Биотехнология

і ышкыл  бактериялары  сүт  қышқылын  тез  арада  және  жеткілікті 
мелшерде түзе алады.
Сүрлем даярлаудың екі әдісі бар: салқын жэне ыстық әдіспен 
сүрлеу.  Салқын  жем  -  шөпті  сүрлегенде,  сүрлем  температурасы 
+90-35°С  граду стан  аспайды.  Ол  үшін  өсімдікті  шауып,  ұсақтап 
турап,  сүрлем  траншеяга  салып,  әбден  нығыздайды.  Үстінен  ауа 
енбейтіндей етіп  оны  жабады.  Осындай жағдайда өсімдіктер шы- 
рынынан  бөлігіген  қантпен  көбінесе  сүт  қышқьіл  бактериялары 
қоректеніп,  олар  органикалық қышқылдар түзеді.  Технологиялық 
ережелер дұрыс сақталып даярланған сүрлемде сүт қышқылы мен 
қатар  сірке  кышкылы  да  жиналатыны  анықталған.  Бұл  қышқыл 
да  азықты  консервілеуге  катысады.  Жемшөпті  ыстық  эдіспен 
сүрлегенде  сүрлем  траншеяға  бірден  толтырылмайды.  Алдымен 
жем  - шөпті  қалыңдығын  1,5  метр етіп салады да,  бір-екі күндей 
нығыздамай  сол  күйінде  қалдырады.  Ішінде  ауа  қалғандықтан 
мұндай  шөпте  күрделі  микробиологиялык  жэне  ферментативтік 
процестер  жүреді,  соның  нәтижесінде  оның  температурасы  +45- 
50  градусқа  дейін  жоғарылайды.  Бұдан  кейін  сол  шөптің  үстіне 
тағы да сондай қалыңдықта жас шоп салады.  Сол кезде салынған 
шөп  салмағынан  төменгі  қабаттағы  ауа  жоғары  көтеріледі  де 
соңғы салған шөпті  қыздыра бастайды.  Міне, осылай қабат-қабат 
етіп  жем  -  шөппен  сүрлем  құрлысын толтырады.  Сүрлемнің  бет- 
кі  қабатын  жақсылап  нығыздаған  соң  ауа  бармайтындай  етіп, 
оны  жабады.  Ыстық  әдіспен  даярланған  сүрлемнің  иісі  ұнамды 
болганымен  жұғымдылығы  айтарлықтай  емес.  Өте  жогары  тем­
пературада  азықтағы  амин  кышқылдары  мен  қанттар  қосылап 
меланоид деп аталатын, мал организіміне жұқпайтын зат түзіледі. 
Сондықтан  қазір  бұл  әдісті  шаруашылықта  қолданбайды.  Бірақ 
осы  әдіспен  сабағы  жуан  осімдіктерді  сүрлеуге  болады,  өйткені 
олар қызып, жақсы жұмсарады.
Бақылау сүрақтары
1.  Органикалык қалдықтарды қайта өңдеудің қандай жолда- 
рын білесіз?
2.  Компостау дегеніміз не? Артықшылықтары мен кемшілік- 
тері қандай?
3.  Компостаудың маңызы неде?
175

4.  Компостауға  жарайтын  жэне  жарамайтын  заттарды
атаңыз. 
■
 
Н |
5.  Компостау үшін оптимальды жағдайлар қандай?
6.  Компостау сатыларын атаңыз.
7.  Компостау әдістері қандай?
8.  Органикалық  тыңайтқыштарды  алудағы  микроорганизм-
дердің рөлі қандай?
9.  Сүрлеу дегеніміз не? Артықшылықтары мен кемшіліктері
қандай?
10.  Сүрлем даярлаудың қандай әдісітері бар?
176

VII  БӨЛІМ
АУЫ Л  Ш АРУАШ Ы ЛЫ ҒЫ НА АРНАЛҒАН 
ЭКО Л О ГИ ЯЛ Ы Қ М АҢЫ ЗДЫ  
БИОПРЕПАРАТТАР АЛУ
интенсификацияс
техникалық
түзілуіне,  экожүйенің  тепе-теңдігінің  деформациясына,  адамның 
барлық  іс-әрекетінде  экологиялық  жағдайлардың  бұзылуына 
экелді.  Өнеркэсіп  орындары  атмосфераны  газ  тэрізді  жэне  қатты 
қалдықтармен,  су  тұндырғыштар  құрамында  улы  заттары  көп
іе.  Бұл 
түседі.
фауна мен флоралар
топырақ,  су  тұндырғыштарды,  ауаны,  азық-түліктерді  ласта^__ 
Жер  шарының  кейбір  аймақтары  мен  қалаларында  экологиялық 
жагдайлар өте нашарлаған.
Өткен ғасырдың екінші жартысы қарқынды дамыған техника- 
мен,  халық  шаруашылыгының  индустриализациямен,  күнделікті 
өсіп  жатқан  халықты  азықпен  қамтуда  азық-түлік  өндірістерінің 
интенсификациясымен  сипатталады.  2000  жылы  Жер  шарының 
халқьі  7  млрд  құрады.  Қала  халқының  саны  өседі  деген  болжам 
бар.  Мұндай  демографиялық  жағдай  экологияға  кері  әсерін  тигі- 
зеді.
Жердегі хальщ санының өсуі ресурстардың өсуін талап етеді. 
«Жер  революциясы»  (1956-1970ж.)  кезеңінде  ауыл  шаруашылық 
өсімдіктердің  мол  өнімді  сорттарының  селекциясы  нэтижесінде 
элемде орта есеппен жылдық азық-түліктің саны 2,2% өскен.
Ауыл 
шаруашылық 
өндірісінде 
тамақтану 
ресурсын 
жоғарылату  барысында  экологиялық  жағдай  нашарлай  бастай- 
ды.  Біріншіден,  топырақ  қабаты,  яғни  гумус  қабаты  азайып, 
оның  минералды  заттармен,  химикаттармен  толып  қалуы,  су 
коймалардың  жэне  азық-түліктердің  ластануы  пайда  болады. 
Соңғы  кездері  топырақтағы  органикалык  заттардың  жетіспеуі- 
нен  гумус  қабатының  азаятындығы  байқалды.  Кейбір  фермерлік
малдардың
колданады.  Орташа  көрсеткіштер  бойынша  1  тонна  қи  40-50  кг
177

қарашірік  қабатын  береді.  Жыл  сайын  1  га жерге  10  - 20 т  ки  ке- 
теді.  Топырақта  гумус  қабатының  жетіспеушілігінен  минерал­
ды  тыңайтқыштарды  қолдану  тиімділігі  төмендей  бастайды. 
1948  жылы  Чехословакияда  1  кг  минералдық  тыңайтқыштар 
100  кг бидайды  өсіріп  алуға  мүмкіндік  берді.  20  жылдан  соң  сол 
мөлшердегі  минералдык тыңайтқыштардан  26  кг  бидай  алынған. 
1  т  қиды  қолдану  эффективтілігі  төменде  көрсетілген:  бидай, 
жоңышқа,  қант  қызылшасы  сияқты  өсімдіктерінде  27,17  24,  36, 
101,  153,  182  кг  алынды.  Мұндай  минералды  тыңайтқыштарды 
өндіру көп энергияны қажет етеді. Минералды тыңайтқыштардың 
төмендеуі эсіресе батыс елдерінде  1940 жэне  1985 жылдары қатты 
байқалды. Топырақ кұрамындағы органикалық заттардың мөлшері 
аз  болғанда  минералды  тыңайтқыштарды  қолдану  барысында 
аймақтағы экологиялық жағдай нашарлайды.
Соңғы  кездері  ауыл  шаруашылық  өнімдері,  су  қоймалары 
жэне  топырақтардың  улы  химикаттармен  ластануы  туралы  көп 
әдебиеттерде  кездеседі.  Ауьш  шаруашылық  өндірісі  дамыған  ел- 
дерде нитрат мөлшері көкөністерде 900 мг/кг дейін, жеміс жидек- 
терде  1000 мг/кг ұлғайған.  Негізінен нитраттар  аз токсинді,  бірак 
организмде олар нитритке айналып, нитрозамин деген улы заттар- 
ды түзуі мүмкін. Нитриттер наубайханадағы ашытқылардың өсуін 
тежейді.  Айта  кететін  жағдай,  денитрификация  процесі  кезінде 
минералды азоттың көп болуы азоттың оксиді N20 -
h
 пайда болуы- 
на  алып  келеді,  яғни  бұл  қоршаған  планетаның озонды  қабатына 
теріс әсерін тигізеді.
Ауыл  шаруашылығында  минералды  тыңайтқыштарды  көп 
мөлшерде қолдану ғаламдық проблеманы тудырады.
Қазіргі  кезде  ауыл  шаруашылығының  химиялануынан  су 
қоймалары мен өзендерге көп мөлшерде пестицидтер, гербицидтер, 
дефолианттар, антибиотиктер, азоттық жэне фосфорлық қоспалар 
түседі. Сонымен қатар, энергетика жэне көліктер қоршаған ортаны 
мұнай өнімдерімен ластайды.
Сондықтан 
бүгінгі 
күні 
әлем 
ауылшаруашылығы 
биологиялық  тыңайтқыштармен,  биогербицидтер,  биопестицид- 
терге пайдалануға аса көңіл бөлуде.
178

7.1. 
Биологиялық  азот  тыңайтқыштар  алу  жэне  оларды 
ауыл  шаруашылыгында пайдалаиу
,  Азотфиксация тарихынан
Ен  алғаш  рет  бұршақ  тұқымдасты  өсімдіктермен  селбесіп 
тіршілік  ететін  азотфиксациялаушы  микроорганизмдер  жайлы 
бірінші  деректер  неміс  ғалымы  Герман  Гельригель  еңбектерінде 
корініс  тапты.  Астық  жэне  бұршақ  тұқымдастары  үшін  азот 
көздерін  салыстыра  отырып,  ол  астық  тұқымдастылар  азотты 
топырақтың  минералды  қосындыларынан  сіңіретінін,  ал  бұршақ 
тұқьімдастылар  осымен  қатар  азотты  ауадан  фиксациялайты- 
нын  айтты.  Бұршақ  тұқымдастылардың  осындай  қасиетін  Гель- 
ригель  тамыр  жүйесінде  микроорганизмдер  көмегімен  дами- 
тын  түйнектердің  болуымен  түсіндіреді.  Гельригельдің  осындай 
жұмыстарынан кейін өсімдіктер тамырындагы инфицирлейтін ми­
кроорганизмдер  көмегімен  азотты  фиксациялайтыны  анықталды. 
Гельригельдің  бұршақ  тұқымдастылар  үшін  азотфиксатор  ретін- 
де  ризобиум  (
Rhizobium
)  туысының  симбиотикалық  микроорга- 
низмдерін  қолдану  маңызды  деген  тұжырымын  дэлелдеу  үшін 
ондаган  жылдар  қажет  болды.  1888  ж.  голландық  бактериолог 
М. Бейеринк  таза  дақылдан  ризобиум  клеткаларынан  бөліп  ал- 
ды.  Кейін  олар  бұршақ  тұқымдастылардың  тамыр  жүйесін  ин- 
фицирлеуі,  тек  нақты  бір  өсімдіктердің  түріне  байланысты 
таңдамалыгының  белгілі  бір  дэрежеде  болуы  жэне  тамырларда 
түйнектерді-азотфиксациялайтын  арнайы  түзінділер  (20-сурет) 
түзуі  анықталды.  Қазір  бұршақ  тұқымдастылардың  13  мыңга 
жуыгы  белгілі, олардың кобі  азотты  симбиотикалық фиксациялау 
қабілетіне  ие.  Сонымен  қатар  кішкентай  су  қырыққұлагы  азолла 
(
Azolla
)  азотфиксациялайтын  цианобактериялармен  (кок-жасыл 
балдьфлар)  симбиотикалық  қарым-қатынаста  екені  анықталды. 
Кейбір  агаштар  мен  бұталар  (мысалы,  қандагаш,  бүрген)  симби- 
онттары болып актиномицеттер болып табылды.
Өткен  гасырдың  70-80  жылдары  Бразилиядагы  Джо­
ан  Доберейнер  зертханасында  жабайы  жэне  мәдени  астық
тұқымдастылардың  тамыр  жүиесінің  оеткі  қаоатында  тіршілік 
ететін азотфиксациялайтын микроорганизмдерді іздеу жұмыстары 
белсендендірілді.  Өсімдіктермен  осындай  қауымдастык түзіп  тір- 
шілік  ететін  микроорганизмдерді  ассоцирленген  азотфиксаторлар
179

деп  атайды.  Олардың  саны  өте  көп.  Дж.  Доберейнер  жэне  оньщ 
ізбасарлары жұмыстарының негізі -  азоспириллдер (
Azospirillium
) 
туысының  микроорганизмдері  болды.  Азоспириллалар  астык 
тұқымдастылардың жэне т.б. өсімдіктердің тамыр жүйесін оңай ин- 
фицирлейді.  Олар  да  ризобиум  сияқты  астық тұқымдастылардың 
тек бір түрінде колониялар түзіп,  ауадағы азотты сіңіру мен катар 
өсімдіктің  дамуы  мен  өсуіне  пайдалы  эсер  ететін  т.б.  қасиеттері 
бар түрлер кездеседі.
20-сурет. Бұршақ тұқымдастылар тамырындағы түйнектер.
Бүдан  басқа  өсімдік  бетінде,  суда,  топырақта  еркін  тіршілік 
ететін азотфиксациялаушы микроорганизмдерде белгілі. Ең алғаш 
рет еркін тіршілік ететін азотфиксациялаупп>і микроорганизмдерді 
1893 жылы С.Н. Виноградский бөліп алды. Ол 
Clostridium
 туысына 
кіретін,  споралы  анаэробты  топырақ  микроорганизмі 
Clostridium 
pasterianum-ды
  бөліп  алды.  Ал  микроорганизм  атауын  атакты 
француз  микробиологи  Луи  Пастердің  есімімен  атады.  Микроб 
анаэробты жагдайда тіршілік етеді жэне қолайсыз жагдайда спора 
түзе  отырып  тіршілігін  сақтайды.  Спора-клетканы  мықты  капсу- 
ламен  қоршап  сыртқы  факторлардан  қоргайды.  1901  жылы  Бей- 
еринг  азотфиксацияга  қабілетті,  аэробты  тіршілк  ететін  топырақ 
микроорганизмі -  азотобактерді (
Azotobacter
) бөліп алды. Бұл ми-
кроорганизм тек дақылдың ыңгаилы моделі ретінде гана емес, со­
нымен катар ауыл шаруашылық себінділерін биологиялык азотпен 
байыту технологияларында да қолданылады. Осыдан бастап еркін
180

тіршілік  ететін  азотфиксаторлардың  коллекциясы,  әсіресе  1949 
жылы азоттың фиксациялауын тіркейтін әдістердің құрамына изо- 
топты  индикатор (l5N2) эдісі жэне  азотфиксация  жүйесінің негізгі 
ферменті  — нитрогеназамен  катализденетін  ацетиленнің  этиленге 
тошксыздану реакциясы кіргеннен кейін қарқынды өсті.
Қазір  еркін  тіршілк  ететін  микроорганизмдер  коллекциясын 
тек  азотобактер  мен  клостридиалар  құрамайды,  сонымен  катар 
басқа  көптеген  микроорганизмдер:  клебсиеллалар,  бациллдер
мұхит
коималарын г 
лар) тудырып
аиналымына
зор екендігі күмэнсіз.
азотфиксаторлардың
социрлеген  азотфиксациясы  жэне  азотты  ауадан  фиксациялау 
нэтижесінде топырақ жэне су азотпен байытылады.
Дегенмен  де,  биосферада  азот  айналымында  биологилық 
фиксацияның  әлемдік  маңызын,  микроорганизмдермен  азоттың 
фиксациялануының 
биохимиялық 
жэне 
физико-химиялық 
үрдістерінің ерекшелігін  ескере  отьфып  осы  құбылыс жан-жақты 
жэне терең зерттеуді қажет етеді.
Азотфиксация биохимиясы
Молекулалық азотты сіңіретін микроорганизмдер диазотроф- 
тар  деп  аталады.  Олардың  барлыгы  ауадагы  молекулалық  азот­
ты  фиксациялайтын  биохимиялык  механизмдері  бойынша  ұқсас. 
Оның  негізінде N2 -нің  тотықсыздану үрдісі  жатыр,  мына теңдік 
бойынша:
N2+ 6е + 6 Н +—►
 2 NH3
Клеткада  осы  реакция  клетканың  ішкі  мембранасында  бо- 
латын  нитрогеназа  ферментінің  қатысуымен  жүреді.  Басқа  фер- 
менттер сияқты нитрогеназа -  белок, дәлірек айтсақ, екі белоктан 
тұратын  комплекс:  МоҒе-белок  және  Ғе-белок.  Бұл  белоктардың 
құрамына  темір  иондары,  ал  бірінші  белоктың  кұрамын  молиб­
ден  иондары  да  кіреді.  Әртүрлі  азотфиксаторлардың  нитрогена- 
залары  молекулалық  массасы  жэне  металдардың  құрамы  бойын­
ша  ерекшеленеді.  Әртүрлі  нитрогеназалардың  МоҒе-белогының 
молекулалық  массасы  200-250  кДа  аралығында  (кДа -  килодаль-
181

тон, дальтон — сутектің бір атомының массасына тең молекулалық 
масса,  -   1,67x1024  г).  Фермент  құрамы  молибденнің  екі  атомда- 
рынан,  бір  молекулаға  шаққанда  темірдің  28-34  атомдары  жэне 
күкірттің  18-24  атомдарынан тұрады.  Ғе-белогының молекулалык 
массасы  50-70  кДа  аралығында  жэне  сондай-ақ  темірмен  күкірт
атомдарынан тұрады.
Нитрогеназа—ауадағы молекулалық азоттың тотықсыздануын
жүзеге  асыратын  күрделі  ферменттік  жиын.  Бұл  процесс  энер­
гия  шығымын  қажет  етеді.  Тірі  ағзаларда  әдетте  жүзеге  асыры- 
латындай,  осындай  реакциялар  үшін  энергия  аденозинүшфосфат 
(АҮФ)  қышқылының  молекул асы  түрінде  болады.  Азотфикса- 
торлар  үшін  N2—нің  бір  молекуласын  тотыксыздандырудың  өзі 
киынға түседі.  Есептеулер  бойынша, 
Rhizobium
  клеткалары  N2  —
 
нің  бір  молекуласын  тотықсыздандыру  үшін  АҮФ-тің  25-35  мо­
лекуласын жұмсайды. Нитрогеназаның жүзеге асырылуының тағы 
бір  ерекшелігі  бүл  — анаэробты  жагдайлар.  Молекулалық  оттегі 
нитрогеназа  үшін  у  болып  табылады.  Көптеген  азотфиксация- 
лаушы  микроорганизмдер  анаэробты  жагдайда  өсіп  облигаттар 
(шартты) немесе факультативті (шартты емес) анаэробтар болады, 
қалыпты атмосфералық жагдайда тіршілік ететін бірақ нетрогена- 
заны  оттегіден  қоргайтын  арнайы  жүйесі  бар  микроорганизмдер 
де болады. Егер азотфиксаторлар анаэробтар болса, онда олардың 
өздерінің  тіршілік  ету  жаг дайлары  нитрогеназаның  жүзеге  асы- 
рылуына  қолайлы  болады.  Ал  факультативті  анаэробтар  мүлдем 
басқа  мәселе.  Оттегінің  шамадан  тыс  мөлшерінде  клетка  тыныс 
алу  процесін  жылдамдатады,  ягни  оттегінің  барлыгын  сіңіріп, 
нәтижесінде  азотфиксацияның  функциясы  үшін  пайдаланады. 
Осындай процестердің тиімділігі томен жэне азотфиксацияның те- 
желуімен  аяқталады.  Көптеген  азотфиксаторларда нитрогеназаны 
қоргау  механизмдері  болады.  Механизмдерге  эртүрлі  күрделі  мо- 
лекулалар  қатысады,  соның  ішінде  ең  жақсы  зерттелгені  бұршак 
тұкымдастылардың  легтемоглобині.  Леггемоглобин  қүрылымы 
мен  қызметі  бойынша  адам  мен  жануарларда  0 2  жэне  С 0 2  тран- 
спортын  жүзеге  асыратын  гемоглобинге  ұқсас  келеді.  Леггемо­
глобин  азотфиксациялаушы  микроорганизмдер  тіршілік  ететін 
түйнектердің  клеткаларында  орналасады.  Ауадан  аммиакты 
түзетін  нитрогеназалық комплекс  физико-химиялык заңдылыктар 
бойынша  үнемді  қызмет  атқарады  (21-сурет  ).  Егер  тіршілік  ету
182

ортасында  аммоний  иондары  немесе  нитраттар  жеткілікті  болса, 
онда ол өз жұмысын тоқтатады.
Фотосинтез
Тыны салу 
Aurv
Оттегіиеи қоргау 
__
А Ү Ф
Нитрогеназа
2NH
з
21-сурет. Нитрогеназалық комплекс.
Молекулалық  биологтар  егер  клеткадағы  азотфиксациялай
физико
фикс
гияларды  жасауға  үлкен  мүмкіндіктер  ашылады  деп  үміттенеді. 
Өйткені  клеткада  барлық  процестер  эдеттегідей  температураның 
физиологиялық  мәнінде,  томен  қьісымда  жэне  тіршілік  орта- 
сын  ластамайтын  жағдайда  жүреді.  Оларды  үлкен  зауыттардағы
фермент
аммиактың  синтезі  технологиясымен  салыстыруға  келмеиді, 
ойткені  онда  тіпті  катализатор  үшін  500°С  жэне  300-350  атм. 
кысым қолданылады. Азотфиксация жэне топырақ нитраттарының 
тотықсыздануы  нәтижесінде  түзілген  аммиакты  өсімдіктер 
біріншілік  аминқышкылдары,  ең  алдымен  глютамин,  аспарагин 
кышқылдары  жэне олардың амидтерінің биосинтезімен  байланы­
сты  ферменттер  көмегімен  сіңіріледі.  Белсенді  зерттеліп  жатқан 
ферменттердің бірі -  глютаминсинтетаза. Бүі 
цияны катализдейді:
Глютамин қышқылы + NH3 + АҮФ —> Глютамин + АЕФ + Ф.
Бүл  фермент  өте  күрделі,  барлық  организмдерде  кездеседі 
және  аммиактың  глютамин  қышқылына  байланысты  қатысады, 
нәтижесінде амидтер түзіледі. Амидтер өз кезегінде амидтер азоты 
бар органикалык қосылыстардың синтезінің эртүрлі реакциялары- 
на қатысады. Эсер ету механизмі бойынша аспорагинтетиза үқсас 
келеді:
Аспарагин қышқылы + NH, + АҮФ 
—*
 Аспарагин + АЕФ + Ф.
Аминкышкылдар мен амидтердің синтезі басқа ферментгердің 
қатысуымен  жүзеге  асырылады:  глютаматдегидрогенеза,  аспар- 
таза  және  т.б.  Нәтижесінде  азот  аминатоп  түрінде  тіршілік  ету 
функцияларын  қолдай  отырып,  организмнің  биосинтетикалық 
реакцияларының тізбегіне қатысады.
183

Диазотрофтар. 
Егер  әртүрлі  диазотрофтардың  азотты 
фиксациялауының молекулалық механизмдері ұқсас болатын бол- 
са,  ал диазотрофтардың өздері  мен олардың  биологиясы  бір-бірі- 
нен  ерекшеленеді.  Біріншіден,  олар  бактериялар,  төменгі  саты- 
лы  саңырауқұлақгар  жэне  балдьфлар  болуы  мүмкін.  Екіншіден, 
олардьщ өсуі,  дамуы,  өсімдіктер мен топырақпен байланысуында 
өзіндік ерекше сипаттары болады. Симбиотикалық азотфиксаторға 
жататын 
Rhizobium
  туысының  түйнек  бактерияларының  орташа 
көлемі 0,7-1,8 мкм. Клеткалар жас кезінде өте қозғалмалы, жіпше- 
лену арқылы бөлінеді жэне кейін козғалғыштығынан айырылады. 
Олар  топырақта,  өсімдіктің  бетінде  тіршілік  етеді  жэне  бұршақ 
тұқымдастыларды  инфицирлегенде  тамырда  түйнектің  түзілуін 
шақырады.  Бұршақ  тұқымдастылардың  эр  түрі  өзінің  ризобий 
штамына  ие  болады.  Олардың  атаулары  қожайынына  байланы­
сты 
{Rhizobium trifoli
 -  жоңышқа түйнек бактериялары, 
Rhizobium 
Іиріпі
 -  люпиннің түйнек бактериялары).
Азоттың  симбиотикалық  фиксациясында  маңызды  қызмет 
атақаратын  тамырды  инфицирлеу  процесі  негізінде  күрделі  жэне 
түсініксіз  молекулалық  механизмдер  жатыр.  Әдетте  оның  бір- 
неше  кезеңдері  қарастырылады.  Біріншісі  — өсімдік  тамырынан 
бөлінетін  химиялық  өнімдерді  тану  қабілетінің  негізінде  микроб 
клеткасының  өсімдікке  карай  жылжуы.  Бұл  процесс  хемотак­
сис  деп  аталады.  Екінші  кезең  -   микроорганизм  мен  өсімдіктің 
жақындап жанасуы.  Бұл процесте микроорганизмдердің өсімдікті 
лектин  — көмірсулы  тануы  маңызды  болып  табылады.  Лектин  -  
көмірсуды  танитын  белок,  өсімдік  тамырының  талшықтары.  Ол 
бактерия  сыртындагы  көмірсуды  таниды  жэне  онымен  мықты 
байланысады.  Осы  процестің  механикасы  агылшын  құлпысына 
кілттің  тура  келуі  сияқты.  Үшінші  кезең  жүзеге  асу  техникасы 
бойынша түсініксіз механохимиялық кезең. Инфекционды жіпше- 
лер түрінде бактериялардың жас тамырдың талшыгына еніп, оны 
бойлай өседі, ягни қабыкшаның тетраплоидті клеткаларына айна- 
лады жэне олардың тез бөлінуін қамтамасыз етеді. Олар өздерінің 
ішкі  құрылымымен  өсімдік  клеткаларының  ішін  толтырады. 
Зақымдау түрлері алуан түрлі болатындыктан, микроорганизм ен- 
ген жерде тамыр ұлпалары түйнекті түзе отырып, тез өседі (22-су- 
рет).  Мұндайда  микроорганизмдердің  өздері  өзгереді,  клеткалық 
қабықшасынан  айырылады,  көлемі  мен  геометрисын  өзгертеді.
184

Сонымен  бірге  олардың  барлығы  леггемоглобинмен  қоршалады. 
Бұршақ  тұқымдастылардың  тамырындағы  азотфиксацияның 
тиімділігіне түйнектердің көлемі  мен саны ықпал етеді.  Азотфик- 
сация  мен  түйнектердің  түзілуі  экологиялық  зиянды  химиялық 
азотты тыңайтқыштарды көп мөлшерде қолданғанда тежеледі.
22-сурет. Бұршақ тұқымдастардың тамырында
бактериялармен түзілген түйнектер
Әртүрлі 
туыстар 
мен 
түрлерге 
кіретін 
ассоциативті 
азотфиксаторларының  анатомиялық  кұрылымы,  физиология, 
биохимия  бойынша  және  өсімдіктермен  өзара  байланысу  про- 
цестерінде  өзіндік  ерекшеліктері  болады.  Өсімдіктердің  ми- 
кроорганизмдермен  өзара  ассоциативті  байланысы  алуан  түрлі. 
Көп  жағдайда  микробиологтар  ассоциативті  жэне  еркін  тіршілік 
ететін  азотфиксаторлар  арасында  айырмашылықтар  жоқ  деп 
есептейді.  Бірақ  ассоциативті  ара  қатынастар  ризосфералық  ми- 
кроорганизмдерге,  яғни  өсімдік тамырының  беткі  қабатында тір- 
шілік  ететін  микроорганизмдерге  қатысты  болады.  Микробтар 
тамыр  жүйесінің  бетінде  колония  жүзеді  (23-сурет).  Мұндайда 
өсімдіктер мен симбиотикалық азотфиксаторлар арасындағы өзара 
ара  қатынастарға  ұксайтын  байланыстар  сипаты  ескеріледі.  Ол 
да  мына  кезеңдерден  тұрады:  хемотаксисті  тану,  лектин-көмірсу 
аркылы  тану  жэне  өсімдікке  де,  микроорганизмге  де  пайдалы 
зат  алмасу  процесімен  негізделетін  байланыстардың  кезеңдері; 
мұнда тек түйнектердің түзілу  кезеңі  болмайды.  Азотфиксацияда 
симбиотикалыкка  қараганда  ассоциативті  микроорганизмдердің
185

тиімділігі 
төмен, 
бірақ 
ассоциативті 
азотфиксаторларда 
өсімдіктердің  өсуі  мен  дамуына (фитогормондардың  синтезі,  фи- 
топатогендерден  қорғану,  токсикалық  қосындыларды  ыдырату) 
көмектесетін пайдалы қасиеттері болады.
23-сурет. Өсімдіктер тамыр жүйесінің
микробтартармен қатынасы
Жақсы  зерттелген  азотфиксаторлар  -   бұл  азоспирилла 
туысының  өкілдері.  Олар  астық  тұқымдастылардың  тамырында 
колония  түзеді  жэне  оларды  өсіру  технологиясында  қажет  болу 
мүмкін.  1925  жылы  Н.Бейеринк 
Spirillum  lipoferum  Beijerinckii 
түрінде азоспирилдерді алғаш бөліп алды. Ал  1976 жылы бұл ми­
кроорганизм  Дж.Доберейнермен  қайта  ашылғандай  болды  жэне 
осыдан бастап олар қарқынды зерттеле бастады.
Микробалдырлардың Вьетнам,  Қытай,  Индонезияның  күріш 
алқаптарында  өсетін  су  қырыққұлағымен  ассоциативті  ара- 
катынасы қызығушылықты танытып отыр. Әрине, бұл құбылыстың 
биологиясы жэне көк-жасыл балдырлардың озіндік ерекшеліктері 
көптеген  биологтар  мен  технолог-суретшілердің  назарын  аудар- 
тып  отыр.  Көптеген  азотфиксациялаушы  өсімдік-микроорганизм 
жұптарын талдау  кезінде симбиоз бен ассоциативтіліктің арасын- 
да шекара болмайды.

жүктеу/скачать 17,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: