, Лос-Банос, стр. 119–140

    Google Scholar

  136. Jetiyanon K, Kloepper JW (2002) Смеси ризобактерий, способствующих росту растений, для индукции системной устойчивости к множественным заболеваниям растений.Biol Control 24: 285–291

    Статья Google Scholar

  137. Joo GJ, Kin YM, Kim JT, Rhee IK, Kim JH, Lee IJ (2005) Гиббереллины, продуцирующие ризобактерии, увеличивают содержание эндогенных гиббереллинов и способствуют росту красного перца. J Microbiol 43 (6): 510–515

    PubMed CAS Google Scholar

  138. Каджар Б., Дженсен Дж. (1995) Наследование содержания азота и фосфора в ячмене анализируется с помощью генетических маркеров.Heriditas 123: 109–119

    Статья Google Scholar

  139. Канунго П.К., Панда Д., Адхья Т.К., Рамакришнан Б., Рао В.Р. (1997) Активность нитрогеназы и азотфиксирующие бактерии, связанные с ризосферой сортов риса. J Sci Food Agric 73: 485–488

    Статья CAS Google Scholar

  140. Китинг JDH, Чапманиан Н., Саксена М.К. (1998) Влияние улучшенного управления бобовыми в севообороте бобово-зерновые на полевые оценки поглощения азота растениями и симбиотической азотфиксации в северной Сирии.J Agric Sci 110: 651–659

    Статья Google Scholar

  141. Кемпстер В.Н., Скотт Э.С., Дэвис К.А. (2002) Доказательства систематической перекрестной устойчивости клевера белого (Trifolium repens) и однолетнего медика (Medicago truncatula var truncatula) , индуцированного биологическими и химическими агентами. Biocontrol Sci Technol 12 (5): 615–623

    Статья Google Scholar

  142. Kennedy IR, Tchan Y (1992) Биологическая фиксация азота в полевых культурах без зернобобовых культур: последние достижения.Растительная почва 141: 93–118

    Артикул CAS Google Scholar

  143. Кеннеди И.Р., Ислам Н. (2001) Текущий и потенциальный вклад требований асимбиотического азота на фермах: обзор. Aust J Exp Agric 41: 447–457

    Статья CAS Google Scholar

  144. Kennedy IR, Pereg-Gerk LL, Wood C, Deaker R, Glichrist K, Katupitiya S (1997) Биологическая фиксация азота в небобовых полевых культурах: содействие развитию эффективной ассоциации между Azosirillun и пшеницей.Растительная почва 194: 65–79

    Артикул CAS Google Scholar

  145. Kennedy IR, Choudhury AIMA, KecSkes ML (2004) Несимбиотические бактериальные диазотрофы в системах растениеводства: можно ли лучше использовать их потенциал для стимулирования роста растений? Boil Biochem 3 6 (8): 1229-1244

    Google Scholar

  146. Kerovuo J, Lauraeus M, Nurminen P, Kalkinen N, Apajalahti J (1998) Выделение, характеристика, клонирование молекулярных генов и секвенирование новой фитазы из Bacillus subtilis .Appl Environ Microbiol 64: 2079–2085

    PubMed CAS Google Scholar

  147. Халид А., Аршад М., Захир З.А. (2001) Фактор, влияющий на биосинтез ауксина ризобактериями пшеницы и риса. Pak J Soil Sci 21: 11–18

    Google Scholar

  148. Халид А., Аршад М., Захир З.А. (2003) Реакция роста и урожайности пшеницы на инокуляцию ризобактериями, продуцирующими ауксин, способствующими росту растений.Пак Дж. Бот 35: 483–498

    Google Scholar

  149. Халид А., Аршад М., Захир З.А. (2004) Скрининг ризобактерий, способствующих росту растений, для улучшения роста и урожайности пшеницы. J Appl Microbiol 96: 473–480

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  150. Хан А.Г. (2005) Роль почвенных микробов в ризосфере растений, произрастающих на почвах, загрязненных микроэлементами, в фиторемедиации.J Trace Elem Med Biol 18: 355–364

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  151. Kim YO, Lee JK, Kim HK, Yu JH, Oh TK (1998) Клонирование термостабильного гена фитазы (phy) из Bacillus sp. DS11 и его сверхэкспрессия в Escherichia coli . FEMS Microbiol Lett 162: 185–191

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  152. Klee HJ, Hayford MB, Kretzmer KA, Barry GF, Kishore GM (1991) Контроль синтеза этилена путем экспрессии бактериального фермента в трансгенных растениях томатов.Растительная ячейка 3: 1187–1193

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  153. Kloepper JW (1993) Ризобактерии, способствующие росту растений, в качестве агентов биологической борьбы. В: Metting FB Jr (ed) Почвенная микробная экология. Деккер, Нью-Йорк, стр. 255–274

    Google Scholar

  154. Kloepper JW (1994) Ризобактерии, способствующие росту растений. В: Okon Y (ed) Azospirillum / Растительные ассоциации.CRC Press, Boca Raton, pp 137–166

    Google Scholar

  155. Kloepper JW, Schroth MN (1978) Ризобактерии на редисе, способствующие росту растений. Труды Четвертой Международной конференции по бактериям, патогенным растениям, вып. 2. INRA, pp 879–882

  156. Kloepper JW, Beauchamp CJ (1992) Обзор вопросов, связанных с измерением колонизации корней растений бактериями. Can J Microbiol 38: 1219–1232

    Статья Google Scholar

  157. Клоппер Дж. В., Лифшиц Р., Заблотович Р. М. (1989) Посевной материал свободноживущих бактерий для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.Trends Biotechnol 7: 39–43

    Статья Google Scholar

  158. Kloepper JW, Ryu CM, Zhang S (2004) Индуцированная системная резистентность и стимулирование роста растений Bacillus spp. Фитопатология 94 (11): 1259–1266

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  159. Kokalis-Burelle N (2003) Влияние типа трансплантата и почвенного фумиганта на рост и урожайность клубники во Флориде.Растительная почва 256: 273–280

    Артикул CAS Google Scholar

  160. Kokalis-Burelle N, Martinez-Ochoa N, Rodríguez-Kábana R, Kloepper JW (2002a) Разработка многокомпонентных смесей для трансплантации для подавления Meloidogyne incognita на томате (Lycopersicon 903 esculentum). J Nematol 34: 362–369

    PubMed CAS Google Scholar

  161. Кокалис-Бурелле Н., Ваврина С.С., Росскопф Е.Н., Шелби Р.А. (2002b) Полевая оценка способствующих росту растений ризобактерий, измененных смесями для пересадки растений и соляризации почвы для выращивания томатов и перца во Флориде.Растительная почва 238: 257–266

    Артикул CAS Google Scholar

  162. Кокалис-Бурелле Н., Ваврина С.С., Редди М.С., Клёппер Дж.В. (2003) Поправка к средам для пересадки дыни и арбуза ризобактериями, способствующими росту растений: влияние на устойчивость к болезням и нематодам. Hortic Technol 13: 476–482

    Google Scholar

  163. Kokalis-Burelle N, Kloepper JW, Reddy MS (2006) Ризобактерии, способствующие росту растений, как поправки к трансплантатам, и их влияние на местные микроорганизмы ризосферы.Appl Soil Ecol 31 (1-2): 91–100

    Артикул Google Scholar

  164. Колб В., Мартин П. (1985) Ответ корней растений на инокуляцию Azospirillum brasilense и на применение индолуксусной кислоты. В: Klingmüller W (ed) Azospirillum III: генетика, физиология, экология. Springer, Berlin, pp. 215–221

    Google Scholar

  165. Кумар В., Бел Р.К., Нарула Н. (2001) Создание солюбилизирующих фосфат штаммов Azotobacter chroococcum в ризосфере и их влияние на сорта пшеницы в тепличных условиях.Microbiol Res 156: 87–93

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  166. Ladha JK, Reddy PM (2003) Фиксация азота в рисовых системах: уровень знаний и перспективы на будущее. Растительная почва 252: 151–167

    Артикул CAS Google Scholar

  167. Ladha JK, Baraquio WL, Watanabe I (1982) Иммунологические методы выявления азоспирилл, связанных с рисом.Can J Microbiol 28: 478–485

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  168. Лебун М., Хеулин Т., Хартманн А. (1997) Производство ауксина и других индольных и фенольных соединений штаммами Paenibacillus polymyxa , выделенными из-за разной близости к корням растений. FEMS Microbiol Ecol 22: 325–334

    Артикул CAS Google Scholar

  169. Ли С., Пирсон Б., Кеннеди С. (2002) Генетика и биохимия азотфиксации и других факторов, полезных для роста растений-хозяев у диазотрофных эндофитов.В: Vanderleyden J (ed) Труды девятого международного симпозиума по фиксации азота с небобовыми растениями. Католический университет, Лёвен, стр. 41–42

    Google Scholar

  170. Leelahawonge C, Nuntagij A, Teaumroong N, Boonkerd N, Pongsilp N (2010) Характеристика клубеньковых бактерий, выделенных из лекарственных бобовых растений Indigofera tinctoria . Ann Microbiol 60: 65–74

    Статья CAS Google Scholar

  171. Lhuissier FGP, de Ruijter NCA, Sieberer BJ, Esseling JJ, Emons AMC (2001) Динамика клеточных биологических событий, вызванных в корневых волосках бобовых Rhizobium Nod-факторы: современное состояние.Ann Bot 87: 289–302

    Статья CAS Google Scholar

  172. Li J, Ovakin DH, Charles TC, Glick BR ​​(2000) Дезаминаза ACC минус мутант Entreobacter cloacae UW4 больше не способствует удлинению корня. Curr Microbiol 41: 101–105

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  173. Limpens E, Franken C, Smit P, Willemse J, Bisseling T, Geurts R (2003) Киназа рецептора домена LysM, регулирующая инфекцию, индуцированную ризобиальным nod-фактором.Science 302: 630–633

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  174. Loper JE, Buyer JS (1991) Сидерофоры во взаимодействии микробов на поверхностях растений. Mol Plant Microb Interact 4: 5–13

    CAS Google Scholar

  175. Lucas GJA, Probanza A, Ramos B, Colon Flores JJ, Gutierrez Mañero FJ (2004a) Влияние ризобактерий, способствующих росту растений (PGPR), на биологическую фиксацию азота, клубенькование и рост Lupinus albus I.резюме. Мультолупа. Eng Life Sci 7: 1–77

    Google Scholar

  176. Lucas GJA, Probanza A, Ramos B, Palomino MR, Gutierrez Mañero FJ (2004b) Влияние инокуляции Bacillus licheniformis на помидоры и перец. Agronomie 24: 169–176

    Статья Google Scholar

  177. Lupwayi NZ, Rice WA, Clayton GW (2000) Endophytic Rhizobia в ячмене и каноле поочередно с полевым горохом.В: Сборник тезисов 17-й Североамериканской конференции по симбиотической азотфиксации, 23-28 июля 2000 г., 80. Университет Лаваля, Квебек, Канада, стр. 51

  178. Линч Дж. М. (1983) Биотехнология почвы. Блэквелл, Оксфорд

    Google Scholar

  179. Lynch JM (1990) Полезные взаимодействия между микроорганизмами и корнями. Biotechnol Adv 8: 335–346

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  180. Малик К.А., Мирза М.С., Хассан У., Мехназ С., Расул Г., Хаурат Дж., Бауи Р., Норманель П. (2002) Роль полезных бактерий, ассоциированных с растением, в системе выращивания риса и пшеницы.В: Kennedy IR, Chaudhry ATMA (eds) Биоудобрения в действии. Корпорация по исследованиям и развитию сельских отраслей, Канберра, стр. 73–83

    Google Scholar

  181. Mantelin S, Touraine B (2004) Бактерии, способствующие росту растений и доступность нитратов: влияние на развитие корней и поглощение нитратов. J Exp Bot 55: 27–34

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  182. Мартинес-Ромеро Э., Гутьеррес-Замора М.Л., Эстрада П., Кабальеро-Мелладо Дж., Эрнандес-Лукас I (2000) Естественная эндофитическая ассоциация между Rhizobium Etli и кукурузой.В: Сборник тезисов 17-й Североамериканской конференции по симбиотической азотфиксации, 23-28 июля 2000 г. Университет Лаваля, Квебек, Канада, стр. 51

  183. Мартинес-Толедо М.В., Роделас Б., Салмерон В., Посо К., Гонсалес -Lopez J (1996) Производство пантотеновой кислоты и тиамина с помощью Azotobacter vinelandii в среде определенного химического состава и диализованной почвенной среде. Biol Fertil Soils 22: 131–135

    Статья CAS Google Scholar

  184. Матиру В.Н., Дакора Ф.Д. (2004) Возможное использование ризобиальных бактерий в качестве стимуляторов роста растений для повышения урожайности староместных сортов африканских зерновых культур.Afr J Biotechnol 3 (1): 1–7

    CAS Google Scholar

  185. McGrath JW, Wisdom GB, McMullan G, Lrakin MJ, Quinn JP (1995) Очистка и свойства фосфоноацетатгидролазы, нового фермента, расщепляющего углерод-фосфорные связи, из Pseudomonas fluorescens 23F. Eur J Biochem 234: 225–230

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  186. McGrath JW, Hammerschmidt F, Quinn JP (1998) Биоразложение фосфономицина Rhizobium huakuii PMY1.Appl Environ Microbiol 64: 356–358

    PubMed CAS Google Scholar

  187. Mclnroy JA, Kloepper JW (1995) Исследование местных эндофитов хлопка и сладкой кукурузы. Растительная почва 173: 337–342

    Статья Google Scholar

  188. Meyer SLF, Massoud SI, Chitwood DJ, Roberts DP (2000) Оценка Trichoderma virens и Burkholderia cepacia на антагонистическую активность против узловатой нематоды, Meloidogyne incognita .Нематология 2: 871–879

    Статья Google Scholar

  189. Middledrop PJM, Briglia M, Salkinoja-Salonen M (1990) Биоразложение пентахлорфенола в естественной загрязненной почве инокулированным Rhodococcus chlorophenolicus . Microb Ecol 20: 123–139

    Статья Google Scholar

  190. Miller RM, Jastrow JD (2000) Микоризные грибы влияют на структуру почвы.В: Капульник Ю., Дэвид Д.Д., Дэвид Д.Д. младший (редакторы) Арбускулярная микориза: физиология и функция. Springer, Berlin

  191. Milton HSJ (2007) Полезные бактерии и биоремедиация. Вода, загрязнение воздуха и почвы 184: 1–3

    Статья CAS Google Scholar

  192. Мирза М.С., Расул Г., Мехназ С., Ладха Дж. К., Со Р. Б., Али С., Малик К. А. (2000) Благоприятные эффекты инокулированных азотфиксирующих бактерий на рис. В: Ladha JK, Reddy PM (ред.) Поиски фиксации азота в рисе.Международный научно-исследовательский институт риса, Лос Банос, стр. 191–204

    Google Scholar

  193. Муратова А.Ю., Турковская О.В., Антонюк Л.П., Макаров О.Е., Позднякова Л.И., Игнатов В.В. (2005) Маслоокислительный потенциал ассоциативных ризобактерий рода Azospirillum . Microbiology 74: 210–215

  194. Murphy JF, Zender GW, Schuster DJ, Sikora EJ, Polston JE, Kloepper JW (2000) Рост растений, способствующий опосредованной ризобактериями защите томатов от вируса крапчатости томатов.Plant Dis 84: 779–784

    Артикул Google Scholar

  195. Murray JD, Bogumil JK, Shusei SH, Satoshi T., Lisa A, Krzysztof S (2007) Мутант по восприятию цитокининов, колонизированный R hizobium в отсутствие органогенеза клубеньков. Science 315 (5808): 101–104

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  196. Muthukumarasamy R, Revathi G, Lakshminarasimhan C (1999) Диазотрофные ассоциации при выращивании сахарного тростника в Южной Индии.Trop Agric 76: 171–178

    Google Scholar

  197. Nakata PA (2002) Создание мутагенизированной транспозоном библиотеки Burkholderia glumae для выделения новых мутантов. Plant Sci 162: 267–271

    Статья CAS Google Scholar

  198. Narasimhan K, Basheer C, Bajic VB, Swarup S (2003) Усиление взаимодействий между растениями и микробами с использованием подхода, основанного на метаболомике ризосферы, и его применения для удаления полихлорированных дифенилов.Физиология растений 132: 146–153

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  199. Nautiyal CS, Bhadauria S, Kumar P, Lal H, Mondal R, Verma D (2000) Стресс-индуцированная солюбилизация фосфатов в бактериях, выделенных из щелочных почв. FEMS Microbiol Lett 182: 291–296

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  200. Nieto KF, Frankenberger WT Jr (1990a) Влияние аденина, изопентилового спирта и Azotobacter chroococcum на рост Raphanus sativus .Растительная почва 127: 147–156

    Статья CAS Google Scholar

  201. Nieto KF, Frankenberger WT Jr (1990b) Производство цитокининов микробами. В: Bollag JM, Stotzky G (eds) Soil biochem, vol 6. Деккер, Нью-Йорк, стр. 191–248

    Google Scholar

  202. Nieto KF, Frankenberger WT Jr (1991) Влияние аденина, изопентилового спирта и Azotobacter chroococcum на вегетативный рост Zea mays .Растительная почва 135: 213–221

    Статья CAS Google Scholar

  203. Noling JW, Gilreath JP (2001) Бромистый метил, прогресс и проблемы: определение альтернатив бромистому метилу, т. II. Цитрусовые и овощи. Mag., МФСА, Университет Флориды

  204. O´Sullivan DJ, O´Gara F (1992) Признаки флуоресцентных Pseudomonas spp. участвует в подавлении корневых патогенов растений. Microbiol Rev 56: 662–676

    Google Scholar

  205. Ohr HD, Sims JJ, Grech NM, Becker JO, McGiffen ME Jr (1996) Метилиодид, озонобезопасная альтернатива бромистому метилу в качестве фумиганта почвы.Plant Dis 80: 27–32

    Артикул Google Scholar

  206. Ohtake H, Wu H, Imazu K, Ambe Y, Kato J, Kuroda A (1996) Бактериальная деградация фосфонатов, окисление фосфитов и накопление полифосфатов. Res Conserv Recycl 18: 125–134

    Артикул Google Scholar

  207. Okon Y, Labandera-Gonzalez CA (1994) Агрономическое применение азоспирилл: оценка 20-летнего полевого посева во всем мире.Soil Biol Biochem 26: 1591–1601

    Статья CAS Google Scholar

  208. Okon Y, Itzigsohn R (1995) Разработка Azospirillum в качестве коммерческого инокулянта для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Biotechnol Adv 13 (3): 415–424

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  209. Pal KK, Tilak KVBR, Saxena AK, Dey R, Singh CS (2001) Подавление корневых заболеваний кукурузы, вызванных Macrophomina phaseolina, Fusarium moniliforme и Fusarium germinearum , путем стимуляции роста растений ризобактериями.Microbiol Res 156: 209–223

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  210. Pandey A, Kumar S (1989) Потенциал Azotobacter и Azospirilla в качестве биоудобрений для сельского хозяйства на возвышенностях: обзор. J Sci Ind Res 48: 134–144

    Google Scholar

  211. Panwar JDS, Singh O (2000) Ответ азоспирилл и бацилл на рост и урожайность пшеницы в полевых условиях.Indian J Plant Physiol 5: 108–110

    Google Scholar

  212. Park KS, Kloepper JW (2000) Активация промотора PR-1a ризобактериями, которые индуцируют системную устойчивость табака против Pseudomonas syringae pv . Tabaco Biol Cont 18: 2–9

    Статья CAS Google Scholar

  213. Патил П.Л., Патил С.П. (1984) Поглощение азота хлопком, инокулированным Azotobacter.J Maharashtra Agric Uni 9 (17): 1–172

    Google Scholar

  214. Patten CL, Glick BR ​​(1996) Бактериальный биосинтез индол-3-уксусной кислоты. Can J Microbiol 42: 207–220

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  215. Паттен С.Л., Глик Б.Р. (2002) Роль индолуксусной кислоты Pseudomonas putida в развитии корневой системы растения-хозяина. Appl Environ Microbiol 68: 3795–3801

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  216. Paynel F, Murray PJ, Cliquet B (2001) Экссудаты из корней: путь краткосрочного переноса азота из клевера и райграса.Растительная почва 229: 235–243

    Артикул CAS Google Scholar

  217. Peix A, Rivas-Boyero AA, Mateos PF, Rodriguez-Barrueco C, Martínez-Molina E, Velazquez E (2001) Стимуляция роста нута и ячменя солюбилизирующим фосфатом штаммом Mesorhizobium mediterraneum . Soil Biol Biochem 33: 103–110

    Статья CAS Google Scholar

  218. Pereira JAR, Cavalcante VA, Baldani JI, Döbereiner J (1988) Полевая инокуляция сорго и риса Azospirillum sp и Herbaspirillum seropedicae .Растительная почва 110: 269–274

    Артикул Google Scholar

  219. Persello-Cartieaux F, Nussaume L, Robaglia C (2003) Tales from the Underground: молекулярные взаимодействия растений и ризобактерий. Среда растительной клетки 26: 189–199

    Статья CAS Google Scholar

  220. Picard F, Kurtev M, Chung N, Topark-Ngarm A, Senawong T, Machado De Oliveira R, Leid M, McBurney MW, Guarente L (2004) Sirt1 способствует мобилизации жира в белых адипоцитах, подавляя PPAR-гамма.Nature 429 (77): 1–776

    Google Scholar

  221. Plessner O, Klapach T, Guerinot ML (1993) Использование сидерофоров Bradyrhizobium japonicum . Appl Environ Microbiol 59: 1688–1690

    PubMed CAS Google Scholar

  222. Primrose SB (1979) Этилен и сельское хозяйство: роль микробов. J Appl Bacteriol 46: 1–25

    CAS Google Scholar

  223. Raj SN, Deepak SA, Basavaraju P, Shetty HS, Reddy MS, Kloepper JW (2003) Сравнительные характеристики составов ризобактерий, способствующих росту растений, в стимулировании роста и подавлении ложной мучнистой росы в жемчужном просе.Crop Prot 22: 579–588

    Артикул Google Scholar

  224. Rao DLN (2001) Прогресс исследований BNF 1996–2000: проект координированных исследований всей Индии по биологической фиксации азота. IISS, Бхопал

    Google Scholar

  225. Рейд М. (1987) Этилен в росте, развитии и старении растений. В: Дэвис П.Дж. (ред.) Гормоны растений и их роль в росте и развитии растений.Мартинус Нийхофф, Бостон, стр. 257–279

    Google Scholar

  226. Reilly TJ, Baron GS, Nano F, Kuhlenschmidt MS (1996) Характеристика и секвенирование респираторного взрыва, ингибирующего кислую фосфатазу, из Francisella tularensis . J Biol Chem 271: 10973–10983

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  227. Рейнхольд-Хурек Б., Гурек Т., Гиллис М., Хост Б., Ванканнейт М., Керстерс К., ДеЛей Дж. (1993) Азоаркус ген.nov., азотфиксирующие протеобактерии, ассоциированные с корнями травы каллар (Leptochloa fusca (L.) Kunth) и описание двух видов, Azoarcus indigens sp. ноя и Azoarcus communis sp. ноя Int J Syst Bacteriol 43: 574–584

    Статья Google Scholar

  228. Reinhold-Hurek B, Egener T, Hurek T., Martin D, Sarkar A, Zhang L, Miche L (2002) Регулирование азотфиксации и ассимиляции Azoarcus sp. BH72 Новые подходы к изучению биоразнообразия эндофитов трав. В: Vanderleyden J (ed) Труды девятого международного симпозиума по фиксации азота с небобовыми культурами. Katholique Universideit Leuven, Бельгия, p 48

    Google Scholar

  229. Рейс В.М., Балдани Дж. И., Балдани ВЛД, Дёберенер Дж. (2000) Биологическая фиксация диазота в злаках и пальмах. Crit Rev Plant Sci 19: 227–247

    Статья CAS Google Scholar

  230. Revillas JJ, Rodelas B, Pozo C, Martinez-Toledo MV, Gonzalez LJ (2000) Производство витаминов группы B двумя штаммами Azotobacter с фенольными соединениями в качестве единственного источника углерода в диазотрофных и адиазотрофных условиях.J Appl Microbiol 89: 486–493

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  231. Ричардсон А.Е. (2001) Перспективы использования почвенных микроорганизмов для улучшения усвоения фосфора растениями. Aust J Plant Physiol 28: 897–906

    Google Scholar

  232. Richardson AE, Hadobas PA (1997) Почвенные изоляты Pseudomonas spp. которые используют фосфаты инозита.Can J Microbiol 43 (509–5): 16

    Google Scholar

  233. Родригес Х., Фрага Р. (1999) Фосфатосолюбилизирующие бактерии и их роль в стимулировании роста растений. Biotechnol Adv 17: 319–339

    PubMed Статья Google Scholar

  234. Rodríguez H, Han Y, Lei XG (1999) Клонирование, секвенирование и экспрессия Escherichia. ген кислой фосфатазы / фитазы coli (приложение A2), выделенный из толстой кишки свиньи.Biochem Biophys Res Commun 257: 117–123

    PubMed Статья Google Scholar

  235. Родригес Х., Россолини Г.М., Гонсалес Т., Джипинг Л., Глик Б.Р. (2000) Выделение гена из Burkholderia cepacia IS-16, кодирующего белок, который способствует активности фосфатазы. Curr Microbiol 40: 362–366

    PubMed Статья Google Scholar

  236. Родригес Х., Фрага Р., Гонсалес Т., Башан Т. (2006) Генетика солюбилизации фосфата и ее потенциальные применения для улучшения бактерий, способствующих росту растений.Растительная почва 287: 15–21

    Артикул CAS Google Scholar

  237. Roesti D, Guar R, Johri BN, Imfeld G, Sharma S, Kawaljeet K, Aragno M (2006) Стадия роста растений, внесение удобрений и биоинокуляция арбускулярных микоризных грибов и ризобактерий, способствующих росту растений, влияют на Структура сообщества ризобактерий на богарных пшеничных полях. Soil Biol Biochem 38: 1111–1120

    Статья CAS Google Scholar

  238. Roper MM, Ladha JK (1995) Biological N 2 — фиксация гетеротрофными и фототрофными бактериями в ассоциации с соломой.Растительная почва 174: 211–224

    Статья CAS Google Scholar

  239. Россолини Г.М., Шипа С., Риччио М.Л., Берлутти Ф., Макаски Л.Е., Таллер М.С. (1998) Бактериальные неспецифические кислые фосфатазы: физиология, эволюция и использование в качестве инструментов в микробной биотехнологии. Cell Mol Life Sci 54: 833–850

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  240. Russo A, Vettori L, Felici C, Fiaschi G, Morini S, Toffanin A (2008) Усиленная реакция посева и эффект биоконтроля Azospirillum brasilense Sp245 на Prunus cerasifera L.clone Mr.S 2/5 растений. J Biotechnol 134 (3–4): 312–319

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  241. Ryu CM, Farag MA, Hu CH, Reddy MS, Kloepper JW, Paré PW (2004) Летучие бактерии вызывают системную резистентность у арабидопсиса. Физиология растений 134: 1017–1026

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  242. Ryu CM, Kim J, Choi O, Kim SH, Park CS (2006) Повышение способности биологического контроля Paenibacillus polymyxa E681 путем гранулирования семян на кунжуте.Биол Контроль 39: 282–289

    Google Scholar

  243. Шахин Ф., Чакмакчи Р., Кантар Ф. (2004) Урожайность сахарной свеклы и ячменя в зависимости от инокуляции N 2 -фиксирующих и солюбилизирующих фосфат бактерий. Растительная почва 265: 123–129

    Артикул Google Scholar

  244. Салим М., Аршад М., Хуссейн С., Бхатти А.С. (2007) Перспективы ризобактерий, способствующих росту растений (PGPR), содержащих АЦК дезаминазу, в стрессовом сельском хозяйстве.J Ind Microbiol Biotechnol 34: 635–648

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  245. Салех С., Хуанг XD, Гринберг Б.М., Глик Б.Р. (2004) Фиторемедиация стойких органических загрязнителей в окружающей среде. В: Singh A, Ward O (eds) Soil Biology, vol. 1. Прикладная биоремедиация и фиторемедиация. Springer, Berlin, pp. 115–134

    . Google Scholar

  246. Сараванакумар Д., Лаванья Н., Мутумина Б., Рагучандер Т., Суреш С., Самиаппан Р. (2008) Pseudomonas fluorescens повышает сопротивляемость и естественную популяцию врагов у растений риса против вредителей листового папоротника.J Appl Entomol 132 (6): 469–479

    Статья Google Scholar

  247. Sasikala C, Ramana CV (1995) Биотехнологические возможности аноксигенных фототрофных бактерий. I. Производство одноклеточного белка, витаминов, убихинонов, гормонов и ферментов и их использование при обработке отходов. Adv Appl Microbiol 41: 173–226

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  248. Saubidet MI, Fatta N, Barneix AJ (2000) Влияние инокуляции Azospirillum brasilense на рост и использование азота растениями пшеницы.Растительная почва 245 (2): 15–222

    Google Scholar

  249. Schippers B, Bakker AW, Baker PAHM (1987) Взаимодействие вредных и полезных ризосферных микроорганизмов и влияние методов земледелия. Анну Рев Фитопатол 25: 339–358

    Статья Google Scholar

  250. Schippers B, Scheffer RJ, Lugtenberg JJ, Weisbek PJ (1995) Биопокрытие семян ризобактериями, способствующими росту растений, для улучшения приживаемости растений.Outlook Agric 24: 179–185

    Google Scholar

  251. Schloter M, Wiehe W, Assmus B, Steindl H, Becke H, Hoflich G, Hartman A (1997) Колонизация корней различных растений с помощью стимуляции роста растений Rhizobium leguminosarum bv trifolii R39 изучали с моноспецифическим поликлональным антисептиком. Appl Environ Microbiol 63: 2038–2046

    PubMed CAS Google Scholar

  252. Séguin A, Lalonde M (1989) Обнаружение пектолитической активности и гомологичных последовательностей pel в Frankia .Растительная почва 118: 221–229

    Артикул Google Scholar

  253. Серрано А., Матеос М.И., Лосада М. (1993) Дифференциальная регуляция по трофическим условиям фосфорилирования и нефосфорилирования НАДФ (+) — зависимых глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназ в Chlorella fusca . Biochem Biophys Res Commun 193: 1348–1356

    Статья Google Scholar

  254. Шах З., Шах С.Х., Пиплс М.Б., Швенке Г.Д., Хрридж Д.Ф. (2003) Влияние остатков сельскохозяйственных культур и N разжигателя на фиксацию азота и урожайность бобово-зерновых севооборотов и органическое плодородие почвы.Полевые культуры Рез. 83: 1–11

    Статья Google Scholar

  255. Шахаруна Б., Аршад М., Захир З.А. (2006a) Влияние ризобактерий, способствующих росту растений, содержащих АСС-дезаминазу, на рост кукурузы (Zea mays L.) в аксенических условиях и на клубеньки в маше (Vigna radiata L .) . Lett Appl Microbiol 42: 155–159

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  256. Шахаруна Б., Аршад М., Захир З.А., Халид А. (2006b) Характеристики Pseudomonas spp.содержащий АСС-дезаминазу для улучшения роста и урожайности кукурузы (Zea mays L.) в присутствии азотных удобрений. Soil Biol Biochem 38: 2971–2975

    Статья CAS Google Scholar

  257. Shankariah C, Hunsigi G (2001) Полевые реакции сахарного тростника на ассоциативный N 2 фиксаторов и солюбилизаторов P. В: Hogarth DM (ed) Proceedings of the 24th International Society of the сахарный тростник Конгресса, 17-21 сентября 2001 г.Австралийское общество технологов сахарного тростника, Брисбен, стр. 40–45

    Google Scholar

  258. Шеной В.В., Калагуди Г.М. (2005) Повышение эффективности использования растительного фосфора для устойчивого земледелия. Biotechnol adv 23: 501–513

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  259. Shiferaw B, Bantilan MCS, Serraj R (2004) Использование потенциала BNF для бедных фермеров: технологическая политика, институциональные ограничения и потребность в исследованиях.В: Serraj R (ed) Симбиотическая азотфиксация; перспективы более широкого применения в тропическом сельском хозяйстве. Oxford & IBH, Нью-Дели, стр. 3

    Google Scholar

  260. Shoebitz M, Ribaudo CM, Pardo MA, Cantore ML, Ciampi L, Curá JA (2009) Стимулирующие рост растений свойства штамма Enterobacter ludwigii , выделенного из ризосферы Lolium perenne . Soil Biol Biochem 41 (9): 1768–1774

    Статья CAS Google Scholar

  261. Сиддики И.А., Эхтешамул-Хак С., Шаукат С.С. (2001) Использование ризобактерий в борьбе с комплексом корневой гнили и узловатой болезни маша.J Phytopathol 149: 337–346

    Статья Google Scholar

  262. Sierra S, Rodelas B, Martinez-Toledo MV, Pozo C, Gonzalez-Lopez J (1999) Производство витаминов группы B двумя штаммами Rhizobium в средах с определенным химическим составом. J Appl Microbiol 86: 851–858

    Статья CAS Google Scholar

  263. Skrary FA, ​​Cameron DC (1998) Очистка и характеристика фосфатазы Bacillus licheniformis , специфичной для D-альфа-глицерфосфата.Arch Biochem Biophys 349: 27–35

    Статья Google Scholar

  264. Snapp SS, Aggarwal VD, Chirwa RM (1998) Заметка об усилении фосфора и генотипа биологической фиксации азота и продуктивности промежуточных культур кукурузы / бобов в Малави. Полевые культуры Res 58: 205–212

    Статья Google Scholar

  265. Солиман С., Сида М.А., Али ССМ, Гадалла А.М. (1995) Фиксация азота растениями пшеницы под влиянием уровней азотных удобрений и несимбиотических бактерий.Egypt J Soil Sci 35: 401–413

    Google Scholar

  266. Спенсер Д., Джеймс Е.К., Эллис Дж. Дж., Шоу Дж. Э., Спрент Дж. И. (1994) Взаимодействие между Rhizobia и тканями картофеля. J Exp Bot 45: 1475–1482

    Статья CAS Google Scholar

  267. Stajner D, Gasaić O, Matković B, Varga SZI (1995) Влияние метолахлора на активность ферментов антиоксидантов и содержание пигментов в семенах и молодых листьях пшеницы (Triticum aestivum L .) . Agr Med 125: 267–273

    Google Scholar

  268. Stajner D, Kevreaan S, Gasaić O, Mimica-Dudić N, Zongli H (1997) Азот и Azotobacter chroococcum повышают устойчивость сахарной свеклы к окислительному стрессу. Биол Завод 39: 441–445

    Статья CAS Google Scholar

  269. Steenhoudt O, Vanderleyden J (2000) Azospirillum , свободноживущая азотфиксирующая бактерия, тесно связанная с травами: генетические, биохимические и экологические аспекты.FEMS Microbiol Rev 24: 487–506

    Google Scholar

  270. Stout MJ, Zehnder GW, Baur ME (2002) Потенциал использования элиситоров защиты растений в программах управления членистоногими. Arch Insect Biochem Physiol 51 (4): 222–235

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  271. Штурц А.В., Кристи Б.Р., Новак Дж. (2000) Бактериальные эндофиты: потенциальная роль в развитии устойчивой системы растениеводства.Crit Rev Plant Sci 19: 1–30

    Статья Google Scholar

  272. Sutton JC, Peng G (1993) Биоконтроль Botrytis cinerea в листьях клубники. Фитопатология 83: 615–621

    Статья Google Scholar

  273. Terouchi N, Syono K (1990) Rhizobium Прикрепление и скручивание у растений спаржи, риса и овса. Физиология растительных клеток 31: 119–127

    Google Scholar

  274. Thakuria D, Taleekdar NC, Goswami C, Hazarika S, Boro RC, Khan MR (2004) Характеристика и скрининг бактерий из ризосферы риса, выращенного на кислых почвах Ассама.Curr Sci 86 (7): 978–985

    Google Scholar

  275. Thaller MC, Berlutti F, Schippa S, Lombardi G, Rossolini GM (1994) Характеристика и последовательность PhoC, основной не подавляемой фосфатом кислой фосфатазы Morganella morganii . Микробиология 140: 1341–1350

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  276. Thaller MC, Berlutti F, Schippa S, Iori P, Passariello C, Rossolini GM (1995a) Гетерогенные паттерны кислых фосфатаз, содержащих низкомолекулярные полипептиды, у членов семейства Enterobacteriaceae .Int J Syst Bacteriol 4: 255–261

    Статья Google Scholar

  277. Thaller MC, Lombardi G, Berlutti F, Schippa S, Rossolini GM (1995b) Клонирование и характеристика кислой фосфатазы / фосфотрансферазы NapA Morganella morganii : идентификация нового семейства генов, кодирующих бактериальную кислую фосфатазу. Микробиология 140: 147–151

    Google Scholar

  278. Tien TM, Diem HG, Gaskins MH, Hubbell DH (1981) Производство транселиминазы полигарактуроновой кислоты видами Azospirillum .Can J Microbiol 27: 426–431

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  279. Tisdale SL, Nelson WL, Beaton JD (1990) Плодородие почвы и удобрения, 4-е изд. Макмиллан, Нью-Йорк

    Google Scholar

  280. Тран Ван В., Берге О, Ке С.Н., Баландро Дж., Хеулин Т. (2000) Повторные положительные эффекты инокуляции риса штаммом Burkholderia vietnamiensis на компоненты раннего и позднего урожая в сульфатно-кислых почвах с низким плодородием во Вьетнаме .Растительная почва 218: 273–284

    Артикул Google Scholar

  281. Tye AJ, Siu FK, Leung TY, Lim BL (2002) Молекулярное клонирование и биохимическая характеристика двух новых фитаз из Bacillus subtilis 168 и Bacillus licheniformis . Appl Microbiol Biotechnol 59: 190–197

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  282. Umali-Garcia M, Hubbell DH, Gaskins MH, Dazzo FB (1980) Ассоциация Azospirillum с корнями травы.Appl Environ Microbiol 39 (1): 219–226

    PubMed CAS Google Scholar

  283. Valverde F, Losada M, Serrano A (1999) Разработка центрального метаболического пути: гликолиз без чистого фосфорилирования в мутанте Escherichia coli с разрывом , дополненном геном Gap N растения. FEBS Lett 449: 153–158

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  284. van Loon LC, Bakker P, Pieterse CMJ (1998) Системная резистентность, индуцированная ризосферными бактериями.Анну Рев Фитопатол 36: 453–483

    PubMed Статья Google Scholar

  285. Van Rhijn P, Fujishige NA, Lim PO, Hirsch AM (2001) Сахаросвязывающая активность лектина гороха усиливает гетерологичное инфицирование трансгенных растений люцерны Rhizobium leguminosarum bivor viciae . Физиология растений 126: 133–144

    PubMed Статья Google Scholar

  286. Ван Вин Дж. А., ван Овербек Л. С., ван Эльзас Дж. Д. (1997) Судьба и активность микроорганизмов, внесенных в почву.Microbiol Mol Biol Rev 61: 121–135

    Google Scholar

  287. Vandamme P, Goris J, Chen WM, de Vos P, Willems A (2002) Burkholderia tuberum sp. ноя и Burkholderia phymatum sp. ноя., Клубеньковые корни тропических бобовых. Syst Appl Microbiol 25: 507–512

    PubMed Статья Google Scholar

  288. Венкатесварлу Б., Хари К., Катыл Дж.К. (1997) Влияние факторов почвы и сельскохозяйственных культур на коренные популяции ризобий в почвах при засушливом земледелии.Appl Soil Ecol 7: 1–10

    Google Scholar

  289. Вестберг М., Кукконен С., Саари К., Парикка П., Хуттунен Дж., Тайнино Л., Девос Н., Уикерс Ф., Кеверс С., Тонарт П., Лемуан М.С., Кордье С., Алабуветт С., Джанинацци С. (2004). для улучшения роста и здоровья клубники при микроразмножении. Appl Soil Ecol 27: 243–258

    Google Scholar

  290. Vivas A, Barea JM, Azcón R (2005) Brevibacillus brevis , выделенный из почв, загрязненных кадмием или цинком, улучшает прорастание спор in vitro и рост спор Glomus mosseae при высоких концентрациях Cd или Zn.Microb Ecol 49: 416–442

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  291. Wachowska U, Majchrzak B, Borawska M, Karpinska Z (2004) Биологический контроль патогенов озимой пшеницы с помощью бактерий. Acta fytotech zootech, Vol. 7, 2004, специальный номер, Труды XVI. Словацко-чешская конференция по защите растений, организованная в Словацком сельскохозяйственном университете в Нитре, Словакия

  292. Уолш Ю.Ф., Моррисси Дж. П., О’Гара Ф. (2001) Псевдомонады для биоконтроля фитопатогенов: от функциональной геномики до коммерческого использования.Curr Opin Biotechnol 12: 289–295

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  293. Webster G, Gough C, Vasse J, Batchelor CA, O’Callaghan KJ, Kothari SL, Davey MR, Denarie J, Cocking EC (1997) Взаимодействие Rhizobia с рисом и пшеницей. Растительная почва 194: 115–122

    Артикул CAS Google Scholar

  294. Wiehe W, Holfich G (1995) Выживание ризосферных бактерий, способствующих росту растений, в ризосфере различных сельскохозяйственных культур и миграция на неинокулированные растения в полевых условиях на северо-востоке Германии.Microbiol Res 150: 201–206

    Google Scholar

  295. Ян С.Ф., Хоффман Н.Е. (1984) Биосинтез этилена и его регуляция у высших растений. Annu Rev Plant Physiol 35: 155–189

    Артикул CAS Google Scholar

  296. Янни Ю.Г., Эль-Фаттах ФКА (1999) На пути к интегрированному управлению биоудобрением с помощью свободноживущих и ассоциативных фиксаторов диазота для повышения урожайности риса в дельте Нила.Симбиоз 27: 319–331

    Google Scholar

  297. Янни Ю.Г., Ризк Р.Й., Корич В., Сквартини А., Нинке К., Филип-Холлингсворт С., Оргамбид Г., де Брюин Ф., Штольцфус Дж., Бакли Д., Шмидт TM, Матеос П.Ф., Ладха Дж. К., Даззо Ф. Б. (1997 ) Естественная эндофитная ассоциация между Rhizobium leguminosarum bv. trifolii и корни риса и оценка их потенциала для стимулирования роста риса. Растительная почва 194: 99–114

    Артикул CAS Google Scholar

  298. Янни Ю.Г., Ризк Р.Й., Абд Эль-Фаттах Ф.К., Сквартини А., Корич В., Джакомини А., де Брюйн Ф., Радемакер Дж., Майя-Флорес Дж., Остром П., Вега-Эрнандес М., Холлингсворт Р. И., Мартинес- Молина Е., Нинке К., Филип-Холлингсуорт С., Матеос П. Ф., Веласкес Е., Триплетт Е., Умали-Гарсия М., Анарна Дж. А., Рольф Б. Г., Ладха Дж. К., Хилл Дж., Муджу Р., Нг П. К., Даззо Ф. Б. (2001). стимулирующая рост растений ассоциация Rhizobium leguminosarum bv. trifolii с рисовыми корнями. Aust J Plant Physiol 28: 845–870

    CAS Google Scholar

  299. Зафар-уль-Хе М., Захир З.А., Шахзад С.М., Иршад У, Аршад М. (2007) Выделение и скрининг Rhizobia для улучшения роста и клубеньков чечевицы (Lens culinaris Medic) сеянцы axenic . Почвенная среда 26 (1): 81–91

    Google Scholar

  300. Захир А.З., Аршад М., Франкенбергер В.Т. мл. (2004) Ризобактерии, способствующие росту растений: применение и перспективы в сельском хозяйстве.Adv Agron 81: 97–168

    Статья CAS Google Scholar

  301. Захир З.А., Аббас С.А., Халид М., Аршад М. (2000) Субстрат-зависимые гормоны растений микробного происхождения для улучшения роста проростков кукурузы. Pak J Biol Sci 3: 289–291

    Статья Google Scholar

  302. Заиди С., Усмани С., Сингх Б.Р., Мусаррат Дж. (2008) Значение штаммов Bacillus subtilis SJ-101 в качестве биоинокулянта для одновременного стимулирования роста растений и накопления никеля в Brassica Juncea .Chemosphere 64: 991–997

    Статья CAS Google Scholar

  303. Завалин А.А., Кандаурова Т.М., Виноградова Л.В. (1998) Влияние азотфиксирующих микроорганизмов на питание и урожайность яровой пшеницы, а также на особенности фотосинтеза различных сортов яровой пшеницы. В: Elmerich C, Kondorosi A, Newton WE (ред.) Биологическая фиксация азота в 21 веке. Kluwer, Dordrecht, стр. 413–414

    Google Scholar

  304. Zhang S, Moyne AL, Reddy MS, Kloepp JW (2002) Роль салициловой кислоты в индуцированной системной резистентности, вызванной стимулирующими рост растений ризобактериями против голубой плесени табака.Biol Control 25: 288–296

    Google Scholar

  305. Zhang H, Sekiguchi Y, Hanada S, Hugenholtz P, Kim H, Kamagata Y, Nakamura K (2003) Gemmatimonas aurantiaca gen. nov., sp. nov., грамотрицательный, аэробный, накапливающий полифосфат микроорганизм, первый культивируемый представитель нового бактериального типа Gemmatimonadetes phyl. ноя Int J Syst Evol Microbiol 53: 1155–1163

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  306. Zhuang XL, Chen J, Shim H, Bai Z (2007) Новые достижения в области ризобактерий, способствующих росту растений, для биоремедиации.Environ Int 33: 406–413

    PubMed Статья Google Scholar

  307. Повышение продуктивности и устойчивости сельского хозяйства

    Откуда берутся микроорганизмы?

    Микроорганизмы — это организмы, слишком маленькие для того, чтобы их можно было увидеть только глазом, они повсюду, от полюсов до экваторов, включая пустыни, гейзеры, скалы, вулканы и даже в морских глубинах. Они даже живут в более крупных живых организмах, составляя часть микробиоты, присутствующей в каждом многоклеточном организме.Эти микроскопические организмы могут приспосабливаться к экстремальным условиям, таким как температура и давление, и они могут даже выдерживать высокие уровни радиации. Кроме того, микроорганизмы были первыми живыми обитателями Земли; на самом деле, исследование показало, что австралийские породы содержали микроорганизмы, появившиеся 3,45 миллиарда лет назад.

    Понятие о микроорганизмах охватывает как одноклеточные, так и многоклеточные организмов, образованных одной или несколькими клетками соответственно, и эти микроскопические сущности являются частью трех сфер жизни, определенных Карлом Вёзе как Археи, Бактерии и эукариоты.Последний домен включает многоклеточные микроорганизмы. (микроживотные, некоторые грибы и водоросли) и одноклеточные простейшие и простейшие. Имеются данные, свидетельствующие о том, что самые примитивные микроорганизмы, обнаруженные на Земле, были прокариотоподобные (часть областей жизни архей и бактерий) и что развитие эукариот произошло на более позднем этапе.

    Важность микроорганизмов неоспорима, они являются частью нашего культуры и здоровья, они ферментируют продукты и напитки (например, сыр, йогурт, вино, и Т. Д.), очистить сточные воды, произвести топливо и произвести важные ферменты и биоактивные соединения (т.е. антибиотики). Они находятся в нашем человеческом теле, составляя микробиота, от кишечника до кожной флоры, как правило, хорошие парни, помогает нам поддерживать правильное функционирование нашего тела, но некоторые из них могут быть неприятные или патогенные и вызывают инфекционные заболевания. Неудивительно, микроорганизмы являются жизненно важным компонентом плодородных почв, и их присутствие является ключевым фактором для ведения сельскохозяйственной деятельности.

    Почему микроорганизмы важны для сельского хозяйства?

    В сельском хозяйстве микроорганизмы необходимы для поддержания хорошего состояния почвы здоровье и содействие устойчивому растениеводству; почвенные микроорганизмы включают археи, бактерии, простейшие, водоросли, грибы, оомицеты и все присутствуют в богатой экосистеме, в которой они взаимодействуют между собой и с корни растений образуют сложную сеть.Причем эти микробы могут иметь как положительное и отрицательное воздействие на плодородие почвы и здоровье растений, а также их на поведение в значительной степени влияют климат, субстрат и тип растений, кислород содержание, pH и соленость. Здесь мы рассмотрим эффекты присутствия в почвы как полезных, так и патогенных микроорганизмов.

    Что такое полезные микроорганизмы?

    Мы рассматриваем полезные микроорганизмы как те микробы, которые осуществляют полезную деятельность для здоровья растений, которая включает: i) разложение органических веществ, ii) круговорот питательных веществ, iii) улучшение структуры почвы, iv) фиксацию азота, v) поддержку растений. рост, vi) борьба с вредителями и болезнями и т. д.Большинство микроорганизмов в почве оказывают благотворное влияние на ризосферу, которая представляет собой область почвы вокруг корней, содержащую почвенные микробы. В ризосфере корни растений выделяют в окружающую почву молекулы, такие как кислоты и сахара, и эти корневые выделения привлекают множество почвенных микроорганизмов. Эта взаимосвязь между микробами и корнями имеет тенденцию положительно влиять на общее состояние здоровья растения. Например, ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR), способствуют росту растений, улучшая реакцию на инфекцию, скорость роста и общую приспособленность растений (подробнее).Более того, микроорганизмы в ризосфере способствуют круговороту и круговороту питательных веществ, разложению органических веществ и часто образуют симбиотические отношения с растением, способствуя дальнейшему повышению урожайности сельскохозяйственных культур, продукции хорошего качества и здоровой экосистеме. Симбиотическое взаимодействие между грибами и корнями растений, известное как микориза, является еще одним примером благотворного влияния микроорганизмов на здоровье растений. Грибы, участвующие в микоризе, способствуют усвоению минералов и питательных веществ из почвы, в первую очередь фосфора и цинка, одновременно защищая корни от вредных патогенов; Между тем, растение обеспечивает грибы жизненно важными углеводами.

    Присутствие полезных микроорганизмов в сельскохозяйственных почвах часто подразумевает меньшую потребность в использовании пестицидов и фунгицидов, поскольку здоровые почвы способствуют развитию здоровых и устойчивых к болезням сельскохозяйственных культур. Это можно увидеть в случаях, когда пестициды заменяются бактериальными штаммами для биологической борьбы с вредителями, таких как использование Bacillus thuringiensis (BT), при котором не наносится вред урожаю, окружающей экосистеме или здоровью человека (см. более). Кроме того, биологическая борьба с вредителями снижает нагрузку на окружающую среду, возлагаемую на сельскохозяйственные методы, и способствует более здоровой экосистеме и более устойчивым методам ведения хозяйства, поскольку снижается потребность в использовании химических веществ.Кроме того, полезные микроорганизмы, используемые для биологической борьбы с вредителями, также могут улучшить здоровье почвы, способствуя плодородию почвы и, следовательно, повышая урожайность сельскохозяйственных культур. Не говоря уже о том, что улучшение качества урожая также достигнет потребительского уровня, поскольку продукты сохранят более высокое качество по содержанию питательных веществ и воды.

    Какие болезнетворные микроорганизмы для сельскохозяйственных культур?

    С другой стороны, патогенные микроорганизмы, присутствующие в сельскохозяйственных почвах, могут оказывать вредное воздействие на урожай, вызывая: i) патогенность и болезни, ii) устойчивость к средствам борьбы с посевами, iii) плохое состояние почвы или снижение плодородия, iv) плохое здоровье сельскохозяйственных культур. или низкие урожаи, и, наконец, v) потеря урожая.Короче говоря, патогенные микробы могут быть вредными для урожая, снижать качество продуктов питания и способствовать распространению болезней. Эти патогены часто трудно контролировать и управлять, когда они широко распространены. Патогенные микроорганизмы включают грибы, оомицеты, бактерии и вирусы. Некоторые из этих патогенных микроорганизмов разлагают корневые клубеньки, вымывая питательные вещества из растений, снижая эффективность поглощения и мобилизации питательных веществ и, в дальнейшем, приводя к дефициту питательных веществ и задержке роста растений.Присутствие патогенов также может влиять на фотосинтетическое функционирование, вызывая хлороз и некроз листьев и стеблей, что приводит к снижению перемещения воды и питательных веществ через сосудистую систему. Это часто происходит из-за токсинов, которые колонизируют ткани хозяина; эти токсины оказывают негативное влияние на растение-хозяин и часто зависят от хозяина. Как следствие, это приведет к задержке роста и гибели растений, если не принять меры и не лечить. Другие симптомы патогенной инвазии включают ожог, язвы, деформацию, ожог или пятнистость листьев и гуммоз.

    Примеры патогенных микроорганизмов включают Phytophthora , Fusarium , Verticillium , Pythium и Rhizoctonia . Там более 100 видов патогенного оомицета Phytophthora , который также известен как разрушитель растений. Этот патогенный микроорганизм может быть очень вредным для многих растений, особенно декоративных и садовые культуры. Фитофтора споры могут выживать в растительных остатках или в почве в течение многих лет и могут инфицировать все части растения, но обычно поражает корни или основание стебля. Фузариоз — это вид грибов, широко распространенный в почве. Большинство видов Fusarium безвредны. (разлагатели, которые питаются разлагающимся органическим веществом), но некоторые виды могут иметь разрушительное воздействие на посевы. Например, они могут вызвать рак стебля Fusarium, Корневая гниль фузариоза, фузариозное увядание у различных культур и патогенные Фузариоз вида трудно поддаются обработке из-за их способности выживать в почве в течение длительного времени. Verticillium — это почвенный гриб. болезнь, вызывающая повсеместное увядание пораженных растений, поражает хозяина корни врастают в ксилему растения, уменьшая перенос воды и усиление движения токсинов, приводящее к гибели тканей растений. Pythium вызывает общие болезни сельскохозяйственных культур, как корневая гниль, часто вызывающая гниение семян и гибель всходов. Этот грибок будет уменьшить рост корней, общий рост растений и привести к разрушению гипокотиль (стебель прорастающего семени) и основная корневая система. Это будет в конечном итоге вызывают увядание и гибель инфицированных растений. Наконец, грибковые бактерии Rhizoctonia ответственны за многие коммерчески значимые болезни сельскохозяйственных культур, например болезнь дерновины, рассада отсыревание, черный налет на картофеле, оголенный участок, корневая гниль и бактериальный ожог влагалища.

    Вывод…

    Основная идея заключается в том, что крайне важно понимать влияние микроорганизмов на почву и здоровье растений, чтобы иметь возможность управлять вспышками болезней и контролировать их. Большинство видов растений обладают естественной устойчивостью к патогенным инфекциям, однако в некоторых случаях может возникнуть широко распространенное заболевание. Поэтому очень важно понимать биологию и влияние патогенных и полезных микроорганизмов на сельскохозяйственные культуры. Таким образом, нам необходимо продолжать продвигаться вперед в борьбе с болезнями, уделяя особое внимание раннему выявлению, чтобы гарантировать, что диагноз будет поставлен до вспышки, что позволит применять более эффективные и целенаправленные методы лечения и меры по смягчению последствий.Технология FungiAlert впервые предлагает возможность понять как патогенные, так и полезные микроорганизмы, присутствующие в почве. Этот инструмент позволяет разработать эффективные методы борьбы с болезнями, чтобы минимизировать потери урожая и повысить качество растений.

    Анхела де Мансанос, технический директор FungiAlert

    Влияет ли почва на микробиом кишечника человека?

    Микроорганизмы. 2019 сен; 7 (9): 287.

    Институт почвенных исследований Департамента лесных и почвенных наук Венского университета природных ресурсов и наук о жизни (BOKU), Peter Jordan-Straße 82, 1190 Вена, Австрия

    Поступило 8 июля 2019 г .; Принята в печать 20 августа 2019 г.

    Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

    Abstract

    Почва и кишечник человека содержат примерно одинаковое количество активных микроорганизмов, в то время как разнообразие микробиома кишечника человека составляет лишь 10% от биоразнообразия почвы и резко сократилось с учетом современного образа жизни.Мы отслеживали взаимосвязь между микробиомом почвы и микробиомом кишечника человека. Мы предлагаем новую гипотезу микробиома окружающей среды, которая подразумевает, что тесная связь между микробиомом почвы и микробиомом кишечника человека возникла в процессе эволюции и все еще развивается. От охотников-собирателей до урбанизированного общества человеческий кишечник утратил альфа-разнообразие. Интересно, что бета-разнообразие увеличилось, а это означает, что люди в городских районах имеют более дифференцированные индивидуальные микробиомы.Помимо небольшого контакта с почвой и фекалиями, гигиенические меры, антибиотики и диета с низким содержанием клетчатки из обработанных пищевых продуктов привели к потере полезных микробов. В то же время во многих сельских районах наблюдается утрата биоразнообразия почв. Растущее использование агрохимикатов, низкое биоразнообразие растений и строгие методы рационального использования почвы отрицательно сказываются на биоразнообразии эпифитов и эндофитов сельскохозяйственных культур. Эти изменения совпадают с увеличением числа заболеваний, связанных с образом жизни, связанных с кишечным микробиомом человека.Мы указываем на вмешательство в микробный цикл городской среды обитания человека по сравнению с доиндустриальной сельской средой. Чтобы исправить эти помехи, может быть полезно принять другую точку зрения и рассматривать микробиом кишечника человека, а также микробиом почвы / корня как « суперорганизмы », которые при тесном контакте пополняют друг друга инокулянтами, генами и ростом. — поддерживающие молекулы.

    Ключевые слова: биоразнообразие почвы, здоровье человека, землепользование, образ жизни, кишечная микробиота, микробиология почвы, глобальные изменения, питание, органическое сельское хозяйство, урбанизация

    1.Введение

    Большое разнообразие микробиоты в почве влияет на ее микробную экологию, включая ее первичную продуктивность и круговорот питательных веществ. Кроме того, почва является частью среды обитания человека, обеспечивая пространство для жизни, отдыха и производства продуктов питания [1]. С раннего детства мы контактируем с почвой; мы пробуем ее на вкус, вдыхаем и пьем воду, прошедшую через почву. Более того, мы употребляем в пищу растения, выращенные на почве, вместе с почвенной микробиотой. С доисторических времен люди также охотно потребляли почвы в качестве дополнения к своей бедной питательными веществами местной диете, привычка, называемая «геофагией».Они использовали определенные почвы в качестве детоксифицирующих агентов, необходимых для съедобных пищевых продуктов, а также в лечебных целях, обычно для лечения желудочно-кишечных заболеваний [2].

    Между тем микробиом человека стал важной областью биомедицинских исследований, особенно кишечного микробного сообщества, которое играет важную роль в здоровье человека и болезнях [3]. Кишечная среда подвержена постоянному притоку микробных колонизаторов [4]. Однако у каждого человека есть свой микробиом, который можно легко дифференцировать на основе микробов, обитающих в нем.Транзитирующие бактерии, связанные с диетой, могут способствовать метаболической способности кишечника [5]. Микробное сообщество кишечника очень динамично и состоит из автохтонных и аллохтонных членов (которые поглощаются пищей и водой, а также при прямом контакте с окружающей средой / почвой, в которой они живут [6,7]).

    Ввиду функционального сходства между кишечным микробным сообществом и почвенной микробной экосистемой, взаимосвязь между ними представляется возможной. Если рассматривать всю экологическую систему, человеческое тело и его микробы можно рассматривать как расширенный геном [8].

    Таким образом, возникает вопрос: «В какой степени существует взаимосвязь между обеими системами, например, из-за воздействия на человека различных почвенных микробиологических сред?». Поскольку деятельность человека изменяет распределение и численность почвенных микроорганизмов, например, в результате использования сельскохозяйственных земель [9], возникающие в результате изменения в микробных экосистемах могут влиять не только на биогеохимические циклы, но и на здоровье человека. Это привело нас к новой концепции микробиома окружающей среды как потенциальному объяснению взаимосвязи между здоровьем человека и почвенной средой.Далее мы исследуем потенциальную связь между почвой и кишечным микробиомом человека.

    В этом контексте мы обсуждаем микробиом почвы и его потенциальную связь с микробиомом кишечника (человека) и оцениваем возможную взаимосвязь микробиома кишечника человека и микробиома почвы.

    2. Сложная взаимосвязь между микробиомом почвы и микробиомом кишечника человека. Проект «Микробиом» превратился в крупную область биомедицинских исследований, сосредоточенных в основном на кишечном микробном сообществе, которое играет важную роль в здоровье и болезнях человека [3,10].Сообщество кишечных микробов представляет собой экосистему из триллиона микробных клеток с совокупностью 9,9 миллиона микробных генов в фекальном микробиоме [11]. Наибольшее количество клеток в кишечнике человека находится в толстой кишке, которая поддерживает разнообразную и плотную популяцию микробов, среди которых преобладают анаэробы, утилизирующие углеводы [12]. Для сравнения, наименьшее количество клеток, обнаруженных в тонком кишечнике (), обусловлено свойствами, ограничивающими размножение бактерий, такими как высокий уровень кислот и антимикробных препаратов [12].Кроме того, короткое время прохождения в тонком кишечнике ограничивает размножение бактерий [13]. Колонизация кишечника человека начинается с рождения, с быстрым расширением микробного разнообразия под влиянием эндогенных и экзогенных факторов [3], таких как генетическая изменчивость человека, а также диета, инфекции, ксенобиотики и воздействие микробных агентов окружающей среды, включая крупный микробиом растений и почвы [3]. Что касается многочисленных и разнообразных функций кишечного микробиома в отношении здоровья человека, очевидно, что он также участвует во многих желудочно-кишечных (ЖКТ) и не желудочно-кишечных заболеваниях, таких как ожирение / метаболический синдром, атеросклероз / сердечно-сосудистые заболевания, неврологические / психические заболевания и др. [3].Поэтому это одна из самых динамичных тем в биомедицинских исследованиях [3]. Более того, основные достижения последних лет обеспечивают все более широкие возможности индивидуальной диагностики, профилактики, а также лечения пациентов с наследственными или приобретенными злокачественными или незлокачественными заболеваниями, поскольку отдельное микробное сообщество играет центральную роль во взаимодействии между микробами и хозяевами и участвует в большое количество нормальных биологических / физиологических процессов [3]. В целом можно констатировать, что в последние годы микробиом кишечника человека стал одной из наиболее динамичных областей биомедицинских исследований и обладает огромным потенциалом для вмешательств, касающихся здоровья и болезней человека [3].

    Таблица 1

    Количество микробных клеток, содержащихся в образцах окружающей среды / человека, таких как почва, сточные воды и кишечник человека.

    Среда обитания Число клеток на 1 г Число клеток на мл Разнообразие видов
    Почва 10 7 –10 9 3 [22]
    96 [23]
    4 × 10 3 –5 × 10 4 видов на грамм почвы [22]
    Канализация 10 9 [24,25] 25 на мл [24]
    Морская вода 10 5 –10 6 [18]
    Воздух 1 (= 10 6 клеток / м³) [17]
    Кишечник человека 10 12 [26] 4 × 10 2 видов на грамм фекалий [27]
    10 11 [28] 5 × 10 3 видов на грамм кала [18]
    Толстая кишка 10 11 [29]
    10 11 –10 12 [30]
    Подвздошная кишка (нижняя часть тонкой кишки) 10 8 [29]
    Двенадцатиперстная кишка и тощая кишка (верхний отдел тонкой кишки) 10 3 –10 4 [29]
    Человеческий рот (слюна) 10 8 [18]

    Ввиду того факта, что филогенетически люди развивались в тесном контакте с почвой как с физической основой для жизни, обеспечивая убежище и воду, а также пищу для повседневной жизни, возникает вопрос, является ли микробиом почвы экзогенный параметр влияет на развитие микробиома кишечника человека.Почвы существовали во всем мире задолго до появления млекопитающих и гоминидов, и на сегодняшний день являются самым обширным естественным резервуаром микробных генов на Земле [14].

    С 2010 года в рамках проекта «Микробиом Земли» основное внимание уделяется этому резервуару генов. Это крупная совместная попытка охарактеризовать микробную жизнь на этой планете с помощью секвенирования ДНК и масс-спектрометрии образцов, полученных из краудсорсинга, чтобы понять закономерности микробной экологии в микробиомах и средах обитания Земли [15,16].

    В расчете на грамм кишечник, особенно толстая кишка, имеет самую высокую концентрацию клеток из всех биомов, перечисленных в [17,18]. Принимая во внимание разнообразие этих местообитаний, расчетное количество видов на грамм предполагает, что в почвах обитают самые разнообразные популяции любой среды, насчитывающие несколько тысяч видов () [17]. По сравнению с почвой количество видов в фекалиях человека примерно в 10 раз меньше (). Однако в почве большая часть клеток (~ 80%) неактивна по сравнению с кишечником человека, где только примерно ~ 20% клеток находятся в состоянии покоя [19].Учитывая состояние покоя клеток, общее количество активных видов в кишечнике человека и почве может быть сопоставимым.

    Основными факторами, которые предположительно определяют микробиом кишечника человека, являются (i) генетика и метаболизм хозяина (наследие), (ii) образ жизни (окружающая среда) в частности и (iii) диета и пищевые привычки [12,20,21].

    3. Микробиом кишечника человека — его развитие и эволюция

    Разнообразие микробов в кишечнике человека является результатом совместной эволюции микробных сообществ и их хозяев [30].«Древние» микробы эволюционировали симбиотически или соразмерно с людьми и, скорее всего, являются полезными, а не патогенными [31,32].

    Для определения эволюционной истории биосферы крайне важно изучить микробиом различных хозяев и мест обитания. Связанные с человеком кишечные микробные сообщества более похожи друг на друга, чем на сообщества других видов млекопитающих [30]. Когда млекопитающие классифицируются как травоядные, всеядные и плотоядные, их микробиота сгруппирована в группы, соответствующие этим категориям.Однако сильным предиктором состава и функциональности кишечной микробиоты также является физиология кишечника. Микробиоты кишечника травоядных животных различаются в зависимости от того, были ли они ферментерами заднего или переднего кишечника [30].

    Интересно, что микробиомы кишечника нескольких линий млекопитающих разошлись примерно с одинаковой скоростью за последние 75 миллионов лет [4]; Вопреки ожиданиям, количество диетических переходов внутри линии не влияет на скорость дивергенции микробиома, но вместо этого некоторые из наиболее драматических изменений связаны с потерей бактериальных таксонов, таких как те, которые сопровождают переход от наземной к морской жизни [4 ] и, следовательно, потеря контакта с почвой.Другим драматическим и относительно недавним изменением стало ускорение расхождения между людьми и другими приматами из-за массовой гибели бактерий в человеческом родословном [33]. Питание / диета имели первостепенное значение для структуры кластеров у приматов [33]. Кишечные сообщества человека кажутся сопоставимыми с сообществами других всеядных животных и наиболее тесно связаны с шимпанзе бонобо или пигмеев, в рацион которых входят фрукты [30]. Таким образом, на основе сравнительных измерений микробиоты кишечника людей и приматов, человеческий вид можно рассматривать как неспециализированных плодоядных животных, гибкая диета которых включает семена и мясо в зависимости от наличия.Другие гоминиды (большие обезьяны), рацион которых состоит в основном из растений, по-видимому, занимают промежуточное положение между всеядными приматами и травоядными, не являющимися приматами [30]. В то время как большинство насекомых содержат только десятки видов микробов в кишечнике, кишечники млекопитающих содержат тысячи видов [5]. Кишечник травоядных животных демонстрирует высокое бактериальное разнообразие [5], включая даже виды, ассоциированные с растениями, такие как эндофиты [34]. Поскольку эндофиты обитают в тканях растений, они могут выжить при пищеварении в желудке.

    Микробная популяция кишечника человека, полученная от предков, индивидуально от матери путем вертикальной передачи во время беременности, во время родов и после рождения через контакт с участками тела матери, с наибольшим вкладом из кишечника матери [35]. В течение первых трех лет жизни филогенетический состав кишечных бактерий эволюционирует до взрослого сообщества независимо от географической области [36]. Матери являются источником передачи микробов и колонизации кишечника во время и после рождения.На этот процесс в основном влияет способ родов (вагинальное или кесарево сечение) и вскармливание ребенка (грудное вскармливание или грудное вскармливание). С возрастом микробиота кишечника развивается так же, как и у других членов семьи — из-за того, что домохозяйства являются общими, окружающая среда, по-видимому, является более сильным предиктором, чем генетика хозяина [36].

    Изменения пищевого поведения и рациона ранних видов Homo также включали взаимодействие между членами семьи, но по-другому. Согласно «гипотезе бабушки» [37], добыча пищи и совместное использование так называемых «подземных хранилищ» (корни растений, луковицы и клубни) пожилыми самками приобрели значение после климатических изменений в среде обитания и трансформировали биологию, экологию и общество человека. [38].Согласно этой гипотезе, которая подтверждается изотопными исследованиями [37], пожилые женщины, собирающие клубни, были необходимы для питания детей, что способствовало повышению репродуктивной способности [37]. Важную роль подземных корней, луковиц и клубней в рационе ранних видов Homo все еще можно наблюдать в танзанийской популяции традиционных фуражиров, населяющих засушливые леса саванн [37]. Это подразумевает попадание в организм почвы и его возможные положительные последствия [37].

    Предполагается, что потребление пищи имеет более сильное влияние на микробный состав кишечника, чем генетика хозяина [39]. Микробиота желудочно-кишечного тракта может даже влиять на гены хозяина, регулируя тем самым расход и хранение энергии [39]. Эти результаты дополнительно подтверждаются крупномасштабным исследованием микробиоты кишечника у более чем 1000 здоровых людей, которое не выявило сходства между родственниками, не проживающими в одном доме [40], в то время как генетически неродственные люди, живущие в одном доме, показали значительное сходство.Результаты показывают, что генетика хозяина играет второстепенную роль в формировании микробного сообщества кишечника с общей наследуемостью микробиома ниже 8%. Таким образом, состав кишечного сообщества должен в основном формироваться негенетическими факторами [40], связанными с окружающей средой, включая образ жизни и диету.

    Важность окружающей среды также подтверждается тем фактом, что с возрастом различия между людьми уменьшаются [36]. Кроме того, стало очевидным явное различие в филогенетическом составе микробиома кишечника из разных регионов с самым низким бактериальным разнообразием у городских жителей США по сравнению с сельским населением индейцев и малавийцев [36].Наибольшее разнообразие бактерий и генетических функций, о которых когда-либо сообщалось в группе людей, было обнаружено в отдаленной уединенной популяции охотников-собирателей в джунглях Амазонки [41]. Из вышеизложенного мы заключаем, что краткосрочные и долгосрочные изменения микробиома действительно происходят как на индивидуальном уровне, так и на уровне сообщества, и контакт с почвой играет роль в обоих масштабах.

    4. Микробиом кишечника человека и окружающая среда — образ жизни

    Жилая среда городских жителей демонстрирует более низкое естественное биоразнообразие и более низкую подверженность экологическим микробам [42].Утрата контакта с природной полезной микробиотой, связанной с окружающей средой, косвенно влияет на микробиом кишечника человека и может иметь негативные последствия для здоровья человека [43]. Наши предки были в тесном контакте с почвой из-за своего образа жизни, то есть занимались земледелием и животноводством. Исследования подтверждают, что дети, вступающие в ранний контакт с менее гигиеничной средой, например на открытом воздухе и на фермах, менее подвержены развитию аутоиммунных заболеваний [44]. Это подтверждается «гипотезами гигиены», которые предполагают, что окружающая среда с богатым микробным разнообразием защищает от аллергии и аутоиммунных заболеваний [45,46].Соответственно, не только комменсальные микробы, но и почвенные патогены, по-видимому, потенциально способствуют иммунной толерантности человека, стимулируя иммунорегуляторные пути [47]. Тем не менее, важно отметить, что современная гигиена, антибиотики и современные методы ведения сельского хозяйства внесли огромный вклад в значительное сокращение бремени болезней и смертности людей.

    Есть еще одно свидетельство того, что биоразнообразие почвы взаимосвязано с микробиомом кишечника. В частности, микробное разнообразие кишечника мышей увеличивалось за счет воздействия почвенных микробов [48].Разнообразие кишечных микробов может увеличиваться у мышей, которые контактируют с нестерильной почвой на нормальном рационе, в то время как стерильная почва не влияет на него [6]. Было описано добавление микробов из окружающей среды, увеличение биоразнообразия кишечника, ограниченное влияние на наиболее распространенные бактерии [48]. Таким образом, микробы в первую очередь вносят вклад в микробное разнообразие, в то время как почва может изменять состав сообщества и, по-видимому, влияет на него в той же степени, что и диета [6]. Результаты исследований на животных показывают, что контакт с почвой и ее микробиомом полезен для здоровой микробиоты кишечника [6].

    На здоровье млекопитающих в значительной степени влияет одомашнивание, которое может быть связано с менее разнообразным микробиомом кишечника, наблюдаемым у видов лошадей, по сравнению с недоместицинными видами [49]. Это уменьшенное разнообразие кишечника животных также справедливо для большинства животных зоопарков по сравнению с их свободноживущими собратьями [50].

    Недавнее исследование кишечного микробиома наземных павианов показало, что почва является наиболее доминирующим предиктором формирования кишечной микробиоты с 15-кратным более сильным эффектом, чем генетика хозяина [7].Хотя растительность не сильно определяла микробиоту кишечника, тот факт, что диета всеядных бабуинов находится в тесном контакте с почвой, поддерживает потенциальную передачу микробиоты почвы для колонизации кишечника [7].

    Тесная связь между сокращением биоразнообразия почвы (из-за щелочных почвенных условий) и богатством кишечных микробов у бабуинов является аспектом, который заслуживает особенно критического изучения с учетом глобальной мегатенденции утраты биоразнообразия, особенно для поддержания здоровья человека.Было доказано, что сельская среда, богатая микробиотой, например традиционные фермы, приносит пользу здоровью человека [21]. В частности, ручное земледелие с тесным контактом с почвой, практикуемое общинами амишей в богатой микробами сельской среде, показало значительное положительное влияние на иммунные функции по сравнению с сельскими гуттеритами, которые практикуют механизированное сельское хозяйство [44]. Однако изменения в образе жизни человека могут нейтрализовать защитное воздействие на здоровье из-за изменений в диете, условиях жизни и биоразнообразии окружающей среды [21].В доиндустриальные времена доминировали небольшие структурированные фермы, и большая часть населения работала в сельскохозяйственном секторе, скотоводами или охотниками-собирателями, и поэтому их образ жизни находился в тесном прямом контакте с природой (то есть почвой, растениями).

    Микробиота в нашей окружающей среде влияет на микробиом кишечника человека через прямой контакт с почвой и фекалиями, а также через пищу (качество). Наши предки жили в тесном контакте с окружающей средой (, цикл доиндустриальной микробиоты).Напротив, деятельность человека, такая как урбанизация, индустриализация сельского хозяйства и современный образ жизни, включая использование пестицидов и антибиотиков, а также гормонов (лекарств), вместе с потерей прямого контакта с почвой и фекалиями истощила богатство и дублирование с микробиотой ( b , цикл для промышленной микробиоты). Это истощение микробного богатства во всех компартментах может существенно повлиять на здоровье человека.

    Даже переработка человеческих фекалий в виде «ночной почвы», которая повторно попала на сельскохозяйственные угодья, свидетельствует о замкнутом круговороте ресурсов в те времена ().В настоящее время в автоматизированном животноводстве практически отсутствует прямой контакт с фекалиями, за исключением использования навоза. Навоз домашнего скота, не подвергавшегося лечению, например, в органическом сельском хозяйстве, может оказывать компенсирующие положительные эффекты за счет повторного внедрения кишечной микробиоты в микробную экосистему почвы.

    Рост мирового населения и потребность в жилье и продуктах питания привели к интенсификации методов ведения сельского хозяйства и урбанизации. Рост индустриализации сельского хозяйства приводит к сокращению биоразнообразия почв [51].Уже более 50% населения мира проживает в городах, и ожидается, что к 2050 году эта цифра увеличится примерно до двух третей [52]. Продолжающаяся глобальная урбанизация привела к потере контакта с окружающей средой из-за отделения от природы [53]. Уменьшение контакта с микробами в жилой среде, а также усиление санитарии и использование антибиотиков, пестицидов и гормонов [43] истощили богатство кишечной микробиоты ().

    В этом контексте особое значение имеет тот факт, что разнообразие кишечных бактерий у взрослых выше в сельских обществах по сравнению с городскими сообществами [41,54,55], в то время как более низкое бета-разнообразие (различия между людьми) наблюдалось в сельское население [54].Образ жизни охотников-собирателей, близкий к нашим предкам, показал наибольшее богатство микробиома кишечника [55].

    Мартинес и его коллеги [54] предположили, что как воздействие окружающей среды, так и горизонтальная передача симбионтов (собирательно называемая микробным распространением), вероятно, будут управлять микробиомом кишечника у сельского населения, в то время как городской образ жизни приводит к ограничению распространения микробов. Такой низкий разброс может объяснить высокую межличностную изменчивость микробиома кишечника человека городских жителей (бета-разнообразие).Ограниченное расселение в сочетании с санитарией, приемом лекарств и диетическими изменениями снижает успешную колонизацию и, следовательно, богатство кишечного микробиома [54]. Диета с высоким содержанием клетчатки и сложных углеводов, которая типична для сельского населения Африки, может сохранить богатство кишечного микробиома, в отличие от потребления продуктов с высокой степенью переработки, которые распространены в городских районах индустриальных западных стран [56].

    Гигиенические меры снижают риск передачи патогенов, а также кишечных симбионтов [54].Это ограничение в расселении из-за современного образа жизни также снижает возможность гомогенизации среди индивидуумов и приводит к высокому бета-разнообразию в западных популяциях, таким образом успешно связывая колонизацию видов с рассеянием, уменьшая богатство [54].

    Таким образом, фекальное загрязнение водных ресурсов представляет значительный риск для здоровья человека из-за распространения инфекционных заболеваний от фекальных патогенов [57]. Такие методы санитарии, как очистка воды, а также анализ микробной опасности и анализа рисков для ресурсов питьевой воды являются современным уровнем для развитых западных стран и снижают риск заражения кишечными патогенами.Проблемы при отслеживании микробных источников фекального загрязнения заключаются в дифференциации происхождения и обеспечении целевой специфичности для фекалий за счет исключения идентификации генетических маркеров, которые похожи, но встречаются во внекишечных средах обитания, таких как почва, растения и другие источники окружающей среды [ 58,59].

    Помимо множества экологических функций, таких как производство биомассы и поддержание биоразнообразия, почва выполняет уникальную функцию по обеспечению чистой питьевой водой [60].Эта функция почвы также усиливается биоразнообразием почвы, вероятно, из-за их участия, улучшения структуры почвы и инфильтрации воды и, следовательно, просачивания через профиль. Это очень полезно для фильтрации и буферной способности почвы, чтобы гарантировать удаление загрязнителей и патогенов за счет исключения размера, адсорбции и отмирания (минерализация и метаболизация, [47]). Этот факт еще раз подчеркивает важность почвенной микробиоты для здоровья человека, увеличивая деградацию вредных загрязнителей, тем самым уменьшая воздействие плохой антропогенной санитарии.

    Городские жители теряют контакт не только с почвой, но и с фекалиями (), например, потому что нет необходимости убирать конюшни. Важность фекальной микробиоты для развития микробиома кишечника подтверждается тем фактом, что у младенцев, родившихся через естественные родовые пути, доля фекальной микробиоты у младенцев выше, чем у детей, родившихся посредством кесарева сечения [61]. Почва и фекалии животных могут иметь важное значение для эволюции микробиома кишечника человека, учитывая, что после отлучения от груди младенцы ползают по земле и исследуют окружающую среду своим ртом [6].Богатая среда на этом этапе важна для здоровья человека для иммуномодулирующего развития в раннем возрасте.

    Как упоминалось выше, с защитой от любых форм патогенов искусственные среды, такие как города, можно рассматривать как места обитания, которые в конечном итоге имеют меньшее количество полезных микробов и могут концентрировать патогены. Даже в большинстве случаев контакт с фекалиями может нарушить здоровый микробиом кишечника [62]. Гипотеза гигиены предполагает, что и коммунисты, и патогены могут стимулировать иммунные функции.

    Доступ к большему количеству биоразнообразных территорий в городской среде, таких как зеленые насаждения и парки, связан с пользой для здоровья независимо от социально-экономического статуса [63], что может быть связано с воздействием богатой микробиоты окружающей среды. Следовательно, недавние исследования городского переустройства с целью улучшения городского биоразнообразия нашей среды обитания могут защитить от иммунных заболеваний за счет более тесного контакта с разнообразным набором микробиоты окружающей среды и, следовательно, улучшить здоровье человека [64].

    Таким образом, мы предполагаем, что современный образ жизни человека и потеря прямого контакта с почвой вызывают прерывания микробиологического цикла в городской среде, в отличие от доиндустриальной сельской местности. Таким образом, почва является основным источником здорового кишечного микробиома человека. Однако точный способ, которым почва и окружающая среда формируют микробиом кишечника человека и как изменения образа жизни влияют на микробиом кишечника, требует дальнейшего изучения. Это динамично развивающаяся тема исследований, актуальная для профилактической медицины.

    5. Микробиом кишечника человека и диета / питание

    Помимо городского образа жизни и потери контакта с природой, за последнее десятилетие изменилось и наше питание. Чтобы сохранить пищу для длительной транспортировки, хранения и раздачи, ее часто стерилизуют. Помимо более обработанного питания, потребление более калорийной пищи, богатой сахарами и жирами, снижает биоразнообразие кишечника [65]. Часто это приводит к возникновению порочного круга, поскольку продвигаемые в желудочно-кишечном тракте микробы подвергаются селективному давлению, чтобы манипулировать пищевым поведением хозяина и могут вызывать тягу к нездоровой пище, которая подавляет их микробных конкурентов [65].

    Лекарства, в частности прием определенных лекарств, в основном управляет микробиомом кишечника западных популяций и объясняет наибольшую общую дисперсию фекального микробиома, как показало крупномасштабное датское исследование [66]. Повышенное потребление медицинских антибиотиков, а также повышенное потребление мяса привели к увеличению числа устойчивых к антибиотикам бактерий и генов и вызвали серьезные экологические проблемы. Антибиотики уничтожают не только болезнетворные микроорганизмы, но и полезные микробы, населяющие человеческий организм, тем самым резко меняя состав сообщества.Устойчивость к антибиотикам может передаваться между популяциями бактерий посредством горизонтального переноса генов устойчивости к антибиотикам; кишечник — это среда обитания, где это происходит преимущественно из-за высокой плотности населения [21]. Среди областей устойчивости к антибиотикам наиболее горячими точками являются городские канализационные системы, в которых наблюдается большое количество бактерий [67]. В этом контексте потребление генетически модифицированных растений также следует рассматривать с осторожностью, поскольку модифицированные гены могут передаваться через бактерии в ризосферу или кишечник [21,68].

    Крупномасштабное исследование фекального микробиома, включая клинические и основанные на анкетировании ковариаты, показало, что консистенция стула оказывает наибольшее влияние на фекальный микробиом, в то время как пероральные препараты объясняют наибольшую общую дисперсию [66]. Среди факторов, определяющих комбинированное воздействие на состав фекального микробиома, также входят такие особенности питания, как потребление клетчатки или фруктов и предпочтение хлеба.

    То, что диета имеет отношение к формированию микробиома кишечника человека, дополнительно подтверждается исследованием Martinez et al.[54], который предполагает, что диета, богатая углеводами и клетчаткой растительного происхождения, является более сильным предиктором структуры микробного разнообразия кишечника в менее развитых районах Папуа-Новой Гвинеи, чем антибиотики, хотя это лекарство широко распространено на местном уровне. Микробиом кишечника охотников-собирателей, не имеющих доступа к лекарствам [55], показал значительные различия в численности на уровне филума или рода между мужчинами и женщинами, что указывает на традиционное разделение работы и диеты между полами. Предполагается, что женщины с большей вероятностью будут оставаться на одном месте с семьей, имеющей диету, богатую клубнями и клетчаткой, в то время как охоту вели мужчины, что сформировало микробиом их кишечника [55].

    Сообщество собирателей-охотников в Танзании показало низкое содержание или полное отсутствие бифидобактерий в микробиоме кишечника [55], что обычно проявляется в большом количестве у младенцев, находящихся на грудном вскармливании [36]. Бифидобактерии являются доминирующей частью кишечного сообщества младенцев в течение первого года жизни. Кроме того, бифидобактерии являются жизненно важным компонентом микробиома кишечника западной цивилизации из-за диетических предпочтений, таких как потребление молочных продуктов и мяса [54]. Более низкая доля бифидобактерий по сравнению с бактериями, использующими клетчатку, в микробиоме кишечника человека веганов [54,69] подтверждает идею о том, что различные пищевые привычки, такие как потребление продуктов животного происхождения, могут влиять на долю функционально различных бактерий в кишечнике.

    Микробиомы незападных популяций напоминают микробиомы вегетарианцев и веганов [69,70]. Функциональная категоризация генов, которые были получены из кишечника американских индейцев с типично богатой белком диетой, показала параллели с таковой у хищных млекопитающих [36]. В отличие от микробиомов граждан США, более высокие доли функциональных генов, кодирующих глутамат-синтазу, наблюдались в микробиомах малавийцев (населяющих Восточную Африку) и американских индейцев (коренных народов Америки), которые традиционно едят кукурузу и маниоку.Это аналогично различиям между травоядными и хищными млекопитающими [36].

    В этом контексте интересно, что в датском исследовании диетические привычки, которые считались важными для формирования микробиома кишечника, определили набор углеводов как релевантных, таких как фрукты, хлеб и потребление алкоголя [66].

    Конкретные виды пищи приводят к предсказуемым сдвигам в микробиоте кишечника, и, следовательно, диета может напрямую влиять на микробиом кишечника человека [70].В индустриальную эпоху рацион человека изменился: в основном сезонные и выращиваемые на местном уровне большое разнообразие сельскохозяйственных культур превратились в несколько высокоурожайных сортов. Вместе с ростом монокультурных культур использование пестицидов () еще больше снижает биоразнообразие почвы. Поскольку почвенные микробы колонизируют растения, биоразнообразие почвы и разнообразие микробиома растений могут быть разными до и после сбора урожая [71].

    Изменение образа жизни человека также включает в себя несколько операций после сбора урожая перед употреблением ().Эти операции включают очистку, измельчение, разделение, смешивание, сушку / увлажнение, нагревание, диспергирование, упаковку, хранение, распределение, транспортировку и другие. Однако, поддерживая биоразнообразие почвы, в частности симбиотических микробов, меры по сохранению пищевых продуктов могут быть сокращены. Было показано, что симбиотические микробы растений, такие как арбускулярные микоризные грибы, уменьшают количество паразитов, вызываемых накоплением, на основных сельскохозяйственных культурах, таких как картофель [71]. Высокое видовое богатство может эффективно снизить риск заболеваний клубней [71].Помимо снижения фитосанитарного риска, корневые симбионты могут повысить питательные качества продуктов питания / сельскохозяйственных культур, включая витамины, минеральное содержание (макро- и микроэлементы) и антиоксиданты, а также другие вторичные метаболиты растений, которые полезны для здоровья человека [71,72 ]. Это подчеркивает, что здоровое питание и образ жизни сочетаются с потреблением продуктов питания с ферм, которые используют методы управления почвами, способствующие сохранению биоразнообразия почвы. Современные изменения в сельском хозяйстве и питании также включают усилия по селекции растений, например.г., чтобы уменьшить горечь Brassicacae, таких как брокколи, цветная капуста и капуста. Горечь возникает из-за глюкозинолатов, которые помогают растению противостоять патогенам и считаются противораковым метаболитом. Следовательно, пищеварительная функция глюкозинолатов в основном истощается в кишечнике человека [21]. Эта адаптация к питанию, вероятно, происходит через функциональные гены, так же, как трансформация и деградация лекарств в кишечнике человека.

    Как и в случае с горькими видами растений, потребление свежих фруктов, которые почти не подвергаются обработке, полезно для здоровья человека, в частности, поскольку биоразнообразие почвы стимулирует производство вторичных метаболитов [71].В то время как употребление в пищу сильно переработанной пищи, такой как хлеб, обеспечило бы кишечному микробному сообществу различные источники углеводов или клетчатки, влияние на вторичные метаболиты из-за высокого или низкого биоразнообразия почвы во время обработки теряется [71].

    В отличие от традиционных мелких фермерских хозяйств, крупные фермы, довольно распространенные во многих промышленно развитых странах, используют интенсивные методы ведения сельского хозяйства, такие как монокультурное выращивание нескольких видов растений для оптимизации урожайности. Это уменьшило разнообразие продуктов питания для людей и дополнительно увеличило потенциальные угрозы через загрязняющие вещества из-за использования агрохимикатов.Следовательно, органически выращенные овощи демонстрируют более высокое биоразнообразие микробных эндофитов и эпифитов, чем выращиваемые традиционным способом [21]. Недавнее метаизучение сельскохозяйственных почв показало, что органическое земледелие является средством повышения численности и активности почвенных микробов [73].

    Мы пришли к выводу, что помимо приема антибиотиков устранение микробов из пищи путем обработки оказывает прямое влияние на микробиом кишечника человека. Как бы то ни было, потребление разнообразной пищи, богатой клетчаткой и вторичными растительными метаболитами, с живой микробиотой из разнообразной почвенной среды может положительно повлиять на кишечник.

    6. Почвенный микробиом как функциональная экосистема — потенциальные связи с микробиомом кишечника

    В глобальном масштабе почвы очень разнообразны, как и их микробы. Есть лишь несколько видов, которые можно найти во всех почвах, в то время как существует множество редких видов, которые встречаются только в определенных почвах или географических районах [47]. Эта огромная неоднородность биоразнообразия почв и ее связь с географическими районами рассматривалась несколькими исследовательскими группами [74,75,76], и был разработан глобальный атлас биоразнообразия почв и его домашняя страница (https: // www.globalsoilbiodiversity.org/atlas-introduction/). Таким образом, стало возможным сравнение географических данных микробиомов почвы с микробиомами кишечника человека [43].

    Неожиданно Tasnim et al. [43] сообщили, что между почвенными и кишечными микробами на более низких таксономических уровнях мало общего. В образцах фекалий человека преобладали типы Bacteriodetes и Firmicutes, а в образцах почвы — Proteobacteria и Verrucomicrobia. Хотя по-прежнему отсутствуют данные для сравнения микробиома кишечника и почвы на больших географических территориях, а также существует ряд критических методологических вопросов, похоже, между этими двумя средами обитания существуют фундаментальные различия.Одно из основных отличий состоит в том, что почва является средой с ограничениями по углероду и энергии, а микробы ведут образ жизни с целью выживания с голоду [77], тогда как в кишечнике человека углерода и энергии много. Иная ситуация в ризосфере, где существует постоянное размножение корневых экссудатов с высоким содержанием углерода, обеспечивающих питательные вещества и энергию. Микробное сообщество ризосферы связано с сообществом корневых эндофитов, а также с основным сообществом почвы [78]. Действительно, микробиом ризосферы клевера красного (бобовое растение: семейство растений с наибольшей корневой экссудацией) содержит бактерии Bacteriodetes, а также Verrucomicrobia и их симбиотические клубеньковые бактерии [79].Внутренние и внешние симбионты у корней растений различаются: первые похожи на бактерии в кишечнике животных, а вторые — на те, что колонизируют кожу [80].

    Помимо филогенетического сходства между ризосферой растений и микробиомом кишечника человека, существует много функциональных сходств [81]: (i) Кишечник и ризосфера — это открытые системы с большими площадями поверхности, перенаселенными микробами. (ii) Кишечник и ризосфера характеризуются градиентом кислорода, воды и pH, что приводит к разнообразию ниш.(iii) Структура микробиома кишечника и ризосферы формируется в соответствии с генотипом и возрастом хозяина. Оба обеспечивают защиту от патогенов и модулируют иммунную систему [81]. Эти сходства между царствами в экологии микробиома приводят к обсуждению сходных стратегий биоконтроля патогенов у растений и людей [82]. Одним из часто наблюдаемых явлений является то, что выживаемость захватчиков обратно пропорциональна разнообразию местного микробиома. Это можно объяснить более высоким потреблением ресурсов и, как следствие, сокращением доступности ниши [83].Эти результаты указывают на первостепенную важность поддержания богатого разнообразия почв / ризосфер в первую очередь для того, чтобы избежать необходимости биотехнологических вмешательств на более позднем этапе (например, введение пробиотиков или симбионтов, как обсуждается в [84]).

    Чтобы поддерживать богатое биоразнообразие ризосферы, мы должны понимать основные движущие силы этой функциональной экосистемы: микробиом ризосферы связан с типом почвы, влажностью, возрастом, генотипом растений, корневыми лизатами и экссудатами [5].Подобно кишечнику человека, ризосфера имеет обширную поверхность (через корневые волоски или микроворсинки [5]). Вдобавок обе системы имеют значительную общую неоднородность и, следовательно, множественные микросреды, которые могут быть заселены большим количеством видов по сравнению с другими средами обитания, такими как воздух, поверхность листьев или водоемы [18,24]. Эти микросреды уменьшаются при интенсивной обработке почвы или при гидропонном культивировании. Считается, что микробиота ризосферы обогащена r-отобранными видами, вероятно, из-за высокой доступности питательных веществ.В отличие от этого, основная масса почвы обычно показывает более стабильную популяцию медленно растущей микробиоты, такой как Acidobacteria, Chloroflexi, Verrucomicrobia и Planctomycetes, которые ранее были описаны как почвенные олиготрофы [85,86]. Они могут пережить длительные периоды голодания [77] и необходимы для повторной инокуляции новых сеянцев. Внесение чрезмерных доз минеральных удобрений снижает условия выживания почвенных олиготрофов [87]. Помимо ненадлежащего землепользования, изменение характера землепользования имеет серьезные последствия для микробных сообществ.В частности, запечатывание почвы и эрозия почвы приводят к потере больших площадей почв вместе с их типичными местными микробными популяциями, и эту потерю невозможно восстановить [88].

    Также биопленки можно найти как в желудочно-кишечном тракте / кишечнике человека [89,90], так и в ризосфере [91,92]. Кишечник и ризосфера почвы богаты питательными веществами и следуют циркадным циклам, таким как фиксация азота в корнях риса, которая днем ​​выше, чем в темноте, а также гормон мелатонин в желудочно-кишечном тракте человека, который контролирует биологические часы [5].

    Кишечник, а также микробиом ризосферы можно рассматривать как «суперорганизмы», содержащиеся в / вокруг хозяина, которые имеют первостепенное значение для здоровья и работоспособности хозяина, потому что (i) микробиота кишечника важна для производства необходимых аминокислоты и витамины, такие как B12 и K, и (ii) микробиота корней для выработки гормонов, которые способствуют здоровью растений за счет улучшения усвоения питательных веществ, устойчивости к абиотическому (например, засуха) и биотическому (например, патогены) стрессу и поддержанию рост [21].

    Дефицит некоторых питательных микроэлементов у людей, происходящих из обедненных питательными веществами почв, может иметь существенное влияние в качестве кофакторов метаболизма, модуляции активности ферментов или функционирования в качестве коферментов [93]. Любое сокращение наземного и подземного биоразнообразия почвы угрожает функциям почвенных экосистем [94]. Эти потери биоразнообразия почв происходят из-за прямой антропогенной деятельности [47]. Косвенные антропогенные воздействия, вызванные изменением климата, будут во все большей степени влиять на функционирование почвы за счет стресса почвенных организмов и воздействия на биоразнообразие, как показали эксперименты по потеплению почвы [95,96,97].

    Урбанизация во всем мире, а также механизация сельского хозяйства резко возросли за последнее столетие. В сочетании с использованием агрохимикатов, таких как минеральные удобрения и пестициды, биоразнообразие почвы сокращается. В медицине для людей за это время произошла сильная трансформация благодаря использованию антибиотиков и гормонов. Недавно было доказано существенное влияние лекарств на микробиом кишечника западного населения [66].

    На основании вышеупомянутого структурного и функционального сходства между ризосферой почвы и микробиомом кишечника человека мы заключаем, что обе экосистемы можно рассматривать как функциональные экосистемы, которые взаимодействуют друг с другом.Это взаимодействие в последнее время сокращается, что может усилить потери биоразнообразия, которые произошли в обеих системах.

    7. Резюме

    Данные последних исследований показывают, что современный образ жизни / окружающая среда является наиболее активным фактором формирования кишечного микробиома человека, несмотря на смешивающее влияние пищевых привычек, культуры и генетики хозяина. Микробиота почвы (ризосферы) явно влияет на качество и хранение нашей пищи, помимо воздействия послеуборочной обработки.В этом контексте необходимы дополнительные исследования, чтобы продемонстрировать, как можно сохранить биоразнообразие полезных микробов в наших продуктах питания. Кроме того, конкретные методы ведения сельского хозяйства, особенно управление почвами, могут улучшить текущее качество продуктов питания.

    По сути, недавние результаты показывают, что более подробное изучение микробиоты почвы и корней может выявить влияние на здоровье человека, возможно, среди прочего, путем принятия образа жизни предыдущих поколений. Такой образ жизни, такой как сокращение потребления скота и молочных продуктов, а также потребление большего количества пищевых волокон и горьких веществ, может иметь благотворное влияние на наше здоровье.Потребление в основном необработанных, экологически чистых региональных продуктов является одним из способов достижения этой цели. Кроме того, дикие родственники используемых в настоящее время высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур могут увеличить наземное и подземное биоразнообразие и, следовательно, принести пользу почве и здоровью человека, например, за счет повторного внедрения утраченных полезных микробов.

    Богатый микробиом почвы также будет иметь несколько преимуществ для наземной экосистемы за счет повышения эффективности использования и усвоения питательных веществ, что может улучшить урожайность, а также устойчивость растений к глобальным климатическим изменениям и биотическим стрессорам.Тот факт, что микробиом кишечника охотников-собирателей имеет более высокое видовое богатство, чем у людей, питающихся западными продуктами питания, свидетельствует о сельскохозяйственных методах, способствующих устойчивому использованию почвы и здоровью человека. Что касается продовольственной безопасности с точки зрения прогнозируемых изменений в демографии человека и изменениях окружающей среды, то первостепенное значение имеет обеспечение биологически устойчивого использования земли и почвы.

    8. Выводы и перспективы

    Почва вносит свой вклад в микробиом кишечника человека — она ​​сыграла важную роль в эволюции микробиома кишечника человека, а также является основным инокулянтом и источником полезных кишечных микроорганизмов.В частности, существует функциональное сходство между ризосферой почвы и кишечником человека. Однако в последние десятилетия контакт с почвой в значительной степени сократился, что вместе с современным образом жизни и питанием привело к истощению микробиома кишечника, что отрицательно сказалось на здоровье человека. Поэтому мы предлагаем расширить исследования географических и функциональных взаимосвязей для выявления причин и следствий между почвой и кишечной микробиотой, чтобы принести пользу здоровью человека и окружающей среде.

    Благодарности

    Авторы глубоко признательны за идеи, вклад и отзывы о рукописи, предоставленные Хубертом Э. Блюмом. Он поддерживается Венским издательским фондом открытого доступа BOKU.

    Финансирование

    Это исследование не получало внешнего финансирования.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Ссылки

    1. Бревик Э., Перег Л. Связь почв, растений, животных и здоровья человека. Catena Soil Sciences; Штутгарт, Германия: 2017.История почв в отношении здоровья животных и человека. [Google Scholar] 2. Sing D., Sing C.F. Воздействие прямого воздействия переносимой по воздуху пыли и геофагии на почву на здоровье человека. Int. J. Environ. Res. Здравоохранение. 2010. 7: 1205–1223. DOI: 10.3390 / ijerph7031205. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3. Блюм Х. Микробиом: ключевой игрок в здоровье и болезнях человека. J. Healthc. Commun. 2017; 2: 1–5. DOI: 10.4172 / 2472-1654.100062. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Шамаим Т., Луис Э., Беренис Дж.М., Луис М.Б., Моника Р., Хулио М., Марко А.Р., Эрнесто О.О., Эсперанса М.Р. Общие черты кишечной и корневой микробиоты. Прил. Environ. Microbiol. 2013; 79: 2–9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Чжоу Д.Р., Бай З.М., Чжан Х.Л., Ли Н., Бай З.Й., Ченг Ф.Д., Цзян Х.Т., Мао С.Б., Сунь X., Лу З.Х. Почва — ключевой фактор, влияющий на микробиоту кишечника, и его эффект сопоставим с тем, что оказывает диета для мышей. F1000 Исследования. 2018; 7: 1588. DOI: 10.12688 / f1000research.15297.1. [CrossRef] [Google Scholar] 7.Лаура Э. Г., Мари Дж. Э., Сьюзан К. А., Ран Б., Гидеон Б., Дженни Т., Элизабет А. А. Гены, геология и микробы: микробиота кишечника в гибридной зоне приматов объясняется свойствами почвы участка, а не видами хозяев. Proc. R. Soc. В: Биол. Sci. 2019; 286: doi. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10. Линч С.В., Педерсен О. Микробиом кишечника человека в состоянии здоровья и болезней. N. Engl. J. Med. 2016; 375: 2369–2379. DOI: 10.1056 / NEJMra1600266. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Ли Дж., Цзя Х., Цай Х., Чжун Х., Фэн К., Сунагава С., Арумугам М., Култима Дж. Р., Прифти Э., Нильсен Т. и др. Интегрированный каталог эталонных генов микробиома кишечника человека. Nat. Biotechnol. 2014; 32: 834. DOI: 10,1038 / НБТ.2942. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Берг Р.Д. Аборигенная микрофлора желудочно-кишечного тракта. Trends Microbiol. 1996. 4: 430–435. DOI: 10.1016 / 0966-842X (96) 10057-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Дэниел Р. Метагеномика почвы. Nat. Rev. Microbiol. 2005; 3: 470–478. DOI: 10,1038 / nrmicro1160.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Дельгадо-Бакерисо М., Оливеро А.М., Брюер Т.Е., Бенавент-Гонсалес А., Элдридж Д.Д., Барджетт Р.Д., Маэстре Ф.Т., Сингх Б.К., Фирер Н. Глобальный атлас доминирующих бактерий, обнаруженных в почве. Наука. 2018; 359: 320–325. DOI: 10.1126 / science.aap9516. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Томпсон Л.Р., Сандерс Дж. Г., Макдональд Д., Амир А., Ладау Дж., Лоси К. Дж., Прилл Р. Дж., Трипати А., Гиббонс С. М., Акерман Г. Общий каталог показывает многомасштабное микробное разнообразие Земли.Природа. 2017; 551: 457–463. DOI: 10,1038 / природа24621. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Roesch L.F.W., Fulthorpe R.R., Riva A., Casella G., Hadwin A.K.M., Kent A.D., Daroub S.H., Camargo F.A.O., Farmerie W.G., Triplett E.W. Пиросеквенирование перечисляет и сопоставляет микробное разнообразие почвы. ISME J. 2007; 1: 283–290. DOI: 10.1038 / ismej.2007.53. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Фирер Н., Леннон Дж. Т. Создание и поддержание разнообразия микробных сообществ.Являюсь. J. Bot. 2011; 98: 439–448. DOI: 10.3732 / ajb.1000498. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Леннон Дж. Т., Джонс С. Э. Банки семян микробов: экологические и эволюционные последствия покоя. Nat. Rev. Microbiol. 2011; 9: 119–130. DOI: 10,1038 / nrmicro2504. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Гудрич Дж. К., Уотерс Дж. Л., Пул А. К., Саттер Дж. Л., Корен О., Блехман Р., Бомонт М., Ван Треурен В., Найт Р., Белл Дж. Т. и др. Человеческая генетика формирует микробиом кишечника. Клетка. 2014; 159: 789–799.DOI: 10.1016 / j.cell.2014.09.053. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Flandroy L., Poutahidis T., Berg G., Clarke G., Dao M.C., Decaestecker E., Furman E., Haahtela T., Massart S., Plovier H., et al. Влияние человеческой деятельности и образа жизни на взаимосвязанную микробиоту и здоровье человека и экосистем. Sci. Total Environ. 2018; 627: 1018–1038. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2018.01.288. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Торсвик В., Овреос Л. Разнообразие и функции микробов в почве: от генов к экосистемам.Curr. Opin. Microbiol. 2002. 5: 240–245. DOI: 10.1016 / S1369-5274 (02) 00324-7. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 24. Салим М., Трау М., Первиз З. Экология микробиомного сообщества: основы и приложения. Springer; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2015. [Google Scholar] 25. Зильо Г., Андреоттола Г., Барбести С., Боскетти Г., Бруни Л., Фоладори П., Вилла Р. Оценка жизнеспособности активного ила с помощью проточной цитометрии. Water Res. 2002; 36: 460–468. DOI: 10.1016 / S0043-1354 (01) 00228-7. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26.Ваахтовуо Дж., Коркеамаки М., Мунукка Э., Вильянен М.К., Тойванен П. Количественная оценка бактерий в кале человека с использованием гибридизации 16S рРНК, окрашивания ДНК и проточной цитометрии. J. Microbiol. Методы. 2005. 63: 276–286. DOI: 10.1016 / j.mimet.2005.03.017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. van der Waaij L.A., Limburg P.C., Mesander G., van der Waaij D. Покрытие анаэробных бактерий in vivo IgA в человеческих фекалиях. Кишечник. 1996. 38: 348–354. DOI: 10.1136 / gut.38.3.348. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28.Franks A.H., Harmsen H.J., Raangs G.C., Jansen G.J., Schut F., Welling G.W. Вариации бактериальных популяций в кале человека, измеренные с помощью флуоресцентной гибридизации in situ с группоспецифичными олигонуклеотидными зондами, нацеленными на 16S рРНК. Прил. Environ. Microbiol. 1998. 64: 3336–3345. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 29. Сендер Р., Фукс С., Майло Р. Пересмотренные оценки количества человеческих и бактериальных клеток в организме. PLoS Biol. 2016; 14: e1002533. DOI: 10.1371 / journal.pbio.1002533. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30.Лей Р.Э., Лозупоне К.А., Хамади М., Найт Р., Гордон Дж. И. Миры внутри миров: эволюция микробиоты кишечника позвоночных. Nat. Rev. Microbiol. 2008; 6: 776–788. DOI: 10,1038 / nrmicro1978. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 31. Хак С.З., Хак М. Экологическое сообщество комменсальных, симбиотических и патогенных желудочно-кишечных микроорганизмов — оценка. Clin. Exp. Гастроэнтерол. 2017; 10: 91–103. DOI: 10.2147 / CEG.S126243. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32.Уолтер Дж., Бриттон Р.А., Роос С. Симбиоз между хозяевами и микробами в желудочно-кишечном тракте позвоночных и парадигма Lactobacillus reuteri. Proc. Natl. Акад. Sci. США. 2011; 108: 4645–4652. DOI: 10.1073 / pnas.1000099107. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 33. Мёллер А.Х., Ли Ю., Мпоуди Нголе Э., Ахука-Мундеке С., Лонсдорф Э. В., Пусей А. Э., Петерс М., Хан Б. Х., Охман Х. Быстрые изменения микробиома кишечника в процессе эволюции человека. Proc. Natl. Акад. Sci. США. 2014; 111: 16431–16435.DOI: 10.1073 / pnas.141
  308. 11. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 34. Розенблют М., Мартинес-Ромеро Э. бактериальные эндофиты и их взаимодействие с хозяевами. Мол. Взаимодействие с растительными микробами. 2006; 19: 827–837. DOI: 10.1094 / MPMI-19-0827. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 35. Ферретти П., Пазолли Э., Тетт А., Асникар Ф., Горфер В., Феди С., Арманини Ф., Труонг Д. Т., Манара С., Золфо М. и др. Передача микробов от матери к младенцу из разных участков тела формирует развивающийся микробиом кишечника младенца.Клеточный микроб-хозяин. 2018; 24: 133–145. DOI: 10.1016 / j.chom.2018.06.005. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. Яцуненко Т., Рей Ф.Э., Манари М.Дж., Трехан И., Домингес-Белло М.Г., Контрерас М., Магрис М., Идальго Г., Бальдассано Р.Н., Анохин А.П. и др. Микробиом кишечника человека в зависимости от возраста и географии. Природа. 2012; 486: 222–227. DOI: 10,1038 / природа11053. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Ангар П.С. Эволюция человеческого рациона: известное, неизвестное и непознаваемое.Издательство Оксфордского университета; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2007. [Google Scholar] 38. О’Коннелл Дж. Ф., Хоукс К., Джонс Н. Г. Б. Бабушка и эволюция Homo erectus. J. Hum. Evol. 1999; 36: 461–485. DOI: 10.1006 / jhev.1998.0285. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 40. Ротшильд Д., Вайсброд О., Баркан Э., Курилщиков А., Корем Т., Зееви Д., Костя П. И., Годнева А., Калка И. Н., Бар Н. и др. В формировании микробиоты кишечника человека окружающая среда преобладает над генетикой хозяина. Природа. 2018; 555: 210–215. DOI: 10,1038 / природа25973.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 41. Клементе Дж. К., Перссон Э. К., Блазер М. Дж., Сандху К., Гао З., Ван Б., Магрис М., Идальго Г., Контрерас М., Ноя-Аларкон О. и др. Микробиом индейцев, не вступавших в контакт. Sci. Adv. 2015; 1: e1500183. DOI: 10.1126 / sciadv.1500183. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 42. Hanski I., von Hertzen L., Fyhrquist N., Koskinen K., Torppa K., Laatikainen T., Karisola P., Auvinen P., Paulin L., Mäkelä M.J., et al. Биоразнообразие окружающей среды, микробиота человека и аллергия взаимосвязаны.Proc. Natl. Акад. Sci. США. 2012; 109: 8334–8339. DOI: 10.1073 / pnas.1205624109. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 43. Тасним Н., Абулизи Н., Питер Дж., Харт М.М., Гибсон Д.Л. Связь экосистемы кишечных микробов с окружающей средой: зависит ли здоровье кишечника. на Где мы живем? Фронт. Microbiol. 2017; 8: 1935. DOI: 10.3389 / fmicb.2017.01935. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 44. Стейн М.М., Хруш К.Л., Гоздз Дж., Игартуа К., Пивнюк В., Мюррей С.Э., Ледфорд Дж. Г., Маркес душ Сантуш М., Андерсон Р.Л., Метвали Н. и др. Врожденный иммунитет и риск астмы у амишей и гуттеритов. Ребенок. New Engl. J. Med. 2016; 375: 411–421. DOI: 10.1056 / NEJMoa1508749. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 46. Ладья G.A.W. Серия обзоров по гельминтам, иммунной модуляции и гигиенической гипотезе: более широкие последствия гигиенической гипотезы. Иммунология. 2009; 126: 3–11. DOI: 10.1111 / j.1365-2567.2008.03007.x. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47.Уолл Д.Х., Нильсен Ю.Н., Сикс Дж. Биоразнообразие почв и здоровье человека. Природа. 2015; 528: 69–76. DOI: 10,1038 / природа15744. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 48. Zhou D., Zhang H., Bai Z., Zhang A., Bai F., Luo X., Hou Y., Ding X., Sun B., Sun X. и др. Воздействие почвы, домашней пыли и гниющих растений увеличивает разнообразие кишечных микробов и снижает уровни сывороточного иммуноглобулина E у мышей BALB / c. Environ. Microbiol. 2015; 18: 1326–1337. DOI: 10.1111 / 1462-2920.12895. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 49.Меткалф Дж. Л., Сонг С. Дж., Мортон Дж. Т., Вайс С., Сегин-Орландо А., Джоли Ф., Фех К., Таберле П., Куассак Э., Амир А. и др. Оценка воздействия одомашнивания и содержания в неволе на микробиом кишечника лошади. Sci. Отчет 2017; 7: 15497. DOI: 10.1038 / s41598-017-15375-9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 50. Muegge B.D., Kuczynski J., Knights D., Clemente J.C., González A., Fontana L., Henrissat B., Knight R., Gordon J.I. Рацион питания. способствует сближению функций микробиома кишечника в филогенезе млекопитающих и в организме человека.Наука. 2011; 332: 970–974. DOI: 10.1126 / science.1198719. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 51. Бендер С.Ф., Вагг К., Ван дер Хейден М.Г.А. Подпольная революция: биоразнообразие и экологическая инженерия почвы для устойчивости сельского хозяйства. Trends Ecol. Evol. 2016; 31: 440–452. DOI: 10.1016 / j.tree.2016.02.016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 52. ДЭСВ ООН. В: World Population Prospects: The 2017 Revision, Key Findings and Advanced Tables. D.o.E.a.S.A. Организация Объединенных Наций, редактор.Отдел народонаселения; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2017. [Google Scholar] 53. Тернер В.Р., Накамура Т., Динетти М. Глобальная урбанизация и отделение человека от природы. Биология. 2004. 54: 585–590. DOI: 10.1641 / 0006-3568 (2004) 054 [0585: GUATSO] 2.0.CO; 2. [CrossRef] [Google Scholar] 54. Мартинес И., Стеген Дж. К., Мальдонадо-Гомес М. X., Эрен А. М., Сиба П. М., Гринхилл А. Р., Уолтер Дж. Микробиота кишечника сельских жителей Папуа — Новой Гвинеи: состав, модели разнообразия и экологические процессы. Cell Rep. 2015; 11: 527–538.[PubMed] [Google Scholar] 55. Шнорр С.Л., Кандела М., Рампелли С., Чентанни М., Консоланди К., Басалья Г., Туррони С., Бьяджи Э., Пеано К., Севернини М. и др. Микробиом кишечника охотников-собирателей хадза. Nat. Commun. 2014; 5: 1–12. DOI: 10,1038 / ncomms4654. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 56. Граф Д., Ди Каньо Р., Фок Ф., Флинт Х. Дж., Найман М., Саарела М., Ватцл Б. Вклад диеты в состав микробиоты кишечника человека. Microb. Ecol. Health Dis. 2015; 26: 26164.DOI: 10.3402 / mehd.v26.26164. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 57. Reischer G.H., Haider J.M., Sommer R., Stadler H., Keiblinger K.M., Hornek R., Zerobin W., Mach R.L., Farnleitner A.H. Количественное отслеживание источников микробных фекалий с отбором проб на основе гидрологической динамики водосбора. Environ. Microbiol. 2008; 10: 2598–2608. DOI: 10.1111 / j.1462-2920.2008.01682.x. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 58. Буртшер М.М., Кёлльнер К.Э., Соммер Р., Кейблингер К., Фарнлейтнер А.Х., Мах Р.Л.Разработка нового метода типирования полиморфизма длины амплифицированных фрагментов (AFLP) для изолятов энтерококков из фекалий крупного рогатого скота и оценка подхода к отбору единичных и объединенных проб фекалий. J. Microbiol. Методы. 2006. 67: 281–293. DOI: 10.1016 / j.mimet.2006.04.016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 59. Vierheilig J., Farnleitner A.H., Kollanur D., Blöschl G., Reischer G.H. Большое количество генетических маркеров Bacteroidetes для общего загрязнения фекалиями в нетронутых альпийских почвах предполагает отсутствие специфичности для фекалий.J. Microbiol. Методы. 2012; 88: 433–435. DOI: 10.1016 / j.mimet.2012.01.009. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 60. Blum W.E.H. Функции почвы для общества и окружающей среды. Rev. Environ. Sci. Bio / Technol. 2005; 4: 75–79. DOI: 10.1007 / s11157-005-2236-х. [CrossRef] [Google Scholar] 61. Bäckhed F., Roswall J., Peng Y., Feng Q., Jia H., Kovatcheva-Datchary P., Li Y., Xia Y., Xie H., Zhong H., et al. Динамика и стабилизация микробиома кишечника человека в течение первого года жизни.Клеточный микроб-хозяин. 2015; 17: 690–703. DOI: 10.1016 / j.chom.2015.04.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 62. Penakalapati G., Swarthout J., Delahoy M.J., McAliley L., Wodnik B., Levy K., Freeman M.C. Воздействие фекалий животных и здоровье человека: систематический обзор и предлагаемые приоритеты исследований. Environ. Sci. Technol. 2017; 51: 11537–11552. DOI: 10.1021 / acs.est.7b02811. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 63. Бриндли П., Йоргенсен А., Махесваран Р. Домашние сады и самооценка здоровья: национальное исследование населения.Int. Ж. Здоровья Геогр. 2018; 17: 1–11. DOI: 10.1186 / s12942-018-0148-6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 64. Миллс Дж. Г., Брукс Дж. Д., Гелли Н. Дж. С., Лиддикоут К., Лоу А. Дж., Сиднор Х. Р., Томас Т., Вайнштейн П., Вейрих Л. С., Порода М.Ф. Относительно городского. биоразнообразие для здоровья человека с концепцией «холобионт». Фронт. Microbiol. 2019; 10 DOI: 10.3389 / fmicb.2019.00550. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 65. Алкок Дж., Мэйли К.С., Актипис С.А. Управляется ли пищевое поведение микробиотой желудочно-кишечного тракта? Эволюционное давление и потенциальные механизмы.BioEssays. 2014; 36: 940–949. DOI: 10.1002 / bies.201400071. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 66. Фалони Г., Джуссенс М., Виейра-Силва С., Ван Дж., Дарзи Ю., Фауст К., Курилщиков А., Бондер М.Дж., Валлес-Коломер М., Вандепутте Д. и др. Популяционный анализ изменчивости микробиома кишечника. Наука. 2016; 352: 560–564. DOI: 10.1126 / science.aad3503. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 67. Берендонк Т.Ю., Манайя К.М., Мерлин К., Фатта-Кассинос Д., Цитрин Э., Уолш Ф., Бюргманн Х., Сёрум Х., Норстрём М., Понс М.-Н. и др. Борьба с устойчивостью к антибиотикам: рамки окружающей среды. Nat. Rev. Microbiol. 2015; 13: 310–317. DOI: 10,1038 / nrmicro3439. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 68. Джованнетти М., Сбрана К., Туррини А. Влияние генетически модифицированных культур на микробные сообщества почвы. Биотех. Форум. 2004. 98: 393–417. [PubMed] [Google Scholar] 69. Дэвид Л.А., Морис К.Ф., Кармоди Р.Н., Гутенберг Д. Б., Баттон Дж. Э., Вулф Б. Е., Линг А. В., Девлин А. С., Варма Ю., Фишбах М.A., et al. Диета быстро и воспроизводимо изменяет микробиом кишечника человека. Природа. 2013; 505: 559–563. DOI: 10,1038 / природа12820. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 70. Сингх Р.К., Чанг Х.В., Ян Д., Ли К.М., Укмак Д., Вонг К., Абрук М., Фараник Б., Накамура М., Чжу Т.Х. и др. Влияние диеты на микробиом кишечника и последствия для здоровья человека. J. Transl. Med. 2017; 15:73. DOI: 10.1186 / s12967-017-1175-у. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 71. Риллиг М.К., Леманн А., Леманн Дж., Камензинд Т., Раух К. Влияние на биоразнообразие почвы от поля до развилки. Trends Plant Sci. 2018; 23: 17–24. DOI: 10.1016 / j.tplants.2017.10.003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 72. Педоне-Бонфим М., Сильва Ф., Майя Л. Производство вторичных метаболитов микоризными растениями с лекарственным или питательным потенциалом. Acta Physiol. Plantarum. 2015; 37: 1. DOI: 10.1007 / s11738-015-1781-3. [CrossRef] [Google Scholar] 73. Лори М., Симначик С., Мэдер П., Де Дейн Г., Гаттингер А. Органическое земледелие увеличивает численность и активность почвенных микробов — метаанализ и мета-регрессия.PLoS ONE. 2017; 12: e0180442. DOI: 10.1371 / journal.pone.0180442. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 75. Фирер Н., Лефф Дж. У., Адамс Б. Дж., Нильсен Ю. Н., Бейтс С. Т., Лаубер С. Л., Оуэнс С., Гилберт Дж. А., Уолл Д. Х., Капорасо Дж. Г. Межбиомный метагеномный анализ почвенных микробных сообществ и их функциональных характеристик. Proc. Natl. Акад. Sci. США. 2012; 109: 21390–21395. DOI: 10.1073 / pnas.1215210110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 76. Мартини Дж. Б. Х., Боханнан Б.Дж. М., Браун Дж. Х., Колвелл Р. К., Фурман Дж. А., Грин Дж. Л., Хорнер-Девайн М. К., Кейн М., Круминс Дж. А., Куске С. Р. и др. Микробная биогеография: нанесение микроорганизмов на карту. Nat. Rev. Microbiol. 2006; 4: 102–112. DOI: 10,1038 / nrmicro1341. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 77. Хобби Дж. Э., Хобби Э. А. В природе микробы ограничены углеродом и энергией: образ жизни голодного выживания в почве и последствия для оценки уровня микробов. Фронт. Microbiol. 2013; 4: 324. DOI: 10.3389 / fmicb.2013.00324. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 78. Lundberg D.S., Lebeis S.L., Paredes S.H., Yourstone S., Gehring J., Malfatti S., Tremblay J., Engelbrektson A., Kunin V., Del Rio T.G., et al. Определение основного микробиома корней Arabidopsis thaliana. Природа. 2012; 488: 86–90. DOI: 10,1038 / природа11237. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 79. Хартман К., ван дер Хейден М.Г., Русели-Провент В., Вальзер Дж.-К., Шлаеппи К. Расшифровка состава и функции корневого микробиома бобовых растений.Микробиом. 2017; 5: 2. DOI: 10.1186 / s40168-016-0220-z. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 80. Stone M. Микробиомы корня и кишечника поразительно похожи. Микроб. 2016; 11: 107–110. DOI: 10.1128 / microbe.11.107.1. [CrossRef] [Google Scholar] 82. Берг Г., Краузе Р., Мендес Р. Сходства между разными царствами в экологии микробиома и биологическом контроле патогенов. Фронт. Microbiol. 2015; 6: 1311. DOI: 10.3389 / fmicb.2015.01311. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 83. Мэллон К., Ван Э., Саллес Дж. Микробные инвазии: процесс, закономерности и механизмы. Trends Microbiol. 2015; 23: 719–729. DOI: 10.1016 / j.tim.2015.07.013. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 84. Adam E., Groenenboom AE, Kurm V., Rajewska M., Schmidt R., Tyc O., Weidner S., Berg G., de Boer W., Falcão Salles J. Контроль микробиома: корректировка микробиома для успешных стратегий биоконтроля в почве и кишечнике человека. Фронт. Microbiol. 2016; 7 DOI: 10.3389 / fmicb.2016.01079. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 85.Фирер Н., Брэдфорд М.А., Джексон Р.Б.К экологической классификации почвенных бактерий. Экология. 2007. 88: 1354–1364. DOI: 10.1890 / 05-1839. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 86. Пайффер Дж. А., Спор А., Корен О., Джин З., Триндж С. Г., Дангл Дж. Л., Баклер Е. С., Лей Р. Э. Разнообразие и наследуемость микробиома ризосферы кукурузы в полевых условиях. Proc. Natl. Акад. Sci. США. 2013; 110: 6548. DOI: 10.1073 / pnas.1302837110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 87. Хартманн М., Фрей Б., Майер Дж., Мэдер П., Видмер Ф. Отчетливое микробное разнообразие почвы при долгосрочном органическом и традиционном земледелии. ISME J. 2015; 9: 1177–1194. DOI: 10.1038 / ismej.2014.210. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 88. Blum W.E.H. Почвенно-земельные ресурсы для сельскохозяйственного производства: общие тенденции и сценарии будущего — мировая перспектива. Int. Почвенная охрана. Res. 2013; 1: 1–14. DOI: 10.1016 / S2095-6339 (15) 30026-5. [CrossRef] [Google Scholar] 89. Макфарлейн С., Бахрами Б., Макфарлейн Г.T. Глава 4 — Сообщества биопленок слизистой оболочки кишечника человека. В кн .: Ласкин А.И., Сариаслани С., Гэдд Г.М., ред. Успехи прикладной микробиологии. Академическая пресса; Кембридж, Массачусетс, США: 2011. С. 111–143. [PubMed] [Google Scholar] 90. Шривастава А., Гупта Дж., Кумар С., Кумар А. Бактерии, образующие кишечную биопленку, при воспалительном заболевании кишечника. Microb. Патог. 2017; 112: 5–14. DOI: 10.1016 / j.micpath.2017.09.041. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 91. Рэйми Б.Э., Кутсудис М., Бодман С.Б.В., Фукуа К.Образование биопленок в растительно-микробных ассоциациях. Curr. Opin. Microbiol. 2004; 7: 602–609. DOI: 10.1016 / j.mib.2004.10.014. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 92. Рудраппа Т., Беджицки М.Л., Байс Х.П. Причины и последствия биопленок, связанных с растениями. FEMS Microbiol. Ecol. 2008. 64: 153–166. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2008.00465.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 94. Джеффри С., Гарди С. Биоразнообразие почвы под угрозой — обзор. Acta Soc. Zool. Богем. 2010; 74: 7–12. [Google Scholar] 95. Лю Д., Кейблингер К.М., Шиндлбахер А., Вегнер У., Сан Х., Фукс С., Лассек К., Ридель К., Цехмайстер-Болтенштерн С. Функциональность микробов под влиянием экспериментального потепления почвы горных лесов умеренного пояса — метапротеомический обзор. Прил. Soil Ecol. 2017; 117–118: 196–202. DOI: 10.1016 / j.apsoil.2017.04.021. [CrossRef] [Google Scholar] 96. Kuffner M., Hai B., Rattei T., Melodelima C., Schloter M., Zechmeister-Boltenstern S., Jandl R., Schindlbacher A., ​​Sessitsch A. Влияние сезона и экспериментального потепления на бактериальное сообщество в умеренном климате. почва горных лесов оценивалась методом пиросеквенирования гена 16S рРНК.FEMS Microbiol. Ecol. 2012; 82: 551–562. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2012.01420.x. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 97. Полд Г., Биллингс А.Ф., Бланшар Дж. Л., Буркхардт Д. Б., Фрей С. Д., Мелилло Дж. М., Шнабель Дж., Ван Дипен Л. Т., ДеАнгелис К. Долгосрочное потепление изменяет потенциал деградации углеводов в лесных почвах умеренного пояса. Прил. Environ. Microbiol. 2016; 82: 6518–6530. DOI: 10.1128 / AEM.02012-16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

    Садовников, будьте осторожны: в горшечной почве скрываются опасные бактерии

    Если вы хотите заняться своим садом (или ситуацией с горшечными растениями) в эти теплые выходные, есть кое-что вы должны знать: известно, что почвенные смеси содержат вредные бактерии и грибки, которые вызывают серьезные инфекции легких, а в некоторых случаях даже смерть.

    Инфекционные бактерии и грибки обитают в почве и воде, поэтому неудивительно, что они могут присутствовать в почвенной смеси и угрожать здоровью людей. Конечно, в целом риск очень низкий.

    Почвенная смесь обычно представляет собой смесь неорганических и органических материалов, по словам Питера Коллиньона, профессора инфекционных болезней и микробиологии Австралийского национального университета:

    Она часто находится при более высокой температуре, чем почва, из-за того, где и как хранится, поэтому дольше сохраняет тепло.Бактерии и грибки обычно лучше растут во влажной и теплой среде.

    ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ: Эксперты считают, что нам следует отказаться от «антибактериального» взгляда на жизнь


    Если бактерии или грибки уже присутствуют в небольшом количестве, они могут быстро вырасти до очень большого количества в оптимальных условиях. Сюда входят многие бактерии в почве, которые могут вызывать проблемы у людей, такие как штаммы нокардии (вызывают нокардиоз, инфекцию легких или всего тела), легионеллу (вызывают болезнь легионеров) и клостридий (вызывают столбняк).

    По данным Fine Gardens, старшие садоводы и огородники с ослабленным иммунитетом подвергаются наибольшему риску заражения болезнью.

    По словам Марка Бласковича, старшего научного сотрудника Университета Квинсленда:

    Бактерии, такие как Escherichia coli, Salmonella, Campylobacter jejuni и Listeria monocytogenes, часто присутствуют в садах в результате использования удобрений, состоящих из коров, лошадей, лошадей и других животных. куриный или другой навоз. Бактериальные инфекции могут привести к сепсису, когда бактерии попадают в кровь и быстро растут, заставляя организм реагировать воспалительной реакцией, вызывающей септический шок, органную недостаточность и, если не лечить достаточно быстро, смерть.

    Болезнь легионеров — это форма пневмонии, чаще всего вызываемая бактерией Legionella pneumophila, которая встречается в озерах, ручьях и других пресноводных территориях. Первые признанные случаи заболевания произошли в 1976 году в Филадельфии во время съезда Американского легиона в отеле Bellevue-Stratford в центре города. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, более 180 участников заболели и 29 из них умерли.

    Менее известная причина болезни легионеров, бактерия Legionella longbeachae, была впервые выделена в 1980 году от пациента в Лонг-Бич, Калифорния.Бактерии обнаружены в компосте и почве для горшков, сообщает Medical News Today.

    Бактерии или грибки должны попасть в организм, чтобы вызвать заболевание. Обычно это происходит при вдыхании организмов в легкие. Это также может происходить через кожу, например, при хроническом споротрихозе, вызванном грибковой инфекцией, также известной как «болезнь розоводов».

    Хотя риск невелик, но если у людей действительно развиваются симптомы, которые продолжаются и они недавно подвергались воздействию почвенной смеси в течение инкубационного периода (от двух до 10 дней после контакта), им необходимо обратиться за медицинской помощью и дать понять, что они обеспокоены тем, что почвенная смесь может быть причиной.

    Особенно важно сообщать поставщикам о том, что такое почвенной смеси, потому что антибиотики, необходимые для уничтожения легионеллы, отличаются от стандартных пенициллиноподобных антибиотиков, используемых для лечения пневмонии, приобретенной в сообществе.

    По мере приближения сезона садоводства достаточно простые меры предосторожности, такие как мытье рук, надевание перчаток и, при необходимости, ношение маски, обеспечат низкий уровень заражения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *