Экология и биологические свойства бактерий группы Pseudomonas

Влияние бактерий рода Pseudomonas на рост семян и всходов сельскохозяйственных культур. Угнетение жизнедеятельности возбудителей грибковых болезней растений. Углеводородокисляющие способности бактерий в ремедиации природной среды от нефтезагрязнений.

Рубрика Биология и естествознание
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 29.03.2018
Размер файла 203,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальная академия наук Кыргызской Республики

Биолого-почвенный институт

Министерство образования и науки Кыргызской Республики

Ошский технологический университет

На правах рукописи

УДК 502.2:574:579.841.1 (043.3)

Экология и биологические свойства бактерий группы Pseudomonas

03.02.08 - экология

03.02.03 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Конурбаева Махабат Уларбековна

Бишкек 2011

Работа выполнена в лаборатории гельминтологии и экологии микроорганизмов Биолого-почвенного института Национальной академии наук Кыргызской Республики

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Доолоткельдиева Тинатин Доолоткельдиевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Мукашева Тогжан Джангельдиевна

кандидат биологических наук, доцент Калдыбаев Бакыт Кадырбекович

Ведущая организация: Кыргызская Государственная медицинская академия им. И. Ахунбаева

Государственное агентство охраны окружающей среды и лесного хозяйства при Правительстве Кыргызской Республики

Защита диссертации состоится «_____»__________2011 г. в___часов на заседании Межведомственного диссертационного совета Д.03.09.393 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора (кандидата) наук при Биолого-почвенном институте Национальной академии наук Кыргызской Республики (соучредитель: Ошский технологический университет Министерства образования и науки Кыргызской Республики) по адресу: 720071, г. Бишкек, проспект Чуй, 265

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке НАН Кыргызской Республики по адресу: 720071, г. Бишкек, проспект Чуй, 265а

Автореферат разослан «____»_____________________2011 г.

Ученый секретарь межведомственного диссертационного совета кандидат биологических наук, старший научный сотрудник С.Л. Приходько

бактерия сельскохозяйственный грибковый ремедиация

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Аэробные бактерии рода Pseudomonas - важная в научном и практическом отношении гетерогенная группа микроорганизмов, широко населяющих биосферу и принимающих активное участие в процессах минерализации органических соединений, очистке окружающей среды от загрязнения.

В последние годы внимание ученых всего мира привлекает особенность метаболизма и катаболических реакций, осуществляемых этой группой бактерий, высокая скорость их роста на простых по составу питательных средах. Особенности генетической организации, в частности наличие плазмид, широкие возможности для генно-инженерного манипулирования позволяют рассматривать бактерии рода Pseudomonas как перспективный объект для работ в области биотехнологии (В.В. Смирнов, Е.А. Киприанова, 1990).

Среди микроорганизмов этого рода имеются продуценты витаминов и коферментов, органических кислот и аминокислот, полисахаридов и поверхностно-активных веществ, антибиотиков и многих других биологически активных соединений.

В связи с биологизацией и экологизацией сельскохозяйственного производства, направление по созданию биопрепаратов по защите растений с полифункциональными свойствами становится все более актуальным. Одними из потенциальных объектов агробиотехнологии являются ризосферные бактерии, широко используемые для разработки биологических средств защиты растений от фитопатогенов, а также биопрепаратов, стимулирующих рост и повышающих продуктивность растений. Среди ризосферных бактерий занимают особое место бактерии рода Pseudomonas. О перспективах практического применения можно судить по списку уже разработанных на их основе биопрепаратов: BlightBan A506, BioSave, Blue-Circle, Intersept, Victus, Планриз, Агат-25, Псевдобактерин-2, проявляющих высокую антагонистическую активность по отношению к фитопатогенным грибам и бактериям, а также способность к стимуляции роста сельскохозяйственных культур (Боронин, 1998; Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов России, 2005).

Бактерии рода - Pseudomonas представляют огромный потенциал в биоремедиации - один из эффективных методов очистки окружающей среды от техногенных загрязнений. Они обладают большим катаболическим потенциалом в отношении ароматических углеводородов. Псевдомонады способны полностью утилизировать или частично трансформировать такие соединения, как нафталин, фенантрен, флуорен и др. (Барышникова, 2002).

Несмотря на интенсивность проводимых по Pseudomonas исследований в мировой науке в условиях Кыргызстана биология, экология, распространение и биотехнологический потенциал этой группы бактерий остаются не изученными. В связи с вышеизложенными, несомненно, актуальными остаются вопросы изучения экологии, распространения этой группы бактерий в биотопах Кыргызстана и выяснение их роли в почвенной биодинамике, в ризосфере растений и водной экосистеме, а также выявления их полезных для биотехнологии свойств.

Связь темы диссертации с научными программами. Работа является одним из разделов научно-исследовательского проекта (НИР) по изучению микробиологического разнообразия экосистем Кыргызстана и биотехнологического потенциала полезных видов микроорганизмов (МОН КР № 0000742).

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось изучение экологии, распространение и биологические свойства бактерий рода Pseudomonas и изыскание среди них наиболее высокоактивных культур, обладающих ростостимулирующей активностью семян и всходов сельскохозяйственных культур и антибиотическим действием в отношении возбудителей их грибных болезней, а также углеводородокисляющей способностью для биоремедиации природной среды от нефтезагрязнений.

Исходя из этого, перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Поиск и выделение штаммов рода Pseudomonas из разных биотопов Кыргызстана, выявление их экологических особенностей и распространения.

2. Изучение морфологических, физиологических и биохимических свойств выделенных штаммов и их идентификация.

3. Определение биологических свойств выделенных штаммов в лабораторных и модельных условиях.

4. Оптимизация состава питательных сред и технических условий для длительного поддержания отобранных штаммов Pseudomonas в лабораторной и рабочей коллекции.

Научная новизна полученных результатов. Впервые в условиях Кыргызстана были проведены исследования по экологии и распространению бактерий рода Pseudomonas в различных биотопах республики. Выявлены эколого-физиологические особенности этой группы бактерий, позволяющие им адаптироваться к разным биотопам окружающей среды.

Практическая значимость полученных результатов. Создана лабораторная коллекция местных штаммов бактерий Pseudomonas, обладающих ростостимулирующим, антибиотическим и углеводородокисляющим свойствами. Полученные данные в ходе экспериментального исследования могут быть использованы в области сельскохозяйственной биотехнологии и биотехнологии окружающей среды. Из лабораторной коллекции 7 изолята Pseudomonas рекомендованы для создания биофунгицидов, биостимуляторов, которые могут быть применены в сельском хозяйстве для защиты растений от болезней и повышения их продуктивности; 2 изолята Pseudomonas из лабораторной коллекции рекомендованы для создания биопрепаратов, используемых в биоремедиации окружающей среды от нефтезагрязнений (Пат.№1204 Кыргызской Республики). Углеводородокисляющий штамм Pseudomonas fluorescens, используемый для очистки окружающей среды от нефтепродуктов. /Т.Д. Доолоткельдиева, М.У. Конурбаева. -20080061.1; Заявка 12.05.2008; Опубл.30.12.2009, Бюл.№12

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

· экология, распространение и биология бактерий рода Pseudomonas по разным биотопам Кыргызстана;

· фенотипические особенности бактерий Pseudomonas, выделенных из биотопов Кыргызстана;

· целесообразность изыскания новых местных штаммов Pseudomonas для сельскохозяйственной биотехнологии, в частности для защиты растений от болезней и биостимуляции их роста;

· целесообразность изыскания новых местных штаммов Pseudomonas для биоремедиации окружающей среды от загрязнений, в частности от нефтепродуктов.

· оптимизация технологических условий для длительного поддержания отобранных штаммов Pseudomonas в лабораторной и рабочей коллекции.

Личный вклад соискателя. Все основные экспериментальные исследования и полученные результаты работы выполнены автором при участии научного руководителя.

Апробации результатов диссертации. Основные результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции: «Экологическая безопасность горной страны и новые информационные технологии в образовании» (Бишкек,2002); международная научная конференция «Современные проблемы геохимической экологии и сохранения биоразнообразия» (Бишкек,2003); на ЙЙ международной конференции «Современные проблемы геоэкологии и сохранение биоразнообразия» (Бишкек,2007); на научном семинаре «Современное состояние изученности и сохранение биоразнообразия Кыргызстана» (Бишкек, 2008).

Публикации. По результатам исследования опубликованы 14 научных статей, получен 1 патент.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 172 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, списка использованной литературы, содержит 22 таблицы и 54 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

І Глава. Развитие учения о бактерии рода Pseudomonas И его биологических свойствах. Приводятся сведения об истории и развитии учения о бактерии рода Pseudomonas, первых шагах практического использования микроорганизма. Приводятся данные об изучении биологических свойств и применения псевдомонад в области сельского хозяйства и в биоремедиации окружающей среды от нефтезагрязнений.

ІІ Глава. Материал и методы исследования. Для изучения экологии, встречаемости и распространения бактерий группы Pseudomonas в условиях Кыргызстана были исследованы следующие природные биотопы.

1. Ризосферная микрофлора. Ризосферная микрофлора изучалась методом Теппера (1987). Образцы отбирали в агробиоценозах Чуйской долины. Для выявления встречаемости бактерий группы Pseudomonas в зоне корня растений была изучена ризосферная микрофлора следующих сельскохозяйственных растений: а) пшеница, б) ячмень в) картофель,

г) люцерна (учебное хозяйство, питомник Кыргызского аграрного университета).

2. Поверхностная вода, реки Аламедин, Ала-Арча, в черте города. Водные образцы отбирались из 14 участков рек, в пределах города, по сезонным циклам: зима, весна, лето, осень. Пробы воды заливали в стерильные бутылки от 200 до 500 мл. Забор поверхностных проб проводили с глубины 5 см, посев делали из проб воды без предельных разведений. Отбор проб воды проводили согласно методам Санитарно-эпидемилогического надзора (1977).

3. Почвенные образцы из различных регионов Кыргызстана. Были анализированы 75 почвенных образцов. Микробиологический анализ почвенных образцов проводили согласно методам Д.Г.Звягинцева (1997). Анализировались следующие типы почв: горные черноземы, горно-темно-каштановые, светло-бурые сероземы, солончаки, светло-каштановые сероземы.

Сбор производили в летний период, в регионах: Чуйский почвенный округ: Жайыльский район, с.Саргау, с. Селекционное, Аламединский р\н, с.Кой-таш.

Иссыккульская почвенная подпровинция: Тонский р\н, с.Кок-Мойнок, Джети-Огузский р\н, с.Светлая Поляна, С.Чон-Кызыл-Суу, Ак-Суйский р\н, еловый пояс, Семеновское ущелье.

Внутренне Тянь-Шаньская почвенная подпровинция: пер. Тоо-Ашуу, пер. Ала-Бель, Кочкорский р\н пер. Кувакы, перевал Долон, Ат-Башинский р\н, альпийский пояс, с. Кара-Суу, с.Первомайское.

В течение 2002-2006 гг. из различных природных биоценозов Кыргызстана проводился целенаправленный поиск штаммов бактерии рода Pseudomonas. Всего было выделено 267 штамма, из них у 27 штаммов были изучены морфолого-культуральные и физиолого-биохимические свойства.

Идентификацию сапротрофных флуоресцирующих псевдомонад проводили с использованием диагностического ключа Киприановой с соавторами (В.В. Смирнов, Е.А. Киприанова, 1990) трансформированного в систему «ФАПТЖ-ДЛМ».

Для увеличения продуцирования биологически активных веществ проводили оптимизацию состава питательной среды. Были испытаны 6 жидких питательных сред.

При выделении фитопатогенных грибов использован метод влажной камеры. Для выделения чистых культур грибов использовали среду Чапека, картофельный агар, рН-5,5. Определение возбудителей болезней проводили методом микроскопирования (*90), изучали макро - и микроморфологическое строение гриба, использовали определители Н.М. Пидопличко (Н.М. Пидопличко, 1977).

Антагонистические свойства штаммов изучали посевом культур методом штрихов и агаровых блочков на среде МПА, Чапека. Активность определялась по зонам угнетения роста тест-объектов, в мм (Н.С. Егоров, 1986).

Для изучения влияния исследуемых штаммов на рост, развитие и формирование генеративных органов определяли морфофизиологические характеристики проростков пшеницы и огурцов в условиях модельных опытов с использованием штаммов рода Pseudomonas в концентрации 105. Контролем служили семена, замоченные в воде.

Для выявления углеводородокисляющей способности штаммов бактерий Pseudomonas был проведен скрининг 22 изолятов. Были выявлены две активные культуры Pseudomonas fluorescens ISS-4 и Pseudomonas putida 5mn-2, у которых была изучена способность культур трансформировать бензин в качестве единственного источника углерода в лабораторных и модельных опытах.

Культивирование и сравнение нефтеразлагающей активности штаммов проводили в жидкой питательной среде. Культивирование бактерий Pseudomonas проводили в колбах Эрленмейера, содержащих 100 мл жидкой питательной среды с добавлением разных концентраций бензина на круговой качалке (180 об/мин) при 280С в течение 5 суток. Инокулирование колб с нефтепродуктом производили суспензией микроорганизмов 106 клеток/мл (5 мл на 100 мл среды).

При выявлении адаптационной способности штамма Pseudomonas fluorescens ISS-4 к высоким концентрациям бензина исследовали на твердой питательной среде с добавлением бензина в следующих концентрациях: 12,5 мл; 25 мл; 50 мл на 100 мл плотной среды. Углеводородокисляющую способность штамма выражали характером роста колоний и численностью колониеобразующих единиц (КОЕ).

Модельные полупроизводственные опыты проводили в течение трех месяцев на следующих типах почв: луговой серозем и темно-каштановых. Концентрация бензина в почве составляла 500 мг/кг почвы. Внесение живых клеток штамма Pseudomonas fluorescens ISS-4 в нефтезагрязненную почву производили три раза в начале каждого месяца, в количестве 109 кл/мл. В качестве показателей изучали:

1) дыхательную активность почвенных образцов (Ид, количество СО2), проводили ацидометрическим методом (Е.В. Аринушкина, 1961);

2) весовой метод содержания углеводорода в почвенных образцах (А.И.Богомолов, 1984);

3) влияние интродуцента на аборигенную микрофлору;

4) популяционная динамика штамма Pseudomonas fluorescens ISS-4.

Количественный контроль роста микроорганизмов осуществляли методом предельных разведений с высевом на чашки Петри с МПА (мясо-пептонный агар) и последующим подсчетом колоний.

Полученные результаты обрабатывали статистически (Б.М. Доспехов, 1979).

ІІІ Глава. Экология и распространение бактерий рода Pseudomonas в различных биотопах Кыргызстана

Распространение бактерий рода Pseudomonas в ризосфере сельскохозяйственных растений. Для выявления встречаемости бактерий Pseudomonas в зоне корня была изучена ризосферная микрофлора следующих сельскохозяйственных растений: зерновые - пшеница, ячмень; кормовые - люцерна; овощные - картофель.

Бактерии группы Pseudomonas функционируют в определенном соотношении в ризосфере исследованных сельскохозяйственных культур. Численность бактерий рода Pseudomonas зависит главным образом от вегетативной фазы растений.

В фазе всхода, независимо от вида исследованных сельскохозяйственных культур, основной доминирующей группой в ризосферной микрофлоре были бактерии рода Pseudomonas. По мере созревания растения численность псевдомонад падает, происходит сукцессионные изменения в составе ризосферной микрофлоры, смена другими видами микроорганизмов.

Также можно предположить, что плотность заселения бактерии Pseudomonas ризосферы сельхозкультур зависит от предшествующей культуры растений и самой возделываемой культуры. Так в ризосфере люцерны нами было выявлено наибольшее количество псевдомонад, что составило 56 % от общей численности микроорганизмов. По видовому составу в ризосфере исследованных сельскохозяйственных культур функционировали 4 вида бактерий Pseudomonas: Ps. аureofacienas, Ps.aurantiaca, Ps. fluorescens, Ps. рutida.

Как известно, все эти виды являются типичными представителями ризосферной микрофлоры, которые питаются за счет корневых выделений растений.

Распространение бактерий Pseudomonas в различных типах почв Кыргызстана. В работе были проанализированы почвенные образцы из 15 различных регионов Кыргызстана. В результате исследований была выявлена частота встречаемости и распространенности бактерий рода Pseudomonas в различных типах почв Чуйской почвенной, Иссыккульской почвенной и Внутренне-Тяньшанской почвенной подпровинций. В целом из таких почв было выделено 108 изолятов бактерий рода Pseudomonas, из них 8 изолятов было отобрано для дальнейших исследований.

По биоразнообразию и видовому составу почвенная микрофлора представлена богаче по сравнению с другими природными биотопами. Почвы горно-черноземные и темно-каштановые богаты бактериями рода Pseudomonas. В этих почвах псевдомонады были обнаружены в максимальном количестве.

Так, в темно-каштановых почвах альпийского пояса нами было выделено два штамма - Pseudomonas fluorescens и Pseudomonas putida. Тогда как из горно-черноземных почв нам удалось выделить в чистую культуру 4 вида штамма бактерий Pseudomonas: Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aurantiaca.

В сероземно-луговых почвах выявили один вид - Pseudomonas fluorescens.

Среди описанных видов, Pseudomonas stutzeri отмечен как редко встречающийся вид, он предпочитает только горно-черноземные почвы. Pseudomonas stutzeri очень чувствителен к наличию гумуса в почве, именно гумус является для него источником питания и энергии.

Среди описанных видов Pseudomonas fluorescens отмечен как часто встречающийся и доминирующий вид.

Эта бактерия обнаружена во всех типах почв Кыргызстана в значительном количестве. Таким образом, как показали результаты наших исследований, распространение и встречаемость бактерий рода Pseudomonas в количественном отношении и по видовому составу варьирует в зависимости от типа почв.

Экология Pseudomonas в поверхностных водах, рек: Ала-Арча и Аламедин (в черте г. Бишкек). Были исследованы участки рек Ала-Арча и Аламедин в зоне антропогенного воздействия, т.е. в черте города Бишкек. Оценка качества воды проводили по некоторым гидрохимическим и бактериологическим критериям: рН, проводимость, температура воды, общая численность бактериофлоры. Учитывали видовое разнообразие бактерий, в основном уделяли внимание на бактерии из рода Pseudomonas как активный деструктор органических углеводородных загрязнений.

В результате проведенных исследований выделено 72 изолята бактерий рода Pseudomonas. Для дальнейших исследований были отобраны 12 штаммов.

Во всех исследованных участках нами отмечены некоторые сезонные изменения состава бактерий. Количество кокков и бациллярных форм в отдельных пробах воды сильно варьирует. Так, в пробах, отобранных в летний период, наблюдалось преобладание бациллярных форм микроорганизмов: Bacillus mycoides, Bacillus cereus, Bacillus mesentericus, Bacillus sp. В зимний период микрофлоры рек была представлена больше кокковыми формами: Staphylococcus, Micrococcus, Rhodococcus, Arthrobacter. Более подробно охарактеризованы экология и биология бактерий рода Pseudomonas, выделенные из водной микрофлоры. Идентифицированы три вида этих бактерий: Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeriginosa, Pseudomonas putida. В водной микрофлоре бактерии рода Pseudomonas являются типичными обитателями этой среды. В реках Аламедин и Ала-Арча они распространены и встречаются в довольно широких пределах. Так, для вида Pseudomonas fluorescens в зимний период численность наибольшая, по сравнению с другими видами Pseudomonas. Вид Pseudomonas putida, больше встречается в осенний период. Вид Pseudomonas aeriginosa обнаружен нами в весенний период.

ІV Глава. Фенотипическая характеристика природных изолятов бактерий рода Pseudomonas. В течение 2002-2006 гг. из различных природных биоценозов Кыргызстана проводился целенаправленный поиск штаммов бактерии рода Pseudomonas. Всего было выделено 267 штамма, из них у 27 штаммов были изучены морфолого-культуральные и физиолого-биохимические свойства. Идентификацию проводили с использованием диагностического ключа Киприановой с соавторами (1990). Общие культуральные и морфологические особенности бактерий. Клетки Pseudomonas обычно прямые, иногда слегка изогнутые, палочковидной формы. Размеры клеток колеблются от 0,5 до 1 мкм в диаметре, до 1,5 - 4,0 мкм в длину. При росте на плотных средах образуют крупные колонии с ровными краями, часто слизистые, но среди них встречаются и сухие, морщинистые. Поверхность слизистых колоний выпуклая, блестящая, край колоний ровный. Цвет колоний желтый, оранжевый, белый. Клетки многих видов подвижны.

На основании изучения дифференцирующих, физиолого-биохимических признаков, выделенные из различных биотопов природных изолятов была установлена таксономическая принадлежность. В таблице 1 показано, что исследуемые псевдомонады достаточно четко дифференцируются по ряду физиологических и биохимических свойств, их главной отличительной особенностью является синтезирование 4 видов пигмента, способность к денитрификации, а также наличие ферментов с протеолитической, амилолитической и лецитиназной активностью.

Таблица 1 - Фено-хемотаксономические свойства штаммов Pseudomonas

Вид бактерии

Признаки

Сапротрофные

Ф

А

П

Т

Ж

Д

Л

М

Pseudomonas aeriginosa

+

+

+

+

+

+

Pseudomonas aurantiaca

+

+

+

-

+

+

Pseudomonas putida

+

+

-

-

-

-

Pseudomonas fluorescens

Биовар I (биотип А)

+

+

-

-

+

-

+

-

биовар III (биотип С)

+

+

-

-

+

+

-

В

биовара V (биотип G)

+

+

-

-

+

-

-

-

Обозначения: Ф-продукция флуоресцирующего пигмента на среде КингВ; А-наличие аргининдегидролазы; П- образование дополнительного пигмента на среде КингА; Т-способность к росту при температуре 41-42С; Ж - способность к разжижению желатина; Л-синтез левансахаразы; Д-способность к денитрификации; М-утилизация масляной кислоты; в - признак варьирует.

V Глава. Изучение биологической активности выделенных штаммов. Фиторегуляторная способность штаммов бактерий рода Pseudomonas. Бактерии рода Pseudomonas являются продуцентами ряда биологически активных соединений, в том числе фитогормонов, стимулирующих рост и развитие растений. В наших исследованиях выявлены штаммы Pseudomonas с ростостимулирующим эффектом на всхожесть семян и развитие всходов сельскохозяйственных растений: пшеницы и огурца.

Для выявления фиторегуляторной активности в опыте использованы 21 коллекционных штаммов Pseudomonas. Как показывают данные таблицы 2,3, фиторегуляторная активность каждого штамма варьирует: по длине стебля, по мощности корневой системы, по всхожести, энергии прорастания и по биомассе. В таблице 2 указаны обработанные и контрольные варианты семян пшеницы.

Таблица 2 - Фиторегуляторный эффект штаммов Pseudomonas на семена пшеницы

Название штаммов

Всхожесть, %

Длина стеблей,

мм

Длина корней, мм

Общая биомасса,

г

Источник выделения

Pseudomonas fluorescens

1.

А-А-1

100

6,5±0,8

27±0,35

1,4

Речная микрофлора

2.

Ч-7

90

8±0,06

24±0,1

0,9

Почва

3.

G - 2

100

12±0,05

32±0,63

1,4

Ризосфера пшеницы

4.

А-А-2

80

16,5±0,14

34,5±0,6

1,6

Речная микрофлора

5.

7 - ISS

85

11±0,18

27±0,5

1.7

Почва

6.

NR - 4

90

15±0,04

29±0,4

1,8

Почва

7.

ISS - 4

85

16±0,3

23±0,35

1,8

Почва

8.

А-А-3

80

16,5±0,4

34,5±0,9

1,6

Речная микрофлора

9.

Kd - 5

100

16±0,16

31,5±0,2

1,9

Почва

10.

А-А-4

100

7±0,24

26±0,4

1,6

Речная микрофлора

11.

А-А-5

70

7±0,45

27±0,68

0,8

Речная микрофлора

12.

А-А-6

100

10±0,5

30±0,75

1,4

Речная микрофлора

13.

16 - ISS

85

16±0,18

23±0,9

1,7

Почва

14.

NR - 2

70

10,5±0,22

21±0,67

1,3

Почва

Pseudomonas putida

15.

№ 4

90

13±0,48

30±0,25

1,3

Речная микрофлора

16.

A-1

100

18±0,24

27±0,58

2,5

Речная микрофлора

17.

№14

100

8±0,98

31±0,56

1,7

Почва

18.

A- 3

85

17,5±0,6

24±0,04

1,8

Речная микрофлора

Pseudomonas aurantiaca

19.

L - 1

70

11,8±0,78

16,4±0,6

1,2

Ризосфера люцерны

20.

G - 3

80

8,7±1,2

16,2±0,7

1,3

Ризосфера пшеницы

21.

L-6

100

11,3±0,56

23±0,6

1.6

Ризосфера люцерны

22.

L-8

100

16±0,25

30±0,44

2

Ризосфера люцерны

23.

Контроль

65

15±0,80

21±0,28

0,8

-

Как показали опыты, штаммы Pseudomonas fluorescens Kd-5; Pseudomonas putida A-2 проявили высокую биологическую активность в отношении обеих сельскохозяйственных культур.

Оба штамма проявили фиторегуляторный эффект на семена и всходы пшеницы и огурца, в частности на рост стеблей и корневой системы. Эти же штаммы стимулировали 100 % всхожесть семян, по сравнению с контрольным вариантом. В таблице 3 указаны обработанные и контрольные варианты семян огурца.

Таблица 3 - Фиторегуляторный эффект штаммов Pseudomonas на семена огурца

Название штаммов

Всхожесть, %

Длина стеблей,мм

Длина корней, мм

Общая биомасса,г

Источник выделения

Pseudomonas fluorescens

1.

А-А-1

100

50±0,28

40±0,56

1,4

Речная микрофлора

2.

Ч-7

100

23±0,37

10±0,77

0,8

Почва

3.

G - 2

40

20±0,66

35±0,26

0,5

Ризосфера пшеницы

4.

А-А-2

100

41±0,48

18±0,57

1,2

Речная микрофлора

5.

7 - ISS

85

17±0,38

27±0,63

0,9

Почва

6.

NR - 4

90

16±0,29

21±0,87

0,7

Почва

7.

ISS - 4

85

18±0,56

24±0,45

1,1

Почва

8.

А - А -3

90

30±0,8

23±0,5

0.8

Речная микрофлора

9.

Kd - 5

100

42,5±0,9

58±0,6

1.5

Почва

10.

А-А-4

80

47,5±0,13

50±0,54

1,2

Речная микрофлора

11.

А-А-5

100

30±0,24

70±0,28

0.9

Речная микрофлора

12.

А - А -6

60

28±0,53

21±0,78

0,7

Речная микрофлора

13.

16 - ISS

85

28±0,18

17±0,45

0,8

Почва

14.

NR - 2

90

28±0,3

24±0,55

0,9

Почва

Pseudomonas putida

15.

№ 4

70

13±0,15

30±0,34

0.7

Речная микрофлора

16.

A-2

100

32±0,27

43±0,82

2,0

Речная микрофлора

17.

№14

100

40±0,5

48±0,76

1,4

Почва

18.

A-3

85

40±0,33

20±0,54

1,2

Речная микрофлора

Pseudomonas aurantiaca

19.

L - 1

100

45±0,25

35,8±0,3

1,2

Ризосфера люцерны

20.

G - 3

100

44±0,14

43±0,24

1,4

Ризосфера пшеницы

21.

L-6

100

33±0,54

48±0,22

1,1

Ризосфера люцерны

22.

L - 8

35

30±0,66

27±0,48

0.6

Ризосфера люцерны

23.

Контроль

65

30±0,85

23±0,95

0,75

-

Биофунгицидная активность выделенных изолятов Pseudomonas. В ходе исследования из различных пораженных болезнью сельскохозяйственных растений выделено 4 культур фитопатогенных грибов, которые использовали в качестве тест-объектов.

Пшеница яровая (Triticum aestivum) сорта “Икарда” (опытное поле с. Селекционное, летний период). Заболевание растения проявлялось в форме увядания; пораженные растения быстро увядают, на срезе стебля заметно потемнение сосудов, наблюдается побурение и отмирание листьев, пустоколосость и щуплость зерна. Макроконидии веретеновидно-серповидные, эллиптически изогнутые, с 3-5 перегородками. Из стеблей и листьев пшеницы выделен гриб, идентифицированный как Fusarium oxysporum.

Огурцы (Cucumis sativus). Сбор проводился в осенний период, на крестьянских полях ж/м Ак-Орго. Заболевание растения проявлялось в форме полуувядании стеблей, недоразвитие плодов, корневая шейка бурая или черного цвета, на пораженных тканях беловатый паутинистый налет. Из корневой шейки выделен гриб, идентифицированный как Pythium de Baryanum.

Кукуруза (Zea mays). Образцы отбирались в летний период, с.Селекционное. Стебли растения с черными пятнами на влагалищах листьев, на початках черный, тонко распыленный порошащий налет. Споры крупные, одноклеточные, шаровидно-приплюснутые, черного цвета, 15 м в диаметре. Гриб идентифицировали как Nigrospora oryzae.

Картофель (Solanum tuberosum). Сбор проводился в летний период, на приусадебном участке с. Кой-Таш. Клубни картофеля покрыты темно-бурыми пятнами, по краям долек листьев также темно-бурые пятна. Конидиеносцы одиночные, извилистые, с перегородками, оливково-коричневые. Гриб идентифицировали как Alternaria solani.

Антагонистические свойства бактерий рода Pseudomonas. В течение 2002 - 2007 гг в лабораторных условиях проводились исследования по отбору наиболее активных штаммов с антагонистическими свойствами. Штаммы были испытаны по отношению к 4 фитопатогенным грибам.

Таким образом, в лабораторных условиях была определена биологическая активность коллекционных, лабораторных штаммов бактерий Pseudomonas по отношению к каждому фитопатогену. Проведенными исследованиями установили, что активность одних и тех же штаммов к фитопатогенам варьировала. Так, на рост и развитие микромицетов Fusarium oxusporum и Pythium de Baryanum подавляли 5 штаммов. Гриб Nigrospora oryzae оказался самым устойчивым к псевдомонадам. Развитие гриба Nigrospora oryzae из числа исследуемых штаммов подавлял только один штамм Pseudomonas putida №14. На рост и развитие гриба Alternaria solani, подавляли три штамма, в частности Pseudomonas fluorescens штаммы 7 - ISS, NR - 4, Pseudomonas aurantiaca L-6.

Наиболее широким спектром антибиотического действия обладает штамм Pseudomonas fluorescens (7 - ISS), который замедляет рост и развитие всех испытуемых тест - объектов. Из исследованных штаммов ярко выраженным широким спектром антибиотического действия обладают штаммы Pseudomonas fluorescens 7 - ISS, Kd - 5.

В таблице 4 указана активность бактерий Pseudomonas в отношении тест-микромицетов.

Таблица 4 - Антагонистическая активность штаммов псевдомонад в отношении тест-микромицетов (зона подавления роста, мм)

Название штаммов

Fusarium oxusporum

Pythium de Baryanum

Nigrospora oryzae

Alternaria solani

Pseudomonas fluorescens

1.

А - А -1

-

-

2±0,6

-

2.

Ч-7

-

-

-

-

3.

G - 2

3±1

1±0,6

-

-

4.

А - А - 2

3±0,8

-

-

-

5.

7 - ISS

7±0,3

4±0,4

2±0,1

5±0,2

6.

NR - 4

9±0,4

3±0,5

-

3±0,2

7.

1 - ISS

-

-

-

-

8.

А - А -3

4мм

-

-

-

9.

Kd - 5

12±0,6

7±0,4

-

-

10.

А - А -4

-

-

-

-

11.

А - А - 5

2±0,3

-

-

-

12.

А - А -6

4±0,5

-

-

-

13.

16 - ISS

-

-

-

-

14.

NR - 2

-

-

-

-

Pseudomonas putida

15.

№ 4

-

-

-

-

16.

A - 2

-

-

-

-

17.

№14

5±0,5

3±0,3

-

-

18.

A - 3

3±0,2

2±0,4

-

-

Pseudomonas aurantiaca

19.

L - 1

-

-

-

-

20.

G - 3

4±0,2

1±0,1

-

-

21.

L-6

10±0,2

8±0,3

-

4±0,3

VІ Глава. Биодеградация нефтепродуктов штаммами Pseudomonas (на примере бензина). В данной главе освящена работа по определению биодеструктивной активности штаммов Pseudomonas в отношении нефтепродуктов, на примере бензина и отбор наиболее способных к утилизации загрязнения нефтепродуктами природной среды.

Биоиспытание в жидкой среде. В лабораторных условиях исследовали нефтеокисляющий потенциал бактерий рода Pseudomonas на примере бензина в жидких средах. Бензин представляет собой сложное соединение легколетучих ациклических углеводородов, в большей части которого, содержится очень опасная ядовитая соль, PbCl4 . В бензиновой части нефти доказано присутствие замещенных соединений бензола, содержащих 10 атомов углерода. Данные таблицы 5 отражают дозу бензина, добавленной к жидкой среде для выращивания штаммов Pseudomonas.

Таблица 5 - Концентрации бензина

ПДК

0,05 мг/л

В 2 раза >

0,1 мг/л

В 4 раза >

0,2 мг/л

В 6 раз >

0,3мг/л

В 50 раз >

2,5 мг/л

В 100 раз >

5,0 мг/л

Контроль

-

Лучшие результаты по биодеструктивной активности нефтепродуктов показали два штамма: 1. Pseudomonas fluorescens ISS-4 нами был отнесен к 3 биовару, как активный денитрификатор, рост колоний обильный, с желто-зеленой флюоресценцией был выделен из темно-каштановых почв Иссык-Кульской области (0,05 мл/л).

2. Pseudomonas putida A-2, эта бактерия, синтезирует темно-окрашенные пигменты группы меланинов. Был выделен вблизи автозаправочной станции, из речной воды (река Аламедин) с маслянистыми накоплениями бензина (0,05 мл/л).

Результаты исследований показали, что из двух испытанных штаммов, культура Pseudomonas fluorescens обладает высокой утилизирующей активностью, используя намного превышающие ПДК дозы бензина, как источник питания в концентрации 25 мл/л среды; об этом свидетельствовали активное деление клеток, накопления биомассы во всех промежутках фазы развития. Тогда как штамм Pseudomonas putida проявил низкую активность в концентрации бензина в жидкой среде - 0,3 мл/л, по сравнению с Pseudomonas fluorescens.

Изучение нефтеокисляющей способности псевдомонад на плотной среде. Как нами отмечено выше, два штамма проявили более активную нефтеокисляющую способность в жидкой среде, при изучении их активности на плотной среде был отобран только один штамм Pseudomonas fluorescens ISS-4, который оказался более устойчивым к высоким дозам бензина. Как показывают данные рисунка 1, самая высокая численность бактерий наблюдается в контрольном варианте.

На средах, содержащие различные концентрации бензина, показатели резко варьируют. Так, на среде, содержащей концентрацию бензина 12,5 мг/л (ПДК в 250 раз выше), отмечается значительное увеличение клеток 194 тыс. клеток, чем при дозе ПДК (0,05мг/л - 152 тыс. клеток). При дозе равной 7,5 мг/л (114 тыс.кл) отмечалось ингибирование роста клеток, численность меньше в 2 раза по сравнению с контролем. В концентрации 25 мг/л (в 500 раз выше ПДК), количество клеток возрастает по сравнению с количеством клеток на среде с ПДК (0,05 мг/л) (рис.1).

Рис.1. Численность КОЕ Pseudomonas fluorescens штамма ISS-4, в разных концентрациях бензина

При перемешивании бензина с питательной средой с дозой 50 мл бензина на 100мл питательной среды, в чашках Петри отдельным слоем выделялась масса бензина, вероятно рост колоний был бы невозможен. Но и при этой высокой дозе, абсолютного ингибирования клеток не произошло, рост клеток насчитывал единицами колоний. Вероятно, это ещё раз доказывает, усвоение этими бактериями бензина в качестве источника углеродного питания. В концентрации 50 мг/л (в 1000 раз выше ПДК), количество клеток резко сократилось, но даже при такой высокой дозе абсолютного ингибирования не произошло. Штамм Pseudomonas fluorescens ISS-4 проявил более выраженные адаптационные способности и устойчивости к нефтепродукту.

Деструкция в почве (модельные опыты). Современная биотехнология предусматривает процесс микробной интродукции - внесение в природные среды (почву, грунты, водоемы, филлосферу растений) микроорганизмов с той или иной полезной функцией. Наиболее широко в настоящее время данный подход применяется для очистки природных объектов от нефтяных загрязнений, пестицидов и некоторых других поллютантов.

В течение одного месяца каждые 10 дней изучали интенсивность дыхания почв. На рисунке 2 представлена динамика интенсивности дыхания в лугово-сероземном типе почвы.

Рис.2. Динамика интенсивности дыхания почвы, загрязненной нефтью (луговой серозем)

На протяжении всего опыта интенсивность дыхания (Ид) контрольной незагрязненной почвы оставалась крайне низкой и практически постоянной. Внесение бензина в обоих типах почв вызывало резкое увеличение Ид с достижением максимума С-СО2 /(г почвы) на 20 сутки опыта. Затем Ид снижалась до более или менее постоянного уровня 0,33 мкг С-СО2 / (г почвы), существенно превышающего Ид контроля (почва без бензина) на протяжении всего срока наблюдения. Наибольшая скорость окисления бензина отмечена в темно-каштановом типе почвы, наименьшая - в сероземно-луговом типе. На рисунке 3 представлена динамика интенсивности дыхания в темно-каштановом типе почвы.

Рис. 3. Динамика интенсивности дыхания почвы, загрязненной нефтью (темно-каштановый тип)

В лугово-сероземном типе почвы начальное загрязнение - 500 мг/кг почвы. За три месяца количество бензина сократилось в 9 раз, оно составляло 57,0 мг/кг почвы, степень очистки составила 88,6 % (табл.6).

Таблица 6 - Динамика очистки биопрепаратом загрязненных почвенных образцов лугово-сероземного типа почв (модельные образцы)

Почва (объект), сутки

Содержание бензина, %

Степень очистки, %

Содержание бензина, мг/кг почвы.

0

100

0

500

10

52,4

47,6

262,0

30

12,7

87,3

64,3

90

11,4

88,6

57,0

По сравнению с темно-каштановым типом почвы окисление в лугово-сероземном типе почвы происходила медленнее.

В темно-каштановом типе почвы начальное загрязнение составляло 500мг/кг почвы. После трех обработок, в начале каждого месяца в концентрации живых клеток псевдомонад 109 , количество бензина в почвенных образцах составляло 37,0 мг/кг, и степень очистки составила за один сезон 92,6 %. (табл.7).

Таблица 7 - Динамика очистки биопрепаратом загрязненных почвенных образцов темно-каштанового типа почв (модельные образцы).

Почва (объект), сутки

Содержание бензина, %

Степень очистки, %

Содержание бензина, мг/кг почвы.

0

100

0

500

10

30,4

69,6

150,4

30

8,6

91,4

43,2

90

7,4

92,6

37,0

Из двух исследованных почв наиболее благоприятные условия для развития интродуцента обнаружены в темно-каштановом типе почв. Менее активное размножение внесенных живых клеток псевдомонад и окисление бензина в луговом сероземном типе почвы связано, видимо, с неблагоприятными условиями аэрации, вызванными её слабой структурированностью и тяжелым механическим составом.

Динамика изменения аборигенной микрофлоры указана на рисунке 4.

Рис. 4. Влияние интродуцента (бактерии Pseudomonas) на аборигенную микрофлору почв

С помощью интродукции углеводородокисляющих микроорганизмов можно существенно интенсифицировать процесс разложения бензина. В незагрязненной почве интродуцент быстро элиминируется, что является благоприятным свойством, так как исключает вероятность побочного эффекта интродукции - микробного загрязнения окружающей среды.

VІІ Глава. Технология получения опытных препаратов на основе бактерий рода Pseudomonas.

Подбор оптимальной питательной среды.

В связи с высокой биохимической активностью Pseudomonas состав среды пригодных для их культивирования очень разнообразен. Для поддержания стабильности свойств штаммов, а также накопления наибольшей биомассы образование пигмента в среде нами было выбрано 6 жидких, питательных сред для лабораторного культивирования.

Для наработки опытной партии биопрепарата на основе штаммов Pseudomonas были использованы культуры штаммов с ярко выраженными свойствами. Так были выбраны следующие штаммы:

1). Pseudomonas fluorescens ISS-4 - способный окислять высокие дозы углеводорода - углеводородокисляющий штамм.

2). Pseudomonas fluorescens Kd-5 - с ростстимулирующими и антагонистическими свойствами.

3). Pseudomonas putida A - 2 - с рост стимулирующими свойствами.

Ферментацию питательной среды проводили в течение 72 часов. Наблюдение за ростом и развитием культур в каждой отдельной питательной среде вели каждые 6 часов. После окончания опыта культуральную жидкость каждой колбы (по 100 мл среды) экстрагировали и взвешивали биомассу каждого штамма.

Наиболее благоприятной жидкой питательной средой для культивирования и проявления биологической активности штаммов среди испытанных вариантов оказалась среда №2, где содержатся экстракты дрожжевых клеток.

ВЫВОДЫ

1. Установлено широкое распространение бактерий рода Pseudomonas в природных биотопах Кыргызстана. Самым распространенным и доминирующим среди них отмечен вид -Pseudomonas fluorescens.

2. Богатое биоразнообразие бактерий рода Pseudomonas обнаружено в темно-каштановых и горно-черноземовидных типах почв.

3. Бактерии рода Pseudomonas предпочитают сапробные зоны водных биотопов (поверхностные воды рек Аламедин и Ала-Арча).

4. Выявлены штаммы Pseudomonas fluorescens Кд-5, Pseudomonas putida A-2, Pseudomonas aurantiaca L-8, обладающие высоким ростстимулирующим эффектом на семена и всходы пшеницы и огурца.

5. Установлена биофунгицидная активность изучаемых штаммов, по отношению к различным фитопатогенам сельхозкультур. Наиболее широким спектром антибиотического действия обладал штамм Pseudomonas fluorescens 7 - ISS.

6. Выявлено 2 штамма: Pseudomonas putida и Pseudomonas fluorescens с высокой углеводородокисляющей способностью. В полупроизводственных опытах был установлен процесс деструкции бензина культурой Pseudomonas fluorescens ISS-4 в темно-каштановом и лугово-сероземном типах почв.

7. Подобран состав питательных сред для глубинного культивирования штаммов рода Pseudomonas, обеспечивающий максимальный выход биомассы клеток для использования их в биотехнологических целях.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Полученные результаты исследования будут использованы в сельскохозяйственной биотехнологии и биотехнологии окружающей среды. Из лабораторной коллекции некоторые культуры Pseudomonas могут быть использованы для создания биофунгицидов, биостимуляторов, которые найдут применение в сельском хозяйстве для защиты растений от болезней и для повышения их продуктивности.

Штамм Pseudomonas fluorescens из лабораторной коллекции будет рекомендован для создания биопрепарата, используемый в биоремедиации окружающей среды от нефтезагрязнений. Отобранный нами штамм Pseudomonas fluorescens ISS-4 предлагается как основа для создания экологически безопасного биопрепарата в целях очистки окружающей среды от нефтезагрязнений. Доказана высокая эффективность биопрепарата, степень очистки почвы в течение 3 месяцев от бензина составляет 92,6 % при его применении (Пат.№1204 КР). Материалы исследований будут использованы работниками Государственного агентства охраны окружающей среды и лесного хозяйства при проведении природоохранных мероприятий, очистке почвы от нефтезагрязнений.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У. Поиск новых штаммов Pseudomonas в ризосфере сельскохозяйственных культур горных агробиоценозов. //Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы геоэкологии и защита биоразнообразия» - Бишкек, 2002, С.44-49

2. Доолоткельдиева Т.Д., Омургазиева Ч.М., Конурбаева М.У., Тотубаева Н.Э. К изучению микробиологического разнообразия почв Внутренного ТяньШаня. //Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы геоэкологии и сохранение биоразнообразия» - Бишкек, 2003, №3 С.49-54

3. Омургазиева Ч.М., Конурбаева М.У., Тотубаева Н.Э. Динамика численности и видового состава почвенных микроорганизмов Ат-башинской

долины. //Вестник КАУ, межд.-научно-практическая конф. «Аграрная наука и образование - Году Кыргызской государственности КАУ им. Скрябина К.И.» - Бишкек, 2003, №2 С.14-19

4. Конурбаева М.У., Доолоткельдиева Т.Д. Фенотипическая характеристика природных изолятов бактерий рода Pseudomonas //Международная научно-практическая конференция «Исследование живой природы Кыргызстана» - Бишкек, 2004, №5, С.24-29

5. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У. Бишкек шаарын аралап аккан табигый суулардын микробиологиялык жана экологиялык абалы //Журнал естественных наук, КТУ «Манас» - Бишкек, 2005, №6, С.1-17

6. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У. Изучение способности штаммов Pseudomonas в биодеградации нефтепродуктов (на примере бензина) //Сборник международной конференции БПИ НАНКР - Бишкек, 2007, С.53-57

7. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У., Тедеуш М., Жим Вайт. Исследование эндофитов в растительности Кыргызстана и Узбекистана: стратегии получения биологически активных продуктов из эндофитов //Ратгерский университет, Нью-Брансвик, Нью-Жерси, США, 2005, С.68-73

8. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У. Изучение способности штаммов Pseudomonas в биодеградации нефтепродуктов (на примере бензина) //Сборник международной конференции БПИ НАНКР -Бишкек, 2007, С.53-57

9. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У. Антагонистические свойства бактерий рода Pseudomonas //Журнал естественных наук, КТУ «Манас» - Бишкек, 2008, №9, С.4-9

10. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У. Изучение способности штаммов Pseudomonas в биодеградации нефтепродуктов (на примере бензина) //Журнал естественных наук, КТУ «Манас» - Бишкек, 2008, №9, С.12-18

11. Доолоткельдиева Т.Д., Конурбаева М.У. Антагонистические свойства штаммов Pseudomonas на фитопатогенные грибы //Вестник Государственного Новосибирского университета, - Новосибирск, 2008, С.13-18

12. Конурбаева М.У. Фиторегуляторная способность штаммов бактерий рода Pseudomonas //Известия вузов - Бишкек, 2008, №9, С.33-39

13. Конурбаева М.У. Углеводородокисляющая способность культур Pseudomonas fluorescens в почве (модельные опыты) //Наука и новые технологии - Бишкек, 2009, №5, С.113-117

14. Конурбаева М.У. Технология получения опытных препаратов на основе бактерий рода Pseudomonas (подбор оптимальной жидкой питательной среды) //Известия вузов - Бишкек, 2011, №1, С.39-41

15. Пат.№1204 Кырг.Респ. Углеводородокисляющий штамм Pseudomonas fluorescens, используемый для очистки окружающей среды от нефтепродуктов /Т.Д.Доолоткельдиева, М.У. Конурбаева. -20080061.1; Заявка 12.05.2008; Опубл.30.12.2009, Бюл.№12

Рэзюмэ

Конурбаева Махабат Уларбекованын 03.02.08 - экология жана 03.02.03 - микробиология адистиктери боюнча «Pseudomonas уурусундагы бактериянын экологиясы жана биологиялык касиеттери» темасында биология илимдеринин кандидаты илимий даражасына изден?? диссертациясынын

Негизги с?зд?р: Экология, Pseudomonas уурусундагы бактериянын ар кандай биотоптордо таралышы, ?н?мд?р?н?н, жаш к?ч?тт?р?н?н ?с??с?н тездет??ч? биостимулятору, штаммдардын биофунгициддик касиети, к?мур-суутекти кычкылдандыруучу касиети.

Изилд??нун объектиси: Айыл-чарба ?с?мд?кт?р?н?н ризосферасы, топурак ?лг?л?р?, суу ?лг?л?р?, микроорганизмдердин штаммдары, бензин дозалары.

Изилд??нун максаты: ?н?мд?р?н?н, жаш к?ч?тт?р?н?н ?с??с?н тездет??ч?, антибиотик касиети жана к?мур-суутекти кычкылдандыруучу касиети бар ?т? активд?? Pseudomonas культураларын изд??.

Изилд??нун ыкмасы: микробиологиялык, экологиялык, биохимиялык жана биотехнологиялык.

Алынган натыйжалар жана жанылыктар: Биринчи жолу ар т?рд?? биотоптордо Pseudomonas уурусундагы бактериянын таралышы жана экологиясына изилд?? ж?ргуз?лд? (ризосфера микрофлорасында, ар т?рд?? типтеги топурактарында, агын суулары).

Айыл-чарба ?с?мд?кт?р?н?н уругун жана ?н?мд?р?н?н ?с?ш?н тездет??ч? касиети бар жана агробиотехнологияда маанил?? объект болгон фитопатогендерге карата биофунгициддик касиетке ээ, жогорку активд?? Pseudomonas уурусундагы бактериялардын культуралары табылды. Моделдик экспериментте Pseudomonas бактериясынын нефтепродуктулары менен ?з ара аракеттениши изилденди. Эксперимент ж?з?нд? тандалып алынган штаммдардын жогорку концентрациядагы нефтипродуктуну (бензинди) кычкылдандыра алышы далилденди (Кыргыз Республикалык патенти №1204).

Пайдаланусу: Лабораторияда Pseudomonas уурусундагы бактериялардын ?с??н? ж?нг? салуучу касиети бар, антибитикалык касиети жана к?мур-суутекти кычкылдандыруучу касиетке ээ штаммдардан коллекция т?з?лд?. ISS-4 штаммы, Pseudomonas fluorescens айлана-ч?йр?н? нефти менен булгануудан тазалоодо биопрепарат ?ндур??г? сунуш кылынды. Изилд??нун материалдары Мамлекеттик айлана-ч?йр?ну коргоо жана токой чарбачылыгынын кызматкерлери тарабынан айлана-ч?йр?н? коргоодо иш-чараларды ?тк?р??д?, топуракты нефти менен булгануудан сактоодо пайдаланылат.

Колдонуу тармагы: Микробиология, экология, айлана-ч?йр?н? коргоо, ?с?мд?кт?рд? коргоо.

Резюме

диссертации Конурбаевой Махабат Уларбековны на тему: «Экология и биологические свойства бактерий группы Pseudomonas» на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальностям:

Ключевые слова: Экология, распространенность Pseudomonas в различных биотопах, биостимуляторы семян пшеницы и огурца, биофунгицидная активность штаммов, углеводородокисляющая способность штамма.

Объект исследования: ризосфера сельскохозяйственных культур, почвенные образцы, водные образцы, штаммы микроорганизмов, дозы бензина.

Цель исследований: Изыскание высокоактивных культур Pseudomonas, обладающих ростстимулирующей активностью семян и всходов сельскохозяйственных культур и антибиотическим действием в отношении возбудителей их грибных болезней, а также углеводородокисляющей способностью для биоремедиации природной среды от нефтезагрязнений.

Метод исследования: Микробиологический, экологический, биохимический и биотехнологический.

Полученные результаты и их новизна: Впервые были проведены исследования по экологии и распространения бактерий рода Pseudomonas в различных биотопах (ризосфера сельскохозяйственных культур, типы почв, вода рек).

Получены высокоактивные культуры Pseudomonas, обладающие ростимулирующими свойствами в отношении семян и всходов сельхозкультур и биофунгицидными свойствами в отношении их фитопатогенов, как важный объект агробиотехнологии. В модельных экспериментах изучено взаимодействие нефтепродукта с бактерией Pseudomonas. Экспериментальна доказана способность штамма окислять высокие концентрации нефтепродукта (бензина).

Степень использования: Создана лабораторная коллекция штаммов бактерий Pseudomonas, обладающих ростостимулирующим, антибиотическим и углеводородокисляющим свойством. Штамм ISS-4, Pseudomonas fluorescens рекомендован для получения биопрепарата для очистки природной среды от нефтепродуктов (Патент №1204 Кыргызской Республики). Материалы исследований будут использованы работниками Государственного агентства охраны окружающей среды и лесного хозяйства при проведении природоохранных мероприятий, очистке почвы от нефтезагрязнений.

Область применения: Микробиология, экология, охрана природы, защита растений.

Resume

Konurbaeva Makhabat Ularbecovna «Ecology and biological properties of bacteria of group Pseudomonas» on competition of a scientific degree of Cand.Biol.Sci. on specialities: 03.02.08 - ecology and 03.02.03 - microbiology

Key words: Ecology, prevalence Pseudomonas in various biotop, biostimulators of seeds of wheat and a cucumber, biofungiside activity strains, oil degradation ability.

Object of research: rhizospera of agricultural crops, soil samples, water samples, microorganism strains, seeds of wheat and a cucumber, a doze of gasoline. Purpose of research: research of high-activity Pseudomonas cultures biostimulation effect on growth and development of seeds and shoots of agricultural crops and antibiotic action of their fungal pathogens, and also oil degradation ability for bioremediation an environment from petropollution.

Research method: Microbiological, ecological, biochemical and biotechnological. Findings and novelty: Research are first carried out on ecology and distributions of bacteria of Pseudomonas in various biotops (rhizospera, types soils, water of the rivers ).

The high-activity cultures Pseudomonas possessing growth stimulation properties concerning seeds and shoots agriculture plants and biofungiside properties concerning them as the important object agrobiotehnology have been received. In modelling experiments interaction of mineral oil with bacterium Pseudomonas, it is experimental ability штамма is proved to oxidize high concentration of mineral oil (gasoline).


Подобные документы

  • Изучение частной микробиологии, систематики и методов идентификации бактерий рода Listeria, возбудителей острой инфекционной болезни, особенности морфологии и физиологии. Экология и распространение данных бактерий, медицинское и ветеринарное значение.

    курсовая работа [577,3 K], добавлен 23.01.2011

  • Слоистые каменные структуры (строматолиты) - результат жизнедеятельности бактерий как древнейшей группы организмов. Изучение бактерий, форма и строение бактерий, их размеры и распространение. Классификация бактерий по способу питания, размножение.

    презентация [661,9 K], добавлен 14.10.2011

  • Адаптация бактерий к неблагоприятным условиям среды. Влияние хлорида натрия на рост пропионовокислых бактерий. Механизмы, гарантирующие стабильность микробного консорциума. Сбраживание соков на дикой микрофлоре и изменение тируемой кислотности.

    реферат [3,3 M], добавлен 19.08.2013

  • Места обитания бактерий. Строение бактерий. Размеры, форма бактерий. Строение бактериальной клетки. Процессы жизнедеятельности бактерии: питание, размножение, спорообразование. Значение бактерий в природе и жизни человека.

    реферат [29,9 K], добавлен 05.10.2006

  • Окислительно-восстановительные реакции, идущие с образованием молекулы АТФ. Облигатные аэробы, облигатные анаэробы, факультативные анаэробы. Рост и размножение бактерий. Пигменты и ферменты бактерий. Основные принципы культивирования микроорганизмов.

    реферат [12,8 K], добавлен 11.03.2013

  • Распространение клубеньковых бактерий в природе. Клубеньки на корнях ольхи по Бекингу. История открытия азотфиксирующих бактерий. Клубеньковые бактерии бобовых культур. Клетки бактерий на поверхности инфицированного корневого волоска бобового растения.

    курсовая работа [5,6 M], добавлен 09.01.2012

  • Питание бактерий. Способы поступления питательных веществ в клетку. Классификация бактерий по типам питания, источникам энергии и электронам. Пропионовокислое брожение, его основные участники, их характеристика, использование в народном хозяйстве.

    контрольная работа [28,8 K], добавлен 29.11.2010

  • Генетическая система бактерий. Полимеразная цепная реакция. Применение генетических методов в диагностике инфекционных заболеваний. Метод молекулярной гибридизации. Особенности генетики вирусов. Системы репарации бактерий. Взаимодействие вирусных геномов.

    презентация [2,6 M], добавлен 13.09.2015

  • Биологическая характеристика культур Yersinia enterocolitica. Изучение биохимических особенностей и лизогенности у культур йерсиний выделенных в лечебных учреждениях Чеченской Республики. Изучение морфологии бактерий методом световой микроскопии.

    контрольная работа [30,8 K], добавлен 20.11.2014

  • Прокариоты - доядерные организмы, не обладающие типичным клеточным ядром и хромосомным аппаратом. История открытия и строение бактерий. Экологические функции бактерий. Бактерии как возбудители многих опасных заболеваний. Значение бактерий в природе.

    презентация [5,4 M], добавлен 04.09.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.