WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

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

ГоловнаРізне → Вилучення U(VI) та Co(ІІ) з використанням поліетиленіміну та етилендиамінтетраоцтової кислоти з об’єктів навколишнього середовища (автореферат) - Реферат

Вилучення U(VI) та Co(ІІ) з використанням поліетиленіміну та етилендиамінтетраоцтової кислоти з об’єктів навколишнього середовища (автореферат) - Реферат

ІНСТИТУТ МІКРОБІОЛОГІЇ І ВІРУСОЛОГІЇ ім. Д.К. ЗАБОЛОТНОГО

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Гончар Юлія Олександрівна

УДК 631.461.5:576.851:155

Особливості функціонування асоціативної системи: шовковиця – азотфіксуючі бактерії роду azospirillum

03.00.07 – мікробіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у лабораторії біологічного азоту Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН

Науковий керівник: доктор біологічних наук, старший науковий

співробітник Надкернична Олена Володимирівна,

Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН,

завідувач лабораторії біологічного азоту

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Курдиш Іван Кирилович, Інститут мікробіології і вірусології ім.. Д.К. Заболотного НАН України, завідувач відділу мікробіологічних процесів на твердих поверхнях

доктор біологічних наук, професор Паршикова

Тетяна Вікторівна, Київський національний

університет імені Тараса Шевченка, завідувач

кафедри фізіології та екології рослин

Провідна установа: Інститут фізіології рослин і генетики НАН України,

м. Київ

Захист відбудеться "19" жовтня 2005 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.233.01 Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України за адресою: м. Київ, 03143, вул. Заболотного, 154

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України за адресою: м. Київ, 03143, вул. Заболотного, 154

Автореферат розісланий "10"вересня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук, с.н.с. Пуріш Л.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Фіксація молекулярного азоту є важливим біологічним процесом, який поряд з фотосинтезом забезпечує існування життя на нашій планеті. Незаперечну роль в цьому процесі відіграють азотфіксуючі мікроорганізми, взаємовідносини яких з рослинами настільки різноманітні, що продовжують залишатися пріоритетним напрямком досліджень сучасної мікробіології, генетики, біохімії і фізіології рослин [Manguiat I., 1985, Anderson A., 1986, Gough C., 1997].

Найбільш ефективним механізмом забезпечення рослин зв'язаним азотом є симбіотична азотфіксація бобовими культурами, що дозволяє без втрат залучати фіксований азот до складу рослини-живителя.

Останні 20 років дослідники багатьох країн світу приділяють велику увагу вивченню асоціативної азотфіксації в кореневій зоні небобових рослин та мікроорганізмам, які здійснюють даний процес. Початок цьому напрямку поклали праці Dobereiner (1972, 1976, 1978). На основі азотфіксуючих мікроорганізмів розроблено біопрепарати, що широко застосовуються у сільськогосподарському виробництві для інокуляції рослин з метою підвищення їх продуктивності та якості врожаю [Skipper H.D., 1980, Антипчук А.Ф., 1997, Іутинська Г.О., 2000, Курдиш І.К., 2001].

На сьогодні не існує єдиної думки відносно просторової локалізації діазотрофів в кореневій зоні рослин [Dobereiner J., 1978, Емцев В. и Чумаков М., 1998]. Найбільш перспективним, на наш погляд, є застосування для інокуляції рослин діазотрофів, що здатні до ендофітії. Така асоціація забезпечує більш тісну, а тому, і більш ефективну взаємодію бактерій з рослиною та більшу стійкість щодо несприятливих умов навколишнього середовища. Відомо, що бактерії родів Azospirillum [Bashan Y., 1986, Bashan B.Y., 1986, Magalhaes F.M., 1979], Bacillus [Klukcas R.V., 1981], Clostridium [Чумаков М.И., 1987], Azotobacter [Sharma S., 1985], Pseudomonas [Lynch J.M., 1983] здатні проникати в зону гістосфери, розмножуватись там і фіксувати атмосферний азот.

Показано, що деякі небобові рослини утворюють на коренях бульбочки під впливом різних факторів і в більшості випадків їх поява зв'язана з проникненням в кореневу систему мікроорганізмів-азотфіксаторів [Родынюк И.С., 1982, Шапошников Г.Л., 1995, Boivin-Masson, 2001, Mattsson U. і Sellstedt A., 2002]. Значний інтерес викликає здатність до формування штучного азотфіксуючого симбіозу різноманітними сільськогосподарськими культурами під впливом біогенних і абіогенних факторів нодуляції [Krol M.J., 1997, Надкерничная Е.В., 1989, Ковальская Н.Ю., 2002]. Розповсюдження можливостей симбіотичної азотфіксації на небобові рослини – важливий спосіб підвищення ефективності біологічної фіксації азота.

Більшість робіт, присвячених асоціативній азотфіксації, проведено зі злаковими та овочевими культурами, в той час як взаємодія діазотрофів з багаторічними дерев'янистими рослинами не вивчалася.

Таким чином, вивчення асоціативної взаємодії мікроорганізмів з багаторічними плодовими рослинами та здатності діазотрофів викликати утворення на коренях даних культур азотфіксуючих бульбочок є незаперечно необхідним і актуальним, оскільки розширює наші уявлення про механізми функціонування мікробно-рослинних асоціацій та може бути основою підвищення родючості ґрунтів, продуктивності сільськогосподарських культур, покращення якості продукції і збереження навколишнього середовища від забруднень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відповідності з НТП УААН: "Наукові основи стійких агроекосистем", підпрограмою: "Сільськогосподарська мікробіологія", завданням: "Вивчити взаємодію мікро- та макросимбіонтів при ефективному функціонуванні системи: азотфіксуючі мікроорганізми – рослина" (№ 0101U003749).

Мета і задачі досліджень. Мета роботи – вивчити взаємодію представників роду Azospirillum з рослинами шовковиці у процесі формування ефективних асоціацій; з'ясувати можливість утворення на коренях шовковиці парабульбочок з високою нітрогеназною активністю, а також вивчити вплив інтродукованих мікроорганізмів на продуктивність та якість листя шовковиці.

Відповідно до поставленої мети було сформовано такі завдання:

● вивчити якісний і чисельний склад та нітрогеназну активність азотфіксуючих бактерій кореневої зони шовковиці;

● провести скринінг мікроорганізмів, здатних утворювати ефективні асоціації з рослинами даної культури;

● встановити здатність азоспірил заселяти внутрішні тканини коренів;

● вивчити явище паранодуляції на коренях шовковиці під впливом біогенних та абіогенних факторів нодуляції;

● дослідити вплив азоспірил на продуктивність та якість листя шовковиці;

● розробити на основі ефективного штаму азоспірил препарат для підвищення врожаю та покращення якості листової продукції рослин шовковиці.

Об'єктом досліджень був мікробний ценоз кореневої зони шовковиці, бактерії, виділені з бульбочок "гігантської" шовковиці (Agrobacterium radiobacter 51, A. radiobacter C7, Alcaligenes paradoxus 5, Azospirillum brasilense 53, A. brasilense 54 и A. brasilense 61), шовковиця (Morus alba L.) сортів Українська-5, Українська-6, Українська-7 та гібридні рослини даної культури.

Предметом дослідження була взаємодія азоспірил і рослин шовковиці в процесі формування та функціонування ефективних асоціацій.

Методи досліджень: мікробіологічні – для виділення діазотрофів з мікробних ценозів; фізіолого-біохімічні та культурально-морфологічні – для ідентифікації діазотрофів; генетичного маркування мікроорганізмів, імунологічні та імунохімічні – для ідентифікації ізолятів із внутрішніх тканин шовковиці; газохроматографічний – для визначення азотфіксуючої активності мікроорганізмів і парабульбочок шовковиці; біохімічні – для визначення вмісту в листі мікро- та мікроелементів, органічних речовин, пігментів, вітамінів; вегетаційних та польових дослідів – для визначення ефективності застосування діазотрофів; математично-статистичні – для оцінки вірогідності отриманих результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше вивчено якісний склад і нітрогеназну активність азотфіксуючих бактерій кореневої зони шовковиці.

Вперше розроблена модифікована схема імунізації кролів для отримання штамоспецифічної антисироватки до бактерій A. brasilense 54 з метою ідентифікації ізолятів, виділених із внутрішніх тканин коренів шовковиці. За допомогою генетичного маркування мікроорганізмів, імунологічних та імунохімічних методів доведена здатність азоспірил проникати у внутрішні тканини коренів шовковиці і утворювати стійку асоціацію з рослинами, що ефективно функціонує протягом 16 місяців після інокуляції.

Вперше отримані парабульбочки на коренях стерильних проростків шовковиці та на коренях сіянців, вирощених на нестерильному ґрунті в умовах вегетаційного досліду. Встановлено позитивний вплив 2,4-Д на розвиток кореневої системи шовковиці за одночасної інокуляції азоспірилами проростків та сіянців даної культури.

Вперше показано, що азоспірили здатні підвищувати врожай шовковиці і вміст в листі макро- та мікроелементів, органічних речовин, пігментів і вітамінів.

Розроблено новий біопрепарат ризобразін, діючою основою якого є бактерії A. brasilense 54, а також засоби його застосування на рослинах шовковиці різного віку.

Практичне значення одержаних результатів. Отримано штамоспецифічну антисироватку до бактерій роду Azospirillum, яка дозволяє проводити надійну та швидку ідентифікацію ізолятів, виділених з внутрішніх тканин коренів сільськогосподарських культур.

Для підвищення біометричних показників, продуктивності та якості листя шовковиці рекомендовано біопрепарат різобразін. Розроблені, експериментально перевірені і захищені патентом України способи обробітку рослин шовковиці даним препаратом.

Loading...

 
 

Цікаве