СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛИКОПОЛИМЕРОВ ПОВЕРХНОСТИ КЛЕТОК ФЛОКУЛИРУЮЩИХ КУЛЬТУР И БИОПЛЕНОК БАКТЕРИЙ РОДА AZOSPIRILLUM

Получение устойчивых ассоциаций культурных растений с ростстимулирующими ризобактериями р. Azospirillum относится к перспективным направлениям экологически ориентированного сельского хозяйства. В составе биопрепаратов на основе азоспирилл предпочтительно использовать флокулирующие культуры, повышающие эффективность формирования биопленок на поверхности корней. Липополисахариды (ЛПС) и полисахариды капсулы (КПС) азоспирилл, которые участвуют в процессе формирования ассоциаций с растениями, также вовлечены в агрегацию и флокуляцию. Изучение структуры и свойств ЛПС и КПС азоспирилл в условиях флокуляции, а также гликанов поверхности клеток и внеклеточного полимерного матрикса (ВПМ) биопленок этих бактерий заполнит пробелы в установлении молекулярных механизмов «ассоциативности».Целью работы являлось исследование структурных особенностей гликополимеров поверхности клеток флокулирующих культур и биопленок бактерий р. Azospirillum.Проведен скрининг способности штаммов A. brasilense Sp7, Sp245, A. lipoferum Sp59b и A. halopraeferens Au4 к формированию флокул и биопленок при изменении состава питательной среды, температуры и фазы роста. Для каждого штамма азоспирилл впервые были определены оптимальные условия для флокуляции клеток и биопленкообразования. Были выделены препараты КПС и ЛПС флокулирующих культур, а также ВПМ и ЛПС биопленок и проведен анализ их химического состава. Показано возрастание содержания углеводов и общего фосфора в опытных образцах КПС и ЛПС по сравнению с гликанами планктонных культур. Выявлено изменение состава и соотношения жирных кислот в гидрофобных компонентах данных гликополимеров при переходе от планктонной формы к образованию флокул и биопленок. С помощью анализа моносахаридов, включающего определение абсолютных конфигураций, а также одномерной и двумерной спектроскопии ЯМР были установлены структуры полисахаридов из выделенных гликанов. Впервые показано, что при флокуляции азоспирилл в КПС и ЛПС, а при образовании биопленок в ВПМ и ЛПС синтезируются дополнительные гомоглюканы, различающиеся по структуре в зависимости от штамма. Полученные данные позволят создать инструмент управления составом и структурой гликополимеров поверхности азоспирилл, что является необходимым условием для разработки передовой высокоэффективной технологии производства биоудобрений и их успешного внедрения в агрокомплекс.