Розробка бінарної функціонально асиметричної бактеріальної системи як способу одержання біопрепаратів для рослинництва - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наукРоботу виконано у відділі регуляторних механізмів клітини Інституту молекулярної біології та генетики НАН України. Науковий керівник: кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник НАН України, старший науковий співробітник відділу регуляторних механізмів клітини. Захист дисертації відбудеться "20 "червня 2006 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.237.01 Інституту молекулярної біології та генетики НАН України за адресою: 03680, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту молекулярної біології та генетики НАН України: 03680, м.Проблема життєздатності живої неспо-роутворювальної культури бактерій, які є основою біопрепаратів, вирішується у світовій практиці двома основними шляхами: іммобілізацією на твердих носіях (торфі, стерильному ґрунті, активованому вугіллі, керамічних гранулах) або інкапсуляцією бактерії у мякий біосумісний полімер - альгінат (Bashan et al., 2002). Виконана робота відповідає основному плану науково-дослідних робіт відділу регуляторних механізмів клітини Інституту молекулярної біології та генетики НАН України за бюджетними темами № 2.2.4.23 “Вивчення підходів до створення асоціації господарсько-цінних рослин з ендофітними бактеріями” (№ державної реєстрації 0199U000725, 1999-2002 рр.) та № 2.2.4.23 “Роль ендемних ендофітних популяцій бактерій у розвитку рослин, що розмножуються мікроклонуванням” (№ державної реєстрації 0103U000338, 2003-2006 рр.). Метою роботи була розробка двокомпонентної бактеріальної системи, як прототипу біопрепарату для рослинництва, на основі бінарних культур бактерій. Виділити штами бактерії - потенційного продуцента екзополісахариду (ЕПС); ідентифікувати виділену бактерію, визначити її вплив на ростові параметри рослини; ідентифікувати і визначити деякі фізико-хімічні властивості синтезованого нею ЕПС, як складової бактеріальної системи. біопрепарат синтезувальний бактерія klebsiella oxytoca ІМБГ 156, як субєкта бактеріальної системи; пошук оптимальних умов культивування для отримання бінарних культур Paenibacillus sp.ІМБГ 156 з бактеріями, що несуть корисні для рослин властивості, а саме, K. oxytoca ІМБГ 26, Pseudomonas fluorescens ATCC 13525, P. aureofaciens ІМБГ 228, Pseudomonas sp.У роботі було використано штами природних ізолятів бактерій: Paenibacillus sp. За аналогією до природних асоціацій, експериментальна бактеріальна система має включати такі складові: бактерію з корисними для рослин властивостями, ЕПС-синтезувальну бактерію, як компоненту, що пролонгує життя першої та іммобілізувальний агент. Таким чином, бактеріальна система як спосіб одержання біопрепаратів для рослинництва має налічувати: - бактерію (чи бактерії) з корисними для рослин властивостями, яка є основною складовою з огляду на цілеспрямованість системи (далі ці бактерії для зручності мають назву “бактерія-партнер”. бактерію, ЕПС якої має забезпечити джерела вуглецю та енергії і сприяти покращенню мінерального живлення бактерій-партнерів у складі бінарної культури in vitro, структурувати мікробну асоціацію, виконувати захисну функцію для бактерій-партнерів для поліпшення їхньої конкурентоспроможності та життєздатності, і, таким чином, є складовою, яка забезпечує функціональність системи; Виділена бактерія підбиралася як складова для створення бінарних культур із грамнегативними бактеріями, які сприяють росту рослин з метою використання як біодобрива для вирощування рослин.Запропоновано новий підхід до створення біопрепаратів для рослинництва, суть якого полягає у розробці двокомпонентної бактеріальної системи на основі бінарних культур бактерій. Розроблено основні критерії створення бактеріальної системи, засновані на її функціональній асиметричності, де постійними складовими є екзополісахаридсинтезувальна бактерія Paenibacillus sp. ІМБГ 156 і природний мінерал цеоліт, які забезпечують життєздатність другої складової - бактерії з корисними для рослин властивостями. ІМБГ 156 - K. oxytoca ІМБГ 26, отриманої спільним культивуванням, і показано можливість використання даної пари як прототипу біопрепарату для поліпшення живлення рослин та визначено основні стадії технологічного процесу культивування, за яких титр бактерії-партнера становить не менше, ніж (1,4 ± 0,5)Ч109 КУО/мл. Особистий внесок здобувача - виділено природний ізолят ЕПС-синтезувальної бактерії і частково охарактеризовано як Paenibacillus sp., показано можливість її спільного культивування з грамнегативними бактеріями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ