WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Дисфункція ендотелію, стан агрегації тромбоцитів та гемодинамічні зміни у хворих на q-інфаркт міокарда з гострою серцевою недостатністю (автореферат) - Реферат

Дисфункція ендотелію, стан агрегації тромбоцитів та гемодинамічні зміни у хворих на q-інфаркт міокарда з гострою серцевою недостатністю (автореферат) - Реферат

ІНСТИТУТ КЛІТИННОЇ БІОЛОГІЇ ТА ГЕНЕТИЧНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

КРІПКА ГАННА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 581.17; 581.557.24

Використання арбускулярних мікоризних грибів у фіторемедіації грунтів від радіонуклідів

03.00.20 – біотехнологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

КИЇВ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті клітинної біології та генетичної інженерії НАН України

Науковий керівник: академік НАН України

доктор біологічних наук, професор,

Гродзинський Дмитро Михайлович,

Інститут клітинної біології та генетичної інженерії

НАН України,

завідувач відділу біофізики та радіобіології

кандидат біологічних наук,

Сорочинський Борис Володимирович,

Український інститут експертизи сортів рослин,

заступник директора

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук,

Горовий Леонтій Федорович,

Інститут клітинної біології та генетичної інженерії

НАН України, завідувач лабораторією клітинної

біології та біотехнології грибів

кандидат біологічних наук,

Гуральчук Жанна Захарівна,

Інститут фізіології рослин і генетики НАН України,

старший науковий співробітник відділу

фізіології живлення рослин

Провідна установа: Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка

НАН України.

Захист дисертації відбудеться " 24 "листопада 2005 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.202.01 при Інституті клітинної біології та генетичної інженерії НАН України за адресою: 03143, м. Київ, вул. акад. Заболотного, 148.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту клітинної біології та генетичної інженерії НАН України за адресою: 03143, м. Київ, вул. акад. Заболотного, 148.

Автореферат розісланий "21 " жовтня 2005 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук

О.А. Кравець

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Ремедіація довкілля, що забруднене важкими металами, радіонуклідами та іншими полютантами, є одним з напрямків прикладної біотехнології. Cуттєвим доповненням до вже відомих технологій ремедіації навколишнього середовища стало використання різноманітних рослинних технологій. Перевага рослинних технологій обумовлена можливістю вилучати рослини із забруднених місць, переробляти їх та захоронювати вилучені токсиканти шляхом вже відомих технологічних прийомів. Рослинні технології для оздоровлення навколишнього середовища отримали загальну назву фіторемедіація [Salt, 1995]. Технологія фіторемедіації базується на здатності окремих видів рослин накопичувати у великій кількості певні хімічні елементи.

Ефективність самої фіторемедіації як прикладної біотехнології значною мірою визначається вирішенням двох питань – використанням рослин з великою біомасою (як правило, це культурні рослини для яких вже добре відомі агротехнічні умови їх культивування) та шляхом активного впливу на процеси поглинання полютантів в ризосфері з метою збільшення кількості їх біодоступних форм. Використання класичних агрохімічних прийомів не завжди дає бажаний ефект. Проведення хімічних обробок може суттєво вплинути на показники родючості грунту, до того ж, вартість такої обробки досить велика.

Очевидно, що подальше підвищення ефективності технології фіторемедіації може бути отримане за допомогою сучасної біотехнології, що дозволяє отримувати рослини, трансгенні за тією, чи іншою ознакою. Інший підхід, що його може запропонувати енвайроментальна біотехнологія, підвищення акумулюючої здатності рослин шляхом їх передпосівної інокуляції різноманітними біопрепаратами, що виготовлені на основі арбускулярних мікоризних грибів (АМ).

АМ гриби є неодмінною складовою ризосфер переважної більшості трав'янистих рослин. Ці гриби, що утворюють тісний симбіотичний контакт з кореневою системою рослин та живляться за рахунок їх метаболітів, створюють безпосередній контакт між поверхнею коренів та частинками грунту і додатково забезпечують великий потік мікроелементів, що надходять в рослину з грунту [Del Val, 1999]. АМ гриби відіграють велику роль у виживанні та розвитку рослин у несприятливих умовах. У рослин, що ростуть на дуже забруднених грунтах, як правило, відзначається високий рівень колонізації АМ грибами. Стійкість до Cu, Zn, Cd, Pb у рослин, що ростуть на грунтах із високим вмістом цих металів також може бути обумовлена симбіозом з мікоризними грибами [Del Val, 1999; Ghazi , 2000].

Різні види АМ грибів демонструють різну активність щодо транспорту мікроелементів у рослину, проте рослина-господар дещо обмежена у "виборі" учасників симбіозу. Більше того, різні ізоляти одного і того ж виду АМ грибів можуть по різному впливати на надходження окремих металів у рослини. Участь арбускулярних мікоризних грибів у транспорті мікроелементів у рослини є передумовою для виділення АМ грибів, які можуть сприяти надходженню окремих мікроелементів у рослини та подальшому використанню цих їзолятів у розв`язанні прикладних задач фіторемедіації [Berthelin, 1995; Dupre, 2005; Joner, 1997; Leyval, 1995; Turnau, 1996; Weissenhorn, 1995].

Арбускулярні мікоризи можуть впливати на поведінку радіонуклідів та інших токсикантів у навколишньому середовищі, оскільки можуть включати їх у процес власного метаболізму і модифікувати кількість радіонуклідів, що поглинаються рослинами [Крипка, 2002; Кріпка, 2003; Сорочинський, 1999; Dupre, 2005; Entry, 1999; Rufyikiri, 2002]. Тому є всі підстави припустити, що обробка рослин препаратами АМ грибів може бути ефективним підходом для очищення грунтів від радіонуклідів. Очевидно, що арбускулярні мікоризні гриби можуть модифікувати біологічну доступність радіонуклідів, не завдаючи шкоди навколишньому середовищу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у рамках цільової програми відділу біофізики і радіобіології Інституту клітинної біології та генетичної інженерії НАН України "Генетична та клітинна інженерія як основа нової "зеленої революції" в рослинництві", що включала наукове обгрунтування та розробку біотехнологічних підходів для вирішення проблем збільшення продуктивності та адаптаційної здатності рослин. Номер державної реєстрації - 0102 U 002963.

Мета та задачі дослідження. Мета роботи - дослідження модифікуючих ефектів арбускулярних мікоризних грибів в фіторемедіації радіоактивних забруднень.

Відповідно до цього були поставлені наступні завдання:

  1. Перевірити можливість модифікації поглинання радіонуклідів культивованими рослинами за допомогою АМ грибів.

  2. Виділити та ідентифікувати штами арбускулярних мікоризних грибів з ризосфери рослин, що відібрані в 30-км зоні ЧАЕС та характеризуються великими показниками коефіцієнтів накопичення радіонуклідів.

  3. На основі виділених спор АМ грибів отримати інокулюм з високою інфекційною здатністю та охарактеризувати його.

  4. Перевірити ефективність отриманого інокулюма з метою збільшення накопичення радіонуклідів експериментальними рослинами.

  5. Отримати підтвердження того, що арбускулярні мікоризні гриби задіяні в транспорті радіонуклідів у рослини.

Об`єкт дослідження: арбускулярні мікоризні гриби порядку Glomales, поглинання радіонуклідів рослинами.

Предмет дослідження: модифікуючи ефекти арбускулярних мікоризних грибів на поглинання радіостронцію та радіоцезію рослинами, отримання та характеризація інокулятів АМ грибів, що впливають на поглинання радіонуклідів.

Методи дослідження включали морфометричні, мікробіологічні, цитологічні, молекулярно-біологічні методи (полімеразну ланцюгову реакцію та рестриктний аналіз) рослинного матеріалу та спор АМ грибів, гамма-спекторометричні та радіохімічні методи визначення радіоактивності, метод реєстрації характеристичного рентгенівського випромінювання для аналізу локалізації радіоцезію в кореневій системі рослин.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше показано вплив арбускулярних мікоризних грибів на рівень поглинання радіостронцію та радіоцезію рослинами в лабораторних та польових експериментах. Встановлено, що ефективність використання АМ грибів визначається видом рослини-господаря, типом грунту та умовами експерименту. Виділено та ідентифіковано арбускулярні мікоризні гриби з ризосфери рослин, які були відібрані у різних частинах 30- км Зони відчуження та зони безумовного (обов'язкового) відселення ЧАЕС та характеризувалися при цьому великими показниками коефіцієнтів накопичення радіонуклідів. За допомогою морфометричних та молекулярних методів встановлено, що виділені АМ гриби відносяться до виду Glomus geosporum (Nicolson та Gerdermann) та Glomus intraradices (Schenck та Smith). На основі цих ізолятів АМ грибівотримано інокулюм з високою інфекційною здатністю та показано можливість його використання для модифікації накопичення радіостронцію та радіоцезію рослинами. Методом реєстрації характеристичного рентгенівського опромінення показано, що локалізація радіоцезію в кореневій системі рослин співпадає з локалізацією структур арбускулярних мікоризних грибів, що підтверджує пряму участь АМ грибів в транспорті радіонуклідів в рослину.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методичні підходи, щодо використання АМ грибів для фіторемедіації радіонуклідних забруднень. На основі виділених спор арбускулярних мікоризних грибів, що були відібрані у різних частинах зони відчуження ЧАЕС, отримано їх інокулюм з високою інфекційною здатністю та показано можливість його використання для модифікації накопичення радіостронцію та радіоцезію рослинами. Отримані препарати АМ грибів можуть до 10 разів збільшувати надходження 137Cs в рослини, та майже в 4 рази збільшують надходження 90Sr в рослини, що дає можливість використання цих препаратів для фіторемедіації радіонуклідних забруднень.

Loading...

 
 

Цікаве