"Микробиология негіздері" пәнінен лекциялар жинағы

Нитраттардың  молекулалық  азотқа  тотықсыздануынан  топырақтағы  азот  азаяды.  Топырақ  шамадан  тыс  ылғал  болғанда  бұл  процесс  өте  тез  жүреді.  Ал  топырақтың  ылғалы  қалыпты  болғанда  және  оған  агрономиялық  шаралар  қолданғанда,  денитрификациялаушы  бактериялардың  әсері  де  баяулайды.  Сөйтіп  бұл  құбылыс  ауыл  шаруашылығына  айтарлықтай  зиянын  тигізе  алмайды.

 

Бақылау сұрақтары:

1. Азоттұтқыш микроағзалар дегеніміз не және олар қандай процестің жүруін жүзеге асырады?
2. Нитрификация процесі дегеніміз не және оның жүруіне қандай микроағзалар топтары қатысады?
3. Денитрификация процесі қай кезде өтеді?
4. Түнек бактериялары қандай микроағзалар тобына жатады және олар қандай процестердің өтуін қамтамасыз етеді?

 

Әдебиеттер:

5. Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.К Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, «Мектеп», 1982ж.
6. Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауыл шаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982ж.
7. Мишустин Е.Н., Емцов В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1978, 391с.
8. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология.-М.:МГУ,1992.-448с.
9. Киреева Н.А. Основы микробиологии. –Уфа:Изд-во БГУ, 2003.-С. 352.

 

 

 

 

Лекция № 17

Тақырыбы: Микроорганизмдердің өзара және жоғары сатылы организмдермен қарым-қатынас типтері.

Сабақтың мақсаты: студенттерде нейтрализм, антогонизм, комменсализм, мутуализм, паразитизм, жыртқыштық.ұғымдары туралы түсінік қалыптастыру

Түйін сөздер: нейтрализм, антогонизм, комменсализм, мутуализм, паразитизм, жыртқыштық

Жоспар:

1. Микроорганизмдердің өзара қарым-қатынас типтері
2. Микроорганизмдердің жоғары сатылы организмдермен қарым-қатынас типтері

 

Эволюциялық даму барысында  табиғи ортада микроорганизмдер тобы мен түрлер арасында күрделі әрі алуан түрлі қарым-қатынастар қалыптасады. Табиғи жағдайда кооперативті қарым-қатынастарды жиі кездестіреді. Олардың бірнеше түрлері белгілі:

Метабиоз. Бір организм өзінің тіршілік ету барысында екінші органимге қолайлы жағдай жасайтын қарым-қатынас. Мысалы, аммонийфикациялаушы микроағзалар, органикалық азоты бар қосылыстарды аммиакқа дейін ыдырата отырып, соған орай нитрификаторлардың дамуына қолайлы жағдай жасайды. Нитрификаторлар аммиакты нитриттер мен нитраттарға дейін ыдыратып, денитрификациялаушы бактериялардың энергетикалық метаболизмі үшін қажетті электрон акцепторы болып табылады.

Симбиоз. Микроағзалардың бір-бірін күшейтетін және қолдап тұратын ассоциациялық қарым-қатынас түрлері. Симбионттар жекеленген жағдайдан гөрі әрқашанда бірігіп жақсы дамиды. Кей жағдайда симбионттар бір-бірімен өте тығыз байланысқаны сонша, олар жеке өз алдына организм ретінде дами алмайды. Мысалы, қына-саңырауқұлақтар мен фототүзуші организмдердің симбиозы. Симбиоздық қарым-қатынастың қарапайым мысалы, аэробты және анаэробты микроағзалар бірлестігін келтіруге болады, Azotobacter туысына жататын микроағзалар (облигатты аэробтар) мен  Clostridium туысына жататын бактериялар (облигатты анаэробтар).

Комменсализм. Өзара бірігіп тіршілік ететін микроағзалардың біреуі пайда табады, бірақ екінші ағзаға зиян келтірмейді. Сульфаттотықсыздандырушы Desulfovibrio бактериялары судың оттегі жоқ терең қабаттарында тіршілік етеді. Олар энергияны сульфаттарды тотықсыздандыра отырып, анаэробты тыныс алу арқылы энергрия алады. Пайда болған көмірсутек су бетіне көтеріліп, одан соң оны фотосинтездеуші микроағзалар қолданады.

Саттелизм. Бір микроағзаның екінші микроағзаны күшейтетін ассоциациялық қарым-қатынас түрі. Мысалы, ашытқы саңырауқұлақтары мен сарциналар әртүрлі аминқышқылдары мен витеминдерді түзе отырып, сүт қышқыл және сірке қышқыл бактериялардың өсуі мен дамуына өте қажет жағдай жасайды.

Синергизм. Физиологиялық үрдістері бірдей микроб бірлестіктері олардан алынатын соңғы өнімнің шығынын арттырады. Мысалы, азотобактер мен бациллус туысына жататын микроағзаны бірге өсірген жағдайда ортада гетероауксин көп мөлшерде түзіледі.

Өсімдіктер қоршаған ортаға алуан түрлі органикалық  қоысылыстар бөледі, яғни  қанттар, органикалық қышқылдар, нулеотидтер, аминқышықылдар, витаминдер бөле отырып, микроағзлардың қоректенуі үшін жеңіл игерілетін субстрат болады. Өсмідіктердің тамыр жүйесі мен жер бетіндегі мүшелерінде әрдайым микроағзалар қоныстанған. Ризосфера микрфлорасы топырақтағы органикалық заттардың трансформациясына қатыса отырып, өсімдікті қажетті минералды және биологиялық белсенді элементермен қамтамасыз етеді. Сонмен қатар ризосфералы микрофлора өсімдіктер үшін токсинді көптеген қосылыстарды ыдырата отырып, топырақты залалсыздандырады. Тамыр микрофлорасының аймақтарын ризоплан микрофлорасы микроағзалар амырдың бетінде тіршілік етеді, ризосфера микрофлорасы тамырмен жанасатын топрақты мекен ететін микроағзалар деп бөледі. Ризоплан мен ризосферада микроағзалар саны өте көп және қарапайым топырақпен салыстырғанда олардың саны бірнеше есе артық болады. Ризоплан мен ризосферадағы микроағзалардың саны топырақ типіне, клиаттық жағдайларға, өсімдік жамылғысының түріне және олардың даму сатыларына байланысты. 

 

Бақылау сұрақтары:

1. Микроорганизмдердің өзара қарым-қатынасы дегенді қалай түснесіз?
2. Микроорганизмдердің өзара қарым-қатынасы типтері қандай?
3. Микроорганизмдердің жоғары сатылы организмдермен қарым-қатынасы дегенді қалай түсінесіз?
4. Микроорганизмдердің жоғары сатылы организмдермен қарым-қатынас типтері қандай?

Әдебиеттер:

1. Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауыл шаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982ж.
2. Мишустин Е.Н., Емцов В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1978, 391с.
3. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология.-М.:МГУ,1992.-448с.

 

 

Лекция № 18

Тақырыбы: Микроорганимздер мен өсімдіктер.

Сабақтың мақсаты: студенттерде ризосфералы микрофлора туралы, ризосфералы микрофлораның өсімдік ағзасы үшін маңызыдылығы, ризосфералы микрофлраның табиғаттағы заттар айналымындағы ролі ткралы түсінік қалыптастыру

Түйін сөздер: ризосфералы микрофлора, эпифитті микрофлора

Жоспар:

1. Ризосфералы және  эпифитті микрофлора.

             2. Симбиоздық азотфиксация.

 

Өсімдік тамырларымен саңырауқұлақтарда  бірлестік құрып тірішілік етеді. Оны микориза деп атайды. Микориза түзуші саңырауқұлақтар тамырға ене отырып, өсімдіктерден жай көмірсуларды алады. Саңырауқұлақтардың арқасында өсімдіктер сумен және тағы басқа да минералды заттармен қамтамасыз етіледі. Өсімдіктердің сабқтары мен жапырақтарында дамитын микроағзаларды эпифитті микрофлора деп атайды. Мұндай микроағзалар өсімдіктер бөлетін заттардың минималды мөлшерімен ғана қоректенеді. Сондықтан эпифитті микрфлора құрамы алуан түрлі емес. Эпифитті микрофлораның жалпы 80%-ын Erwinia herbicola  бактериялары құрайды. Сандық жағынан екінші орында әр түрлі саңырауқұлақтар алады. Эпифитті микрофлора вегетациялаушы өсімдіктерде азоттың жинақталуында маңызды роль атқарады. Өсімдік бетінде тіршілік етуші 50-60% микрофлораны азотсіңіруші бактериялар құрайды. Эпифитті микрофлора өсімдік ұлпаларының фитопатогенді микробтармен зақымдануына қарсы белгілі бір биологиялық кедергі болады.

Атмосфера азотын сіңіру үшін түйнек бактерияларына көміртегінің қосылыстары қажет. Ондай қосылыстарға түрлі қанттар: глюкоза, левулеза, рафиноза, мальтоза, галактоза жатады. Сонымен қатар, олар спирт және басқа органикалық заттарды пайдалана алады. Көрсетілген органикалық заттарды түйнек бактериялары толықтырады да, осы процесс барысында атмосфера азотын сіңіреді. Түйнек бактерияларының әр түрлі бұршақ тұқымдастарға тән өзіндік формалары бар:

Олардың барлығын негізінен  алты топқа бөлуге болады;

1. Бұршақтың, сиыржоңышқаның, атбас бұршақтың, жасымық және ноқаттың түйнек бактериялары.
2. Лобияның  түйнек бактериялары.
3. Сояның түйнек бактериялары.
4. Беде және жоңышқаның түйнек бактериялары, оларға беде, түйежоңышқа және тригонелла түйнек бактериялары жатады.
5. Ноқат түйнек бактериялары. Оларға тек ноқат қана емес, маш және арахис бұршақ тұқымдас өсімдіктерінің түйнек бактериялары да жатады.
6. Бөрібұршақ түйнек бактериялары.

Түйнек бактерияларын  топтарға бөлу Л. М. Доросинскийдің   жүйемелері бойынша алынды. Бұл айтылғандарға тек біздің елімізде таралған бұршақ тұқымдас өсімдіктер мен олардың түйнек бактериялары енгізілген.

Сонымен қатар түйнек бактерияларының бірқатары өте қарқынды түрде тіршілік етеді де, қалған түрлерінің тіршілік процесін баяулатады. Осындай нашар дамитын түрлері топырақта көптеп таралған. Практикада қолданғанда бұндай түрлерді бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамырына жұқтыруға болмайды.

Сонымен қатар әрбір бұршақ тұқымдастардың өзіне тән түйнек бактериялары болады. Осыған сай түйнек бактерияларын  қолданылғанда ғана жақсы нәтиже береді. Мұнымен қатар табиғатта аздаған аммиак қоспасы күйінде байланысқан шағын мөлшердегі азотты сіңіретін де микробтар кездеседі. Бұларды аминонитрофиль бактериялар деп атайды. Олар аз мөлшерде газ күйіндегі азотты сіңіре алады.

Бұдан жүз жылдай бұрын  ғылымда бұршақ тұқымдастарына жатпайтын  өсімдіктер тамырынан атмосфера  азотын сіңіретін түйнек бактериялары табылған. Олар шөптесін, сүректі және бұталы өсімдіктерден табылды. Түйнек бактериялары бар өсімдіктердің жалпы саны шамамен 200 – ден асатыны дәлелденді. Түйнектегі микроорганизмдерді бөліп алып, зерттеу оңай емес. Соған қарамастан алынған материалдар сүректі және бұталы өсімдіктерді тамырында азотты сіңірушілер актиномицеттер, ал шөптесін өсімдіктерде түрлі бактериялар екені анықталды. Арнайы әдіспен  тексергенде сүректі өсімдіктертамырынан актиномицеттердің ішінен Frakia туысына жататын өкілдері екені белгілі болды. Қазіргі кезде тамырында Franka туысына жататын микроорганизмдер қоныстанған сүректі және жабық тұқымды бұталы өсімдіктердің 17 туысы белгілі. Кейбір өсімдіктердің жапырағынан түйнек бактериялары табылған. Оларда молеклалы азотты сіңіре алады екен. Осындай өсімдіктердің азотқа бай жапырақтарын тыңайтқыш ретінде қолдану ұсынылып отыр [32].

Атмосферадағы азотты сіңіруге макросимбионт ағзалар - өсімдіктер және микросимбионт ағзалар – Rhizobium туысына жататын түйнек бактериялары белсенді қатысады.  Rhizobium туысына жататын түйнек бактерияларының 11-ге жуық түрлері белгілі. Микроағзалардың әр бір түрі жеке бір өсімдік түріне немесе өсімдік топтарына бейімделген, мысалы, соя өсімдігі ризобийлері

Rhizobium japonicum тек соя өсімдігіне бейімделген, ал түйнек бактерияларының басқа түрлері соя өсімдігіне бейімделген. Rhizobium lupine люпин өсімдігіне, Rhizobium lotus лядвенец өсімдігіне, Rhizobium leguminosarum вика посевная, бұршақпен, астық бұршақпен, ноқат және жасымықпен симбиозды тірішілік ете алады.  Бір түрге жататын түйнек бактериялары штамдарының барлығы бірдей өсімдік тамырларына ене алмайды. Кейбір штамдардың тамыр ұлпарлырына ену қабілеті өте жоғары және олар бұршақ өсімдіктері тамырларында көптеген түйнектер түзуге қабілетті, ал кейбір штамдарының ену қабілеті біршама төмен, сондықтан, өсімдік тамырларында өте аз түйнек түзеді. Сонымен, түйнек бактерияларының штамдары тек мамандандырылған ғана емес, сонымен қатар вирулентті болуы тиіс.

Маманданаған вирулентті түйнек бактерияларының штамдары өсімдіктермен симбиозды тіршілік ету барысында атмосферадағы азотты өте көп мөлшерде байланыстыра алады, оны симбиозды азотфиксациялаудың белсенділілігі деп атайды. Басқа штамдарында азоттты байланыстыру қабілеті төмен.                     

  Маманданаған вирулентті  түйнек бактерияларының штамдары белсенді симбиозды алғы шарты болып саналады. Егер дақыл егіс алқабтарында өсірілсе, мысалы, бұршақ, жасымық және т.б., немесе дақылдар табиғи жағдайларда өсірілсе (жоңышқа), топырақта спонтанды маманданған ризобий штамдары өсімдік тамырлары ұлпаларында түйнек түзеді. Топыраққа қосымша ризобий штамдарын енгізсе, атмосферадағы азотты фиксациялау қабілеті төмендеп, тамырлырда түйнектердің түзілу саны төмендейді. Егер дақыл егіс алқабында алғаш рет егілетін болса, онда егу жұмыстары алдында өсімдік тұқымдарын микроағзалар штамдарымен өңделуі тиіс.

Сонымен, түйнек бактериаларының  атмосферадағы молекулалық азотты фиксациялау үшін түйнек бактерияларының  штамдары тек мамандандырылған ғана емес, сонымен қатар вирулентті болуы  тиіс.

Бақылау сұрақтары:

1. Ризосфералы микрофлора дегеніміз не және олардың табиғаттағы азотфиксациялау процесіндегі ролі қандай?
2. Эпифитті микрофлора дегеніміз не?
3. Симбиоздық азотфиксация дегеніміз не және бұл процеске қандай микроағзалар тобы қатысады?

 

 

 

Әдебиеттер:

1. Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауыл шаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982ж.
2. Мишустин Е.Н., Емцов В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1978, 391с.
3. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология.-М.:МГУ,1992.-448с.