Зернобобовые культуры это какие: Всемирный день зернобобовых | Организация Объединенных Наций

Содержание

Зернобобовые культуры | Syngenta

Зернобобовые культуры – нут, горох, чечевица, фасоль, соя – в Казахстане возделываются на зерно и зеленую массу. О значении зернобобовых в народном хозяйстве корректно, и в то же время деликатно подчеркнул В.Р. Вильямс: «Нет более верного пути к обнищанию народа, как одностороннее увлечение злаковыми культурами». Большой интерес к возделыванию зернобобовых культур в Казахстане обусловлено волатильностью цен на зерно и спросом на зернобобовые культуры на внешних рынках. Как известно, современные сорта зернобобовых культур хорошо растут как на плодородных, так и на бедных почвах с рН от 5,0 до 7,5. К тому же это  высокопроизводительный биозавод по фиксации азота воздуха. Азот корневых и пожнивных остатков практически не вымывается, т. к. минерализуется постепенно, в течение 3—5 лет.
Мало того, зернобобовые культуры — это еще и биофабрика по производству высококачественного белка. Зернобобовые культуры — это самый надежный и выгодный компонент в смешанных посевах, что обусловлено их способностью активной фиксации азота и большой засухоустойчивостью.

Зернобобовые культуры являются бережливыми и экономными «хозяевами» на поле. Они с помощью выделений корневой системы переводят труднодоступные для других культур соединения фосфора и калия в доступные и используют их. Кроме того, с помощью глубоко проникающей корневой системы поглощают в подпахотных горизонтах макро- и микроэлементы, ранее вымытые из пахотного слоя, и возвращают их в корнеобитаемый горизонт, предохраняя тем самым почвенные воды от загрязнения.
Зернобобовые улучшают почву, а соответственно, являются отличными предшественниками для многих культур. Преимущества зернобобовых перед культурами других семейств заключается в том, что бобовые производят на еди­нице площади больше белка, качество и усвояемость его выше. Они дают самый дешевый белок, включая в биологический круго­ворот азот воздуха, недоступный для других растений. Фиксация азота воздуха происходит в процессе симбиоза бобовых с клубень­ковыми бактериями рода Rhizobium за счет световой энергии, аккумулированной растением.
Семена зерновых бобовых культур отличаются высоким со­держанием незаменимых аминокислот. Содержание основных незаменимых аминокислот в белке зерновых бобовых культур в 1,5…3,0 раза больше, чем в белке мятликовых культур. Например, в 1 кг семян сои лизина содержится в 6 раз больше, чем в 1 кг пшеницы. Кроме того, в семенах некоторых зерновых бобовых культур содержится значительное количество жира, например у сои 16…27%, у нута около 5%.

Важнейшие зернобобовые культуры.

Важнейшие зернобобовые культуры



Горох

Зрелые семена гороха обладают высокой питательностью и хорошими вкусовыми качествами, содержат 22 — 34% белка, 20 — 48% крахмала, 4 — 10% сахара и около 1% жира. Это — очень ценная пищевая и фуражная культура, занимающая в нашей стране первое место по площадям возделывания среди других зернобобовых культур. Причиной большого объема выращивания гороха в России является, в первую очередь, неприхотливость этой культуры к почвенно-климатическим условиям и хорошие вкусовые качества.

Горох — одно из самых древних культурных растений. Он возделывался еще в каменном веке. Зрелые семена гороха Обыкновенный посевной горох в диком состоянии неизвестен. В отличие от других бобовых в ботаническом роде гороха всего лишь несколько видов, но сортов в каждом виде очень много. Все сорта гороха подразделяются на лущильные, используемые на зерно, и сахарные, которые консервируют или едят в свежем виде.

Основная зернобобовая культура в Украине — горох посевной. Граница его распространения на севере совпадает с границей земледелия, на юге доходит до субтропических районов. Наиболее благоприятны для гороха северо-восточная часть, большая часть территории Западной и Восточной Сибири, горные и высокогорные районы Северного Кавказа, Закавказья и Киргизии.

Горох — растение влаголюбивое, он хорошо растет на почвах, богатых известью, но не выносит солонцеватых, кислых и заболоченных почв. Всходы гороха могут выдерживать кратковременные заморозки до -4°. Высевают его одновременно с ранними яровыми зерновыми злаками.

Рис.1 Зерновые бобовые культуры: 1 — горох, справа — плод и семя; 2 — фасоль обыкновенная, слева — плод и семя; 3 — соя; 4 — нут, слева — плод и семя

Горох сильно страдает от сорняков, поэтому лучшие предшественники для него — пропашные культуры или озимые хлеба. В то же время горох — сам лучший предшественник для многих культур. При правильной агротехнике горох дает до 35 — 40 ц зерна с гектара.

***

Фасоль

Под названием фасоль объединяют множество ботанических видов растений из рода фасоль, которые растут главным образом в тропиках. Всего на земном шаре около 230 видов фасоли. Из них около 20 — культурные.
В нашей стране возделывается 7 видов фасоли: обыкновенная, тепари, лунообразная (лима), многоцветковая, маш, коровий горох и фасоль угловатая.
В южных районах фасоль возделывается в основном на зерно, в северной части — как овощное растение, для получения лопаток, которые консервируются или употребляются в пищу в отваренном, жареном и даже сыром виде.

Фасоль, так же как и горох, возделывается очень давно. Это одно из трех древнейших культурных растений Южной Америки. В Перу при раскопках была найдена мумия, в руках у нее были зажаты початки кукурузы, а в рот вложены комочки хлопкового волокна и семена фасоли. В Европу фасоль привезли испанцы после открытия Америки. В Россию это растение впервые попало в XVII в.
Задолго до открытия Америки фасоль была известна как культурное растение на Дальнем Востоке, в Индии, Корее, Японии и других странах.

У видов этой фасоли семена значительно мельче, чем у американских, и бобы несколько другой формы, но их зерна также богаты белковыми веществами:
Азиатские виды фасоли до сих пор возделываются на востоке и юге Азии.

Из видов фасоли американского происхождения наибольшее хозяйственное значение имеет фасоль обыкновенная — самая богатая белками, углеводами и жирами. В наше время этот вид в диком состоянии неизвестен.
Фасоль тепари, или остролистная, отличается засухоустойчивостью; в диком состоянии она встречается в перелесках и кустарниках Мексики и Аризоны.


Фасоль лунообразная очень теплолюбива. Высота отдельных растений вьющихся форм этого вида достигает во влажном тропическом климате 15 м.
Дикорастущая лунообразная фасоль встречается на Антильских островах, в Центральной и Южной Америке.
Фасоль многоцветковая преимущественно вьющаяся, слабоветвящаяся. Возделывается эта фасоль на зерно и как овощное растение; кроме того, используется на силос и как зеленое удобрение. Цветки у нее ярко-красные, крупные и очень красивые, эта фасоль часто служит декоративным растением. В диком состоянии многоцветковая фасоль произрастает в Мексике и Гватемале.

Из видов фасоли азиатского происхождения наибольшее хозяйственное значение имеет маш — однолетнее культурное растение, в диком состоянии неизвестное. Культивируется маш в Индии, Китае, Корее и Японии, где маш — основное бобовое продовольственное растение. Семена его богаты белком (около 25%), углеводами (свыше 50%) и жирами (1,5%). При выращивании на зеленое удобрение маш — хороший предшественник для хлопчатника.

***



Соя

Из всех зернобобовых растений первое место в мировом сельскохозяйственном производстве принадлежит сое. Ее посевы на земном шаре занимают свыше 11 млн. га, тогда как, например, мировая посевная площадь гороха около 7 млн. га, фасоли — 7,5 млн. га.

Соя — древнейшее культурное растение Китая, ее возделывают на Дальнем Востоке, в Западной Грузии, на Украине, Северном Кавказе и в Молдавии.

Известно около 10 тыс. сортов культурной сои, в диком состоянии соя не найдена. Зерно сои содержит 24 — 45% белка, 13 — 27% жира и 20 — 32% крахмала. По качеству соевый белок близок к животному. Масло, полученное из соевых семян, отличается высокой калорийностью. После рафинирования (специальной очистки) соевое масло используется для производства маргарина. В смеси с льняным маслом оно применяется в лакокрасочной промышленности, из него изготовляются тонкие смазочные масла, глицерин.

Отходы, получаемые при изготовлении соевого масла, — жмых — широко используются в промышленности. Из жмыха делают клей для изготовления фанеры. Применяют его и в производстве пластмасс.
Соевая мука в смеси с пшеничной идет на кондитерские изделия: печенье, соевые конфеты. Кроме того, из нее изготовляют молоко, которое может быть переработано в сыр и казеин. Правильно приготовленное соевое молоко очень питательно. Приготовление из сои молока и сыра было известно еще в глубокой древности.
Из сои получают, также, множество разнообразных лекарственных препаратов.

***

Нут

Нут — самое засухоустойчивое растение из всех зернобобовых. Его даже называют «горохом засушливых стран». Возделывают нут главным образом в Южной Азии и в засушливых районах Средиземноморья. На долю Индии, Бангладеш и Пакистана приходится до 90% его посевов. По мировой посевной площади нут среди зернобобовых стоит на втором месте после сои (10 млн. га). Дикорастущий нут неизвестен.
Семена нута содержат до 30% белка, до 60% углеводов и около 8% жира. Они используются как составная часть в консервах, колбасах и макаронных изделиях. В восточных странах сваренные, а затем поджаренные бобы нута продают как лакомство.

Рис.2 Зерновые бобовые культуры: 5 — конские бобы, внизу — плод и семя; 6 — арахис; 7 — чечевица, внизу — плод и семена.

На постсоветском пространстве (в Средней Азии и в Восточном Закавказье) нут культивируется с давних времен, а в наше время вводится в севообороты на Северном Кавказе, в Нижнем Поволжье и в засушливых районах Украины, а также в целинных районах Казахстана. Всходы нута переносят заморозки до -6°.
При раннем посеве и тщательном уходе нут дает высокие урожаи — до 32 ц с гектара.

***

Чечевица

Чечевица известна с глубокой древности. Она возделывалась в древнем Пенджабе, в Малой Азии, Средиземноморье и в Древнем Египте. Ее знали до нашей эры в Греции и Риме.
В России чечевица, известна с XIV в. В настоящее время она возделывается почти во всех странах Европы, Азии, Латинской Америки.
Пищевые сорта крупносемянной, или тарелочной, чечевицы по вкусу и питательности занимают одно из первых мест среди зернобобовых. Дикие виды чечевицы не найдены.

Мелкосемянные сорта чечевицы — ценный корм для скота, особенно для свиней. В корм идет также чечевичная солома и мякина.
Конские бобы, названы конскими неудачно: это растение культивируется для получения пищевых продуктов, а не для скармливания скоту. Его возделывают во многих странах Европы и Азии, в Мексике и Австралии. Конские бобы сеют в Грузии, на Правобережной Украине и в Белоруссии.
На корм скоту выращиваются кормовые бобы. Они в несколько раз мельче конских, отличаются от них и по цвету: первые более светлых тонов, вторые совершенно черные.

***

Травянистые зернобобовые культуры

К зерновым бобовым относятся также травянистые растения люпин и вика.
У люпина очень много белка и в семенах и в зеленых частях растения. В его зернах много масла, но оно горькое и в пищу не годится. Главное назначение посевов люпина — зеленое удобрение. В сельском хозяйстве используют в основном три вида люпина: белый, желтый и узколистный, или синий. Все части люпина содержат вредные вещества — алкалоиды.
В наше время селекционеры уже вывели безалкалоидные сорта люпина. Например, в Украинском институте земледелия выведен быстрорастущий безалкалоидный сорт люпина, который можно использовать на корм скоту.

***

Арахис

Арахис, или земляной орех, возделывают для получения растительного масла. В семенах арахиса его от 44 до 56,5%. В среднем тонна шелушенных семян арахиса дает 270 кг масла очень высокого качества. Арахисовое масло применяется в консервной и кондитерской промышленности.
Семена арахиса используются также при изготовлении шоколада. Поджаренные семена в раздробленном или размолотом виде включаются в состав многих кондитерских изделий — пирожных, тортов, конфет, печенья.

У арахиса цветки надземные, но урожай приходится выкапывать из земли. Цветки арахиса распускаются у самой почвы, и после оплодотворения завязь зарывается в землю на глубину 8 — 10 см. Там из завязи развивается плод. Ученые предполагают, что у арахиса такие удивительные свойства выработались в далеком прошлом, потому что рос он в крайне засушливых тропических областях, где слишком много солнечного света. Родина арахиса — Южная Бразилия, Уругвай и Парагвай. Больше нигде в мире он в диком виде не встречается. Возделывается арахис в Америке, Азии, Африке и Европе.

***

В России, с ее разнообразием почвенных и климатических условий, могут возделываться почти все зернобобовые культуры. Здесь общая посевная площадь этих культур — около 2,0 млн. га. Первое место среди них по посевным площадям занимает горох, затем идут соя и люпин, на небольших площадях возделывают фасоль, чечевицу, чину, нут и кормовые бобы.

***

Особенности биологии и пищевая ценность зернобобовых культур

Зерновые культуры


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Зернобобовые культуры

Зернобобовые культуры (растения).

К группе зернобобовых культур в соответствии с классификацией относится 10 видов культур. В России выращивают крупносеменные однолетние растения: горох, сою, бобы кормовые, чечевицу, чину, фасоль, нут, вику яровую, люпин кормовой и др. Наибольшее распространение в нашей стране получил горох. Другие бобовые культуры производятся совсем в небольших количествах. Их валовой сбор (кроме сои) не превышает 500 тыс. т. Сою относят как к бобовым, так и к масличным культурам. В последнее время ей придается особое значение. Это связано с необходимостью решения «вечной» проблемы для России — проблемы растительного белка.

По мнению ученых, недостаток белка в стране, особенно кормового, может и должен компенсироваться главным образом за счет бобовых растений. Зерновые бобовые, обладая высокой интенсивностью, содержат от 160 до 250 г перевариваемого протеина на 1 кормовую единицу (к. ед.)

Агротехническое преимущество зерновых бобовых культур состоит в том, что они не обедняют, а обогащают почву, накапливая в ней много органического вещества и улучшая ее азотный баланс.

Основное отличие химического состава зернобобовых — высокое содержание белка: в горохе — 20,5%, в сое — 34,9%. Биологическая ценность белка бобовых культур высокая Дефицитными являются только серосодержащие аминокислоты метионин и цистин, скор по которым у белка гороха 64%, а сои 88%. Лимитирующие для зерновых культур лизин и треонин в зернобобовых культурах присутствуют в достаточном количестве.

Основная цель возделывания зернобобовых культур — получение высоко-белкового пищевого, кормового или технического сырья. Фасоль и чечевица обладают высокими вкусовыми свойствами, поэтому используются только в продовольственных (пищевых) целях. Чину, нут, кормовые бобы, вику, люлин белый и желтый применяют в основном в комбикормовой промышленности. Соя в последние годы находит все более широкое применение как пищевая, кормовая и по-прежнему как техническая масличная культура. Горох, как и соя, является универсальной культурой и широко используется для пищевых и кормовых целей.

Качество зернобобовых культур как сырья для производства комбикормов оценивается соответствием белковому эквиваленту, содержащемуся в 1 кормовой единице.

По зоотехническим нормам в 1 кормовой единице должно содержаться 105 — 115 г сырого белка. Фактически содержание белка в кормах, заготовляемых в России, составляет на 1 кормовую единицу 75 — 80 г, или около 75% нормы. Дефицит белка вызывает перерасход кормов на единицу животноводческой продукции (в среднем на 20 — 30%) и служит одним из главных препятствий для повышения продуктивности животных.

В решении проблемы растительного белка весьма важная роль принадлежит бобовым культурам, которые не только сами обладают высокой кормовой ценностью, но и улучшают использование животными кормов других низкобелковых культур. Как видно, практически у всех зерновых бобовых культур обеспеченность белком из расчета кормовых единиц в 1,1 — 1,8 раза превосходит норму.

Что относится к зернобобовым культурам

К этой группе относятся следующие культуры: горох, чечевица, вика, чина, арахис, соя, фасоль, маш, нут, бобы, вигна и люпин, принадлежащие к семейству Fabaceae.

Они отличаются высоким содержанием в семенах белков, в состав которых входят важнейшие аминокислоты — лизин, триптофан, валин и др. (Шпаар Д. и др., 2000). Кроме того, семена некоторых из них содержат много жира (арахис, соя), минеральных веществ и витаминов (А, В1, В2, С, D, Е, РР и др.), что значительно повышает их пищевое значение. Зернобобовые культуры широко используются в пищевой промышленности (консервированные в зеленом виде горох и фасоль, крупа, мука, масло и др.). Из них также производится много различных материалов, которые требуются в быту (растительный казеин, лаки, эмаль, пластмассы, искусственное волокно, экстракты для борьбы с вредителями и т. д.). Большое значение эти культуры имеют в кормопроизводстве из-за высокого содержания белка в зеленой массе, зерне, полове и соломе. Поэтому при составлении сбалансированных по протеину рационов их приходится добавлять к злаковым растениям. Например, для повышения качества кукурузного силоса широко практикуются смешанные посевы с кормовыми бобами, соей и другими культурами.

Значительное количество белка образуется бобовыми растениями за счет симбиотической фиксации азота. Клубеньковые бактерии, которые находятся на корнях, связывают азот атмосферы и обогащают им почву. Установлено, что на 1 га зернобобовых культур может фиксироваться порядка 100-400кг азота из воздуха. В литературе имеются примерно такие данные по отдельным культурам: люпин — 400; соя — 150; люцерна — 140; донник — 130; клевер, горох, вика — 100. Эффективность фиксации азота из воздуха с помощью клубеньковых бактерий зависит от многих факторов: обеспеченность питательными веществами, влагой, воздухом, светом; невысокая концентрация нитратов, которые тормозят жизнедеятельность клубеньковых бактерий; нейтральная реакция почвы; благоприятна» температура (до +27°С), достаточное количество органического вещества и др. Если же условия неблагоприятные, то клубеньковые бактерии не могут полностью обеспечить бобовые растения азотом, и они вынуждены удовлетворять свою потребность в нем за счет почвы.

Установлено, что хорошо работающие клубеньки имеют розовую окраску, а слабые — белую или бледно-зеленую. Для активизации их деятельности вместе с семенами вносится ризоторфин или нитрагин. Клубеньковые бактерии представляют собой палочки, которые в свободном состоянии являются строгими аэробами и не могут усваивать азот из воздуха. Фиксация его в природе является результатом сложного процесса взаимодействия между бактериями и растениями. Установлено несколько видов клубеньковых бактерий, которые отличаются между собой по отношению к растению-хозяину. Некоторые виды могут заражать целую группу бобовых растений (горох, вика, кормовые бобы, чечевица, чина), другие очень специфичны и вступают в симбиоз только с отдельными культурами.

Каждый вид клубеньковых бактерий включает в себя очень много штаммов, которые могут приспособляться не только к различным культурам, но и к сортам.

В настоящее время уже начата селекция некоторых бобовых культур совместно с подбором специфических штаммов клубеньковых бактерий.

Средний биохимический состав семян различных видов зернобобовых культур

КультурыСодержание, %
Русское названиеЛатинское названиеБелокУглеводыЖирМинеральные вещества
Люпин желтыйLupinus luteus43,928,95,45,1
Люпин белыйLupinus albus37,635,98,84,1
Люпин узколистныйLupinus angustifolius34,939,95,53,8
СояGlycine max33,76,318,14,7
Вика посевнаяVicia sativa26,049,81,73,2
Земляной орех (арахис)Arachis hypogea25,38,348,12,2
ЧечевицаLens culinaris23,552,01,43,2
Кормовые бобыVicia faba23,055,02,03,1
ЧинаLathyrus sativus23,055,01,53,2
ГорохPisum sativum22,941,21,42,7
ФасольPhseolus vulgaris21,340,11,64,0
НутCicer arietinum19,841,23,42,7

В конце XX в. под зернобобовыми культурами (в том числе соя и арахис) в мире было занято около 160 млн га, то есть в 4,4 раза меньше, чем под зерновыми. Самые большие площади их находятся в Индии и Китае. Валовой сбор был 230 млн т (в 9 раз меньше, чем зерновых культур). Средняя урожайность составила порядка 1,5т/га. Вначале XX в. (2001-2005 гг.) в России под зернобобовыми культурами было занято 1,2 млн га, то есть в 38 раз меньше, чем под зерновыми. Валовой сбор был 1,8 млн т. (в 44 раза меньше, чем зерновых). Средняя урожайность составила 1,6 т/га (на 0,3 т/га ниже, чем у зерновых культур). Приведенные статистические данные говорят о том, что в нашей стране отношение к зернобобовым культурам было плохим и раньше, а в современной России стало еще хуже. Поэтому все наши разговоры о биологизации и экологизации современного земледелия являются самой заурядной демагогией.

Самой распространенной культурой в нашей стране является горох. Остальные зернобобовые культуры занимают очень маленькие площади. Кроме того, селекция их находится в примитивном состоянии, что говорит о бесперспективности улучшения российского земледелия в будущем. У зернобобовых культур отмечаются следующие фазы роста и развития: прорастание семян, всходы, ветвление, бутонизация, цветение, образование бобов, созревание, полная спелость семян.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Зернобобовые культуры — Справочник химика 21

    Наибольшая потребность в магнии характерна для табака, свеклы, картофеля, зерновых и зернобобовых культур и бобовых трав. Большой чувствительностью к недостатку магния отличаются просо, чумиза, кукуруза, конопля, сорго. Задержка развития растений наступает [c.127]

    В соответствии с классификацией, принятой в растениеводстве [94], разнообразные нолевые сельскохозяйственные растения по характеру их использования делят на 1) зерновые хлеба и зернобобовые культуры, 2) технические культуры, 3) кормовые культуры. Следуя этой классификации, рассмотрим строение полисахаридов ГМЦ растений. [c.102]


    По данным отечественной и зарубежной литературы, эффективным приемом уничтожения сорняков является химическая обработка посевов. Однако этот прием недостаточно разработан для зернобобовых культур и тем более гороха. На Юго-Востоке это средство очищения посевов гороха от сорняков совершенно не изучалось. [c.221]

    Обычно принято считать, что зернобобовые культуры не боятся засорения, а поэтому прополка этих культур из-За недо-статка рабочей силы часто не проводится. Однако очищение посевов от сорняков всегда дает прибавку урожая зерна и зеленой массы. [c.225]

    Витамин В] (тиамин) содержится в злаках в количестве около 0,5 мг на 100 г продуктами, которые превосходят злаки по количеству витамина В], являются дрожжи и семена некото рых зернобобовых культур. Если учесть, что ежедневная потребность человека в витамине В) составляет 2—3 мг, то при [c. 364]

    Количество основных веществ в зерне злаков и особенно белков и крахмала может значительно изменяться в зависимости от условий выращивания. Особенно важное значение имеет изменчивость количества белка, поэтому повышению его содержания в сельскохозяйственных растениях уделяется очень большое внимание. Белок не может быть заменен в питании человека и животных другими веществами, и человек ежедневно должен получать с пищей от 70 до 120 г белка. Зерновые злаковые и зернобобовые культуры наиболее доступные, широко распространенные и дешевые источники белка, поэтому особое внимание уделяется повышению количества белка именно в этих культурах. В целом по СССР увеличение содержания белка в зерновых культурах только на 1 % дает возможность получить дополнительно 1 ООО ООО т чистого белка. [c.372]

    Благодаря этому зерно и солома бобовых культур содержат наибольшее количество белка и других азотистых соединений. Зернобобовые культуры фиксируют до 100 кг и более азота на гектар, из которых значительная часть остается в почве, что является важным условием повышения плодородия почв, осо-бенно почв с малым содержанием азота.[c.385]

    В мировом земледелии площади под посевами зернобобовых культур составляют десятки миллионов гектаров. В Советском Союзе до Великой Отечественной войны посевы зернобобовых культур также занимали значительную площадь, однако в послевоенные годы посевные площади под этими культурами резко сократились. ХХП съезд КПСС, утвердивший грандиозную [c.385]

    ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕРНА ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР [c.386]


    Другие азотистые соединения. Кроме белковых веществ, в семенах зернобобовых культур находятся и другие азотистые соединения свободные аминокислоты и их амиды, нуклеиновые кислоты, пептиды, азотистые основания, минеральный азот, но главная масса небелковых азотистых соединений представлена свободными аминокислотами. [c.388]

    Изменчивость химического состава семян в период созревания зернобобовых культур можно рассмотреть на примере гороха. Основными процессами в созревающем зерне бобовых являются синтез белков и поступающих в зерно аминокислот и синтез крахмала и сахаров, а также образование клетчатки и жира. Вскоре после цветения в семенах гороха образуется много сахаров и азота (до 5% на вес сухой массы), но сравнительно мало крахмала. Через 18—24 дня после цветения, вследствие интенсивного оттока сахаров из листьев, количество сахаров в зерне увеличивается еще больше и достигает 33—35%, а так как интенсивность синтеза крахмала в этот период еще сравнительно невысока, то относительное содержание крахмала снижается. Сахароза является основным сахаром, который накапливается в семенах. [c.394]

    Влияние почвенно-климатических факторов на химический состав зернобобовых культур изучалось в течение многих лет во Всесоюзном институте растениеводства. Так как ценность бобовых культур определяется содержанием в них белковых веществ, то основное внимание в этих исследованиях уделялось определению количества белков в семенах и изменчивости их качественного состава.[c.396]

    Изменение содержания белка в семенах зернобобовых культур в зависимости от сортовых особенностей и от района выращивания (в % веса сухой массы, среднее за 4 года) [c.397]

    Таким образом, изменчивость химического состава зернобобовых культур в зависимости от района выращивания в ос новном подчиняется тем же закономерностям, которые были установлены ранее для зерновых культур. Но пределы относительной изменчивости содержания белков в зерне бобовых культур значительно меньше, чем в зерне злаков. Мы видели, что в семенах зерновых культур в зависимости от условий выращивания количество белков может изменяться в 2 и более раз. В семенах зернобобовых культур эта относительная изменчивость значительно ниже и составляет обычно Д—7з от содержания белков в зерне. Это объясняется тем, что на корнях бобовых растений развиваются клубеньковые бактерии, фиксирующие азот воздуха, поэтому бобовые растения, как правило, в достаточной степени обеспечены азотом, и их развитие и химический состав в гораздо меньщей степени зависят от количества азота в почве, чем развитие и химический состав зерновых злаков.[c.399]

    Под влиянием удобрений у зерновых бобовых культур изменяется не только общее содержание белков, но и их качественный состав. Аминокислотный состав белков под влиянием удобрений не изменяется, однако действие удобрений на количество аминокислот в зернобобовых культурах изучено еще недостаточно. Таким образом, при правильном применении удобрений под зернобобовые культуры повышается урожай зерна, увеличивается в нем количество белков и, следовательно, пО вышается общий сбор белка и незаменимых аминокислот с единицы площади. [c.400]

    Если учесть, что в сухом веществе большинства зерновых культур содержание протеина составляет 12— 16%, то следует отметить, что сушеные овощи являются лучшими источниками азотистых веществ, чем зерновые культуры, а некоторые из них приближаются к зернобобовым культурам. [c.441]

    Зернобобовые культуры (горох, бобы, соя, фасоль и др.) относятся к двудольным растениям, чувствительным ко многим гербицидам. В настоящее время известен большой набор разнообразных препаратов, которые можно использовать в посевах этих культур. [c.79]

    Препарат применяют для предохранения семенников моркови от гнили при хранении, для борьбы с болезнями, вызывающими. полегание всходов различных культур, и с аскохитозом зернобобовых культур. [c.281]

    Очень широко распространена сахароза в растительном мире, и в небольших количествах она содержится в любых тканях растений. Более высоким ее содержанием отличаются плоды и ягоды (в сливах сахарозы находится до 8%, в яблоках, грушах — до 5%, в апельсинах — до 6% и т. д.). В зародышах семян зерновых и зернобобовых культур сахароза является главным сахаром. Много ее в некоторых овощах в луке 5—8%, в моркови 4—6, в столовой свекле 5—8%. Больше всего сахарозы находится в корнях сахарной свеклы (14—22%) и в соке стеблей сахарного тростника (14—25%). Количество сахарозы, которое можно получить с 1 га посева сахарной свеклы, весьма велико. При содержании сахарозы в корнях 15—16% и урожае корней 300 ц с 1 га можно произвести до 40—45 ц чистой сахарозы. [c.28]


    Наибольшее количество крахмала накапливается в семенах риса 70—80%), кукурузы (60 —75%) и других злаков. В семенах зернобобовых культур содержание крахмала низкое, а в семенах масличных его почти нет. [c.29]

    Клетчатка, или целлюлоза, составляет главную часть клеточных стенок растений. В семенах зерновых злаков, не имеющих пленок, клетчатки содержится 2—3%, а в семенах пленчатых злаков (овес, рис, просо и др.) значительно выше—10—15%. В семенах зернобобовых культур целлюлоза составляет 3—5, в клубнях картофеля и корнеплодах — около 1%. Волокно хлопчатника содержит 95—98% клетчатки, лен — 80—90, древесина — 40—50%. Много ее в соломе злаков. [c.29]

    Наибольшее количество азотистых соединений получают с единицы площади зернобобовых культур и несколько меньше — с единицы площади злаковых. При повышении ресурсов растительных белков следует обратить внимание и на такие культуры, как картофель и корнеплоды. Несмотря на то что они содержат очень мало сырого протеина по расчету на единицу веса товарной продукции, при хороших урожаях с гектара посева они могут дать примерно столько же азотистых веществ, сколько и зерновые хлеба. [c.38]

    В экспериментально созданных условиях, при которых испарение воды злаками и зернобобовыми культурами изменялось в 4 раза, поглощение фосфат-иона оставалось примерно одинаковым. [c.57]

    Зерновые и зернобобовые культуры при регулярном применении в севообороте навоза требуют немного калия минеральных удобрений (особенно на черноземах). [c.306]

    В последние годы в Советском Союзе значительно расширяются посевные площади под зернобобовыми культурами, что позволит резко улучшить [c.420]

    В повышении качества урожая зернобобовых культур большое значение имеют также фосфорные и калийные удобрения. В опытах, проведенных Всесоюзным институтом растениеводства в Ленинградской области с горохом сорта Масличный, при выращивании без удобрений в семенах содержалось 25,2% белка, при внесении на 1 га по 45 кг фосфора и калия содержание белка увеличилось до 27,4%, а при внесении на 1 га 90 кг фосфора и 135 кг калия — до 31,5%. В последние годы было установлено, что качество урожая бобовых улучшается и под действием некоторых микроэлементов, в частности при внесении молибденовых удобрений. [c.421]

    УДОБРЕНИЕ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР [c.450]

    Удобрение зернобобовых культур [c.451]

    При данной схеме системы удобрения обеспеченность на 1 га пашни навозом 4—8 т и минеральными удобрениями 6,8—8,8 ц, считая на стандартные туки. При более низкой обеспеченности минеральными удобрениями дозы основного удобрения должны уменьшаться, или под отдельные зерновые и зернобобовые культуры удобрение дается только в рядки при посеве. [c. 480]

    Бромистый метил — 99,5%-ный сжиженный газ. Применяется против вредителей путем камерной фумигации при температуре не ниже 10°С из расчета на 1 м зерна в складах —60 г при экспозиции 2—3 суток семян зернобобовых культур в складах — 40—45 г при экспозиции одни сутки продуктов переработки зерна в складах — 40—45 г при экспозиции одни сутки зерна и семян масличных культур в трюмах судов с высотой слоя до 12 м — 50—60 г при экспозиции 25—50 часов посадочного материала, свежих и сухих плодов и овощей в камерах — 30—60 г при экспозиции 2—4 часа тары и упаковочного материала в камерах или под пленками — 20—40 г при экспозиции 25 часов. [c.14]

    Если содержание белков в растительном корме ниже нормы, то во избежание перерасхода кормов и повышения себестоимости животноводческой продукции количество белка в корме компенсируют введением белковьк добавок в виде препаратов незаменимых аминокислот либо белковой массы с более высоким содержанием ряда аминокислот по сравнению с эталоном. Незаменимые аминокислоты наиболее сбалансированы в белках семян сои. Относительно высокую биологическую цеьшость имеют также белки зерна риса и гороха. В белках зерна пшеницы и ячменя очень мало лизина, метионина и изолейцина, а в белках кукурузы еще и триптофана. Для балансирования кормов (в которых основной компонент — зерно злаковых культур) по белку и незаменимым аминокислотам применяют концентрированные белковые добавки — комбикорма. Для их приготовления используют мясокостную и рыбную муку, отходы мясной и молочной промышленности, жмыхи масличных растений, отруби, шроты зернобобовых культур. [c.9]

    Отбор проб семян мелкосемян-ных сыпучих культур Выделение средних образцов зерновых и зернобобовых культур Отбор проб молока из цистерн, бидонов и др. [c.391]

    Зерновые бобовые — горох, соя, фасоль, вика, чече вица, кормовые бобы, люпины и другие — ценнейшие культуры, широко используемые на продовольствие, для кормления сель- скохозяйственных животных, для технической переработки и на зеленое удобрение. Характерным признаком всех бобовых, в том числе и зернобобовых культур, является их способность фиксировать азот воздуха при помощи клубеньковых бактерий. [c.385]

    В настоящее время особое значение приобретает широкое использование зернобобовых культур в качестве кормов для сельскохозяйственных животных. При общем повышении про дуктивности скота содержание белков в их рационе должно увеличиваться, иначе неизбежен большой перерасход кормов и повышение себестоимости продуктов животноводства. При кормлении коров по рационам, не сбалансированным по белку, расход кормов на 1 кг молока повышается на 30—35%, а себестоимость молока увеличивается на 22—28% при откорме свиней расход кормов на 1 кг привеса повышается на 40—45%, что повышает себестоимость мяса и т. д. Использование зернобобовых культур для кормления сельскохозяйственных животных резко улучшает белковый баланс кормов и снижает себестоимость продукции. [c.385]

    Биологическая ценность белков зерна бобовых культур очень высокая, она значительно выще, чем биологическая ценность других растительных белков. Если принять биологическую ценность белков молока за 100, то биологическая ценность белков больщинства бобовых будет 75—85, а ценность белков сои приближается к 100. Некоторые исследователи считают, что белки молока и сои практически равноценны. По данным исследований В. Г. Клименко, М. И. Смирновой-Иконниковой и многих других авторов, в белках бобовых находятся все незаменимые аминокислоты и количество этих аминокислот почти соответствует их содержанию в продуктах животного происхождения. Таким образом, семена зернобобовых культур являются не только продуктом с больщим количеством белков, но и концентратом незаменимых аминокислот, необходимых для людей и животных. Благодаря легкой растворимости белков аминокислоты, входящие в их состав, легко доступны для усвоения организмом человека и животных. [c.388]

    Наиболее важными условиями, которые оказывают значительное влияние на накопление белков в зернобобовых культурах, являются плодородие почвы, а также влажность и температура почвы и воздуха, т. е. те же условия, которые оказывают влияние на содержание белков в зерновых культурах. Из изученных районов наиболее благоприятными для получения зерна с большим количеством белка является Кубань (черноземные почвы, относительно сухой и жаркий климат). Волгоградская область (жаркий и сухой климат), Средняя Азия, Сибирь, Целинный край (континентальный климат) и ряд других районов. В северо-западных районах (Ленинградская и другие области) с их малоплодородными почвами, более холодным и влажным климатом зернобобовые культуры дают урожай с от-> носнтельно меньшим содержанием белков. Таким образом, для всех зернобобовых культур выявляется общая закономерность содержание белка в семенах при продвижении с северо-запада на юго-восток и восток нашей страны повышается. Следует от метить, что орошение зернобобовых культур при внесении удобрений почти не вызывает уменьшения белка в зерне. [c.397]

    Наряду с изменчивостью общего количества белков в зерне в зависимости от условий выращивания изменяется и их качественный (фракционный) состав. Наиболее важными факторами внешней среды, определяющихми содержание белков в семенах зернобобовых культур, являются влажность почвы и воздуха, а также температура в период созревания зерна. Изменение качественного состава белков в зависимости от района выращивания подчинено определенной закономерности и одинаково для всех культур. В условиях жаркого и сухого климата с пониженным количеством осадков, особенно в период созревания зерна, в семенах накапливается больше глобулинов и меньше воднорастворимых белков, чем у растений, выращиваемых в районах с более влажным климатом и пониженными температурами в период созревания. При выращивании бобовых в условиях орошаемого земледелия в их зерне также имеется больше воднорастворимых и меньше солерастворимых белков. [c.398]

    В повышении качества урожая зернобобовых культур большое значение имеют также фосфорные и калийные удобрения. При внесении этих удобрений наряду с повышением урожаев заметно увеличивается количество белка в зерне. В опытах М. И. Смирновой-Иконниковой, проведенных в Ленинградской области, в фасоли сорта Щедрая без внесения удобрений содержалось 22,7% белка, а при внесении 45 кг Р2О5 на гектар — 25,5%. В другом опыте с горохом сорта Масличный без удобрений в семенах содержалось 25,2% белка, при внесении по 45 кг Р2О5 и К2О на гектар количество белка увеличилось до 27,4%, а при внесении 90 кг Р2О5 и 135 кг К2О на гектар — до 31,5%. Азотные удобрения также положительно действуют на урожай и содержание белков в семенах и вегетативных органах бобовых культур в ряде опытов при внесении азотных удобрений было получено значительное улучшение качества урожая. Однако внесение азотных удобрений под бобовые культуры во многих случаях нерационально. При выращивании этих культур необходимо стремиться к тому, чтобы бобовые фиксировали больше азота воздуха и обогащали им почву. [c.400]

    Из почвы Г. проникает в растительный покров, в овощ,и, фрукты, зернобобовые культуры. Среднее содержание в травянистых растениях 0,011 0,001 мг/кг (Васьковская). При содержании в почве I мг/кг — в моркови 0,48 мг/кг, в кожуре картофеля— 0,8 мг/кг. По данным Зельцера, в Московской области при содержании в почве 0,6—1,2 мг/кг —в овсе 0,15 мг/кг. В районе Копенгагена у- и а-изомеры Г. определены в пробах мха Pleurozium. Накопление в пробах мха отражало процесс загрязнения атмосферы. [c.535]

    Определение состава золы различных органов сельскохозяйственных растений позволило установить некоторые закономерности. В золе семян зерновых и зернобобовых культур фосфор (Р2О5) составляет 40—50% ее веса, калий (К2О) —30 —40, магний (MgO) —8—12%. Таким образом, в семенах на долю окислбв этих трех элементов приходится до 90% общего количества золы. [c.25]

    Дозы его при использовании в качестве основного удобрения под зерновые и зернобобовые культуры в зависимости от типа почвы, предшественника, унавоженности участка, обеспеченности влагой и намечаемого урожая колеблются в пределах от 30 до 60 кг на 1 га. Доза калия выше на торфянистых, а также на оподзоленных и легких по механическому составу минеральных почвах. Зернобобовые получают калийных удобрений больше, чем злаковые, а последние по пласту— больше, чем по мягким предшественникам. Наконец, чем дальше удобряемая культура находится в севообороте по времени от внесения навоза в данном поле, тем она сильнее нуждается в калии минеральных туков. [c.307]


Какое значение имеют зернобобовые культуры

О значении зернобобовых мало кто догадывается, хотя они и входят в ежедневный рацион питания большинства людей. Съедобные семена зернобобовых используются в пищу или в качестве кормов для животных.

Что представляют собой зернобобовые?

Зернобобовые — это группа стручковых растений, представляющих собой пищевые продукты растительного происхождения из семейства бобовых (Leguminosae).

Во всем мире в пищу обычно используются сухие зерна таких зернобобовых культур, как красная и белая фасоль (Phaseolus vulgaris L. ), боб обыкновенный (Vicia faba L.), нут (Cicer arietinum L.), сухой или лущильный горох (Pisum sativum L.), бобы мунг или маш (Vigna radiata L.) вигна или коровий горох (Vigna unguiculata(L.) Walp.), и несколько разновидностей чечевицы (Lens culinaris Medik.). Помимо них, существует множество менее известных видов зернобобовых, таких как люпины (например, Lupinus albus L., Lupinus mutabilis Sweet) и бамбарский земляной орех (Vigna subterranea L.).

К зернобобовым относятся только культуры, имеющие сухие, съедобные семена, c низкой жирностью. Бобовые культуры, используемые в качестве овощей (например, зеленый горошек, зеленая стручковая фасоль), для выжимки масла (например, соя, арахис) и для посевных целей (например, клевер, люцерна) не считаются зернобобовыми.

Значение зернобобовых культур

Приведем несколько фактов о зернобобовых. Эти факты свидетельствуют о том, какое значение имеют зернобобовые для человека. Не удивительно, что 2016 год объявлен Международным годом зернобобовых.

Факты о зернобобовых, которые вы могли не знать

  • Слово «зернобобовые» (англ. — pulse) происходит от латинского puls, что означает «густая каша из полбы, бобов или кукурузы».
  • Бобовые — это растения, плоды которых вызревают в стручках. Зернобобовые относятся к семейству бобовых, но термин «зернобобовые» используется только для обозначения сухих семян.
  • Зернобобовые веками были неотъемлемым элементом рациона питания человека. Производство бобовых, нута и чечевицы восходит к 7000-8000 гг. до н.э.
  • Зернобобовые могут храниться месяцами, не теряя своей высокой питательной ценности, что повышает доступность продовольствия в период между урожаями.
  • Чередование зернобобовых с другими культурами увеличивает биоразнообразие растений и обогащает среду обитания животных и насекомых.
  • Азотфиксирующие свойства зернобобовых культур улучшают плодородие почв, что способствует повышению продуктивности сельскохозяйственных угодий.
  • Голубиный горох и бамбарский земляной орех можно выращивать на очень бедных почвах и в полузасушливых условиях.
  • Пожнивные остатки зернобобовых можно использовать в качестве корма для скота.
  • Ценнейший пищевой продукт:
    • богатый питательными веществами
    • источник белка
    • с низким уровнем содержания жиров
    • без холестерина
    • с низким гликемическим индексом
    • не содержит глютена
    • с высоким содержанием железа и цинка
    • источник клетчатки
    • богатый минеральными веществами и витаминами группы B

В следующей статье читайте о том, как можно усилить полезные свойства зернобобовых.

Зернобобовые выходят на новый уровень

Отмечая Всемирный день зернобобовых (10 февраля), давайте узнаем о ценности и пользе зернобобовых культур для здоровья человека и о том, как их потребление помогает реализации Повестки дня в области устойчивого развития на период до 2030 года.

Что такое зернобобовые?

Зернобобовые — это выращиваемые для питания съедобные семена бобовых. Сушеные бобы, чечевица и горох широко известны и потребляются. Они не входят в число сельскохозяйственных культур, собираемых зеленым (зеленый горошек или зеленая фасоль), культур, в основном используемых для получения масла (соя и арахис) или зернобобовых культур, которые используются исключительно для посева (семяна клевера и люцерны).

Зернобобовые очень питательны. В них низкое содержание жиров и высокое — растворимых волокон, что снижает уровень холестерина и контролирует уровень сахара в крови. Благодаря этим качествам медицинские организации рекомендуют зернобобовые при лечении диабета и сердечных заболеваний. Также зернобобовые помогает бороться с ожирением.

Роль зернобобовых в продовольственной безопасности

Для фермеров зернобобовые являются важной культурой, выращиваемой как для продажи, так и личного потребления, что помогает крестьянским семьям поддерживать продовольственную безопасность. Зернобобовые экономически выгодны — после сушке они могут храниться в течение длительного времени. Также они помогают разнообразить рацион питания людей, особенно в развивающихся странах.

«Необходимо укрепить местные и национальные продовольственные системы, чтобы адаптироваться к климатическому кризису и быть подготовленными для обеспечения разнообразным питанием людей, испытывающих нехватку продовольствия, — сказал эксперт по продовольственным системам Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) Джеймс Ломакс. — Зернобобовые – важная составляющая. Расширение видов культур, включая зернобобовые, помогает фермерам разнообразить ассортимент, обеспечивать рынок продовольственных культур, преодолевать зависимость от распространенных сельхозкультур, а также повышать биоразнообразие и устойчивость».

Экологические и климатические преимущества этих растений

Свойства зернобобовых связывать азот улучшают плодородие почвы, что, в свою очередь, повышает продуктивность сельскохозяйственных земель. Используя зернобобые как промежуточные или покровные культуры, фермеры способствуют улучшению биоразнообразия посевных земель, избегая при этом нашествия вредителей и болезней.

«Одно из преимуществ биологического связывания азота — естественное и медленное высвобождение азота через сельхозкультуры, в соответствии с потребностями растений, — говорит эксперт по азоту ЮНЕП Махеш Прадхан. — Таким образом намного меньше уровень загрязнения. Однако по-прежнему есть опасения, безопасна ли вспашка под зернобобовые более позднему урожаю, поскольку это может привести к временному пику потерь загрязнения азотом».

Зернобобовые способствуют смягчению последствий изменения климата, уменьшая зависимость от синтетических удобрений, используемых для искусственного внесения азота в почву. При производстве и применении удобрений выделяются парниковые газы, поэтому чрезмерное их использование может нанести ущерб окружающей среде.

Зернобобовые — часть богатого пищевого разнообразия и биоразнообразия планеты.

«Бобовые являются частью биоразнообразия сельского хозяйства, которое неразрывно связано с решением проблемы изменения климата и имеет важное значение для достижения Целей в области устойчивого развития, — отметила эксперт ЮНЕП по экосистемам Мариета Сакалян. — Разнообразная и здоровая планета является основой благосостояния людей, безопасности и устойчивого развития».

Для дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с Мариетой Сакалян: [email protected]

Бобовые растения – обзор

10.08.3 Химическая структура и полученные физико-химические свойства и сравнение с другими полисахаридами

Гуар принадлежит к семейству полигалактоманнанов. Большую часть полигалактоманнанов извлекают из семян бобовых растений. Как правило, они имеют линейную основу из 1,4-связанных единиц β-d-маннопиранозы с одиночными боковыми единицами α-d-галактопиранозы, присоединенными к 6-O-положению единиц маннозы. Галактоманнаны различаются по трем характеристикам, определяемым их источником:

соотношение манноза/галактоза (ман/гал), которое обычно варьируется от 1 до 6;

микроструктура (распределение единиц галактозы): статистическая, упорядоченная или блочная; и

молекулярные массы (ММ).

Читателю предлагается обратиться к всестороннему обзору, написанному Капуром и Сриваставой, 2 , в котором содержится подробная информация об источниках галактоманнанов, составе и микроструктуре.

Примеры галактоманнанов перечислены в графе 1 . Гуар, безусловно, является наиболее производимым галактоманнаном. Он характеризуется соотношением Man/Gal 1,8–2/1, статистическим распределением единиц галактозы, а также очень высокими молекулярными массами. Его структура показана на рис. 3 .

Box 1

Примеры галактоманнанов

2
галактоманнану Источник Man / Gal
Кассия резинки Cassia Tora или Сенна obtusifolia 5-6
Locust рожкового дерева (рожкового дерева) рожковое дерево (рожкового дерева) 4
камедь тара Caesalpinia зртоза (дерево) 3
Гуаровая Cyamopsis tetragonoloba 1 . 8-2
DHAINCHA SESBANIA Bispinosa 2
2
Trigonella FOENUM-GREECUM TRIGONELLA FOENUM-GREECUM 1.2

Рисунок 3. Химическая структура Гуарских цепей (A) целлюлозные цепи (б).

Для сравнения, структура целлюлозы также представлена ​​в Рисунок 3 . Целлюлоза состоит из линейных цепей, которые могут плотно упаковываться друг в друга и образовывать водородные связи, в результате чего образуются кристаллические домены, которые не растворяются в воде.Точно так же полиманноза без боковых звеньев галактозы не растворима в воде: 3 цис -гидроксилы звеньев маннозы образуют межмолекулярные водородные связи, что приводит к гелеобразованию или осаждению в воде. Галактоманнаны с ограниченным числом боковых звеньев галактозы также образуют водородные связи и растворимы только в горячей воде. Типичными примерами являются камедь кассии, камедь рожкового дерева и камедь тары. С другой стороны, гуар растворим в холодной воде: галактозные звенья, присутствующие в среднем в половине маннозных звеньев, предотвращают плотную упаковку гуаровых цепей друг с другом.Присутствие заместителей в дериватизированных гуарах (например, гидроксипропилгуарах (HPG)) также вызывает стерические затруднения и препятствует кристаллизации гуаровых цепей. 4

Гуар не только растворим в холодной воде, но также характеризуется очень высокой молекулярной массой (абсолютная молекулярная масса > 2 миллионов г моль  — 1 ). Благодаря своей растворимости в воде и высокой молекулярной массе гуар является очень эффективным загустителем для водных растворов и составов даже при низких концентрациях (значительно ниже 1%).Наличие добавок, влияющих на качество растворителя и, следовательно, на конформацию цепи и степень межмолекулярных ассоциаций, может изменить вязкоупругие и структурные свойства растворов гуара. Обычно это относится к изопропиловому спирту (IPA) или солям, таким как хлориды щелочных металлов, тиоцианат натрия, карбонат натрия и мочевина. 5 Скорость гидратации гуаровых порошков зависит от нескольких параметров. Наиболее важным из них является pH, особенно если используется временный сшивающий агент (например,например, бура) использовалась в качестве технологической добавки, за которой следовали размер частиц, ионная сила состава и молекулярная масса гуара. 6

Гуар, как и другие полисахариды с высокой молекулярной массой, обеспечивает разбавляющие сдвиг растворы и составы. Гуар имеет еще одну общую черту с большинством полисахаридов (за некоторыми исключениями, такими как ксантан и сукциногликаны): гуар не дает выхода из водных растворов. Однако цис- 1,2-гидроксильные группы гуаров могут быть сшиты металлами (например,например, бор, алюминий и цирконий) или органические сшивающие агенты (например, альдегиды и сульфоны), что приводит к получению растворов и составов с пределом текучести.

Цепи гуара образуют водородные связи с другими полимерами в растворе и особенно с биополимерами, такими как ксантан. Они также образуют водородные связи с гидратированными минеральными поверхностями и органическими поверхностями, действуя как флокулянт, если присутствуют в низких концентрациях, или как диспергирующий агент, если присутствуют в более высоких концентрациях.

Растворы гуара при высыхании образуют гибкие пленки, устойчивые к растворителям, но легко повторно растворяющиеся в воде или водных растворах.

Разнообразие свойств гуара отражается в разнообразии областей его применения: сегодня гуар и производные гуара используются на таких рынках, как нефтедобыча, косметика, агрохимикаты, продукты питания, покрытия для бумаги, текстиль и взрывчатые вещества. Кроме того, поскольку гуар является возобновляемым сырьем в изобилии, гуар и его производные часто представляют собой привлекательную зеленую альтернативу полиакриламидам и другим синтетическим полимерам.

Определения бобовых и примеры — Биологический онлайн-словарь

Определение бобовых

Определение бобовых

Leguminosae также называют семейством бобовых . Они характеризуются наличием бобовых типа плодов (или стручков) и сложных, образующих листьев. Многие из них образуют корневые клубеньки, в которых обитают азотфиксирующие бактерии. Бобовые — третья по величине группа наземных растений после Orchidaceae и Asteraceae. В этом семействе насчитывается около 19 500 видов. (Ссылка 1) Многие из этих видов выращиваются и собираются для потребления человеком и домашним скотом. По сути, слово «бобовые» имеет в биологии другое значение.Это также может относиться к фруктам или семенам семейства бобовых. Однако термин «бобовые» приписывается конкретно сушеным семенам, собранным из бобовых плодовых культур. Исходя из этого определения, бобовые включают различные съедобные семена, например. сухие бобы, сухой горох, нут и чечевица; арахис и соя — нет. (Ref.2) Этимология: Латинское « legūmen », что означает «фасоль».

Типы бобовых

Семейство бобовых состоит из подсемейств (1) Caesalpinioideae, (2) Mimosoideae и (3) Faboideae (син. Papilionoideae).(Ref.3) Caesalpinioideae обычно называют подсемейством цветков павлина. Многие из них высаживают в качестве декоративных деревьев из-за их эстетичного цветения. Mimosoideae — более мелкие растения с цветками, не собранными в соцветия, с окрашенными тычинками. Faboideae — крупнейшее подсемейство бобовых. Это то, с чем люди больше всего знакомы при упоминании бобовых. Одной из отличительных черт представителей этого подсемейства является «папилионоидная» (бабочкообразная) морфология цветка: два крыловых лепестка, два килевых лепестка и один стандартный лепесток.(Ref.3)

A. Delonix regia из Caesalpinioideae. Предоставлено: Стивен Ли, CC BY-SA 3.0. B. Mimosa pudica рода мимозовых. Предоставлено: Лалитамба, CC BY 2.0. C. Стручок бобовых подсемейства Faboideae. Д. Импульсы.

Бобовые также можно разделить на съедобные и несъедобные. Съедобными являются бобовые горох, арахис, чечевица, нут, люпин и бобы. В то время как эти растения считаются съедобными культурами, другие бобовые считаются сорняками, но, тем не менее, являются бобовыми, но несъедобными.Примерами являются кудзу, дрок, Lupinus sp., Robinia pseudoacacia и Cytisus scoparius . Некоторые из них производят токсины и поэтому могут быть ядовитыми, например. сырая или недостаточно приготовленная красная фасоль.

Список бобовых

Некоторые из обычных растений в боботе Семья следующие:

  • Alfalfa
  • Beans
  • Beans
  • Clover
  • Chickpeas
  • чечевицы
  • Lupins
  • Mesquite
  • арахис
  • Горох
  • Соевые бобы
  • Тамаринд
  • Мимоза

В чем разница между фасолью и бобовыми

Бобовые и фасоль — это два разных, но связанных термина. Фасоль — это лишь один из многих видов бобовых, как на уровне растений, так и на уровне семян. (Ссылка 4) Подобно бобовым, относящимся к растению или плоду (или семени) такого растения, фасоль также может быть самим растением или семенем такого растения. Род Phaseolus обычно называют растениями дикой фасоли. В этот род входит около 70 видов. Однако, помимо этого рода, семена других родственных растений также называются «бобами», например, соя, бобы, фасоль адзуки и т. д.Даже семена филогенетически неродственного растения, такого как кофе, называют «кофейными зернами», в первую очередь из-за морфологического сходства с настоящими зернами.

Является ли бобовое овощем?

В ботанике бобовый плод, как следует из названия, является фруктом. Если быть точным, это тип простых сухофруктов. Это означает, что он возникает из одного плодолистика, его мезокарпий при созревании сухой, и он растрескивается по швам с двух сторон, чтобы высвободить семена. Примеры включают горох, фасоль, кудзу, арахис и рожковое дерево. (Ref.5)

Однако в пищевой науке его часто рассматривают как овощ, в частности овощную культуру. Их выращивают в сельском хозяйстве из-за их пищевой ценности. В них много белка и клетчатки, а жира мало.

Значение

Помимо использования в пищу, они также играют роль в севообороте. Азотфиксирующие эндосимбионты внутри корневых клубеньков бобовых превращают азот в другие азотсодержащие соединения, которые растения могут легко использовать.Многие организмы не могут утилизировать азот из атмосферы. Таким образом, они получают свои потребности в азоте из азотистых соединений, доступных в окружающей среде. И наоборот, некоторые бактерии и археи могут использовать его напрямую. Rhizobium , например, может преобразовывать атмосферный азот в пригодные для использования азотсодержащие соединения, которые они поставляют непосредственно корням бобовых культур. Таким образом, посев сельскохозяйственных культур стал обычной практикой в ​​сельском хозяйстве, когда бобовые включаются в ряды посева культур для питания почвы различными питательными веществами, в том числе азотистыми соединениями.

Некоторые бобовые имеют важное значение в промышленности. Дерево акации, например, используется для его камедей. Растение Phaseolus продуцирует фитогемагглютинин (лектины), который извлекается из-за его агглютинации эритроцитов и лейкоцитов и митогенного действия.

См. также

Ссылки

  1. ‌MAARTEN JM CHRISTENHUSZ, & BYNG, J.W. (2020). Количество известных видов растений в мире и его ежегодный прирост. Phytotaxa, 261(3), 201–217. https://www.biotaxa.org/Phytotaxa/article/view/phytotaxa.261.3.1/20598
  2. Что такое бобовые? | Импульс Канада. (2020). Pulsecanada.Com. http://www.pulsecanada.com/about-pulse-canada/what-is-a-pulse/
  3. Дойл, Дж. Дж. (2001). бобовые. Энциклопедия генетики, 1081–1085. https://doi.org/10.1006/rwgn.2001.1642
  4. Бобовые и зернобобовые. (2019, 28 октября). Источник питания. https://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/legumes-pulses/
  5. Онлайн-редакторы по биологии. (2020, 27 января).Фрукты, цветы и семена — онлайн-учебник по биологии. Статьи по биологии, учебные пособия и словари онлайн.
    https://www.biologyonline.com/tutorials/fruits-flowers-and-seeds

 

© Biology Online. Контент предоставляется и модерируется редакторами Biology Online Editors.

Границы | Обыкновенная вика: засухоустойчивая бобовая культура с высоким содержанием белка, которой пренебрегают, с потенциалом устойчивого источника пищи

Введение

Согласно прогнозам, к 2050 году глобальный спрос на белок вырастет на ошеломляющие 50% (Westhoek et al., 2011; Хенчион и др., 2017). В связи с ростом населения планеты и увеличением спроса на белок животного происхождения устойчивость сельскохозяйственных систем ставится под вопрос. За последние два столетия расширение животноводческой отрасли привело к значительному обезлесению и чрезмерному выпасу пастбищ, что привело к сокращению наземного биоразнообразия и увеличению выбросов парниковых газов, а также способствовало изменению климата и глобальному потеплению (Henchion et al. , 2017). Чтобы удовлетворить растущий спрос на белок и защитить окружающую среду, необходимы более устойчивые источники белковой пищи. Дешевый растительный белок, такой как семена бобовых, представляет собой экологически устойчивый вариант, который хорошо подходит для развивающихся стран с быстрорастущим населением (Asgar et al., 2010). Более того, чтобы справиться со все более непредсказуемым изменением климата и расширением маргинальных посевных площадей, стратегии селекции более засухоустойчивых и устойчивых культур будут иметь жизненно важное значение (Sivakumar et al., 2005; Лобелл и Гурджи, 2012). Бобовое растение, которое можно использовать для этого сценария, — это вика обыкновенная ( V. sativa ). Вика обыкновенная способна расти в маргинальных зонах возделывания культур, будучи при этом устойчивой к изменчивым годовым погодным условиям, в основном за счет превосходной засухоустойчивости (White et al., 2005). Одно исследование показало, что вика может выдерживать дефицит воды до 24 дней и полностью восстанавливать биотические функции после возобновления регулярного полива (Tenopala et al. , 2012). Засухоустойчивые и жароустойчивые культуры становятся все более желательными перед лицом повышения глобальной температуры и все более продолжительных периодов засухи, вызванных изменением климата (Mba et al., 2018).

В течение многих десятилетий невозможность удаления токсина из семян γ-глутамил-β-цианоланин (GBCA) мешала использованию вики обыкновенной в сельском хозяйстве (Pfeffer and Ressler, 1967; Roy et al., 1996), оставив это устойчивое растение «сиротская» бобовая культура. Мы полагаем, что разработка сорта вики с нулевым токсином облегчит его использование в качестве корма для животных, особенно кур и свиней, и для потребления человеком (Ressler et al., 1997; Collins et al., 2002). По нашим оценкам, затраты на производство вики обыкновенной примерно на 50% меньше, чем у конкурирующих бобовых, таких как чечевица, и прогнозируем, что сорта с нулевым содержанием токсинов быстро превзойдут чечевицу в производстве свиней и птицы.Вика обыкновенная с нулевым токсином немедленно создаст новые внутренние рынки, такие как корма для птицеводства, но также откроет новые экспортные рынки для Австралии и других стран, тем самым увеличив экспортную выручку и повысив рентабельность фермерских хозяйств и косвенно увеличив инвестиции для местных сообществ.

Вика обыкновенная: универсальная пастбищная культура, обеспечивающая множество преимуществ для фермы

Вика обыкновенная ( V. sativa ), показанная на рисунке 1, принадлежит к семейству Fabaceae (бобовые) в составе рода Vicia .Этот род насчитывает около 140 видов, включая вику мохнатую ( V. villosa ) и конскую фасоль ( V. faba ). Другие родов Fabaceae также содержат так называемые вики; из которых два примера: Astragalus (содержащий молочнокислую вику) и Lathyrus (содержащий L. ochrus , вику кипрскую). В настоящее время вика обыкновенная обычно встречается как в естественных, так и в сельскохозяйственных условиях в Европе, Азии, Северной Америке, некоторых частях Южной Америки, Африки, Средиземноморья и Австралии (Navrátilová et al., 2003; Форд и др., 2008).

Рисунок 1. Выращенный в поле Vicia sativa , выращенный в рамках Национальной программы разведения вики в Южной Австралии.

Как и другие бобовые, вика обыкновенная образует симбиоз с азотфиксирующими бактериями ( Rhizobia ), которые фиксируют атмосферный азот в азотистые соединения, доступные растению, что снижает потребность в применении дорогостоящих азотных удобрений и последующем севообороте. Часто вика обыкновенная используется в качестве зеленого удобрения, которое при внесении в почву обеспечивает ценный углерод и азот для севооборотных культур, таких как пшеница и ячмень.Дополнительный углерод в почве часто увеличивает водоудерживающую способность и способность связывать питательные вещества, включая нитраты (Reeves, 1997; Bünemann et al., 2018). Кроме того, биомасса вики обыкновенной также может использоваться в качестве корма, фуража, пастбища, силоса или сена, а семена можно безопасно использовать в качестве богатого белком компонента корма для жвачных животных (Enneking, 1995). Вика обыкновенная хорошо подходит для использования в качестве пастбищного вида, поскольку она образует много придаточных побегов, которые либо заглублены, либо находятся близко к поверхности почвы, что придает ей способность быть устойчивым к интенсивному выпасу (Rathjen, 1997).

Несмотря на универсальность использования вики обыкновенной, производство вики все еще ограничено. Данные, собранные Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) в 2017 году, показали, что в мире уборочная площадь и производство вики составляют около 0,6 млн га и 0,9 млн тонн соответственно. Согласно данным ФАО по бобовым культурам за 2017 год, вика занимала около 0,3% землепользования и составляла лишь 0,2% производства. Это в 12 раз меньше посевных площадей и в 8 раз меньше производства чечевицы (рис. 2).Ограниченное производство вики обыкновенной в основном связано с наличием в семенах антипитательных соединений, которые будут более подробно обсуждаться в следующем разделе.

Рисунок 2. Производство вики посевной по сравнению с другими бобовыми в мире в 2017 г. В целом вика посевная занимала около 0,3% посевных площадей и 0,2% производства. Общая посевная площадь вики в 2017 г. составила 560 077 га, а общий объем производства – 920 536 тонн. Данные были опубликованы Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО; http://www.fao.org/).

Семена вики обыкновенной: важные питательные свойства

Семена вики обыкновенной появились в рационе охотников-собирателей уже 12 000–9 000 лет до н. Сегодня вика обыкновенная распространена по всему миру, и считается, что ее распространение произошло в результате непреднамеренного отбора и торговли семенами вики как сорного загрязнителя с семенами других бобовых (Erskine et al., 1994). Это привело к предположению, что отбор вики обыкновенной среди других вкусных бобовых, таких как чечевица, привел к вегетативной и семенной мимикрии вики к чечевице (Erskine et al., 1994). Хотя целые семена чечевицы и вики можно отличить после тщательного изучения формы и размера семян, расщепленные семена отличить труднее. Из-за схожести семян вики расщепленной и чечевицы был период времени, когда семена вики расщепленной сорта «Бланшфлер» были покрыты маслом, неправильно заменены и продавались как чечевица. Однако Тейт и Эннекинг (1992) подняли так называемую проблему замещения токсичности вики и указали, что семена вики непригодны для употребления в пищу животными с однокамерным желудком, включая человека. С тех пор использование вики на пастбищах было ограничено, поскольку семена могут безопасно поедать жвачные животные и некоторые животные с однокамерным желудком, такие как куры (менее 40% в весовом отношении) и свиньи (менее 20% в весовом отношении) в небольшие суммы (Rathjen, 1997).

Вика обыкновенная характеризуется высокой концентрацией сырого протеина (вес/вес) в семенах от 24 до 32% (Francis et al., 2000). Эта концентрация сравнима с семенами конских бобов ( V. faba ) и люпина ( Lupinus angustifolius L. ), которые содержат около 32% (Crépon et al., 2010; Caliskanturk et al., 2017) и 30% сырого белка. (Валентайн и Барч, 1996) соответственно. Семена вики обыкновенной содержат восемнадцать аминокислот, а соотношение незаменимых и заменимых аминокислот составляет около 0,7 (Mao et al. , 2015), что значительно выше 0,38, рекомендованного ВОЗ (Joint, 2007). Кроме того, основными незаменимыми аминокислотами являются аргинин и лейцин в средней концентрации 2.4 и 2,1% соответственно. Глутаминовая и аспарагиновая кислоты являются преобладающими заменимыми аминокислотами в семенах вики обыкновенной, их средний уровень составляет 5,5 и 3,7% соответственно (Mao et al., 2015). Семена вики также содержат гораздо более низкую долю липидов (всего 1,5–2,7%) по сравнению с семенами сои ( Glycine max ), и они в основном состоят из ненасыщенных жирных кислот (Mao et al., 2015).

В настоящее время вика обыкновенная в основном используется в качестве корма для жвачных животных, и можно утверждать, что более высокая рентабельность может быть получена за счет повторного использования вики обыкновенной в качестве пищевой культуры для человека.Разработке более ценного продукта препятствует ряд антипитательных факторов, наиболее важными из которых являются дипептид GBCA и свободная аминокислота β-циано-L-аланин (BCA), которые существуют в относительно высоких концентрациях в организме. семян примерно 2,6 и 0,9% соответственно (Tate et al., 1999). Такие соединения токсичны для видов с однокамерным желудком, таких как куры или свиньи, но не оказывают явного воздействия на жвачных животных, включая мясной скот (Валентин и Барч, 1996). Доля (вес/вес) семян вики обыкновенной в кормах, которые можно безопасно потреблять без вредных последствий, составляет 10% для поросят и 20% для взрослых свиней и около 40% для цыплят (Harper and Arscott, 1962; Rathjen, 1997).В дополнение к основному токсину GBCA в вике обыкновенной были также обнаружены другие антипитательные соединения, включая вицианин, вицин, конвицин и дубильные вещества (Ritthausen and Kreusler, 1870; Rathjen, 1997).

Генетическая изменчивость и относительно высокая наследуемость уровней вицианина в образцах вики обыкновенной позволили селекционерам отобрать и получить сорта, свободные от этого токсина. Одним из рано выведенных сортов без вицианина был Blanchefluer (Delaere, 1996; Rathjen, 1997). Большинство современных сортов вики обыкновенной не содержат вицианина. Вицин и конвицин хорошо изучены у конских бобов и вызывают у людей потенциально смертельное заболевание фавизм (Bottini, 1973). Вицин и конвицин гидролизуются нативными β-глюкозидазами в семядолях семян с образованием дивицина и изоурамила и при употреблении человеком могут вызывать окисление глутатиона в эритроцитах. У людей, которые не могут вырабатывать глутатион с нормальной скоростью из-за недостаточной активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, это приводит к гемолизу и фавизму болезни (Arese et al., 1981). В отличие от вицианина и вицина, дикие образцы и племенные линии с очень низким уровнем GBCA не были идентифицированы, а уровни токсина GBCA в современных сортах по-прежнему считаются слишком высокими для моногастрального потребления. Цыплята могут переносить только корм с содержанием вики менее 20% (в весовом отношении) (около 0,2% GBCA в корме). Были предложены смешанные токсические эффекты других соединений с вицином и GBCA (Rathjen, 1997), однако химическая основа этих соединений в настоящее время неизвестна. Наконец, антипитательные танины, присутствующие в кожуре семян вики, часто удаляются в процессе шелушения и, следовательно, считаются менее важными (Rathjen, 1997).

Ограничение детоксикации GBCA с использованием традиционных методов

Без токсичных соединений в семенах вика была бы очень питательной и ценным кормом для животных. Поэтому был исследован ряд методов удаления токсинов, в основном с упором на GBCA. Усилия по послеуборочной обработке для снижения уровня токсина GBCA в семенах ранее включали простое замачивание, непрерывное замачивание и кипячение (Rathjen, 1997). Одного только метода замачивания семян было недостаточно для снижения уровня GBCA, так как потребление замоченных семян во время кормления цыплят снижало яйценоскость, а также уменьшались ежедневное потребление корма и коэффициент конверсии корма (Farran et al., 1995). Напротив, метод кипячения снижал уровни токсинов в семенах, так что семена можно было включать в корм для цыплят в количестве до 25% без негативного влияния на темпы роста (Kaya et al. , 2013). Тем не менее, потребление вареных семян вики, бульон которых периодически сливался во время варки, приводило к 20-процентному снижению скорости роста цыплят по сравнению с обычным кормом с таким же количеством белка (Ressler et al., 1997). Этот метод кипячения в сочетании с периодическим сбросом воды привел к уменьшению массы семян на 45%, поскольку водорастворимые витамины, такие как витамин B, водорастворимые белки и углеводы выщелачивались во время обработки (Ressler et al., 1997), и это коррелировало со снижением скорости роста цыплят. Автоклавирование семян как метод обработки также было исследовано и оценено при испытаниях кормления кур-несушек. В испытании на курах-несушках общая скорость роста не отличалась существенно между животными, которых кормили автоклавированными или сырыми семенами вики, что позволяет предположить, что нетермолабильные токсины, такие как GBCA, все еще сохраняли биоактивность (Farran et al., 1995). Отсутствие успеха этих методов обработки семян в улучшении роста или здоровья животных убедительно указывает на необходимость генетических подходов для детоксикации семян вики обыкновенной.

Неудачные поиски образцов вики с нулевым токсином

Используя традиционные методы селекции и, в последнее время, селекцию с помощью молекулярных маркеров для геномной селекции, селекционеры уделяют первоочередное внимание поиску сортов вики обыкновенной, обладающих признаками устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам, а также отбору по повышению урожайности и питательности семян ( Фрэнсис и др., 2000). Однако не было предпринято никаких согласованных усилий для выбора низкого или нулевого уровня токсина GBCA в австралийских или зарубежных программах разведения.Это привело к появлению сортов, которые фермеры используют только для пастбищ, зеленого или бурого силоса или корма для жвачных животных (Francis et al., 2000; Dong et al., 2019; Huang et al., 2019; Mikić et al., 2019). ). В основном это связано с очень ограниченной естественной изменчивостью уровней токсина GBCA среди образцов вики обыкновенной (Rathjen, 1997). Rathjen (1997) провел скрининг более 1700 образцов V. sativa и не смог идентифицировать ни одного образца без токсина GBCA. Позже при скрининге в общей сложности 3000 образцов была выявлена ​​только одна линия, IR28, с низким (0.3–0,4%) уровня GBCA, но линия с нулевым токсином еще не выявлена ​​(Ford et al., 2008). В результате обратного скрещивания IR28 с Jericho white, спонтанным белоцветковым мутантом французского коммерческого сорта Languedoc, в течение семи поколений была получена почти гомозиготная линия, названная Lov 9 (Tate and Searle, неопубликовано). Однако уровни GBCA в семенах Lov 9 растений, выращенных в тени или в полевых условиях, колебались в пределах 0,4–1,2% соответственно (Tate and Searle, неопубликовано). Эти уровни GBCA в семенах Lov 9 были сочтены слишком высокими для коммерческого выпуска сорта как сорта с низким содержанием токсинов.Другой стратегией создания сорта вики обыкновенной с нулевым токсином GBCA было межвидовое скрещивание видов с нулевым токсином V. villosa и V. pannonica с викой обыкновенной, но это привело к аборту зародыша и не удалось получить жизнеспособных гибридов (Searle, неопубликовано). Учитывая ограниченный успех на сегодняшний день, требуются другие способы получения сорта вики обыкновенной с нулевым токсином.

Применение биотехнологии для производства вики с нулевым токсином

Применение биотехнологии обещает ускорить улучшение урожая (Moose and Mumm, 2008).Появление данных геномики, транскриптомики, метаболомики и протеомики привело к созданию общедоступных баз данных для большинства основных сельскохозяйственных культур. Например, LIS – Информационная система по бобовым (Dash et al., 2015) и браузер eFP (Patel et al., 2012; Hawkins et al., 2017) теперь содержат данные по бобовым. Объединив информацию, доступную в этих базах данных, с новыми биоинформационными инструментами, теперь у нас есть возможность анализировать сложные признаки для более полного определения лежащей в их основе генной архитектуры.В 2018 году в Университете Аделаиды, Австралия, были начаты проекты секвенирования генома вики обыкновенной и транскриптома семян размером 1,8 Гб, что открыло возможность определить генетическую основу накопления токсина вики. Используя эти данные транскриптома, мы могли идентифицировать гены, участвующие в производстве токсинов, и в будущем мы могли бы исследовать их функции, сверхэкспрессируя или мутируя гены-кандидаты. Кроме того, мы предполагаем, что применение редактирования генома CRISPR-Cas (кластеризованные регулярно расположенные короткие палиндромные повторы — белок Cas) для модификации агрономически важных признаков таких культур, как пшеница, ячмень, рис и помидоры (Liu et al., 2017) вскоре будет применяться к более сложным видам, включая вику обыкновенную. С помощью редактирования генома CRISPR-Cas недавно были продемонстрированы питательные свойства многих сельскохозяйственных культур. Например, у томатов сбой генов в пути метаболизма каротиноидов привел к 5-кратному увеличению содержания ликопина (Li et al., 2018), а у риса — к мутациям фермента разветвления крахмала (Berrens et al., 2017). ) гены увеличивали содержание амилозы до 25% и резистентного крахмала до 9,8% (Sun et al., 2017).Одним из наиболее значительных результатов редактирования генома CRISPR-Cas является потенциальное улучшение ключевого признака коммерчески выпускаемого сорта в течение 6 месяцев. Напротив, при обычной селекции этого признака для выпуска нового сорта может потребоваться 5–7 лет. Важно отметить, что для получения отредактированного растения с помощью редактирования генома требуется всего одно поколение.

Серьезной проблемой в немодельных растительных системах, таких как вика обыкновенная, является доставка трансгенов, таких как рибонуклеарный комплекс CRISPR-Cas, в растительные клетки и последующая регенерация растений.В отличие от таких культур, как рис и ячмень, где системы трансформации и регенерации растений стандартизированы (Sahoo et al., 2011; Harwood, 2014), для вики обыкновенной отсутствуют эффективные системы трансформации и регенерации растений (Ford et al., 2008). К сожалению, уровень токсина GBCA в обыкновенной вике снизил приоритет исследований и разработок этих необходимых биотехнологических инструментов, например, разработки системы трансформации. Требуются дальнейшие инвестиции в вику обыкновенную для разработки систем трансформации и регенерации растений, чтобы облегчить применение редактирования генома для улучшения признаков.

Будущая работа и ожидания

Экологические преимущества, универсальный характер роста и богатый питательный профиль вики обыкновенной делают бобовые привлекательной культурой для удовлетворения будущих потребностей в белковых продуктах питания для людей и животных, а также вносят устойчивый вклад в нашу сельскохозяйственную систему. Однако неспособность традиционной селекции вывести сорт вики обыкновенной с нулевым токсином требует применения новой стратегии. Недавнее появление новых геномных ресурсов вики и инструментов для редактирования генома увеличивает вероятность решения проблемы токсичности GBCA вики.Чтобы сделать это правдоподобным, мы предлагаем следующие важные шаги для вики.

Чтобы решить проблему токсичности GBCA вики, мы предлагаем сделать следующие эксперименты приоритетными:

1. Секвенирование, сборка и аннотирование генома.

2. Сравнение экспрессии генов с помощью секвенирования РНК и проведение анализа биохимических путей генов с различной распространенностью у сортов вики и видов Vicia , не содержащих GBCA.

3. Идентификация генов-кандидатов детоксикации GBCA и проведение анализа функциональных генов.

4. Создание эффективной системы трансформации и регенерации растений.

5. Применение CRISPR-Cas9 или экспрессионных кассет генов-кандидатов для управления уровнями экспрессии генов.

6. Скрининг линий вики с нулевым токсином и испытания на животных.

Хотя первые три цели, указанные выше, могут быть легко достигнуты, для достижения последних трех может потребоваться много лет из-за отсутствия явно рутинной системы трансформации и регенерации вики in vitro.Таким образом, опыт в области культуры тканей растений будет иметь неоценимое значение для достижения цели четыре и, в конечном счете, конечной цели.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

Вклад авторов

В.Н. и И.С. изначально задумали рукопись. Все авторы внесли свой вклад в написание и редактирование рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Фонд Хермона Слейда и Университет Аделаиды за первоначальное финансирование, предоставленное IS и VN соответственно. Мы также благодарим Джереми Тиммиса за полезную обратную связь и редактирование рукописи. Эта рукопись была выпущена в виде препринта по адресу https://doi.org/10.1101/2020.02.11.943324 (Nguyen et al., 2020).

Сноски

    Каталожные номера

    Арезе П., Бозиа А., Найтана А., Гаэтани С., Д’Акино, М., и Гаэтани, Г.Ф. (1981). Влияние дивицина и изоурамила на метаболизм эритроцитов у нормальных и с дефицитом G6PD (средиземноморский вариант) субъектов. Возможная роль в генезисе фавизма. Прог. клин. биол. Рез. 55, 725–746.

    Академия Google

    Асгар, М. А., Фазилах, А., Худа, Н., Бхат, Р. и Карим, А.А. (2010). Альтернативы немясному белку в качестве мясных наполнителей и аналогов мяса. Понять. Преподобный Food Sci. Пищевая безопасность 9, 513–529. дои: 10.1111/j.1541-4337.2010.00124.x

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Аура, Дж. Э., Каррион, Ю., Эстреллес, Э., и Хорда, Г. П. (2005). Растительное хозяйство групп охотников-собирателей в конце последнего ледникового периода: макроостатки растений из пещеры Санта-Майра (Алакант, Испания) ок. 12000–9000 л.н. Вег. История Археобота. 14, 542–550. doi: 10.1007/s00334-005-0002-1

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Берренс, Р. В., Эндрюс, С., Спенсбергер, Д., Сантос Ф., Дин В., Гулд П. и др. (2017). Основанный на endosiRNA механизм репрессии противодействует активации транспозонов во время глобального деметилирования ДНК в эмбриональных стволовых клетках. Стволовая клетка 21, 694–703.

    Академия Google

    Бюнеманн, Э. К., Бонджорно, Г., Бай, З., Кример, Р. Э., Де Дейн, Г., Де Гёде, Р., и другие. (2018). Качество почвы – критический обзор. Почвенный биол. Биохим. 120, 105–125.

    Академия Google

    Калискантюрк, К.С., Гюнай Д. и Саяр С. (2017). Оценка in vitro целых конских бобов и их семенной кожуры как потенциального источника функциональных пищевых компонентов. Пищевая хим. 230, 182–188. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.03.037

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Коллинз, К.Л., Хенман, Д.Дж., Кинг, Р.Х., и Данши, Ф.Р. (2002). Вика обыкновенная ( Vicia sativa cv Morava) является альтернативным источником белка в рационе свиней. Азиатско-Тихоокеанский регион. Дж. Клин.Нутр. 11, С249–С249.

    Академия Google

    Крепон, К., Марже, П., Пейронне, К., Карруэ, Б., Арез, П., и Дюк, Г. (2010). Пищевая ценность семян конских бобов ( Vicia faba L.) для корма и пищевых продуктов. Полевые культуры Res. 115, 329–339. doi: 10.1016/j.fcr.2009.09.016

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Dash, S., Campbell, J.D., Cannon, E.K.S., Cleary, A.M., Huang, W., Kalberer, S.R., et al. (2015). Информационная система по бобовым культурам (LegumeInfo.org): ключевой компонент набора объединенных ресурсов данных для семейства бобовых. Рез. нуклеиновых кислот. 44, Д1181–Д1188.

    Академия Google

    Делаэр, И. (1996). Химия селекции Vicia sativa. Доктор философии, Университет Аделаиды, Аделаида.

    Академия Google

    Донг Р., Шен С. Х., Яхуфер М. З. З., Донг Д. К., Луо Д., Чжоу К. и соавт. (2019). Влияние генотипа и среды на агротехнические признаки вики посевной ( Vicia sativa L.). Жен. Ресурс. Кроп Эвол. 66, 1–13.

    Академия Google

    Эннекинг, Д. (1995). Токсичность видов Vicia и их использование в качестве зернобобовых. Недлендс, Западная. A: Университет Западной Австралии.

    Академия Google

    Эрскин В., Смарт Дж. и Мюльбауэр Ф. Дж. (1994). Мимикрия чечевицы и одомашнивание вики обыкновенной и гороха посевного. Экон. Бот. 48, 326–332. дои: 10.1007/bf02862334

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Фарран, М.Т., Увайян М.Г., Миски А.М.А., Сулейман Ф.Т., Адада Ф.А., Ашкариан В.М. и др. (1995). Влияние кормления сырыми и обработанными семенами вики посевной ( Vicia sativa ) на продуктивность и параметры качества яиц кур-несушек. Поулт. науч. 74, 1630–1635. doi: 10.3382/ps.0741630

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ford, R., Maddeppungeng, A.M., and Taylor, PWJ (2008). Вика. Сборник трансгенных сельскохозяйственных растений 3, 163–170.

    Академия Google

    Фрэнсис, К.М., Эннекинг, Д., и Эль Монейм, А.М.А. (2000). «Когда и где вика окажет влияние как зернобобовые?», в «Объединение возможностей исследований и маркетинга зернобобовых в 21 веке» , под ред. Р. Найт (Берлин: Springer), 375–384. дои: 10.1007/978-94-011-4385-1_34

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Харпер, Дж. А., и Арскотт, Г. Х. (1962). Токсичность семян вики обыкновенной и мохнатой для индюшат и цыплят. Поулт. науч. 41, 1968–1974 гг. doi: 10.3382/ps.0411968

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Харвуд, Вашингтон (2014). «Протокол высокопроизводительной трансформации ячменя, опосредованной агробактериями», в Cereal Genomics , под ред. А. Фуртадо и Р. Дж. Генри (Берлин: Springer), 251–260. дои: 10.1007/978-1-62703-715-0_20

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хокинс, К., Каруана, Дж., Ли, Дж., Завора, К., Дарвиш, О., Ву, Дж., и соавт.(2017). Браузер eFP для визуализации транскриптомов плодов клубники и цветов. Садоводство. Рез. 4:17029.

    Академия Google

    Хенчион, М., Хейс, М., Маллен, А.М., Фенелон, М., и Тивари, Б. (2017). Предложение и спрос на белок в будущем: стратегии и факторы, влияющие на устойчивое равновесие. Еда 6:53. doi: 10.3390/foods6070053

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хуанг Ю., Ли Р., Коултер Дж.А., Чжан З. и Нан З. (2019). Сравнительный химический состав зерна, разложение в рубце in vivo и усвояемость в кишечнике In Vitro Vicia sativa L. Сорта, выращенные на Тибетском нагорье. Животные 9:212. дои: 10.3390/ani

    12

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Джойнт, WH (2007). Потребности в белках и аминокислотах в питании человека. Серия технических докладов Всемирной организации здравоохранения. Женева: Всемирная организация здравоохранения.

    Академия Google

    Кая, А. А., Йорук, М., Эсенбуга, Н., Темелли, А., и Экинчи, О. (2013). Ретракция: влияние сырых и обработанных семян вики посевной (Vicia sativa), добавленных в рацион кур-несушек, на производительность, качество яиц, параметры крови и гистопатологию печени. Дж. Поулт. науч. 50, 228–236. doi: 10.2141/jpsa.0120013

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Li, X., Wang, Y., Chen, S., Tian, ​​H., Fu, D., Zhu, B., et al. (2018).Ликопин обогащен в плодах томатов с помощью мультиплексного редактирования генома, опосредованного CRISPR/Cas9. Перед. Растениевод. 9:559. doi: 10.3389/fpls.2018.00559

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лю, X., Ву, С., Сюй, Дж., Суй, К., и Вэй, Дж. (2017). Применение CRISPR/Cas9 в биологии растений. Акта Фарм. Грех. В 7, 292–302. doi: 10.1016/j.apsb.2017.01.002

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лобелл, Д.Б. и Гурджи С.М. (2012). Влияние изменения климата на глобальную урожайность сельскохозяйственных культур. Завод физиол. 160, 1686–1697.

    Академия Google

    Мао З., Фу Х., Нан З. и Ван К. (2015). Жирнокислотный, аминокислотный и минеральный состав четырех семян вики обыкновенной на Цинхай-Тибетском нагорье. Пищевая химия. 171, 13–18. doi: 10.1016/j.foodchem.2014.08.090

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Мба, В. П., Лонганджо, Г.-Н. T., Moufouma-Okia, W., Bell, J.-P., James, R., Vondou, D.A., et al. (2018). Последствия глобального потепления на 1,5°C и 2°C для изменения температуры и количества осадков в Центральной Африке. Окружающая среда. Рез. лат. 13:055011. дои: 10.1088/1748-9326/aab048

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Микич, А. (2016). Присутствие вики ( Vicia spp.) в сельскохозяйственных и дикорастущих флорах древней Европы. Жен. Ресурс. Кроп Эвол. 63, 745–754.doi: 10.1007/s10722-016-0382-3

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Микич А., Михайлович В., Карагич Р., Милошевич Б., Милич Д., Васильевич С. и др. (2019). Многостручковые мутанты вики обыкновенной (Vicia sativa) для повышения товарного производства семян. Проц. заявл. Бот. Жене. Порода. 180, 78–81. дои: 10.30901/2227-8834-2019-1-78-81

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Навратилова, А., Нойманн, П., и Макас, Дж. (2003). Анализ кариотипа четырех видов Vicia с использованием гибридизации in situ с повторяющимися последовательностями. Энн. Бот. 91, 921–926. doi: 10.1093/aob/mcg099

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Нгуен В., Райли С., Нагель С., Фиск И. и Сирл И. Р. (2020). Обыкновенная вика: засухоустойчивая бобовая культура с высоким содержанием белка, которой пренебрегают, с потенциалом в качестве устойчивого источника пищи. bioRxiv [Препринт] doi: 10.1101/2020.02.11.943324

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Патель Р.В., Нахал Х.К., Брейт Р.и Проварт, Нью-Джерси (2012). Идентификация экспрессолога BAR: ранжирование сходства профилей экспрессии гомологичных генов у видов растений. Завод J. 71, 1038–1050. doi: 10.1111/j.1365-313x.2012.05055.x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Пфеффер, М., и Ресслер, К. (1967). β-цианоланин, ингибитор цистатионазы печени крыс. Биохим. Фармакол. 16, 2299–2308. дои: 10.1016/0006-2952(67)

  1. -1

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ратьен, Дж.(1997). Потенциал Vicia sativa L. как зернобобовой культуры для Южной Австралии. Кандидатская диссертация, Университет Аделаиды, Аделаида.

    Академия Google

    Ривз, Д. В. (1997). Роль органического вещества почвы в поддержании качества почвы в системах непрерывного земледелия. Рез. обработки почвы. 43, 131–167. doi: 10.1016/s0167-1987(97)00038-x

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ресслер, К., Татаке, Дж. Г., Кайзер, Э., и Патнэм, Д. Х.(1997). Нейротоксины в корме из вики: устойчивость к кулинарной обработке и удаление γ-глутамил-β-цианоаланина и β-цианоаланина и острая токсичность из бобовых растений вики посевной ( Vicia sativa L. ). Дж. Сельское хозяйство. Пищевая хим. 45, 189–194. дои: 10.1021/jf9603745

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Риттхаузен, Х., и Кройслер, У. (1870 г.). Ueber Vorkommen von Amygdalin und eine neuue dem Asparagin ähnliche Substanz in Wickensamen ( Vicia sativa ). Дж.Прак. хим. 2, 333–338. doi: 10.1002/prac.18700020138

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Рой, Д. Н., Сабри, М. И., Кайтон, Р. Дж., и Спенсер, П. С. (1996). Токсичность β-циано-L-аланина: свидетельство участия эксайтотоксического механизма. Нац. Токсины 4, 247–253. doi: 10.1002/(sici)(1996)4:6<247::aid-nt1>3.0.co;2-m

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Саху, К.К., Трипати, А.К., Парик, А., Сопори, С.К.и Сингла-Парик, С.Л. (2011). Усовершенствованный протокол для эффективной трансформации и регенерации различных сортов риса индики. Растительные методы 7:49. дои: 10.1186/1746-4811-7-49

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Сивакумар, М. В.К., Дас, Х.П., и Брунини, О. (2005). «Воздействие нынешней и будущей изменчивости и изменения климата на сельское и лесное хозяйство в засушливых и полузасушливых тропиках», в , повышение изменчивости и изменения климата , под редакцией Дж.Сэлинджер, М.В.К. Сивакумар и Р.П. Мота (Берлин: Springer), 31–72. дои: 10.1007/1-4020-4166-7_4

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Сунь, Ю., Цзяо, Г., Лю, З., Чжан, X., Ли, Дж., Го, X., и другие. (2017). Получение риса с высоким содержанием амилозы посредством CRISPR/Cas9-опосредованного направленного мутагенеза ферментов разветвления крахмала. Перед. Растениевод. 8:298. doi: 10.3389/fpls.2017.00298

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Тенопала, Дж., Гонсалес, Ф. Дж., и Де Ла Баррера, Э. (2012). Физиологические реакции сидератов Vicia sativa на засуху. Бот. науч. 90, 263–285.

    Академия Google

    Валентайн, С. К., и Барч, Б.Д. (1996). Производство и состав молока у дойных коров, получавших зерно вики или люпина в качестве белковой добавки к силосному и пастбищному рациону в начале лактации. август. Дж. Эксп. Сельскохозяйственный. 36, 633–636.

    Академия Google

    Вестхук, Х., Rood, T., Van Den Berg, M., Janse, J., Nijdam, D., Reudink, M., et al. (2011). Белковая головоломка: потребление и производство мяса, молочных продуктов и рыбы в Европейском Союзе. Гаага: Агентство по оценке окружающей среды Нидерландов.

    Академия Google

    Уайт, П., Харрис, М., Сеймур, М., и Берджесс, П. (2005). Производство бобовых в Северном сельскохозяйственном районе. Кенсингтон: Министерство сельского хозяйства и продовольствия Западной Австралии.

    Академия Google

    Мы уже на месте? Долгий путь к созданию эффективных симбиотических ассоциаций между азотфиксирующими бактериями и небобовыми культурами | BMC Биология

  2. 1.

    Peoples MB, Herridge DF, Ladha JK. Биологическая азотфиксация: эффективный источник азота для устойчивого сельскохозяйственного производства? Растительная почва. 1995; 174:3–28. https://doi.org/10.1007/BF00032239.

    КАС Статья Google Scholar

  3. 2.

    Эрисман Дж.В., Саттон М.А., Галлоуэй Дж., Климонт З., Уинивартер В. Как столетие синтеза аммиака изменило мир. Нат Геоски. 2008; 1: 636–9.

    КАС Статья Google Scholar

  4. 3.

    Смиль В. Обогащение Земли. 2018. MIT Press, 2000. doi: https://doi.org/10.7551/mitpress/2767.001.0001.

    Книга Google Scholar

  5. 4.

    Dawson CJ, Hilton J. Доступность удобрений в мире с ограниченными ресурсами: производство и переработка азота и фосфора. Продовольственная политика. 2011; 36:14–22. https://doi.org/10.1016/j.foodpol.2010.11.012.

    Артикул Google Scholar

  6. 5.

    Хеффер П., Прюдом М. Мировой спрос и предложение азотных удобрений: тенденция, текущий уровень и перспективы. In: 7 th International Nitrogen Initiative Conference. 2016;1-11. http://www.ini2016.com.

  7. 6.

    Джексон Р.Б., Венгош А., Кэри Дж.В., Дэвис Р.Дж., Дарра Т.Х., О’Салливан Ф. и др. Экологические издержки и преимущества фрекинга. Annu Rev Environ Resour. 2014; 39: 327–62.

    Артикул Google Scholar

  8. 7.

    Розер М., Ричи Х. Удобрения и пестициды. НашМирВДанных.org. 2017 г. https://ourworldindata.org/fertilizer-and-pesticides.

  9. 8.

    Смит В.Х., Тилман Г.Д., Некола Дж.К. Эвтрофикация: воздействие избыточного поступления питательных веществ на пресноводные, морские и наземные экосистемы. Загрязнение окружающей среды. 1998; 100:179–96.

    Артикул Google Scholar

  10. 9.

    Townsend AR, Howarth RW, Bazzaz FA, Booth MS, Cleveland CC, Collinge SK, et al. Последствия изменения глобального азотного цикла для здоровья человека. Фронт Экол Окружающая среда. 2003: 240–6.

    Артикул Google Scholar

  11. 10.

    Туроу Р. Последний сезон голода: год в африканском фермерском сообществе на грани перемен. 1 ст Изд. Связи с общественностью. 2013.

  12. 11.

    Хартманн Л.С., Барнум С.Р. Вывод эволюционной истории mo-зависимой фиксации азота из филогенетических исследований nifK и nifDK .Дж Мол Эвол. 2010;71:70–85. https://doi.org/10.1007/s00239-010-9365-8.

    КАС Статья Google Scholar

  13. 12.

    Vitousek PM, Menge DNL, ​​Reed SC, Cleveland CC. Биологическая фиксация азота: скорость, закономерности и экологический контроль в наземных экосистемах. Philos Trans R Soc B Biol Sci. 2013;368:20130119. https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0119.

    КАС Статья Google Scholar

  14. 13.

    Диксон Р., Кан Д. Генетическая регуляция биологической фиксации азота. Nat Rev Microbiol. 2004; 2: 621–31. https://doi.org/10.1038/nrmicro954.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  15. 14.

    Рубио Л.М., Ладден П.В. Созревание нитрогеназы: биохимическая загадка. J Бактериол. 2005; 187: 405–14. https://doi.org/10.1128/JB.187.2.405-414.2005.

    КАС Статья Google Scholar

  16. 15.

    Питерс Дж.В., Фишер К., Дин Д.Р. Структура и функция нитрогеназы: биохимико-генетическая перспектива. Анну Рев Микробиол. 1995; 49: 335–66. https://doi.org/10.1146/annurev.mi.49.100195.002003.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  17. 16.

    Кнайп К., Локхарт П., Фосс К., Майер У.Г. Фиксация азота у эукариот. Новые модели симбиоза. БМС Эвол Биол. 2007; 7:55. https://doi. org/10.1186/1471-2148-7-55.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  18. 17.

    van Kessel C, Hartley C. Сельскохозяйственное управление зернобобовыми культурами: привело ли это к увеличению фиксации азота? Полевая культура Res. 2000;65:165–81. https://doi.org/10.1016/S0378-4290(99)00085-4.

    Артикул Google Scholar

  19. 18.

    Anglade J, Billen G, Garnier J. Взаимосвязь для оценки фиксации N 2 в бобовых культурах: частота для баланса азота в системах возделывания бобовых культур в Европе.Экосфера. 2015;6(3):ст.37. https://doi.org/10.1890/ES14-00353.1.

    Артикул Google Scholar

  20. 19.

    DeLuca TH, Zackrisson O, Nilsson MC, Sellstedt A. Количественная фиксация азота в ковриках из перьевого мха бореальных лесов. Природа. 2002; 419: 917–20. https://doi.org/10.1038/nature01051.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  21. 20.

    Ladha JK, Tirol-Padre A, Reddy CK, Cassman KG, Verma S, Powlson DS, et al. Глобальные балансы азота в зерновых: 50-летняя оценка систем производства кукурузы, риса и пшеницы. Научный доклад 2016; 6: 19355. https://doi.org/10.1038/srep19355.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  22. 21.

    de Morais RF, Quesada DM, Reis VM, Urquiaga S, Alves BJRR, Boddey RM. Вклад биологической фиксации азота в слоновью траву ( Pennisetum purpureum Schum.). Растительная почва. 2012; 356: 23–34. https://doi.org/10.1007/s11104-011-0944-2.

    КАС Статья Google Scholar

  23. 22.

    Urquiaga S, Xavier RP, de Morais RF, Batista RB, Schultz N, Leite JM, et al. Данные баланса азота в полевых условиях и данные о естественном содержании N 15 о вкладе биологической фиксации N 2 в бразильские сорта сахарного тростника. Растительная почва. 2012; 356:5–21. https://doi.org/10.1007/s11104-011-1016-3.

    КАС Статья Google Scholar

  24. 23.

    Herridge DF, Peoples MB, Boddey RM. Глобальные вклады биологической фиксации азота в сельскохозяйственных системах. Растительная почва. 2008; 311:1–18. https://doi.org/10.1007/s11104-008-9668-3.

    КАС Статья Google Scholar

  25. 24.

    Скучно LR, Swank WT, Waide JB, Henderson GS. Источники, судьба и воздействие поступления азота в наземные экосистемы: обзор и обобщение.Биогеохимия. 1988;6. https://doi.org/10.1007/BF00003034.

  26. 25.

    Бергман Б., Галлон Дж. Р., Рай А. Н., Стал Л. Дж. N 2 фиксация негетероцистными цианобактериями. FEMS Microbiol Rev. 1997; 19:139–85. https://doi.org/10.1016/S0168-6445(96)00028-9.

    КАС Статья Google Scholar

  27. 26.

    Reed SC, Cleveland CC, Townsend AR. Виды деревьев контролируют скорость свободноживущей фиксации азота в тропических лесах.Экология. 2008; 89: 2924–34. https://doi.org/10.1890/07-1430.1.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  28. 27.

    Санти С., Богуш Д., Франш С. Биологическая фиксация азота в небобовых растениях. Энн Бот. 2013; 111:743–67. https://doi.org/10.1093/aob/mct048.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  29. 28.

    Baldani JI, Reis VM, Videira SS, Boddey LH, Baldani VLD.Искусство выделения азотфиксирующих бактерий из небобовых растений с использованием полутвердых сред без азота: практическое руководство для микробиологов. Растительная почва. 2014; 384:413–31. https://doi.org/10.1007/s11104-014-2186-6.

    КАС Статья Google Scholar

  30. 29.

    Смерчина Д.Н., Эванс С.Е., Фризен М. Л., Тиманн Л.К. Исправлять или не исправлять: средства контроля свободноживущей фиксации азота в ризосфере. Appl Environ Microbiol. 2019; 85:e02546–18.https://doi.org/10.1128/AEM.02546-18.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  31. 30.

    Мартин Б.Д., Шваб Э. Современное использование симбиоза и связанной с ним терминологии. Int J Biol. 2012;5(1). https://doi.org/10.5539/ijb.v5n1p32.

  32. 31.

    Mus F, Crook MB, Garcia K, Costas AG, Geddes BA, Kouri ED, et al. Симбиотическая фиксация азота и проблемы ее распространения на небобовые. Appl Environ Microbiol.2016; 82: 3698–710.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  33. 32.

    Коучи Х. Симбиотическая азотфиксация. Завод Метаб Биотехнолог. 2011;7:67–102.

    Артикул Google Scholar

  34. 33.

    Leigh JA, Chang LC. Характеристика полисахаридов мутантов Rhizobium meliloti exo , образующих неэффективные клубеньки. J Бактериол.1988; 170:3327–32.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  35. 34.

    Павловский К., Демченко К.Н. Разнообразие актиноризного симбиоза. Протоплазма. 2012; 249:967–79. https://doi.org/10.1007/s00709-012-0388-4.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  36. 35.

    Griesmann M, Chang Y, Liu X, Delaux PM, Cheng S.Филогеномика выявляет множественные потери азотфиксирующего симбиоза корневых клубеньков. Наука. 1743; 2018: 1–18.

    Google Scholar

  37. 36.

    Stagnari F, Maggio A, Galieni A, Pisante M. Многочисленные преимущества бобовых для устойчивого развития сельского хозяйства: обзор. Химия Биол Технол Агрик. 2017;4:2.

    Артикул Google Scholar

  38. 37.

    Oldroyd GED, Murray JD, Poole PS, Downie JA.Правила участия в бобово-ризобиальном симбиозе. Анну Рев Жене. 2011;45:119–44. https://doi.org/10.1146/annurev-genet-110410-132549.

    КАС Статья Google Scholar

  39. 38.

    Пул П., Рамачандран В., Терполилли Дж. Ризобии: от сапрофитов к эндосимбионтам. Nat Rev Microbiol. 2018. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.171.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  40. 39.

    Wang Q, Liu J, Zhu H. Генетические и молекулярные механизмы, лежащие в основе симбиотической специфичности во взаимодействиях бобовых и Rhizobium . Фронт завод науч. 2018;9:313. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00313.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  41. 40.

    Мари К., Барни М.А., Дауни Дж.А. Rhizobium leguminosarum имеет два синтеза глюкозамина, GImS и NodM, необходимые для образования клубеньков и развития азотфиксирующих клубеньков. Мол микробиол. 1992; 6: 843–51. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.1992.tb01535.x.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  42. 41.

    Ardorel M. Rhizobium meliloti Липоолигосахаридные клубеньковые факторы: различные структурные требования для проникновения бактерий в клетки-мишени корневых волосков и индукции симбиотических реакций развития растений. Растительная клетка онлайн. 1994; 6: 1357–74. https://дои.org/10.1105/tpc.6.10.1357.

    КАС Статья Google Scholar

  43. 42.

    Kawaharada Y, Kelly S, Nielsen MW, Hjuler CT, Gysel K, Muszyński A, et al. Рецептор-опосредованное восприятие экзополисахарида контролирует бактериальную инфекцию. Природа. 2015; 523:308–12.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  44. 43.

    Лян Ю., Тот К., Цао Ю., Танака К. , Эспиноза К., Стейси Г.Распознавание липохитоолигосахаридов: древняя история. Новый фитолог. 2014; 204: 289–96. https://doi.org/10.1111/nph.12898.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  45. 44.

    Денари Ж., Дебель Ф., Проме Ж.К. Rhizobium липохитоолигосахаридные клубеньковые факторы: сигнальные молекулы, опосредующие распознавание и морфогенез. Анну Рев Биохим. 1996; 65: 503–35. https://doi.org/10.1146/annurev.би.65.070196.002443.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  46. 45.

    Chabaud M, Gherbi H, Pirolles E, Vaissayre V, Fournier J, Moukouanga D, et al. Устойчивые к хитиназе гидрофильные симбиотические факторы, секретируемые Frankia , активируют как всплеск Ca 2+ , так и экспрессию гена NIN в актиноризном растении Casuarina glauca . Новый Фитол. 2016;209:86–93. https://doi.org/10. 1111/nph.13732.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  47. 46.

    Poinsot V, Crook MB, Erdn S, Maillet F, Bascaules A, Ané JM. Новое понимание биосинтеза фактора Nod: анализ хитоолигомеров и липохитоолигомеров Rhizobium sp. Мутанты IRBG74. Карбогид Рез. 2016; 434:83–93.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  48. 47.

    Roche P, Debellé F, Maillet F, Lerouge P, Faucher C, Truchet G, et al. Молекулярная основа специфичности симбиотического хозяина в генах Rhizobium meliloti : nodH и nodPQ кодирует сульфатирование липоолигосахаридных сигналов. Клетка. 1991;67:1131–43. https://doi.org/10.1016/0092-8674(91)-F.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  49. 48.

    Radutoiu S, Madsen LH, Madsen EB, Felle HH, Umehara Y, Grønlund M, et al. Распознавание симбиотических бактерий растениями требует наличия двух киназ, подобных рецепторам LysM. Природа. 2003; 425: 585–92. https://doi.org/10.1038/nature02039.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  50. 49.

    Okazaki S, Tittabutr P, Teulet A, Thouin J, Fardoux JJ, Chaintreuil CC, et al. Симбиоз Rhizobium с бобовыми в отсутствие факторов Nod: два возможных сценария с T3SS или без него. ИСМЕ Дж.2015;10:64–74.

    ПабМед Статья КАС ПабМед Центральный Google Scholar

  51. 50.

    Kelly S, Radutoiu S, Stougaard J, Chiou T-J, Versaw WK, Fujiwara T. Рецепторы LysM бобовых опосредуют симбиотическую и патогенную передачу сигналов. Curr Opin Plant Biol. 2017; 39: 152–8. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2017.06.013.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  52. 51.

    Шаузер Л., Руссис А., Стиллер Дж., Стоугард Дж. Растительный регулятор, контролирующий развитие симбиотических корневых клубеньков. Природа. 1999; 402:191–5.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  53. 52.

    Борисов А.Ю., Мадсен Л.Х., Цыганов В.Е., Умехара Ю., Ворошилова В.А., Батагов А.О., и соавт. Ген Sym35, необходимый для развития корневых клубеньков у Pea , является ортологом NIN Lotus japonicus .Завод Физиол. 2003. https://doi.org/10.1104/pp.102.016071.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  54. 53.

    Marsh JF, Rakocevic A, Mitra RM, Brocard L, Sun J, Eschstruth A, et al. Medicago truncatula NIN необходим для независимого от ризобий органогенеза клубеньков, индуцированного аутоактивной кальций/кальмодулинзависимой протеинкиназой. Завод Физиол. 2007; 144:324–35. https://doi.org/10. 1104/pp.106.093021.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  55. 54.

    Soltis DE, Soltis PS, Morgan DR, Swensen SM, Mullin BC, Dowd JM, et al. Данные о последовательности генов хлоропластов предполагают единое происхождение предрасположенности к симбиотической фиксации азота у покрытосеменных растений. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995; 92:2647–51. https://doi.org/10.1073/pnas.92.7.2647.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  56. 55.

    Парниске М. Поглощение бактерий живыми растительными клетками, объединяющая и отличительная черта симбиоза азотфиксирующих корневых клубеньков. Curr Opin Plant Biol. 2018;44:164–74. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2018.05.016.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  57. 56.

    Oldroyd GED, Downie JA. Координация морфогенеза клубеньков с ризобиальной инфекцией бобовых. Annu Rev Plant Biol. 2008; 59: 519–46.https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092839.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  58. 57.

    Глисон С., Чаудхури С., Янг Т., Муньос А., Пувайя Б.В., Олдройд GED. Узелки, независимые от ризобий, индуцированные киназой, активируемой кальцием, без аутоингибирования. Природа. 2006; 441:1149–52. https://doi.org/10.1038/nature04812.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  59. 58.

    An J, Sun M, van Velzen R, Ji C, Zheng Z, Limpens E, et al. Сравнительный транскриптомный анализ Poncirus trifoliata идентифицирует основной набор генов, участвующих в симбиозе арбускулярной микоризы. J Опытный бот. 2018 г. https://doi.org/10.1093/jxb/ery283.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  60. 59.

    Смит П., Лимпенс Э., Герц Р., Федорова Э., Долгих Э., Гоф С. и др. Medicago LYK3, входной рецептор в передаче сигналов фактора нодуляции ризобий.Завод Физиол. 2007; 145:183–91. https://doi.org/10.1104/pp.107.100495.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  61. 60.

    Джаяраман Д., Гилрой С., Ане Дж.М. Оставаться на связи: механические сигналы при взаимодействии растений и микробов. Curr Opin Plant Biol. 2014;20:104–9.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  62. 61.

    Венкатешваран М., Волкенинг Д.Д., Суссман М.Р., Ане Д.М. Симбиоз и социальная сеть высших растений. Curr Opin Plant Biol. 2013;16:118–27.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  63. 62.

    Олдройд GED. Говори, дружи и входи: сигнальные системы, которые способствуют полезным симбиотическим ассоциациям у растений. Nat Rev Microbiol. 2013; 11: 252–63. https://doi.org/10.1038/nrmicro2990.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  64. 63.

    Жанр A, Руссо Г. Преобразует ли общий путь симбиотические сигналы во взаимодействиях растений и микробов? Фронт завод науч. 2016;7:1–8.

    Артикул Google Scholar

  65. 64.

    Такахара М., Магори С., Сояно Т., Окамото С., Йошида С., Яно К. и др. TOO MUCH LOVE, новый белок F-box, содержащий повторы Келха, функционирует в дистанционной регуляции симбиоза LEGUME- rhizobium . Физиология клеток растений. 2013; 54: 433–47.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  66. 65.

    Гертс Р., Сяо Т.Т., Рейнхольд-Хурек Б. Что нужно для развития азотфиксирующего эндосимбиоза? Тенденции Растениевод. 2016;21:199–208. https://doi.org/10.1016/j.tplants. 2016.01.012.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  67. 66.

    Кониси М., Янагисава С. Arabidopsis NIN-подобные факторы транскрипции играют центральную роль в передаче сигналов нитратов. Нац коммун. 2013;4:1617–9. https://doi.org/10.1038/ncomms2621.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  68. 67.

    Перет Б., Де Рибель Б., Касимиро И., Бенкова Э., Сваруп Р., Лаплаз Л. и др. Arabidopsis Развитие боковых корней: новая история. Тенденции Растениевод. 2009; 14: 399–408.

    ПабМед Статья КАС ПабМед Центральный Google Scholar

  69. 68.

    Нибау С., Гиббс Д.Дж., Коутс Дж.С. Развитие в новых направлениях: контроль корневой архитектуры путем образования боковых корней. Новый Фитол. 2008; 179: 595–614.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  70. 69.

    Sprent JI. Развивающиеся идеи эволюции и разнообразия бобовых: таксономический взгляд на возникновение клубеньков. Новый Фитол. 2007; 174:11–25. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2007.02015.Икс.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  71. 70.

    Матезиус У., Вайнман Дж.Дж., Рольфе Б.Г., Джорджевич М.А. Rhizobia может индуцировать клубеньки у белого клевера, «захватывая» зрелые клетки коры, активируемые во время развития боковых корней. Взаимодействие мол растений и микробов. 2000; 13:170–82.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  72. 71.

    Couzigou JM, Ratet P. NOOT-зависимый контроль идентичности клубеньков: гомеоз клубеньков и возмущение меристемы. Биол Азот Фиксат. 2015;1–2:487–98.

    Артикул Google Scholar

  73. 72.

    Singh S, Katzer K, Lambert J, Cerri M, Parniske M. CYCLOPS, ДНК-связывающий активатор транскрипции, управляет развитием симбиотических корневых клубеньков. Клеточный микроб-хозяин. 2014;15:139–52.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  74. 73.

    Сузаки Т., Ито М., Кавагути М. Генетическая основа функций цитокининов и ауксинов во время развития корневых клубеньков. Фронт завод науч. 2013; 4:1–6.

    Артикул Google Scholar

  75. 74.

    Дин Ю, Олдройд GED. Позиционирование узелка, гормональный диктум. Поведение сигналов растений. 2009; 4:89–93.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  76. 75.

    Бенсмихен С.Гормональный контроль развития боковых корней и клубеньков у бобовых. Растения. 2015; 4: 523–47. https://doi.org/10.3390/plants4030523.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  77. 76.

    Вернер Д., Ньютон В.Е. Азотфиксация в сельском, лесном хозяйстве, экологии и окружающей среде. Дордрехт: Springer, Нидерланды; 2005 г. https://doi.org/10.1007/1-4020-3544-6.

    Книга Google Scholar

  78. 77.

    Сильвестр В.Б., Смит Д.Р. Фиксация азота симбиозом Gunnera Nostoc . Природа. 1969; 224:1231. https://doi.org/10.1038/2241231a0.

    КАС Статья Google Scholar

  79. 78.

    Гавазов К.С., Судзиловская Н.А., Ван Логтестейн РСП, Брастер М., Cornelissen JHC, Гавазов К.С., и др. Изотопный анализ азотфиксации цианобактериями субарктических видов лишайников и мохообразных. Растительная почва.2010; 333: 507–17. https://doi.org/10.1007/s11104-010-0374-6.

    КАС Статья Google Scholar

  80. 79.

    Талли С.Н., Талли Б.Дж., Рейнс Д.В. Фиксация азота Azolla на рисовых полях. В кн.: Генная инженерия фиксации азота. Бостон, Массачусетс: Springer US; 1977. с. 259–281. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4684-0880-5_17.

    Глава Google Scholar

  81. 80.

    Warshan D, Liaimer A, Pederson E, Kim S-Y, Shapiro N, Woyke T, et al. Геномные изменения, связанные с эволюционными переходами Nostoc в растительный симбионт. Мол Биол Эвол. 2018;35:1160–75. https://doi.org/10.1093/molbev/msy029.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  82. 81.

    Лери ЛМС, Хемерли А.С., Ногейра Э.М., фон Крюгер ВМА, Биш П.М. Количественный протеомный анализ взаимодействия между эндофитной стимулирующей рост растений бактерией Gluconacetobacter diazotrophicus и сахарным тростником.Взаимодействие мол растений и микробов. 2011; 24: 562–76. https://doi.org/10.1094/MPMI-08-10-0178.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  83. 82.

    Cabadilla CF, McCully ME, Roboredo MR, Canny MJ, Dong Z, Ortega E, et al. Азотфиксирующий эндофит стеблей сахарного тростника (новая роль апопласта). Завод Физиол. 2016; 105:1139–47. https://doi.org/10.1104/pp.105.4.1139.

    Артикул Google Scholar

  84. 83.

    Ван Дейнзе А., Замора П., Дело П.М., Хейтманн С., Джаяраман Д., Раджасекар С. и др. Фиксация азота у местных сортов кукурузы поддерживается диазотрофной микробиотой, связанной со слизью. PLoS биол. 2018;16:1–21.

    Google Scholar

  85. 84.

    Cleveland CC, Townsend AR, Schimel DS, Fisher H, Howarth RW, Hedin LO, et al. Глобальные закономерности фиксации наземного биологического азота (N 2 ) в природных экосистемах. Глобальные биогеохимические циклы.1999; 13: 623–45. https://doi.org/10.1029/1999GB4.

    КАС Статья Google Scholar

  86. 85.

    Адесемое АО, Торберт Х. А., Клоппер Дж.В. Увеличение поглощения азота растениями из 15 обедненного азотом удобрения с использованием ризобактерий, стимулирующих рост растений. Прил. Экология почвы. 2010;46:54–8. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2010.06.010.

    Артикул Google Scholar

  87. 86.

    Фулторп Р., МакИвор Дж. С., Цзя П., Ясуи С-Л. Микробиом зеленой крыши: повышение выживаемости растений для предоставления экосистемных услуг. Фронт Экол Эвол. 2018;6:5. https://doi.org/10.3389/fevo.2018.00005.

    Артикул Google Scholar

  88. 87.

    Розье А., Медейрос Ф.Х., Баис Х.П. Определение молекулярных и биохимических сетей ризобактерий, способствующих росту растений, в полезных взаимодействиях растений и микробов. Растительная почва. 2018; 428:35–55. https://дои.орг/10.1007/s11104-018-3679-5.

    КАС Статья Google Scholar

  89. 88.

    Yang G, Wagg C, Veresoglou SD, Hempel S, Rillig MC. Как почвенная биота влияет на стабильность экосистемы. Тенденции Растениевод. 2018;23:1057–67. https://doi.org/10.1016/J.TPLANTS.2018.09.007.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  90. 89.

    Падда КП, Пури А, Чануэй КП.Стимулирование роста растений и фиксация азота у канолы ( Brassica napus ) эндофитным штаммом Paenibacillus polymyxa и его GFP-меченым производным в долгосрочном исследовании. Ботаника. 2016;94:1209–17. https://doi.org/10.1139/cjb-2016-0075.

    КАС Статья Google Scholar

  91. 90.

    Весси Дж.К. Стимулирующие рост растений ризобактерии в качестве биоудобрений. Растительная почва. 2003; 255: 571–86. https://doi.org/10.1023/а:1026037216893.

    КАС Статья Google Scholar

  92. 91.

    Tilak KVBR, Ranganayaki N, Manoharachari C. Синергетические эффекты стимулирующих рост растений ризобактерий и Rhizobium на образование клубеньков и фиксацию азота голубиным горохом ( Cajanus cajan ). Eur J Soil Sci. 2006; 57: 67–71. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2006.00771.x.

    КАС Статья Google Scholar

  93. 92.

    Ункович М., Херридж Д., Пиплз М., Кадиш Г., Бодди Б., Гиллер К. и др. Измерение связанной с растениями фиксации азота в сельскохозяйственных системах. Австралийский журнал сельскохозяйственных исследований. 2008;45:119–132. doi:10.1071/AR9940119

  94. 93.

    Бодди Р.М. Методы количественного определения азотфиксации, связанной с Gramineae. CRC Crit Rev Plant Sci. 1987; 6: 209–66. https://doi.org/10.1080/07352688709382251.

    КАС Статья Google Scholar

  95. 94.

    Kasel MCK, Schueller MJ, Ferrieri RA. Оптимизация радиохимии [ 13 N]N 2 для фиксации азота в клубеньках бобовых. J Label Compd Radiopharm. 2010;53:592–7. https://doi.org/10.1002/jlcr.1786.

    КАС Статья Google Scholar

  96. 95.

    Lechene CP, Luyten Y, McMahon G, Distel DL. Количественная визуализация фиксации азота отдельными бактериями в клетках животных. Наука. 2007; 317:1563–6.https://doi.org/10.1126/science.1145557.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  97. 96.

    Кан М.Л., Парра-Кольменарес А., Форд С.Л., Касер Ф., Маккаскилл Д., Кетчум Р.Э. Масс-спектрометрический метод измерения включения 15 N в феофитин. Анальная биохимия. 2002; 307: 219–25. https://doi.org/10.1016/S0003-2697(02)00046-5.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  98. 97.

    Уоткинс Дж. Э. Что может произойти в ближайшие сто лет. Женский домашний журнал (1889–1907). АПС онлайн. 1900; XVIII:8.

  99. 98.

    Burrill TJ, Hansen R. Возможен ли симбиоз между бобовыми бактериями и небобовыми растениями? Университет Булла, штат Иллинойс (кампус Урбана-Шампейн), сельскохозяйственная экспериментальная станция. 1917; 202: 161–81.

  100. 99.

    Lodwig E, Poole P. Метаболизм бактероидов Rhizobium . CRC Crit Rev Plant Sci. 2003; 22:37–78. https://doi.org/10.1080/713610850.

    КАС Статья Google Scholar

  101. 100.

    Bergersen F. Аммиак — Ранний стабильный продукт азотфиксации клубеньками сои. Aust J Biol Sci. 1965;18:1. https://doi.org/10.1071/BI9650001.

    КАС Статья Google Scholar

  102. 101.

    Postgate JR. В: Фиксация азота. Издательство Кембриджского университета; 1998. с. 124.

  103. 102.

    Ратет П., Павловски К., Шелл Дж., Брюйн Ф.Дж.Регуляторный ген фиксации азота Azorhizobium caulinodans , nifA , контролируется клеточным статусом азота и кислорода. Мол микробиол. 1989; 3: 825–38.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  104. 103.

    Граббе Р., Шмитц Р.А. Кислородный контроль экспрессии гена nif у Klebsiella pneumoniae зависит от восстановления NifL на цитоплазматической мембране электронами, полученными из восстановленного пула хинонов.Евр Дж Биохим. 2003; 270:1555–66. https://doi.org/10.1046/j.1432-1033.2003.03520.x.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  105. 104.

    Klopprogge K, Grabbe R, Hoppert M, Schmitz R. Мембранная ассоциация Klebsiella pneumoniae NifL подвержена влиянию молекулярного кислорода и связанного азота. Арка микробиол. 2002; 177: 223–34. https://doi.org/10.1007/s00203-001-0379-x.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  106. 105.

    Маршал К., Вандерлейден Дж., Янссенс Ф.А. «Кислородный парадокс» диазотфиксирующих бактерий. Биол Плодородные почвы. 2000;30:363–73.

    КАС Статья Google Scholar

  107. 106.

    Ott T, van Dongen JT, Günther C, Krusell L, Desbrosses G, Vigeolas H, et al. Симбиотические леггемоглобины имеют решающее значение для фиксации азота в корневых клубеньках бобовых, но не для общего роста и развития растений. Карр Биол. 2005; 15: 531–5. https://дои.org/10.1016/j.cub.2005.01.042.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  108. 107.

    Диксон Р., Ченг К., Доусон-Дэй М., Дэй А. Перспективы создания азотфиксирующих фотосинтезирующих эукариот. Азот Fixat Mol Crop Product. 2000: 635–9.

  109. 108.

    Tabata S, Wolk CP, Kaneko T, Huang G, Lechno-Yossef S, Fan Q, et al. Кластерные гены, необходимые для синтеза полисахарида оболочки гетероцисты у Anabaena sp. Штамм PCC 7120. J Bacteriol. 2005; 187:1114–23. https://doi.org/10.1128/jb.187.3.1114-1123.2005.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  110. 109.

    Balsanelli E, De Baura VA, De Oliveira PF, De Souza EM, Monteiro RA. Биосинтез экзополисахарида обеспечивает образование зрелой биопленки на абиотических поверхностях с помощью Herbaspirillum seropedicae . ПЛОС Один. 2014;9:e110392. https://doi.org/10.1371/журнал.поне.0110392.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  111. 110.

    Balsanelli E, Tadra-Sfeir MZ, Faoro H, Pankievicz VC, de Baura VA, Pedrosa FO, et al. Молекулярные адаптации Herbaspirillum seropedicae при колонизации ризосферы кукурузы. Окружающая среда микробиол. 2016;18:2343–56. https://doi.org/10.1111/1462-2920.12887.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  112. 111.

    галлона JR. Согласование несовместимого: фиксация N 2 и O 2 . Новый Фитол. 2006; 122: 571–609. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1992.tb00087.x.

    Артикул Google Scholar

  113. 112.

    Робсон Р.Л. Характеристика устойчивого к кислороду нитрогеназного комплекса, выделенного из Azobacter chroococcum . Биохим Дж. 1979; 181:569–75.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  114. 113.

    Schlesier J, Rohde M, Gerhardt S, Einsle O. Конформационный переключатель запускает защиту нитрогеназы от повреждения кислородом с помощью белка Shethna II (FeSII). J Am Chem Soc. 2016; 138: 239–47. https://doi.org/10.1021/jacs.5b10341.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  115. 114.

    Mitsch MJ, DiCenzo GC, Cowie A, Finan TM. Транспорт сукцината не важен для симбиотической фиксации азота Sinorhizobium meliloti или Rhizobium leguminosarum . Appl Environ Microbiol. 2018; 84:e01561–17. https://doi.org/10.1128/AEM.01561-17.

    Артикул пабмед Google Scholar

  116. 115.

    Шуберт КР. Продукты биологической азотфиксации у высших растений: синтез, транспорт и метаболизм. Annu Rev Plant Physiol. 1986; 37: 539–74.

    КАС Статья Google Scholar

  117. 116.

    Удварди М., Пул П.С. Транспорт и метаболизм в бобово-ризобиальных симбиозах.Annu Rev Plant Biol. 2013; 64: 781–805.

    КАС пабмед Статья Google Scholar

  118. 117.

    Филипс Д.А. Эффективность симбиотической азотфиксации у бобовых. Annu Rev Plant Physiol. 1980; 31: 29–49. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.31.060180.000333.

    КАС Статья Google Scholar

  119. 118.

    Триплетт РЭБ. Диазотрофные эндофиты: прогресс и перспективы фиксации азота у однодольных растений. В: Растения и почва, том. 186; 1996. с. 29–38. https://doi.org/10.1007/BF00035052.

    Глава Google Scholar

  120. 119.

    Взвод EC. Эндофитная колонизация корней растений азотфиксирующими бактериями. В: Растения и почва, том. 252; 2003. с. 169–275. https://doi.org/10.1023/A:1024106605806.

    Глава Google Scholar

  121. 120.

    Boddey RM, de Oliveira OC, Urquiaga S, Reis VM, de Olivares FL, Baldani VLDD, et al.Биологическая фиксация азота, связанная с сахарным тростником и рисом: вклад и перспективы улучшения. Растительная почва. 1995; 174:195–209. https://doi.org/10.1007/BF00032247.

    КАС Статья Google Scholar

  122. 121.

    Доберейнер Дж. Азотфиксирующие бактерии рода Beijerinckia Derx в ризосфере сахарного тростника. Растительная почва. 1961; 15: 211–6. https://doi.org/10.1007/BF01400455.

    Артикул Google Scholar

  123. 122.

    О’Хара GW. Роль азотфиксации в растениеводстве. J Crop Prod. 1998; 1:115–38. https://doi.org/10.1300/J144v01n02_05.

    Артикул Google Scholar

  124. 123.

    Von Bulow JFW, Dobereiner J. Потенциал фиксации азота у генотипов кукурузы в Бразилии. Proc Natl Acad Sci U S A. 1975; 72:2389–93. https://doi.org/10.1073/pnas.72.6.2389.

    Артикул Google Scholar

  125. 124.

    Baldani JI, Baldani VLD, Seldin L, Dobereiner J. Характеристика Herbaspirillum seropedicae gen. ноябрь, сп. nov., корнеассоциированная азотфиксирующая бактерия. Int J Syst Bacteriol. 1986; 36: 86–93. https://doi.org/10.1099/00207713-36-1-86.

    КАС Статья Google Scholar

  126. 125.

    Кавальканте В.А., Доберейнер Дж. Новая кислотоустойчивая азотфиксирующая бактерия, ассоциированная с сахарным тростником. Растительная почва. 1988; 108: 23–31. https://doi.org/10.1007/BF02370096.

    Артикул Google Scholar

  127. 126.

    Balandreau J, Dommergues Y. Анализ активности нитрогеназы (C 2 H 2 ) в полевых условиях. Mod Methods Study Microb Ecol. 1973; 17:247–54 https://www.jstor.org/stable/20111569?seq=1#metadata_info_tab_contents.

    КАС Google Scholar

  128. 127.

    Бодди Р.М., Уркиага С., Алвес Б.Дж.Р., Рейс В.Эндофитная фиксация азота в сахарном тростнике: современные знания и будущие приложения. В: Растения и почва, том. 252; 2003. с. 139–49. https://doi.org/10.1023/A:1024152126541.

    Глава Google Scholar

  129. 128.

    Setten L, Soto G, Mozzicafreddo M, Fox AR, Lisi C, Cuccioloni M, et al. Engineering Pseudomonas protegens Pf-5 для фиксации азота и его применение для улучшения роста растений в условиях дефицита азота.ПЛОС Один. 2013;8:e63666. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063666.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  130. 129.

    Pankievicz VCS, do Amaral FP, KFDN S, Agtuca B, Xu Y, Schueller MJ, et al. Надежная биологическая азотфиксация в модельной травяно-бактериальной ассоциации. Плант Дж. 2015; 81: 907–19. https://doi.org/10.1111/tpj.12777.

    КАС Статья Google Scholar

  131. 130.

    Фокс А.Р., Сото Г., Вальверде К., Руссо Д., Лагарес А., Зоррегьета А. и др. Основные зерновые культуры выигрывают от биологической фиксации азота при инокуляции азотфиксирующей бактерией Pseudomonas protegens Pf-5 X940. Окружающая среда микробиол. 2016;18:3522–34. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13376.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  132. 131.

    Santos KFDN, Moure VR, Hauer V, Santos ARS, Donatti L, Galvão CW, et al. Колонизация пшеницы штаммом Azospirillum brasilense , выделяющим аммоний, показывает активацию нитрогеназы и превосходную стимуляцию роста растений. Растительная почва. 2017; 415: 245–55. https://doi.org/10.1007/s11104-016-3140-6.

    КАС Статья Google Scholar

  133. 132.

    Gaby JC, Rishishwar L, Valderrama-Aguirre LC, Green SJ, Valderrama-Aguirre A, Jordan IK, et al. Характеристика сообщества диазотрофов с помощью высокопроизводительного конвейера секвенирования и анализа ампликонов nifH .Appl Environ Microbiol. 2018;86:e01512–7. https://doi.org/10.1128/AEM.01512-17.

    Артикул Google Scholar

  134. 133.

    Angel R, Nepel M, Panhölzl C, Schmidt H, Herbold CW, Eichorst SA, et al. Оценка праймеров, нацеленных на функциональный ген диазотрофа, и разработка NifMAP — конвейера биоинформатики для анализа данных ампликона nifH . Фронт микробиол. 2018;9:703. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00703.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  135. 134.

    Дос Сантос П.С., Фанг З., Мейсон С.В., Сетубал Дж.К., Диксон Р. Распределение азотфиксирующих и нитрогеназоподобных последовательностей среди микробных геномов. Геномика BMC. 2012;13:162. https://doi.org/10.1186/1471-2164-13-162.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  136. 135.

    Burbano CS, Liu Y, Rösner KL, Reis VM, Caballero-Mellado J, Reinhold-Hurek B, et al. Преобладающие филотипы транскриптов nifH , связанные с Rhizobium rosettiformans , в выращиваемых в поле растениях сахарного тростника и ели обыкновенной.Environ Microbiol Rep. 2011;3:383–9. https://doi.org/10.1111/j.1758-2229.2010.00238.x.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  137. 136.

    Андо С. , Гото М., Хаяши Х., Йонеяма Т., Менчан С., Тонгра-ар П. и др. Обнаружение последовательностей nifH в сахарном тростнике ( Saccharum officinarum L.) и ананасе ( Ananas comosus [L.] Merr.). Почвоведение Растениеводство. 2005; 51: 303–8.

    КАС Статья Google Scholar

  138. 137.

    Сингх Р.К., Мишра Р.П.Н., Джайсвал Х.К., Кумар В., Пандей С.П., Рао С.Б. и др. Выделение и идентификация природных эндофитных ризобий из риса ( Oryza sativa L.) с помощью ПЦР-ПДРФ рДНК и анализа последовательности. Карр микробиол. 2006; 52:117–22. https://doi.org/10.1007/s00284-005-0136-5.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  139. 138.

    Мачадо Х.Б., Фунаяма С., Риго Л.У., Педроса Ф.О. Экскреция аммония мутантами Azospirillum brasilense , устойчивыми к этилендиамину.Может J Microbiol. 1991; 37: 549–53.

    КАС Статья Google Scholar

  140. 139.

    Педроса Ф.О., Оливейра А.Л.М., Гимарайнш В.Ф., Этто Р.М., Соуза Э.М., Фурмам Ф.Г. и др. Выделяющий аммоний штамм Azospirillum brasilense HM053: новый альтернативный инокулянт для кукурузы. Растительная почва. 2019: 1–12. https://doi.org/10.1007/s11104-019-04124-8.

  141. 140.

    Zuluaga MYA, de Oliveira ALM, LDL R, KML M, Silva MB, Oliveira JE и др.Экскреция аммония, продукция ауксина и эффекты инокуляции кукурузы устойчивыми к этилендиамину мутантами Pseudomonas sp. Брагантия. 2018;77:415–28. https://doi.org/10.1590/1678-4499.2017190.

    Артикул Google Scholar

  142. 141.

    Fukami J, Cerezini P, Hungria M. Azospirillum : преимущества, выходящие далеко за рамки биологической фиксации азота. АМБ Экспресс. 2018;8:73. https://doi.org/10.1186/s13568-018-0608-1.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  143. 142.

    Перес-Монтаньо Ф., Алиас-Вильегас С., Беллогин Р.А., Дель Серро П., Эспуни М.Р., Хименес-Герреро И. и др. Стимулирование роста зерновых и зернобобовых культур, важных для сельского хозяйства: от потенциала микроорганизмов до растениеводства. Микробиолог Рез. 2014; 169: 325–36. https://doi.org/10.1016/j.micres.2013.09.011.

    Артикул пабмед Google Scholar

  144. 143.

    Krause A, Ramakumar A, Bartels D, Battistoni F, Bekel T, Boch J, et al. Полный геном мутуалистического, N 2 -фиксирующего эндофита травы Azoarcus sp. штамм BH72. Нац биотехнолог. 2006; 24:1–7. https://doi.org/10.1038/nbt1243.

    КАС Статья Google Scholar

  145. 144.

    Hurek T, Reinhold-Hurek B. Azoarcus sp. штамм BH72 в качестве модели азотфиксирующих эндофитов трав. Дж Биотехнолог.2003; 106: 169–78. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2003.07.010.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  146. 145.

    Faoro H, Rene Menegazzo R, Battistoni F, Gyaneshwar P, do Amaral FP, Taulé C, et al. Нефтезагрязненный почвенный диазотроф Azoarcus olearius DQS-4T генетически и фенотипически подобен модельному злаковому эндофиту Azoarcus sp. БН72. Environ Microbiol Rep. 2017; 9: 223–38. https://дои.орг/10.1111/1758-2229.12502.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  147. 146.

    Батиста М.Б., Диксон Р. Управление регулированием азота в диазотрофных бактериях с агрономической точки зрения. Биохим Сок Транс. 2019: BST20180342.

  148. 147.

    Диксон Р.А., Postgate JR. Перенос генов азотфиксации путем конъюгации у Klebsiella pneumoniae . Природа. 1971; 234:47–8.

    КАС пабмед Статья Google Scholar

  149. 148.

    Ван Л., Чжан Л., Лю З., Чжао Д., Лю С., Чжан Б. и др. Минимальный кластер генов фиксации азота из Paenibacillus sp. WLY78 обеспечивает экспрессию активной нитрогеназы в Escherichia coli . Генетика PLoS. 2013;9:e1003865. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1003865.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  150. 149.

    Temme K, Zhao D, Voigt CA. Рефакторинг кластера генов фиксации азота из Klebsiella oxytoca .Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109:7085–90. https://doi.org/10.1073/pnas.1120788109.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  151. 150.

    Ян Дж, Се Х, Ван Х, Диксон Р, Ван Ю-П. Реконструкция и минимальные потребности в генах для альтернативной нитрогеназы, содержащей только железо, в Escherichia coli . Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111:3718–25. https://doi.org/10.1073/pnas.1411185111.

    КАС Статья Google Scholar

  152. 151.

    Бали А., Бланко Г., Хилл С., Кеннеди С. Экскреция аммония мутантом nifL Azotobacter vinelandii , фиксирующим азот. Appl Environ Microbiol. 1992; 58:1711–8.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  153. 152.

    Брюин Б., Вудли П., Драммонд М. Основа выделения аммония у мутантов nifL Azotobacter vinelandii . J Бактериол. 1999; 181:7356–62.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  154. 153.

    Zhang T, Yan Y, He S, Ping S, Alam KM, Han Y, et al. Участие переносчика аммония AmtB в регуляции нитрогеназы и экскреции аммония у Pseudomonas stutzeri A1501. Рез микробиол. 2012; 163:332–9. https://doi.org/10.1016/J.RESMIC.2012.05.002.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  155. 154.

    Мус Ф., Ценг А., Диксон Р., Питерс Дж.В. Диазотрофный рост позволяет Azotobacter vinelandii преодолевать вредные эффекты делеции glnE .Appl Environ Microbiol. 2017; 83:e00808–17. https://doi.org/10.1128/AEM.00808-17.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  156. 155.

    Ambrosio R, Ortiz-Marquez JCF, Curatti L. Метаболическая инженерия диазотрофной бактерии улучшает выделение аммония и биоудобрение растений и микроводорослей. Метаб Инж. 2017;40:59–68. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2017.01.002.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  157. 156.

    Мишель-Рейделле Н., Камински П.А. Azorhizobium caulinodans Белки P(II) и GlnK контролируют фиксацию азота и ассимиляцию аммиака. J Бактериол. 1999;181:2655–8.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  158. 157.

    Робсон Р.Л. Характеристика кислородостабильного нитрогеназного комплекса, выделенного из Azotobacter chroococcum . Биохим Дж. 1979; 181:569–75. https://doi.org/10.1042/BJ1810569.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  159. 158.

    Усадел Б., Оксаксин М., Либер Л., Сильвер П.А., Прелл Дж., Пермингит Х.Р. и др. Streptomyces thermoautotrophicus не фиксирует азот. Научный доклад 2016; 6: 20086. https://doi.org/10.1038/srep20086.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  160. 159.

    Гадкари Д., Мёрсдорф Г., Мейер О.Хемолитоавтотрофная ассимиляция диазота Streptomyces thermoautotrophicus UBT1: идентификация необычной N 2 -фиксирующей системы. J Бактериол. 1992; 174:6840–3. https://doi.org/10.1128/JB.174.21.6840-6843.1992.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  161. 160.

    Мошири Ф., Крауз Р., Джонсон М.К., Майер Р.Дж. Нитрогеназа-Защитный; Белок FeSII Azotobacter vinelandii : сверхэкспрессия, характеристика и кристаллизация. Биохимия. 1995; 34:12973–82 https://pubs.acs.org/sharingguidelines.

    КАС пабмед Статья Google Scholar

  162. 161.

    Булгарелли Д., Шлеппи К., Шпаепен С., ван Темаат Э.В.Л., Шульце-Леферт П. Структура и функции бактериальной микробиоты растений. Annu Rev Plant Biol. 2013;64:807–38.

    КАС пабмед Статья Google Scholar

  163. 162.

    Садовский М.Ю. Почвенные стресс-факторы, влияющие на симбиотическую азотфиксацию. В: Вернер Д., Ньютон В.Д., редакторы. Азотфиксация в сельском, лесном хозяйстве, экологии и окружающей среде. Нидерланды: Спрингер; 2006. с. 89–112.

    Google Scholar

  164. 163.

    Wagner MR, Lundberg DS, del Rio TG, Tringe SG, Dangl JL, Mitchell-Olds T. Генотип и возраст хозяина формируют микробиом листьев и корней дикого многолетнего растения. Нац коммун. 2016;7:12151.https://doi.org/10.1038/ncomms12151.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  165. 164.

    Окон Ю, Лабандера-Гонсалес, Калифорния. Агротехническое применение Azospirillum : оценка полевой инокуляции во всем мире за 20 лет. Почва Биол Биохим. 1994; 26:1591–601. https://doi.org/10.1016/0038-0717(94)-5.

    КАС Статья Google Scholar

  166. 165.

    Castro-Sowinski S, Herschkovitz Y, Okon Y, Jurkevitch E. Влияние инокуляции ризобактериями, стимулирующими рост растений, на резидентные ризосферные микроорганизмы. FEMS Microbiol Lett. 2007; 276:1–11. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2007.00878.x.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  167. 166.

    Fuentes-Ramirez LE, Caballero-Mellado J. Бактериальные биоудобрения. В: Сиддики З.А., редактор. PGPR: биоконтроль и биоудобрение.Дордрехт: Спрингер; 2006. с. 143–72.

    Глава Google Scholar

  168. 167.

    Luz JMQ, Ferreira AS, Oliveira RC, Pires RR, Rabelo PG, Brito CH. Последствия инокуляции Azospirillum brasilense и добавления питательных веществ на кукурузу в почвах бразильского серрадо в тепличных и полевых условиях. Прил. Экология почвы. 2013;72:103–8. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2013.05.020.

    Артикул Google Scholar

  169. 168.

    Райнхольд-Хурек Б., Хурек Т. Жизнь внутри растений: бактериальные эндофиты. Curr Opin Plant Biol. 2011;14:435–43. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2011.04.004.

    Артикул пабмед Google Scholar

  170. 169.

    Инигес А.Л., Донг Ю., Триплетт Э.В. Фиксация азота в пшенице обеспечивается Klebsiella pneumoniae 342. Mol Plant-Microbe Interact. 2004; 17:1078–85. https://doi.org/10.1094/MPMI.2004.17.10.1078.

    КАС Статья пабмед Google Scholar

  171. 170.

    Эскин Н., Весси К., Тиан Л. Прогресс и перспективы исследований азотфиксирующей бактерии Gluconacetobacter diazotrophicus в однодольных растениях. Int J Агрономия. 2014; 2014: 1–13. https://doi.org/10.1155/2014/208383.

    КАС Статья Google Scholar

  172. 171.

    do Amaral FP, VCS P, ACM A, de Souza EM, Pedrosa F, Stacey G. Дифференциальные реакции роста генотипов Brachypodium distachyon на инокуляцию ризобактериями, стимулирующими рост растений.Завод Мол Биол. 2016;90:689–97. https://doi.org/10.1007/s11103-016-0449-8.

    КАС Статья Google Scholar

  173. 172.

    Silveira Alves LP, Plucani do Amaral F, Kim D, Todo Bom M, Piñero Gavidia M, Silvano Teixeira C, et al. Значение метаболизма поли-3-гидроксибутирата для способности Herbaspirillum seropedicae стимулировать рост растений. Appl Environ Microbiol. 2019; 85: e02586–18. https://doi.org/10.1128/AEM. 02586-18.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  174. 173.

    Гилберт Дж. А., Янссон Дж. К., Найт Р. Проект микробиома Земли и глобальная системная биология. mSystems. 2018;3. https://doi.org/10.1128/mSystems.00217-17.

  175. 174.

    Леви А., Салас Гонсалес И., Миттельвифхаус М., Клингенпил С., Эррера Паредес С., Мяо Дж. и др. Геномные особенности адаптации бактерий к растениям. Нат Жене. 2018;50:138–50. https://doi.org/10.1038/s41588-017-0012-9.

    КАС Статья Google Scholar

  176. 175.

    Untergasser A, Bijl GJM, Liu W, Bisseling T, Schaart JG, Geurts R. Одноэтапная Agrobacterium опосредованная трансформация восьми генов, необходимых для симбиотической передачи сигналов Rhizobium с использованием новой бинарной векторной системы pHUGE. ПЛОС Один. 2012;7:e47885. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0047885.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  177. 176.

    Денансе Н., Сурек Б., Ноэль Л.Д.Новые функции нодулин-подобных белков у неклубеньковых видов растений. Физиология клеток растений. 2014;55:469–74.

    ПабМед Статья КАС ПабМед Центральный Google Scholar

  178. 177.

    Сюй М., Ху Т., МакКим С.М., Мурму Дж., Хон Г.В., Хепуорт С.Р. Arabidopsis BLADE-ON-PETIOLE1 и 2 способствуют судьбе и детерминированности цветочной меристемы ранее не определенным путем, нацеленным на APETALA1 и AGAMOUS-LIKE24. Плант Дж. 2010; 63: 974–89.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  179. 178.

    Bellegarde F, Gojon A, Martin A. Сигналы и участники транскрипционной регуляции корневых ответов посредством локальной и системной передачи сигналов N у Arabidopsis thaliana . J Опытный бот. 2017;68:2553–65.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  180. 179.

    Мергарт П., Кикути Ю., Шигенобу С., Новак ECM. Метаболическая интеграция бактериальных эндосимбионтов через антимикробные пептиды. Тенденции микробиол. 2017;25:703–12. https://doi.org/10.1016/j.tim.2017.04.007.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  181. 180.

    Stonoha-Arther C, Wang D. Жесткая любовь: размещение внутриклеточных бактерий посредством направленной секреции антимикробных пептидов во время азотфиксирующего симбиоза.Curr Opin Plant Biol. 2018;44:155–63. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2018.04.017.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  182. 181.

    Керест А., Мергерт П., Монтьель Дж., Эндре Г., Кондороси Э. Влияние растительных пептидов на развитие и функционирование симбиотических клубеньков. Фронт завод науч. 2018; 9:1–16. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01026.

    Артикул Google Scholar

  183. 182.

    Дойл Дж.Дж. В погоне за единорогами: происхождение узелков и парадокс новизны. Эм Джей Бот. 2016; 103:1865–8.

    ПабМед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  184. 183.

    Новак К. Влияние экзогенных флавоноидов на образование клубеньков у гороха ( Pisum sativum L.). J Опытный бот. 2002; 53: 1735–45.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  185. 184.

    Sun J, Miller JB, Granqvist E, Wiley-Kalil A, Gobbato E, Maillet F, et al. Активация передачи сигналов симбиоза арбускулярными микоризными грибами у бобовых и риса. Растительная клетка. 2015;27:823–38. https://doi.org/10.1105/tpc.114.131326.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  186. 185.

    Karas B, Murray J, Gorzelak M, Smith A, Sato S, Tabata S, Szczyglowski K. Инвазия Lotus japonicus безволосого корня 1 Mesorhizobium loti включает зависимую от фактора нодуляции индукцию корня волосы. Завод Физиол. 2005. https://doi.org/10.1104/pp.104.057513.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  187. 186.

    Delaux P, Séjalon-Delmas N, Bécard G, Ané J-M. Эволюция симбиотического «инструментария» растений и микробов. Trends Plant Sci 2013; 18: 298–304. doi: https://doi.org/10.1016/j.tplants.2013.01.008.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  188. 187.

    Ван Б., Юн Л.Х., Сюэ Д.И., Лю И., Анэ Д.М., Цю Ю.Л. Наличие трех микоризных генов у общего предка наземных растений предполагает ключевую роль микоризы в колонизации земли растениями. Новый Фитол. 2010;186:514–25.

    Артикул Google Scholar

  189. 188.

    Парниске М. Арбускулярная микориза: Мать корневых эндосимбиозов растений. Nat Rev Microbiol. 2008; 6: 763–75.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  190. 189.

    Кистнер С., Парниске М. Эволюция передачи сигнала при внутриклеточном симбиозе. Тенденции Растениевод. 2002; 7: 511–8. https://doi.org/10.1016/S1360-1385(02)02356-7.

    КАС Статья Google Scholar

  191. 190.

    Иванов С., Федорова Е.Е., Лимпенс Э., Де Мита С., Жанр А, Бонфанте П. Rhizobium – симбиоз бобовых имеет общий экзоцитозный путь, необходимый для образования арбускул. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109:8316–21.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  192. 191.

    Коба дела Пенья Т., Федорова Э., Пуэйо Дж.Дж., Лукас М.М. Симбиосома: коэволюция бобовых и ризобий в сторону азотфиксирующей органеллы? Фронт завод науч. 2018; 8:1–26. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.02229.

    Артикул Google Scholar

  193. 192.

    Horváth B, Yeun LH, Domonkos Á, Halász G, Gobbato E, Ayaydin F, et al. Medicago truncatula IPD3 является участником общего симбиотического сигнального пути, необходимого для ризобиального и микоризного симбиоза. МПМИ. 2011; 24:1345–58.

    ПабМед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  194. 193.

    Маркманн К., Парниске М. Эволюция корневого эндосимбиоза с бактериями: насколько новыми являются клубеньки? Тенденции Растениевод. 2009; 14:77–86.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  195. 194.

    Лейс Б., Отт Т. Общие черты и различия в борьбе с многочастными внутриклеточными инфекциями корней бобовых симбиотическими микробами. Физиология клеток растений. 2018; 59: 661–72.

    ПабМед Статья КАС ПабМед Центральный Google Scholar

  196. 195.

    Дойл Дж.Дж. Филогенетические взгляды на клубеньки: эволюционирующие представления о растениях и симбиотических бактериях. Тенденции Растениевод. 1998; 3: 473–8.

    Артикул Google Scholar

  197. 196.

    Pan H, Stonoha-Arther C, Wang D. Растения Medicago контролируют образование клубеньков, регулируя протеолиз рецептороподобной киназы DMI2. Завод Физиол. 2018; 177: 792–802. https://doi.org/10.1104/pp.17.01542.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  198. 197.

    Wang Q, Yang S, Liu J, Terecskei K, Ábraham E, Gombár A, et al. Антимикробный пептид, секретируемый хозяином, усиливает симбиотическую селективность у Medicago truncatula .Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114:201700715. https://doi.org/10.1073/pnas.1700715114.

    КАС Статья Google Scholar

  199. 198.

    Lauressergues D, Couzigou JM, San Clemente H, Martinez Y, Dunand C, Bécard G, et al. Первичные транскрипты микроРНК кодируют регуляторные пептиды. Природа. 2015;520:90–3.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  200. 199.

    Magne K, Couzigou J-M, Schiessl K, Liu S, George J, Zhukov V, et al. MtNODULE ROOT1 и MtNODULE ROOT2 необходимы для неопределенной идентичности конкреций. Завод Физиол. 2018;178:00610.2018. https://doi.org/10.1104/pp.18.00610.

    Артикул Google Scholar

  201. 200.

    Boddey RM, Baldani VLD, Baldani JI, Döbereiner J. Эффект прививки Azospirillum spp. на накопление азота полевой пшеницей. Растительная почва.1986; 95: 109–21.

    Артикул Google Scholar

  202. 201.

    Роджер П.А., Ладха Дж.К. Биологическая фиксация N2 на заболоченных рисовых полях: оценка и вклад в баланс азота. В: Ladha JK, George T, Bohlool BB, редакторы. Биологическая фиксация азота для устойчивого сельского хозяйства. Дордрехт: Springer, Нидерланды; 1992. с. 41–55. https://doi.org/10.1007/978-94-017-0910-1_3.

    Глава Google Scholar

  203. 202.

    Вани СП. Исследование азотфиксации злаков в ICRISAT. 1986. http://oar.icrisat.org/3675/.

    Google Scholar

  204. 203.

    Schultz N, Pereira W, de Albuquerque SP, Baldani JI, Boddey RM, Alves BJR, et al. Урожайность сортов сахарного тростника и качество их сахара, выращенных на разных типах почв и инокулированных консорциумом диазотрофных бактерий. Завод пд науч. 2017;20:366–74. https://doi.org/10.1080/1343943X.2017.1374869.

    КАС Статья Google Scholar

  205. 204.

    Скотт Эй Джей. Потери при выщелачивании нитратов из соевых бобов ( Glycine max L. Merr.). Агроэкосистема Окружающая среда. 1990; 31: 91–97.

    Артикул Google Scholar

  206. 205.

    Вандана Великобритания, Чопра А. , Бхаттачарджи С., Мазумдер П.Б. Микробное биоудобрение: потенциальный инструмент устойчивого сельского хозяйства. В: Panpatte D, Jhala Y, Vyas R, Shelat H, редакторы. Микроорганизмы для зеленой революции. Микроорганизмы для устойчивого развития. Сингапур: Спрингер; 2017.п. 25–52. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6241-4_2.

    Глава Google Scholar

  207. 206.

    Bashan Y, De-Bashan LE. Как стимулирующая рост растений бактерия Azospirillum способствует росту растений — критическая оценка. В: Sparks DL, редактор. Успехи в агрономии. Академическая пресса. 2010;108:77-136.

  208. 207.

    Steenhoudt O, Vanderleyden J. Azospirillum , свободноживущая азотфиксирующая бактерия, тесно связанная с травами: генетические, биохимические и экологические аспекты.FEMS Microbiol Rev. 2000; 4:487–506. https://doi.org/10.1016/S0168-6445(00)00036-X.

    Артикул Google Scholar

  209. 208.

    Лопес-Торрехон Г., Хименес-Висенте Э., Буэса Х.М., Эрнандес Х.А., Верма Х.К., Рубио Л.М. Экспрессия функционального кислородлабильного компонента нитрогеназы в митохондриальном матриксе аэробно выращенных дрожжей. Нац коммун. 2016;7:11426. https://doi.org/10.1038/ncomms11426.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  210. 209.

    Бурен С., Рубио Л.М. Современное состояние эукариотической нитрогеназной инженерии. FEMS Microbiol Lett. 2018;365. https://doi.org/10.1093/femsle/fnx274.

  211. 210.

    Бурен С., Цзян С., Лопес-Торрехон Г., Эчаварри-Эрасун С., Рубио Л.М. Очистка и in vitro активность митохондриально-направленного нитрогеназного кофактора матуразы NifB. Фронт завод науч. 2017;8:1567. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01567.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  212. 211.

    Ян Дж., Се X, Сян Н., Тянь Z-X, Диксон Р. , Ван Ю-П. Полипротеиновая стратегия стехиометрической сборки компонентов фиксации азота для синтетической биологии. Proc Natl Acad Sci USA. 2018:201804992. https://doi.org/10.1073/pnas.18049

  213. .

    КАС Статья Google Scholar

  214. 212.

    Allen RS, Tilbrook K, Warden AC, Campbell PC, Rolland V, Singh SP, et al. Экспрессия 16 белков нитрогеназы в митохондриальном матриксе растений.Фронт завод науч. 2017;8:арт287. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00287.

    Артикул Google Scholar

  215. 213.

    Куратти Л., Рубио Л.М. Проблемы создания азотфиксирующих злаков путем прямого переноса nif -гена; 2014. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2014.06.003.

    Книга Google Scholar

  216. 214.

    Rosenblueth M, Ormeño-Orrillo E, López-López A, Rogel MA, Reyes-Hernandez BJ, Martinez-Romero JC, et al.Азотфиксация злаков. Фронт микробиол. 2018; 9:1–13.

    Артикул Google Scholar

  217. 215.

    Ивлева Н.Б., Гроут Дж., Стауб Дж.М., Стивенс М. Экспрессия активной субъединицы нитрогеназы посредством интеграции в геном растительной органеллы. ПЛОС Один. 2016;11:e0160951. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0160951.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  218. 216.

    Rohde M, Sippel D, Trncik C, Andrade SLA, Einsle O. Критическое состояние E 4 нитрогеназного катализа. Биохимия. 2018; 57: 5497–504. https://doi.org/10.1021/acs.biochem.8b00509.

    КАС Статья Google Scholar

  219. 217.

    ФАО. Будущее продовольствия и сельского хозяйства: тенденции и вызовы. www.fao.org/publications.

  220. 218.

    Schumpp O, Deakin WJ. Как неэффективные ризобии продлевают свое существование в клубеньках. Тенденции Растениевод. 2010;15:189–95. https://doi.org/10.1016/J.TPLANTS.2010.01.001.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  221. 219.

    Wang ET, Martínez-Romero E. Sesbania herbacea–Rhizobium huautlense образование клубеньков в затопляемых почвах и сравнительная характеристика S. herbacea – клубеньковые ризобии в различных средах. Микроб Экол. 2000;40:25–32.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  222. 220.

    Ji ZJ, Yan H, Cui QG, Wang ET, Chen WFX, Chen WFX. Конкуренция между ризобиями в различных условиях окружающей среды влияет на образование клубеньков бобовых культур. Сист Appl Microbiol. 2017;40:114–9. https://doi.org/10.1016/J.SYAPM.2016.12.003.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  223. 221.

    Тилман Д., Кассман К. Г., Мэтсон П.А., Нейлор Р., Поласки С. Устойчивость сельского хозяйства и методы интенсивного производства.Природа. 2002; 418: 671–7. https://doi.org/10.1038/nature01014.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  224. 222.

    Мюллер Н.Д., Гербер Дж.С., Джонстон М., Рэй Д.К., Раманкутти Н., Фоли Дж.А. Закрытие разрывов в урожайности за счет управления питательными веществами и водой. Природа. 2012; 490: 254–7.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  225. 223.

    Kromdijk J, Glowacka K, Leonelli L, Gabilly ST, Iwai M, Niyogi KK, et al. Улучшение фотосинтеза и урожайности сельскохозяйственных культур за счет ускорения восстановления после фотозащиты. Наука. 2016; 354: 857–62.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  226. 224.

    Simkin AJ, López-calcagno PE, Raines CA. Накормить мир: повышение эффективности фотосинтеза для устойчивого растениеводства. J Опытный бот. 2019;70:1119–40.

    ПабМед Статья ПабМед Центральный Google Scholar

  227. Геномика в исследованиях питания бобовых растений

    Бобовые растения обладают высокой валидностью на биологическом, экологическом и агрономическом уровнях. Бобовые включают атмосферный азот в пищевую цепь посредством симбиотических ассоциаций с азотфиксирующими ризобиями. Зерна большинства бобовых (например, фасоли обыкновенной, сои и нута) являются основным источником белка…

    Бобовые растения обладают высокой валидностью на биологическом, экологическом и агрономическом уровнях. Бобовые включают атмосферный азот в пищевую цепь посредством симбиотических ассоциаций с азотфиксирующими ризобиями. Зерна большинства бобовых (например, фасоли обыкновенной, сои и нута) являются основным источником белка и вторичных метаболитов для потребления человеком, а некоторые бобовые зерна также используются для производства биотоплива. К сожалению, большинство пахотных земель, на которых выращиваются бобовые, в той или иной степени испытывают дефицит питательных веществ. Эта ситуация может поставить под угрозу производство этих сельскохозяйственных культур и повлиять на качество семян. Чтобы справиться с этим ограничением, фермеры со всего мира вносят минеральные удобрения под бобовые культуры, что снижает биологическую фиксацию N2 и увеличивает риск загрязнения окружающей среды. Поэтому важно понимать, как бобовые растения адаптируются к пищевому стрессу.

    За последнее десятилетие было сделано несколько улучшений в геномике бобовых.Например, были созданы последовательности генома, метилом ДНК и карты транскрипции различных бобовых, включая фасоль обыкновенную, сою, нут и Medicago truncatula . Точно так же в последнее время были разработаны различные геномные инструменты, например, различные подходы к подавлению генов (например, РНКи, TALEN, нуклеаза цинковых пальцев и CRISPR). Эти инструменты дают уникальную возможность провести полногеномный и функциональный геномный анализ любого из этих бобовых и понять, как они адаптируются и/или реагируют на стресс, вызванный недостатком питательных веществ.

    Высокая актуальность и серьезная проблема дефицита питательных веществ при выращивании бобовых культур обуславливают эту тему исследования. Мы приветствуем любые статьи, описывающие исследования с использованием геномных подходов для лучшего понимания реакции бобовых растений (в симбиотических или несимбиотических условиях) на дефицит питательных веществ, включая обзоры, мини-обзоры, обзоры книг, комментарии, перспективы или другие типы статей.

    Важное примечание : Все вклады в эту тему исследования должны быть в рамках раздела и журнала, в который они представлены, как это определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки рассмотрения, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

    Фиксация азота — WUR

    Бобовые культуры, такие как фасоль, арахис и соя, могут фиксировать азот из воздуха и хорошо растут на почвах с дефицитом азота. Для этого им нужна помощь бактерий Rhizobium. Эти особые бактерии стимулируют рост клубеньков на корнях бобовых растений. Бактерии помогают растению, извлекая азот из воздуха, а растение помогает бактериям расти, поставляя углерод.Это идеальный симбиоз. Благодаря бактериям бобовые растения меньше зависят от (искусственных) удобрений. В результате они являются частью решения для неплодородных африканских полей, где урожаи намного ниже, чем в остальном мире. Причина этих низких урожаев хорошо известна: отсутствие таких ресурсов, как искусственные удобрения, ограниченное разнообразие сельскохозяйственных культур и плохой доступ к знаниям.

    Помощь мелким, бедным фермерам в достижении более высоких урожаев для собственного потребления и продажи на местных рынках является наиболее действенным способом борьбы с голодом и нищетой во всем мире.
    Билл Гейтс

    Но бобовые – второстепенные культуры в Африке. Вместо этого африканские фермеры в основном выращивают богатые углеводами основные культуры, такие как кукуруза, сорго, просо и маниока. Эти культуры не способны выполнять трюк фиксации азота и поэтому полностью зависят от азота в почве. Из-за низкого плодородия почвы урожаи значительно отстают от технически осуществимых. Здесь мы находим так называемый разрыв доходности. Более того, там, где в других частях мира в почве естественно много бактерий, они часто отсутствуют в бедных африканских почвах.

    Более 100 лет назад ученые нашли относительно простой метод выращивания бактерий и покрытия ими семян при посадке. За последние три года руководитель проекта профессор Кен Гиллер представил новые сорта фасоли, арахиса, вигны и сои в восьми африканских странах при поддержке Фонда Гейтса. Более 200 000 мелких фермеров к югу от Сахары увидели, что урожайность их земель увеличилась, а иногда даже удвоилась благодаря нескольким ложкам торфяного порошка, в котором процветают бактерии.Местное население Ганы любовно называет это черной магией, а ученые говорят о прививках и называют проект N2Africa.

    Потенциальная отдача от инвестиций в исследования и разработки

    Системный анализ

    Хотя проект берет свое начало в стремлении Фонда Билла и Мелинды Гейтс получить прямые результаты, Гиллер перешел от «наилучшего варианта» к «наилучшему подходящему» решению, в котором ученые сначала рассматривают современные методы ведения сельского хозяйства и дать возможность фермерам опробовать новые технологии.Сравнив опыт восьми разных стран, станет ясно, как фермеры могут лучше всего применять азотфиксирующие бактерии и адаптировать другие технологии увеличения производства на местном уровне. В рамках проекта также рассматривается, как бобовые культуры могут улучшить операционное управление, доход и снабжение продовольствием семей фермеров.

    Бактериальные инокулянты производятся в партнерстве с местной промышленностью с учетом стандартов качества, разработанных для их производства.Используя простые методы, африканские фермеры могут добавлять бактерии и небольшое количество питательных веществ в почву при засеве своих полей. Чтобы обеспечить успех выращивания, они также должны применять лучшие доступные сорта бобовых культур и совершенствовать управление посевами. Неплодородность почвы анализируется по регионам и решается с помощью органических удобрений, при необходимости подкрепляемых искусственными удобрениями. Удобрения для конкретных регионов и культур разрабатываются в сотрудничестве с производителями искусственных удобрений.

    Хотя фиксация азота из воздуха при недостатке азота в почве является основным фактором успеха, бобовые культуры не могут полностью преодолеть разрыв в урожайности без использования других удобрений. Относительно простая мера, такая как различные смеси в совмещении культур, при которых зерновые и бобовые культуры выращиваются на одном поле, также значительно увеличивает урожайность. Это может привести к удвоению урожая, достаточного для многих фермеров, чтобы заработать дополнительные деньги, необходимые им для других жизненных потребностей и обучения своих детей.

    Распространение программы N2Africa

    Управление

    Поскольку местное влияние N2Africa на урожайность сельскохозяйственных культур было настолько значительным, можно было почти забыть, что сам проект сосредоточен на анализе региональных сельскохозяйственных, экономических и социальных систем и их ресурсов. Понимание этих элементов может помочь в разработке новых систем и сетей, а также в передаче и развитии более конкретных знаний.

    Однако не все факторы, определяемые наукой, можно решить с помощью технических средств. Гиллер называет слабые рынки и плохое управление в нескольких африканских странах гораздо более серьезной проблемой, чем бесплодие почвы. Бедность многих фермеров является не только следствием плохих природных условий. Сочетание чрезмерно низкой урожайности с гектара и небольшого размера хозяйства также образует серьезную ловушку бедности.

    С помощью этих открытий Гиллер надеется избежать ловушек, с которыми часто сталкиваются ученые, чрезмерно сосредотачивающиеся на технологиях.

    Использование дополнительных ризобиальных бактерий повышает образование клубеньков и урожайность.

    Здоровье

    Интродукция бобовых растений представляет собой нечто большее, чем просто увеличение разнообразия продовольственных культур [ССЫЛКА 3.1.2 «продолжение]. Высококачественные белки и более высокие концентрации витаминов группы В, железа, кальция и цинка в бобовых являются, в частности, ценным дополнением к часто одностороннему и богатому углеводами африканскому рациону. Соевое молоко, например, также может обеспечить необходимые питательные вещества для растущих детей.

    N2Африка

    Ученые из Вагенингенского Университета работают над проектом N2Africa совместно с международными научно-исследовательскими организациями, чтобы улучшить фиксацию азота в африканском сельском хозяйстве. Проект ориентирован на обмен знаниями, внедрение современных технологий на местном уровне и работу с местными фермерами. Совместная инициатива действует в восьми африканских странах: Демократической Республике Конго, Гане, Кении, Малави, Мозамбике, Нигерии, Руанде и Зимбабве.

    Поперечные звенья

    Влияние бобовых культур на урожайность картофеля и заболеваемость Verticillium Dahliae в различных севооборотах с картофелем

    ‘) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант покупки»)). forEach (initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») form.setAttribute(«действие», formAction.заменить(«/оформить заказ», «/корзина»)) document.querySelector(«#ecommerce-scripts»).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.querySelector(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») переключать.setAttribute(«табиндекс», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный toggle.setAttribute(«aria-expanded», !expanded) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаВариант.classList.remove («расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = window.fetch && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Модальный: ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) modal.domEl.addEventListener («закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } форма.установить атрибут ( «действие», formAction.replace(«/checkout», «/cart?messageOnly=1») ) form.addEventListener( «Отправить», Buybox.interceptFormSubmit( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Буйбокс.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), консоль.лог, ), ложный ) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })() .