Стимулирующие рост растений ризобактерии в фиторемедиации почв, загрязненных углеводородами

• Автор: Бондаренкова, Анастасия Дмитриевна
• Шифр специальности: 03.00.07, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Фиторемедиация.

1.1.1. Механизмы фиторемедиации.

1.1.2. Роль растения в фиторемедиации почв, зарязненньх неф тяными углеводородами.

1.1.3. Роль микроорганизмов в фиторемедиации

1.1.4. Стимулирующие рост растений ризосферные микроорганизмы в технологии фиторемедиации

1.1.5. Механизмы стимуляции роста растений

1.1.6. Использование микробной инокуляции для повышения

эффективности фиторемсдиации
1.2. Характеристика нефти как загрязнителя окружающей среды
1.2.1 .Тяжелые металлы как компонент нефтяного загрязнения
1.2.2. Токсикология нефтяных углеводородов и тяжелых металлов
ГЛАВ А 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объекты исследования.
2.1.1. Микроорганизмы.
2.1.2. Растения.
2.2. Среды
2.3. Изучение деструктивного потенциала ризосферных
микроорганизмов.
2.3.1. Деградация сырой нефти штаммами рода Агояргит
2.3.2. Деградация фенантрена штаммом ЗпогИгоЬит теой Р1.
2.3.3. Исследование деградации дизельного топлива ризосферными
микроорганизмами
2.4. Исследование микроорганизмов устойчивых к тяжелым металлам
2.5. Исследование стимулирующей рост растения активности
ризосферных микроорганизмов
2.6. Исследование колонизации проростков растений штаммами
микроорганизмов
2.7. Вегетационные опыты
2.7.1. Выращивание растений в кварцевом песке
2.7.2. Выращивание растений в почве с нефтешламом
2.7.3. Анализ растений.
2.7.4. Анализ корневых экссудатов i .
2.7.5. Анализ ризосферных микроорганизмов
2.7.6. Определение содержания фенантрена в песке.
2.7.7. Определение содержания нефтешлама и доступного азота в почве.
2.7.8. Статистика
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
ГЛАВА 3. ДЕСТРУКТИВНЫЙ 1ЮТЕНЦИАЛ РИЗОСФЕРНЫХ
МИКРООРГАНИЗМОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К НЕФТЯНЫМ УГЛЕВОДОРОДАМ.
3.1. Исследование коллекционных ассоциативных ризобактерий
3.1.1. Рост азоспирилл в присутствии нефтяных углеводородов
3.1.2. Количественные показатели деструктивной активности штамма ii i по отношению к нефтяным углеводородам
3.1.3. Влияние органических кислот на деградацию нефтяных
углеводородов штаммом ii i .
3.2. Деградация фенантрена ризосферным штаммом iii
ii Р
3.2.1. Деструктивная активность штамма iii ii Р1 по
отношению к фенантрену.
3.2.2. Рост штамма iii ii Р1 на среде с фенантреном в
присутствии органической кислоты.
3.2.3. Влияние карбоновых кислот на деградацию фенантрена штаммом
iii ii Р
3.3. Выделение и исследование природных ризосферных штаммов
деструкторов
3.3.1. Исследование деградации дизельного топлива выделенными
ризосферными штаммами, устойчивыми к никелю
ГЛАВА 4. СТИМУЛИРУЮЩАЯ РОСТ РАСТЕНИЙ АКТИВНОСТЬ
РИЗОСФЕРНЫХ ШТАММОВДЕСТРУКТОРОВ НЕФТЯНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ.
4.1. Синтез фитогормона ИУК
4.2. Стимуляция развития проростков растений и колонизация корней ризосферными штаммамидеструкторами углеводородов
4.3. Влияние углеводородов на стимулирующую рост растений
активность ризосферных штаммов.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ФИТОРЕМЕДИАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТИМУЛИРУЮЩИХ РОСТ РАСТЕНИЙ РИЗОСФЕРНЫХ ШТАММОВДЕСТРУКТОРОВ В ВЕГЕТАI ДЮННЫХ ОПЫТАХ.
5.1. Использование штамма . i для инокуляции ржи
озимой и райграса пастбищного
5.1.1. Содержание хлорофиллов а и в листьях растений
фиторемедиантов
5.1.2. Прирост биомассы растенийфиторемедиантов.
5.1.3. Содержание минеральных форм азота в почве.
5.1.4. Численность ризосферных микроорганизмов.
5.1.5. Эффективность очистки почвы от нефтешлама.
5.2. Изучение эффективности фиторемедиации с использованием
штамма iii ii Р1.
5.2.1. Использование штамма iii ii Р1 для
бактеризации сорго веничного.
5.2.2. Использование штамма iii ii Р1 для
инокуляция люцерны посевной
5.2.2.1. Влияние штамма ЗтогЫгоЫит теШоН Р1 на рост и развитие
люцерны в песчаном грунте, загрязненном фенантреном
5.2.2.2. Численность штамма ЗтогЫгоЫит теШоН Р1 в ризосфере
люцерны и его влияние на гетеротрофные микроорганизмы
5.2.2.3. Влияние штамма ЗтогЫгоЫит теШоН Р1на деградацию ПЛУ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


При этом микробная деградация углеводородного субстрата зависит от вида и концентрации карбоновой кислоты в среде. Штамм . ИУК в концентрации мкгмл среды. Присутствие сырой нефти не влияет на количество продуцируемого фитогормона. Штамм . Р1 продуцирует ИУК в количестве мкгмл, влияние фенантреиа на этот процесс зависит от его концентрации в среде. У штамма . ИУКпродуцирующая активность отсутствует. Инокуляция штаммами . Р1 стимулирует развитие ржи, райграса и люцерны в условиях углеводородного загрязнения. Штаммы . Для повышения эффективности фиторемедиации целесообразно использовать ассоциацию i райграс пастбищный iii i в случае загрязнения нефтешламом, и ассоциацию i сорго веничнос iii ii Р1 в случае загрязнения ПАУ. Работа выполнена в лаборатории экологической биотехнологии ИБФРМ РАН в рамках планов госбюджетных тем НИР Исследование взаимодействия микроорганизмов и растений с техногенными загрязнителями окружающей среды гос. Роль растительномикробных сообществ и грибов в процессах деградации углеводородов и их производных в окружающей среде гос. Роль растительномикробных сообществ и грибов в процессах трансформации и деградации поллютантов в окружающей среде ГР 7 а также при поддержке фанта в рамках программы Леонарда Ойлера немецкой службы академических обменов ii для студентов и аспирантов российских вузов фанта Президента РФ НШ4 Госконтракта . Федерального агентства по науке и инновациям. Личный вклад автора работы составляет не менее . Все исследования проведены при участии автора. Москва, , 2 Региональная конференция молодых ученых Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой Саратов, , Всероссийская научнопрактическая конференция, посвященная 7й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова Саратов, , Международная Пущинская школа конференция молодых ученых Пущино, , Первый Балтийский симпозиум и школа для аспирантов по агробиотехнологии, сфокусированной па микробнокорневой системе Каунас, Литва, , Всероссийская конференция Молекулярные механизмы взаимодействия микроорганизмов и растений фундаментальные и прикладные аспекты Саратов, , Ii iii ii i i, , Международная конференция но проблеме биодеструкции техногенных загрязнителей окружающей среды Саратов,, Международная конференция молодых ученых Биотехнология будущего СанктПетербург, , Ii i vi i I ii, , Четвертый Московский международный конгресс Биотехнология состояние и перспективы развития Москва, , Пятый Московский международный конгресс Биотехнология состояние и перспективы развития Москва, . Перечень ВАК. Диссертация изложена на 2 с. ГЛАВА 1 . Использование биологических методов очистки окружающей среды является наиболее экологически безопасным подходом, отвечающим требованиям, предъявляемым к современным технологиям устойчивого развития. Накопленный опыт применения таких технологий позволил выявить наряду с очевидными преимуществами и ряд недостатков, к числу которых можно отнести проблему приживаемости и стабильного функционирования в открытой экосистеме штаммовдеструкторов. Коль скоро микроорганизмы являются практически единственной биологической системой, обеспечивающей минерализацию сложных органических соединений, включая и антропогенные загрязнители, основной задачей современных биотехнологий очистки окружающей среды является обеспечение стабильного функционирования микроорганизмовдеструкторов в загрязненных объектах. Наиболее эффективным подходом в решении этой проблемы является использование растений фиторемедиация, т. С обнаружением растенийгипераккумуляторов металлов стала энергично развиваться и применяться новая технология биологической очистки почв фиторемедиация. Использование приемов фиторемедиации позволяет не инактивировать, а эффективно извлекать тяжелые металлы из загрязненной почвы, и поэтому эта технология получила название зеленая революция в экологии Душенков и Раскин, . Показано, что фиторемедиация может одинаково эффективно применяться для очистки почвы, грунтовых и сточных вод как от неорганических тяжелые металлы, радионуклеиды, нитраты, так и от органических нефтяные углеводороды, пестициды поллютантов .