Закономерности автоселекции популяций микроорганизмов при длительном непрерывном культивировании

• Автор: Логинов, Иван Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПОПУЛЯЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЯЕМОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РЕКОМБИНАНТНЫХ ШТАММОВ

МИКРООР1АНИЗМОВ

1.1. Общие закономерности роста и развития популяций

микроорганизмов при управляемом культивировании

1.2. Нестабильность генноинженерных штаммов

микроорганизмов, содержащих рекомбинантные плазмиды,

при длительном непрерывном культивировании

1.3. Особенности развития открытых биологических систем Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАИЯ

2.1. Используемые культуры микроорганизмов

2.2. Методы культивирования
2.3. Питательные среды и их приготовление
2.4. Анализы
2.5. Математическая обработка экспериментальных данных
Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ АВТОСЕЛЕК1 ИИ МИКРОБНЫХ IЮПУЛЯЦИЙ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ
3.1 Использование непрерывного культивирования для селекции
микробных штаммовдеструкторов токсичных поллютантов
3.2 Математическая модель автоселекции генноинженерных
штаммов микроорганизмов при непрерывном культивировании
3.3. Экспериментальное исследование автоселекции
плазмпдеодержащего штамма бактерий Е.соИ К
МО при непрерывном культивировании в рНсгате
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 4 СИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ


Основываясь на результатах работы можно оценить устойчивость ожидаемых стационарных состояний в непрерывной культуре микроорганизмов при различных ограничениях их роста, наиболее вероятное их направление и скорости автоселекции бесплазмидных вариантов при длительном культивировании микроорганизмов. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы докладывались на Международном Байкальском Микробиологическом Симпозиуме 1ВБМ Микроорганизмы в экосистемах озер, рек, водохранилищ Иркутск, , на Международном симпозиуме СРАЯ Франция, Париж, на III Съезде биофизиков России Воронеж, , на конференции молодых ученых Института биофизики СО РАН Красноярск , на объединенном семинаре лаб. Экологической биофизики, лаб. Экологической биотехнологии и лаб. УБГ, на семинарах лаборатории УБГ. ПУБЛИКАЦИИ. Список публикаций включает три статьи в журналах Доклады РАН, Вестник КГУ, серия физика, три статьи в грудах международных конференций и тезисы на конференциях и биофизическом съезде РАН Воронеж, . Микробные популяции имеют неоспоримые преимущества как объект биофизических исследований. Это, прежде всего, многочисленность микробных популяций, позволяет использовать для математического анализа их развития хорошо разработанный аппарат теории дифференциальных уравнений. Вовторых, уникальная способность к быстрому размножению, а следовательно, очень малые длительности поколений. За сутки двое можно получить до 0 последовательных поколений в интенсивной микробной культуре. И, наконец, преимущества микробных популяций как идеального объекта для популяционного анализа могут быть реализованы в процессах длительного непрерывного культивирования. Основным показателем биологической популяции является ее плотность, размер или численность популяции Мопос Например, микробные популяции часто характеризуются числом клеток в единице объема клетокмл либо оптической плотностью, измеренной на определенной длине волны 0. СЮ на 0 нм. Вторым и возможно наиболее важным показателем является скорость роста биологической популяции Мопос1, . В условиях, благоприятных для развития популяции микроорганизмов, се численность находится в постоянной динамике, которая складывается из прироста, отмирания, мутаций, поедания хищниками и т. Л 0схрИ, 1. Хо численность популяции к моменту времени . Аналогичным способом можно также описать элиминацию особей клеток популяции в результате их гибели. , i, . Рассмотрим основные примеры такого описания, используемые при моделировании динамики численности микроорганизмов при управляемом культивировании ечуркин и др. Периодическое культивирование. образный характер роста численности плотности популяции присущ как популяциям микроорганизмов, гак и микробным популяциям при заселении новой среды обитания. Это означает, что вначале популяция растет медленно скорость прироста биомассы мала, затем скорость прироста возрастает и в конце периода роста опять падает до нуля, так как вступают в силу различного рода ограничивающие рост факторы среды истощение запасов энергетического субстрата, накопление в среде обитания ингибирующих рост метаболитов п т. Весь цикл периодической культуры можно подразделить на ряд последовательных фаз. Основные из них лагфаза или латентная фаза ускорения роста логарифмическая или экспоненциальная замедления роста, или фаза отрицательного ускорения стационарная фаза и фаза отмирания культуры. Лагфаза имеет место после попадания клеток в новую среду обитания лабораторная питательная среда, организм животного, поверхность растения, участок водоема и др. В течение периода лагфазы начальная численность популяции не возрастает. Наоборот, в целом ряде случаев она уменьшается, тогда и наблюдается полная гибель всех исходных особей, а следовательно, и отсутствие роста. Особенно важно это для паразитирующих форм, когда минимальная критическая концентрация заражающего начала инокулят может играть ведущую роль. В фазе ускорения роста начинается размножение клеток. Обычно это кратковременный период, в течение которого удельная скорость роста популяции увеличивается от нулевой до некоторой максимальной.