которые называются рекомбинантами. Существуют три основных способа обмена генетической информацией: трансформация, трансдукция и конъюгация.

Общими особенностями для всех способов обмена генетической информацией у бактерий являются следующие.

1.Процесс переноса ДНК всегда односторонний, или однонаправленный: от донорных бактерий к реципиентным.

2.Полного обмена генетической информацией не наблюдается, результатом чего является образование мерозиготы

3.Для образования рекомбинантного потомства процесс генетического переноса должен обязательно закончиться рекомбинацией.

30. Особенности роста микробных популяций в открытых и закрытых системах.

При глубинном выращивании микроорганизмов их культуры могут находиться в периодических, или «закрытых», и хемостатных (непрерывных), или «открытых», системах.

Закрытой называют такую систему (культуру), когда хотя бы один из компонентов питательной среды или она вся может ни проступать в систему, ни покидать её. В такой системе скорость роста микроорганизмов должна после ускорения стремиться к нулю из-за недостатка субстрата или по причине гибели микробных клеток вследствие накопления продуктов метаболизма. Следовательно, периодические культуры микроорганизмов находятся в неустойчивом состоянии.

Открытая (хемостатная) система – это система, когда все питательные компоненты могут поступать в реактор, в котором выращивается тот или иной микроорганизм, и удаляться из реактора в виде продуктов синтеза микроорганизмов (антибиотики, витамины, ферменты и т.д.) или биомассы самих микроорганизмов. При этом скорость поступления питательной среды в реактор и удаление из него продуктов синтеза или биомассы можно регулировать в нужной нам среде размножения микроорганизмов.

31. Типы симбиотических взаимодействий микроорганизмов с животными.

Нейтрализм — взаимоотношения, при которых микроорганизмы, развиваясь в составе одного ценоза, не оказывают друг на друга непосредственного влияния. Косвенная взаимозависимость организмов при этом неизбежна, поскольку они являются элементами одного сообщества.

Конкуренция — взаимоотношения между организмами одного или разных видов, соревнующихся за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Конкуренция может быть пассивной—потребление ресурсов внешней среды, необходимых обоим организмам или активной— подавление одного другим в результате образования определенных продуктов обмена. В микробиологии понятие конкуренции обычно распространяют лишь на взаимоотношения между микроорганизмами, хотя возможны конкурентные отношения между микро- и макроорганизмами, например, почвенные микроорганизмы конкурируют с высшими растениями за элементы минерального питания.

Синтрофия — способность двух или более видов бактерий осуществлять такой процесс, который ни один из них не может осуществлять по отдельности. Синтрофия является частным случаем симбиотических взаимоотношений между бактериями.

Симбиоз — различные формы совместного существования разноименных организмов, составляющих симбиотическую систему. В этих системах один из партнеров или оба, в определенной степени возлагают на другого (или друг на друга) задачу регуляции своих отношений с внешней средой. Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические, пространственные и другие типы взаимоотношений. Один из партнеров системы или оба вместе приобретают возможность выигрыша в борьбе за существование.

Симбиоз бывает факультативным, когда каждый из организмов при отсутствии партнера может жить самостоятельно, и облигатным, когда один из организмов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельное существование невозможно. По характеру взаимоотношений между партнерами выделяют несколько типов симбиоза: комменсализм, паразитизм и мутуализм.

Комменсализм -, т. е. сотрапезничество, форма симбиоза, при которой один из партнеров системы (комменсал) возлагает на другого (хозяин) регуляцию своих отношений с внешней средой, но не вступает с ним в тесные отношения. Основой для комменсальных отношений могут быть общее пространство, cyбстрат, кров, пища. Присутствие комменсала для хозяина остается обычно безразличным, т. е. понятие комменсализм сейчас понимается шире, чем сотрапезничество.

Паразитизм — форма антагонистических взаимоотношений двух различных организмов, при которой один из них (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания (среда 1-го порядка) или источника пищи, возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой (среда 2-го порядка). Наблюдается различная степень специализации паразитов (приуроченность к различным органам и тканям) и специфичность паразитов (приуроченность определенного вида паразита к определенным видам хозяина). В процессе эволюции паразитической системы наблюдается тенденция к сглаживанию антагонистических отношений между партнерами. Однако даже в самых стабильных системах паразит — хозяин отношения между партнерами построены по принципу неустойчивого равновесия, нарушения которого могут привести к распаду системы и гибели одного или обоих партнеров. Паразиты принимают участие в регуляции численности популяций хозяев, а иногда определяют направленность микроэволюционных процессов. Паразиты подразделяются на облигатные (обязательные) и факультативные (необязательные).

Мутуализм - форма симбиоза, при которой отношения между партнерами характеризуются взаимовыгодностью и ни один из них не может существовать без другого.

Хищничество - такое отношение двух групп организмов, при котором одна использует другую в пищу. Примером может служить род Clostridium (патогенныевиды), который сначала своими токсинами приводит к гибели животное, а затем использует труп в качестве источника питания.

Антагонизм — термин, применяемый к таким взаимоотношениям между микроорганизмами, когда один вид задерживает или полностью подавляет рост другого.

32. Микробно-растительные взаимодействия

Микробно - растительные взаимодействия являются основой поддержания жизни на планете. Почвенные микроорганизмы играют важную роль в плодородии почвы и питании растений. Обитая в среде, населенной огромным количеством разнообразных микроорганизмов, растение вступает с ними в тесные связи и вне этих связей не существует.

Взаимоотношение растений с ризосферной микрофлорой носит характер раздельного симбиотрофизма, то есть они обоюдно полезны и растениям и микроорганизмам. Микроорганизмы питаются выделениями растений и, размножаясь на корнях, оказывают разностороннее влияние на питание растений, в том числе и на поступление веществ в корни.

Микроорганизмы в жизни растений выполняют функцию средообразования и общего питания. Они осуществляют разложение и минерализацию растительных остатков и органического вещества в целом, высвобождая и возвращая в почву минеральные элементы, необходимые для роста растений, а в атмосферу – CO2 некоторые другие газы. Микроорганизмы продуцируют стимуляторы роста и токсические для растения вещества и др. Микроорганизмы фактически создают почву.

Бактерии играют ключевую роль в обеспечении экосистем азотом. Активными и наиболее изученными азотфиксаторами являются симбиотические азотфиксирующие бактерии, особенно представители рода Rhizobium, Bradyrhizobium и Azospirillum. Существенную роль микроорганизмы, а именно грибы, играют и в обеспечении растений фосфором. Грибами обрастают корни растений с образованием микоризы. Ризосферные микроорганизмы могут оказывать и прямое защитное действие одних растений относительно других.

Существуют бактерии – стимуляторы роста. Это, например, некоторые штаммы бактерий рода Pseudomonas, которые защищают растения от заморозков, предотвращая кристаллообразование на наземных частях растения при кратковременном резком понижении температуры. Представители рода Bacillus, Agrobacterium и Pseudomonas являются «поставщиками» биоконтролирующих агентов.

Микроорганизмы оказывают на растения и много негативных воздействий. Кроме прямого паразитизма микроорганизмов на растениях имеют место и опосредованные негативные воздействия, например создание микроорганизмами анаэробиоза в переувлажнённых почвах. Если такие почвы богаты к тому же органическим веществом, то иногда имеет место массовое развитие сульфатредуцирующих бактерий, один из продуктов метаболизма которых – сероводород, крайне ядовитый для всего живого.

33. Микроорганизмы в защите растений от болезней и вредителей.

Биологический метод защиты растений является основой стратегического эколого-биологического контроля вредных организмов в посевах сельхозкультур. Использование биопрепаратов для защиты растений становится насущной проблемой в связи с необходимостью экологизации земледелия.

Классификация биопрепараты для защиты растений

По видовой принадлежности, в зависимости от природы действующего начала, биопрепараты разделяют на три основные группы:

Бактериальные — произведены на основе различных видов бактерий, их применяют для борьбы с вредителями и грызунами, против фитопатогенов — бактерий-антагонистов;

Грибные — основой являются грибы-энтомопатогены с широким спектром действия против вредителей и микробы-антагонисты и гиперпаразит, специфика которых использована в борьбе против болезней;

Вирусные — изготовленные на основе энтомопатогенных вирусов. Высокая специфичность этой группы биопрепаратов обусловливает их действие преимущественно на одного вредителя.

По количеству штаммов в препаратах биопрепараты разделяют на моноштамовые (изготовленные на основе одного штамма микроорганизмов) и препараты на основе двух или нескольких штаммов микроорганизмов, принадлежащих к различным систематическим группам. Большинство биологических препаратов является моноштамовыми. Но на протяжении последних десятилетий в Украине и других странах разработан ряд эффективных биопрепаратов на основе двух или нескольких штаммов микроорганизмов.

34. Трофические связи в микробных сообществах.

Трофическая структура микробного сообщества определяется взаимодействиями между функциональными группами микроорганизмов. Это обуславливает функционирование сообщества как целостной системы с путями метаболизма, определяемыми термодинамическими закономерностями. Из имеющегося набора функционально сходных организмов доминируют те кинетические характеристики, которые наиболее соответствуют условиям, складывающимся в сообществе.

Микробные сообщества существуют в разных условиях и сильно различаются. Тем не менее, трофические взаимоотношения между разными группировками микроорганизмов сходны в общих чертах.

Структура микробных сообществ во многом определяется возможностями развития первичных продуцентов, причем требованиям устойчивости удовлетворяют только оксигенные фототрофные организмы.

Аноксигенные фототрофы участвуют либо в прямых трофических цепях с глубинным источником Н2 или Н2S, либо во вторичной продукции, замыкая процесс деструкции ОВ. Развитие аноксигенных фототрофов обеспечивает также полное поглощение света в сообществе, способствующих деятельности бактерий - деструкторов.

Деструкторы биополимеров делятся на две группы: организмы, разлагающие легко гидролизуемые соединения (чаще всего аммонификаторы), и организмы, разлагающие устойчивые полимеры клеточной стенки (например, целлюлозоразлагающие бактерии). Гидролиз последних идет вне клетки, поэтому часть их продуктов, такие как дисахариды, рассеиваются и служат субстратом для диссипотрофов. Типичным примером этой группы в анаэробных условиях являются спирохеты. Процесс деструкции легкогидролизуемых веществ (пектина, крахмала) идет быстро и из диссипотрофов выигрывают организмы с большей скоростью роста, составляющие значительную часть выделяемых в чистую культуру организмов-копиотрофов.