Естественные микробные ассоциации почвы и их взаимодействие с лигнинными веществами сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности

• Автор: Зырянова, Нелли Васильевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Введение

ГЛАВА 1. Микробные сообщества структура, функционирование и

взаимодействие с антропогенными поллютантами.

1 Л.Функционирование почвенных микробных сообществ

1Л Л. Свойства и состав естественных микробных сообществ.

1 Л.2. Анализ современных методов изучения почвенных

микробных сообществ

1 Л.З. Реакция почвенных микробных сообществ на антропогенное

загрязнение

1.2.Лигнинсодержащие отходы целлюлознобумажной

промышленности как антропогенный поллютант

1.2Л. Химический состав сточных вод ЦВП.
1.2.2. Технические лигнины отходы I ЦП.
1.2.3. Влияние сточных вод ЦБП на живые организмы.
ГЗ.Ферменты, участвующие в деградации лигноцеллюлозных
субстратов
1.3.1. Ферменты, разрушающие целлюлозу
1.3.2. Ферменты, разрушающие лигнин.
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований.
2.1. Объекты исследований
2.2. Условия выделения микробных сообществ почвы.
2.3. Питательные среды для выделения микроорганизмов и поддержания их в активном состоянии
2.4. Изучение морфофизиологических свойств штаммов.
2.5. Качественные методы определения активности ферментов бактериальных штаммов
2.6. Условия и способы культивирования почвенных микробных сообществ
2.7. Определение концентрации редуцирующих веществ.
2.8. Определение концентрации белка
2.9. Методы исследования химического состава лигнинсодержащих субстратов до и после воздействия на них микробных сообществ
и отдельных штаммов
2.9.1. Определение содержания фенолов.
2.9.2. Спектральные методы анализа
2.9.2.1. УФспектроскопия.
2.9.2.2. ИКспектроскопия.
2.9.2.3. Спектроскопия ЯМР
2 Методы определения активностей ферментов, участвующих в
разложении лигноцеллюлозных субстратов
Определение активности целлюлазы.
. Определение активности лигнолитических
ферментов.
2 Статистическая обработка полученных результатов.
ГЛАВА 3. Микробные сообщества почв, загрязненных сточными
водами целлюлознобумажной промышленности структура, свойства и взаимодействие с лигнинными веществами
3.1. Байкальские почвенные микробные сообщества
3.2. Влияние сточных вод БЦБК на рост и свойства микробных сообществ
3.3. Развитие микробных сообществ на средах с ячменной лузгой и глюкозой.
3.4. Рост микробных сообществ на средах с лигнинами.
3.4.1. Изменение структуры микробных сообществ
3.4.2. Воздействие микробных сообществ на лигнин.
3.4.2.1. Химический состав лигнинсодержащих субстратов
3.4.2.2. Утилизация растворимой и нерастворимой фракций лигнина микросообществами
3.4.2.3. Количественная спектроскопия ЯМР растворимой фракции взорванного лигнина.
3.4.2.4. Исследование воздействия концентрации лигнина на микробное сообщество СБ.
3.4.2.5. Развитие байкальских почвенных микросообществ на среде с лигнином, обработанным электрическим разрядом.
З.4.2.6. Внеклеточные ферменты микробных сообществ при
росте на средах с лигнинами.
3.5. Воздействие отдельных компонентов микросообщества СБ на
лигнинсодержащие субстраты.
3.5.1. Изменения видового и количественного состава микробного сообщества.
3.5.2. Воздействие компонентов микробного сообщества на фенольные вещества культуральной жидкости.
3.5.3. Воздействие отдельных компонентов микробного сообщества
на растворимые лигнинные вещества.
3.5.4. Активность ферментов компонентов микробного сообщества СБ при культивировании на среде с ЛС1.
3.5.5. Влияние компонентов микросообщества на уровень
кислотности среды
3.6. Взаимодействие компонентов СБ при культивировании
на среде с ЛС
3.7. Обсуждение результатов.
ВЫВОДЫ.
Список литературы


Численность микроорганизмов может достигать нескольких млрд на 1 г почвы Гузев, Левин, , а почвенные микросообщества имеют, как правило, непостоянный состав. Свойства и состав естественных микробных сообществ. Доминирующее положение в почвенных микробных сообществах, как по численности, так и по роли в почвообразовательных процессах, занимают бактерии и микромицеты. Кроме того, почвы богато населены водорослями, дрожжами и простейшими, которые также имеют большое значение в формировании свойств почвы. Разнообразие почвенной микрофлоры зависит как от природы почвы, так и от затрагивающих рост и развитие каждого индивидуального организма факторов, температуры, доступа воздуха, и влажности, количества и состава питательных веществ. Существенную часть бактериальной популяции в возделываемых почвах составляют актиномицеты, наиболее распространенные в почвах с нейтральным и щелочным . В насыщенных водой почвах актиномицеты быстро элиминируются. Большинство почвенных актиномицетов это стрептомицеты. В возделываемых почвах обычно содержится от 0 тыс до 1 млн КОЕ актиномицетов на 1 г и численность их плавно уменьшается с глубиной Головченко, и др. ТОбмтПЧ1ХДОг э плмпм i. Грибной мицелий связывает частицы почвы, формируя из них устойчивые к воде агрегаты и улучшая таким образом структуру почвы. Грибы обычно устойчивы к низкому почвы. Верхние см возделываемых почв содержат от 0 тыс до 1 млн КОЕ грибов на 1 г почвы. В комплекс типичных видов почв различных природноклиматических зон входят многие грибы родов i, , i, i, iii, i, i, , , , i, i, i Кураков, . Численность грибов в значительной мере зависит от типа почвы максимальное количество микромицетов выявляется на нейтральных почвах, богатых органическим веществом и от времени года численность грибов возрастает осенью Головченко, . В неблагоприятных условиях обитания, таких как повышенные соленость и щелочность, исследователями отмечается уменьшение доли грибов в общей массе микробного сообщества . В лесных почвах южной тайги дрожжи обнаруживаются во всех образцах в количествах от десятков до сотен тысяч КОЕ на 1 г почвы, вне зависимости от времени года, при заметном преобладании несовершенных дрожжей базидиального аффинитета роды и . Дрожжи, утилизующие простые водорастворимые соединения, как правило, приурочены к верхним слоям почвы и особенно многочисленны в подстилке Головченко и др. Грибы и бактерии рассматриваются исследователями как взаимодействующие блоки единой почвенной микробной системы. Они доминируют по биомассе и обладают наиболее высокой метаболической активностью среди живых организмов в почве Кураков, . Кураков, Полянская и др. Так, с помощью методов субстратиндуцированного дыхания с использованием антибиотиков и прямых микроскопических наблюдений, было установлено, что биомасса грибов в почвах преобладает над биомассой бактерий и составляет в среднем и соответственно Кураков, . Вероятно, основным преимуществом грибов является мицелиальный характер их роста, что в условиях чрезвычайной гетерогенности почвы позволяет грибам осваивать пространственно разобщенные субстраты Полянская и др. Наибольшая биомасса грибов в почвах достигается в лесных экосистемах, несколько меньше под травянистой растительностью и степными почвами. Вовлечение почв в сельскохозяйственное использование ведет к уменьшению доли грибов в биомассе Кураков, . Видовое богатство грибов увеличивалось при переходе от кислых к нейтральным и богатым органическим веществом почвам Головченко и др. Таким образом, почвенное микробное сообщество представляет собой систему дифференцированных по экологическим нишам и частично конкурирующих друг с другом видов. Обычно выделяют три градации обилия штаммов микроорганизмов доминирующие виды более всех микробных клеток, типичные виды 5 и редко встречающиеся виды менее 5. Списочный состав может быть очень сходен даже в разных природных зонах, но характер доминирования соотношение доминантных, типичных, редких и случайных видов в них обычно сильно отличается Гузев, Левин, . В обычных условиях обитания микробные сообщества подвержены сезонным изменениям Бтк е1 а1.