Evolution of nitrogen-fixing symbioses on the basis of bacterial migration from mycorrhizal fungi and soil into plant tissues


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

A hypothesis is proposed on the emergence of N2-fixing plant symbionts from soil diazotrophs and satellites of Glomeromycota fungi that form arbuscular mycorrhizae (AM). This universal form of plant-microbe symbiosis possibly appeared due to the integration of ancestral land plants (rhyniophytes, psylophytes) and microbial consortia composed of AM-fungi assimilating soil phosphates and bacteria fixing atmospheric CO2 and/or N2. The release of these bacteria from AM-fungal hyphae into plant tissues elicited the selection of genotypes capable of fungi-independent multiplication in plants, as well as the fixation in bacterial genomes of the genes for the synthesis of chitin-like signal factors stimulating the development of symbiotic structures. An early stage of this evolution might been represented by the formation of N2-fixing syncyanoses, and the late stage might have been realized by the formation of nodular symbioses of dicots from the Eurosid I clade with rhizobia (α- and β-proteobacteria) and with the actinobacteria Frankia. The emergence of these symbioses was possibly based on the migration of soil and endophytic bacteria into the storage organs (modified stems or lateral roots), where the optimal conditions were established not only for N2 fixation but also for the evolution of bacteria towards increased symbiotic activity. This evolution resulted in the emergence of primary rhizobia (Bradyrhizobium, Burkholderia), which acted as donors of sym genes for a broad spectrum of microbes transformed into secondary rhizobia (Rhizobium, Sinorhizobium). The subsequent evolution of nodular symbioses was directed at an increased efficiency of symbiotrophic nitrogen nutrition in host plants following two scenarios: (a) “expensive,” which is based on an increase in N2-fixing activity via the transformation of bacteria into nonreproducible bacteroids; (b) “economical,” based on the acquisition of the determinate nodule structure and ureide nitrogen assimilation.

Об авторах

N. Provorov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology; International Research Center, Biotechnologies of the Third Millennium

Автор, ответственный за переписку.
Email: provorov@newmail.ru
Россия, St.Petersburg, 196608; St. Petersburg, 191002

O. Shtark

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: provorov@newmail.ru
Россия, St.Petersburg, 196608

E. Dolgikh

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: provorov@newmail.ru
Россия, St.Petersburg, 196608

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».