Научные основы биотестирования с использованием инфузорий

• Автор: Виноходов, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 353 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 История развития биотестирования как метода научного иссле

дования

1.2 Методология биотестирования

1.3 Инфузории, как тестобъекты в биотестировании

1.3.1 Морфология и физиология инфузорий

1.3.2 Применение инфузорий в биотестировании

1.3.3 Особенности инфузорий как элементов тестсистемы

1.3.4 Культивирование инфузорий

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Аппаратура, материалы, реактивы
2.2 Измерения
2.3 Культуры и штаммы микроорганизмов
2.4 Питательные среды
2.5 Определение констант роста культуры i ii
2.6 Определение констант роста культуры iii
2.7 Культивирование смешанной культуры iii и i ii в периодическом режиме
2.8 Определение способности инфузорий к выживанию в изолиро ванной системе
2.9 Определение чувствительности инфузорий к химическим веще ствам
2.9.1 Исследование тестреакции гибели клеток
2.9.2 Исследование тестреакции хемотаксиса
2. Исследование токсичности кормов
2. Исследование сыворотки крови кур
2. Производственные испытания препарата Культура 2 iii сухая для экологотоксикологических исследований
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Культуры и штаммы микроорганизмов
3.2 Аппаратное культивирование iii и математическое 0 моделирование этого процесса
3.3 Способность инфузорий к выживанию в изолированной системе
3.4 Чувствительность инфузорий к химическим веществам
3.4.1 Сравнение чувствительности инфузорий iii, 7 i , ii и i i к токсичным веществам
3.4.2 Исследование чувствительности инфузории 8 iii к токсичным веществам на разных стадиях развития
3.4.3 Исследование чувствительности iii к токсич 1 ным веществам на постцистной стадии жизненного цикла
3.4.4 Изучение комбинированного влияния токсичных веществ 7 на iii на постцистной стадии развития
3.4.5 Изучение влияния органических растворителей и поверх 7 ностноактивных веществ на iii на постцистной стадии развития
3.4.6 Изучение комбинированного влияния токсичных веществ
в сочетании с органическими растворителями и поверхностноактивными веществами на тестреакцию гибели iii и на тестреакцию хемотаксиса i 3.5 Практическое использование препарата
3.5.1 Тестирование общей токсичности кормов
3.5.2 Исследование токсических свойств сыворотки крови птиц
4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Биотестирование как метод токсикологического анализа
4.1.1 Тестсистема инструмент биотестирования
4.1.2 Тестреакция и тесткритерий
4.1.3 Воздействие исследуемого образца
4.1.4 Реакция тсстсистем на комбинированное воздействие ток 5 сичных веществ
4.1.5 Шумовые факторы, воздействующие на тестсистему
4.1.6 Регулирование чувствительности тестсистемы
4.2 Практическая реализация научных основ биотестирования с ис 5 пользованием инфузорий
4.2.1 Разработка биологического теста
4.2.2 Культивирование iii
4.2.3 Способность инфузорий к выживанию в изолированной сре 1 де
4.2.4 Исследование объектов внешней среды сельскохозяйствен 3 ных птиц в промышленном птицеводстве
4.2.5 Исследование внутренних сред птиц в промышленном пти 5 цеводстве
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В этом случае инфузории питаются растворенными в среде питательными веществами или взвесью пищевых частиц. В процессе фагоцитоза поглощаются как пищевые, так и непищевые частицы. Инфузории не способны их различать 6. Адоральные околоротовые реснички создают ток воды, который направляет пищу к цитостому клеточному рту. В цитостоме находится зона, свободная от элементов кортикальной организации. При поступлении пищи в эту зону плазматическая мембрана впячивается внутрь клетки и замыкается вокруг скопления пищи, образуя пищеварительную вакуоль, которая отшнуровывается от внешней мембраны и поступает в эндоплазму. После отшнуровки в пищеварительной вакуоли начинается процесс биодеструкции, в ней резко снижается и внутрь поступают пищеварительные ферменты. В этой среде начинается пищеварение. Через некоторое время среды в вакуоли повышается и пищеварение продолжается в слабо щелочной среде. Двигаясь в эндоплазме по четко определенному пути, пищеварительная вакуоль выделяет переваренные питательные вещества в эндоплазму. Там происходит слияние мембраны дефекационной вакуоли и цитоплазматической мембраны, в результате чего непереваренные остатки пищи и непищевые частицы выбрасываются в окружающую среду. Площадь цитоплазматической мембраны в области цитостома и цитопига поддерживается путем постоянного транспорта мелких везикул, которые, отшнуровываясь от цитоплазматической мембраны в области цитопига, после некоторой трансформации поступают к цитосто. В клетки пресноводных инфузорий из окружающей среды постоянно поступает вода. Происходит это вследствие того, что их цитоплазма гиперосмотична по отношению к окружающей среде . Для поддержания постоянного объема клетка нуждается в непрерывном выведении излишней воды. Осмотическая регуляция клетки осуществляется за счет одного или нескольких комплексов сократительной вакуоли. Вода из цитоплазмы поступает в собирательные каналы, а из них в сократительную вакуоль, которая, наполняясь, периодически сжимается и выбрасывает содержимое через специальную экскреторную пору. Кроме вышеперечисленных органелл, клетка инфузории имеет и другие, присущие эукариотам органеллы эндоплазматический регикулум, аппарат Гольджи и т. При разработке технологии выращивания культуры инфузорий приходится уделять много внимания особенностям их размножения. Большинство инфузорий размножается поперечным делением. После периода активного питания в клетке происходит митотическое деление микронуклеуса и амитотическое, т. Происходит также и удвоение других органелл и образование второго цитостома. После этого клетка перешнуровывается пополам и через некоторое время дочерние инфузории расходятся. Агамное размножение одной клетки приводит к образованию клона, в пределах которого относящиеся к нему особи имеют идентичный генотип, если не принимать во внимание относительно редкие мутации. Таким образом, можно считать, что популяция инфузорий, полученная из одной клетки в результате агамного размножения, изогенна 5. Время от времени у большинства видов инфузорий можно наблюдать половой процесс конъюгацию. Две клетки сближаются, локально сливаются друг с другом и обмениваются генетическим материалом. Происходит это так макронуклеусы обеих клеток разрушаются, а микронуклеусы проходят несколько делений, затем часть из образовавшихся ядер разрушается и в каждой клетке остается по два гаплоидных ядра. Одно из них стационарное остается в своей клетке, а другое мигрирующее переходит в клетку партнера. После этого в каждой клетке стационарное ядро сливается с ядромпришельцем, образуя диплоидный синкарион, и клетки расходятся. Далее, в результате довольно сложного процесса, из синкариона воссоздаются нормальные микро и макронуклеус 9. Следует отметить, что не все инфузории, относящиеся к одному виду, способны конъюгировать между собой. Для этого они должны принадлежать к комплементарным типам спаривания. Число типов спаривания у различных видов инфузорий различно и может достигать нескольких десятков. Система спаривания может быть биполярной и мульгиполярной.