Molekulární biotechnologie č.10e •Využití poznatků molekulární biotechnologie. Baktérie stimulující růst rostlin Baktérie stimulující růst rostlin •Mnoho půdních mikroorganismů stimuluje růst rostlin •Molekulární mechanismy, kterými baktérie stimulují růst rostlin jsou studovány s cílem snížit používání chemických hnojiv Půdní mikroorganismy stimulují růst rostlin •mají schopnost vázat N, odbourávat Fe, usnadňovat příjem P, produkovat fytohormony - přímé působení •blokovat růst fytopatogenních mikroorganismů - nepřímé působení • Již dříve využití baktérií jako hnojiva • •např. Bradyrhizobium japonicum při pěstování soji •Azotobacter chroococum a Bacillus megaterium při pěstování pšenice • v SSSR zvýšení výnosu zrna o 10 až 20% • Baktérie rodu Rhizobium a Bradyrhizobium •žijí v symbióze s motýlokvětými rostlinami •Mohou fixovat vzdušný N Bakteriální druhy fixující vzdušný dusík a hostitelské rostliny (soja, jetel, vojtěška, hrách, fazole) Molekulární mechanismy fixace vzdušného N •Jsou intenzívně studovány u Klebsiella pneumoniae •modelová baktérie (půda, voda, lidské střevo) Postup izolace nif genů s využitím genetické komplementace (Glick a spol. 2003) Studium nif genů •Genů je znám větší počet •asi 20 • • Geny nif K. pneumoniae a jejich funkceGlick a spol. 2003) Geny nif jsou organisovány •jsou organizovány v 7 operonech (tvoří nif klastr) •Exprese genů je složitě regulována •Genový klastr Genový klastr nif Detailněji byl charakterizován •enzym nitrogenáza, jehož gen byl klonován •Dosud se nepodařilo konstruovat ani rostliny ani jiné baktérie fixující vzdušný dusík • Další pozornost je věnována •Ovlivnění tvorby hlízek na kořenech rostlin •Tzv. nodulaci Interakce symbiotických rhizobií a motýlokvětých rostlin •vyžaduje tvorbu hlízek na kořenech rostlin •V hlízkách dochází k fixaci vzdušného dusíku •Geneticky je tvorba hlízek složitý proces a účastní se ho mnoho enzymů (produktů asi 20 genů nod) • Postup použitý při izolace nod genů (Glick a spol. 2003) Izolace a charakterizace dalších genů ovlivňujících růst rostlin •Genů účastnících se syntézy bakteriálního sideroforu (nízkomolekulární sloučenina vázající Fe) •Genů kódující fytohormony •Genů kódujících antibiotika a další antimikrobiální látky