Скрининг и изучение новых экстремофильных микроорганизмов, устойчивых к повышенным концентрациям солей натрия с биоцидными свойствами

• Автор: Гильванова, Елена Альбертовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 122 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Определение биологических границ жизни

1.2. Группа микроорганизмов, устойчивых к экстремальным отклонениям физических параметров окружающей среды
1.3. Группа микроорганизмов, устойчивых к экстремальным отклонениям химических параметров окружающей среды

1.4. О влиянии некоторых анионов на микробный рост

1.5. Биотехнологический потенциал экстремофильных микроорганизмов

1.6. Заключение

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Объекты исследований
2.2. Материалы и реагенты
2.3. Микробиологические методы
2.3.1. Питательные среды
2.3.2. Селективные среды для скрининга на основе токсичных солей натрия
2.3 3. Условия культивирования и инокуляции
2.3.4. Почвенные образцы, отбор и их хранение
2.3.5. Приготовление и хранение интегральных почвенных
образцов
2.3.6. Учет численности микроорганизмов, определение сублетальных ингибирующих концентраций Ь5о и Ь
2.4. Методы микроскопических исследований
2.5. Методы таксономических исследований
2.5.1. Фенотипический анализ
2.5.2. Филогенетический анализ
2.6. Молекулярнобиологические методы исследований
2.6.1. Амплификация гена рибосомальной РНК с помощью ПЦР
2.6.2. Секвенирование последовательностей гена 8 рРНК
2.7. Методы биохимических исследований
2.7.1. Определение оптической плотности биомассы
2.7.2. Определение скорости денитрификации нитри густойчивых бактерий
2.8. Физикохимические методы исследований
2.8.1. Определение концентрации ионов натрия в растворах
2.8.2. Определение газообразных продуктов реакции денитрификации
2.9. Математическая и статистическая обработка результатов экспериментов
ГЛАВА 3. СРАВНЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ НАТРИЕВЫХ СОЛЕЙ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ
3.1. Разработка метода сравнительной оценки токсичности различных натриевых солей
3.2 Количественная оценка токсичности натриевых солей. Ряд токсичности натриевых солей
ГЛАВА 4. УСТОЙЧИВОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ К ВЫСОКИМ КОНЦЕНТРАЦИЯМ НИТРИТА НАТРИЯ
4.1. Оценка токсичности нитрита натрия
4.2. Скрининг нитриттолерантных бактерий
4.3. Фенотипическое описание нитриттолерантных бактерий
4.4. Филогенетическое положение нитритустойчивых бактерий
4.5. Денитрифицирующая активность нитриттолерантных культур ГЛАВА 5. ОБНАРУЖЕНИЕ ДРУГИХ ТИПОВ БАКТЕРИАЛЬНОЙ АНИОИРЕЗИСТЕНТНОСТИ
5.1. Токсичность азида, бензоата, селенита и фторида натрия при разных значениях
5.2. Выделение и фенотипические характеристики бензоат и азидустойчивых бактерий
5.3. Филогенетическая позиция бензоат и азидтолерантных бактерий ГЛАВА 6. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ НИТРИТТОЛЕРАТНЫХ БАКТЕРИЙ
6.1. Денитрификация стока, содержащего 2 ЫаЫОз с использованием Наотопая ер.
6.2. Анаэробная микробиологическая очистка воды от органических соединений с использованием азотной кислоты в качестве окислителя
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Исследовать в сравнимых условиях их токсичность и построить ряд активности по Ь. Выделить из природных мест обитания, а также из техногенных ниш бактерии, устойчивые к высоким концентрациям токсичных солей и предположительно относящиеся к анионтолерантным разновидностям экстремофилов. Получить чистые культуры ряда выделенных штаммов и определить последовательность генов кодирующих их 5 рРНК. Провести филогенетический и морфологобиохимический анализ выделенных штаммов и сделать вывод о наличии филогенетического родства или отсутствия такового в выборках толерантных анионтолерантных культур, выделенных из географически удаленных мест обитания. Научная новизна. Впервые установлен ряд микробной токсичности натриевых солей. В группе алкалофильных бактерий обнаружены широкие вариации устойчивости бактерий по отношению к бензоату, нитриту, азиду, селениту, фториду, а также некоторым другим токсичным солям натрия. Выделены культуры, проявляющие толерантность к нитрита, 2 азида и бензоата натрия. На1отопаь. Определены полные последовательности 8 рРНК у 7 культур, для 2 культур фрагменты данного гена. Показано филогенетическое сродство некоторых нитрит и бензоаттолерантных изолятов, нитрит и азидустойчивых культур. Для обозначения предположительно новой группы экстремофильных микроорганизмов введен термин аиионтолеран гныс культуры. Практическое значение. Разработан метод количественной оценки токсичности новых соединений с использованием в качестве тестобъекта интегральных микробных ассоциаций почвы. Создана коллекция штаммов, включающая нитрит, азид и бензоат и некоторые др. Полные последовательности генов 8 рРНК 7 культур депонированы в банке данных ЕМВЬ. Разработана схема аноксического бескислородного окисления органических субстратов с применением азотной кислоты в качестве акцептора электронов. Показан высокий денитрифицирующий потенциал некоторых штаммов рода На1отопаз в процессах удаления связанного азота в форме солевых смесей содержащих анионы ЫОз и , из растворов, имеющих высокую ионную силу, являющихся характерными отходами процессах обогащения некоторых тяжелых металлов и очистке газовых выбросов от Жх Гильванова и Усанов, , . Апробация работы. Основные результаты исследования были представлены на следующих конференциях Конференция, посвященная 0летию со дня рождения академика И. П. Павлова, Уфа, III Съезд Докучаевского общества почвоведов Суздаль, , Международная конференция Биотехнология на рубеже двух тысячелетий Саранск, . Публикации. По материалам диссертации опубликовано работ. Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, изложения результатов, выводов, приложений и списка цитируемой литературы, содержащего 1 ссылок. Работа изложена на 7 страницах машинописного текста, содержит рисунков и 8 таблиц. ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1. Давно известно, что микроорганизмы могут существовать в самых суровых условиях в горячих источниках, которые, к тому же, нередко отличаются повышенной кислотностью, в соленых озерах и солеварнях бассейнах, из которых получают соль, выпаривая морскую воду, в так называемых содовых озерах, в источниках с повышенной кислотностью техногенного происхождения, например, в рудничных стоках, которые могут содержать также токсичные тяжелые металлы в высоких концентрациях, на сухих поверхностях скал, в пустынях и в морских глубинах, где давление достигает атм. В прошлом, такие представители микробного мира изучались, либо как биологические курьезы, либо как агенты, вызывающие порчу пищевых продуктов. Интерес, возросший к ним за последние два десятилетия к этим микроорганизмам кажется сейчас вполне оправданным, как с практической точки зрения . Ii . Микроорганизмы, составляющие своеобразную прослойку между живым и неживым названы экстремальными микроорганизмами. Несмотря на очевидную условность приведенного выше определения, последнее вошло в употребление, и в настоящее время широко используется в научной литературе. Ответ на вопрос, что же образует экстремальные условия, скорее зависит от того, что считается нормой.