Создание биопрепаратов на основе штаммов-деструкторов пестицидов прометрина и паратион-метила и испытание технологии ремедиации загрязненных почв

• Автор: Третьякова, Светлана Эдуардовна
• Шифр специальности: 03.01.06, 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общая характеристика пестицидов

1.1.1. Классификация пестицидов и их характеристика

1.1.2. Характеристика модельных пестицидов

1.2. Основные механизмы очищения почвы от пестицидов

1.2.1. Самоочищение почв

1.2.2. Основные направления принудительной ремедиации почв, загрязненных пестицидами
1.3. Влияние свойств почвы и внешних природных факторов на процессы деструкции пестицидов
1.4. Биоремедиация
1.4.1. Фиторемедиация
1.4.2. Микробиологическая деструкция
1.5. Методы и способы активации почвенных микроорганизмов
1.6. Иммобилизация микроорганизмов-деструкторов
1.7. Биопрепараты: составы и способы применения
1.8. Методы промышленной биотехнологии для получения биомассы микроорганизмов
1.8.1. Режимы культивирования микроорганизмов в ферментерах
1.8.2. Системы обеспечения условий культивирования в ферментерах
1.9. Индикация штаммов-деструкторов на фоне автохтонной микробиоты почв
1.9.1. Анализ общего микробиоценоза загрязненной почвы
1.9.2. Индикация интродуцированного штамма-деструктора
1.10. Оценка токсичности методами биотестирования

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследования
2Л. 1. Бактериальные штаммы
2.1.2. Тест-объекты
2.1.3. Почва
2.2. Субстраты, носители и среды
2.2.1. Субстраты
2.2.2. Микрокапсулы как носитель микроорганизмов
2.2.3. Жидкие и плотные среды, их состав и приготовление
2.3. Общепринятые методы исследования
2.3.1. Определение титра колониеобразующих единиц микроорганизмов
2.3.2. Определение качественного и количественного состава аборигенной микробиоты
2.3.3. Микроскопия
2.3.4. Идентификация выделенных штаммов
2.3.5. Определение концентрации бактериальных клеток в культуральной жидкости по оптической плотности
2.3.6. Определение концентрации пестицидов
2.3.7. Определение почвенно-гидрологических констант модельной почвы
2.3.8. Определение токсичности почвенной вытяжки с использованием тест-объектов Daphnia magna Straus и Chlorella vulgaris Beijer
2.4. Методика выделения эффективных штаммов-деструкторов на прометрин
и паратион-метил
2.4.1. Подбор способа внесения пестицидов в экспериментальные среды
2.4.2. Выделение и селекционирование микроорганизмов-деструкторов
2.4.3. Выявление у микроорганизмов дегидрогеназной активности
2.4.4. Отбор наиболее эффективных штаммов-деструкторов
2.5. Подготовка почвенных систем для лабораторных исследований
2.6. Исследование процессов саморазрушения пестицидов и деструктивной активности аборигенной микрофлоры в почве
2.7. Изучение деструктивных свойств модельных штаммов в зависимости от применяемых агротехнических приемов в лабораторных условиях
2.8. Способ индикации интродуцированного штамма-деструктора в составе общей микробиоты экспериментальной почвы
2.9. Изучение внешнего вида и сорбционных свойств микрокапсул
2.10. Выращивание биомассы деструктора в ферментере
2.11. Способ инокулирования микрокапсул клетками штамма-деструктора
2.12. Подготовка экспериментальных участков почвы для проведения полевых исследований
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Получение эффективных штаммов-биодеструкторов на прометрин и паратион-метил
3.1.1. Выбор способа внесения пестицидов в экспериментальные среды
3.1.2. Выделение и выбор деструкторов по дегидрогеназной активности
3.1.3. Выбор наиболее эффективных пестицид-деструкторов
3.2. Характеристика чистой модельной почвы с экспериментального участка
3.2.1. Почвенно-гидрологические константы
3.2.2. Состав аборигенной микробиоты почвы экспериментального участка
3.3. Исследование процессов биодеструкции в лабораторных почвенных системах
3.3.1. Определение скорости саморазрушения пестицидов в стерильной почве
3.3.2. Деструктивные свойства модельных штаммов в почве на фоне агротехнических приемов в лабораторных условиях
3.4. Индикация интродуцированного штамма-деструктора Р. ргМс1а П2 в составе общей микробиоты экспериментальной почвы
3.5. Создание биопрепаратов на основе штамма Р. риНс1а П2
3.5.1. Изучение сорбционных свойств микрокапсул в водной среде (жидкофазная сорбция)

Органические полимерные носители природного происхождения в зависимости от химического строения основного вещества подразделяются на группы:
- белковые: структурные протеины, например кератин, коллаген и продукт его переработки - желатина, фиброин;
- полисахаридные: целлюлоза, декстран, агароза, губчатый крахмал -крахмал, модифицированный сшивающими г-агентами (формальдегидом, глиоксалем, глютаровым альдегидом) [136];
- аминосахаридные, например, хитин.
Синтетические органические полимерные носители достаточно разнообразны и доступны. К ним относятся полиуретановые и полиамидные полимеры, производные стирола и акриловой кислоты, полимочевина и другие. Кроме того, при их производстве можно придать им любую форму (трубочки, гранулы, волокна), а в случае пористых материалов есть возможность регулировать величину пор.
Неорганические носители также по происхождению могут быть искусственными или природными. Наиболее часто применяются такие материалы как стекло, глина, керамика, графитовая сажа, угли, вермикулит, силикагель, оксиды металлов [152].
Способы иммобилизации клеток
Существуют различные способы иммобилизации микробиологических клеток. Этот процесс может происходить как естественным путем, так и в результате применения физико-химических воздействий на систему «носитель+клетка». При естественном процессе культура заселяет всю предоставленную поверхность, увеличивая многократно свою массу. Методы, основанные на принудительной (индуцированной) иммобилизации бактериальных клеток на носителе, позволило управлять этими процессами для решения конкретных биотехнологических задач.