Выделение новых штаммов цианобактерий и их консорциумы с микроводорослями
Анализ, идентификация цианобактерий, выделенных из рисовых чеков Карауктибинского опорного пункта Казахского Научно-исследовательского института рисоводства. Создание на их основе консорциумов для получения эффективных биопрепаратов в агробиотехнологии.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.01.2018 |
Размер файла | 848,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выделение новых штаммов цианобактерий и их консорциумы с микроводорослями
Объект исследований для данной работы послужили пробы, отобранные на рисовых полях Карауктибинского опорного пункта Казахского НИИ рисоводства им. Ибрая Жахаева Кызылор-динской области, а также водные пробы из Ис-сыкского озера и с горячего источника Тургень Енбекшиказахкого района Алматинской области.
А также использовали штаммы Chlorella vulgaris Z-1, Ankistrodesmus falcatus взятые из коллекции лаборатории фототрофных микроорганизмов кафедры биотехнологии Казахского Национального Университета им. Аль-Фараби.
Полевые наблюдения и сбор материала производили с марта по июнь 2012 г.
На одном и том же участке производился отборов проб с различной глубины. Отобранные пробы были доставлены в лабораторию с соблюдением всех требований к перевозке отобранного материала.
Определение видового состава микроводорослей в пробах из различных водных экосистем проводили по методике Сиренко с использованием определителей для сине-зеленных водорослей [5, 6, 7, 8].
Для выделения альгологически чистой культуры из накопительной использовали обычные микробиологические методы - разделения, пересевов. Для оценки активности водорослей использовались альгологически и бактериологически чистые формы [9, 10].
Для проверки на чистоту, культуры пересевались на стерильный 0,25% мясной бульон. По помутнению бульона определяли чистоту культуры.
Определение оптической плотности и динамику роста на разных синтетических средах проводилось в течении 7 суток на спектрофотометре PD-303 (Япония). Микрофотосъемка производилась на цифровой фотоаппарат CANON PowerShot A 800 Silver.
В ходе проведенных исследований были выделены 4 бактериологически чистые культуры цианобактерий, которые идентифицированы как представители родов Anabaena sp^-1, Spirulina sp.K-1, Oscillatoria sp.K-1 и Nostoc sp.K-1.
1. Nostoc sp.K-1
Относится к группе цианобактерий, класс Hormogeneae, порядок Nostocales, род Nostoc. Трихомы одиночные, прямые, состоят из шарообразных клеток, среди которых встречаются гетероцисты и реже акинеты. Для культивирования используется среда Громова. Хорошо растут при температуре 250-300С. (1-рисунок, а).
цианобактерия рисоводство агробиотехнология
2. Spirulina sp.K-1
По систематическому положению относятся к цианобактериям, класс Hormogeneae, род Spi-rulina. нитчатые. Клетки образуют правильные спирали. Трихомерысветлые, сине-зеленые, их диаметр 1-2 мкм, расстояние между спиралями 2,7-5 мкм. В основном, растут, образуя скопления на стенках посуды. Хорошо растут при температуре 250-300С в среде Заррука на свету (1-ри-сунок, в).
3. Oscillatoria sp. K-1
Трихомы синевато-зеленого цвета, прямые, у поперечных перегородок не перешнурованные, к концам не утонченные, длина больше ширины. Выделены на питательной среде Громова. Для культивирования используется среда Громова. Оптимальный рост происходит при температуре 250-280С (2-рисунок, а).
4. Anabaena sp. K-1
Относится к группе цианобактерий, класс Hormogeneae, порядок Nostocales, род Anabaena. Трихомы одиночные, очень часто в клубках, состоят из шарообразных клеток, среди которых встречаются гетероцисты и реже акинеты. Трихомы своим строением очень напоминают трихомы ностока. Большей частью они спирально или кольцеобразно свернуты, реже прямые. Для культивирования используется среда Громова. Оптимальный рост происходит при температуре 250-300С (2-рисунок, в).
Влияние азота на рост выделенных штаммов цианобактерий
В дальнейшем, с целью проведение скрининга полученных бактериологически чистых культур цианобактерий по способности азотфикса-ции, все выделенные культуры цианобактерий выращивали на среде Громова без добавления источника азота. Для этого изучалось влияние данного элемента на их динамику роста.
Результаты опыта показали, что из всех выделенных цианобактерий (Spirulina sp.K-1, Anabaena sp.K-1, Oscillatoria sp.K-1) наибольшей активностью роста клеток обладает культура Anabaena sp.K-1 (3-рисунок). Рост клеток культур Spirulina sp. K-1, Oscillatoria sp. K-1 в среде без азота был на много ниже в сравнение с ростом культуры Anabaena sp.K-1.
Экспериментальные данные свидетельствуют о высокой продуктивности культуры Anabaena sp.K-1 на питательной среде, без добавления азота. При сравнении роста культур Spirulina sp. K-1 и Oscillatoria sp.K-1 на двух средах показано, что на среде с отсутствием азота наблюдается наименьший прирост биомассы. Полученные результаты позволяют предполагать, о том, что культура Anabaena sp.K-1 получает азот путем его связывания из атмосферы. Штамм Anabaena sp.K-1 характеризуется высокой скоростью роста в безазотистой среде, что коррелирует с большой частотой образования гетероцист и высокой активностью нитрогеназы.
Известно что, цианобактерии - одни из немногих живых существ, способных фиксировать атмосферный азот, переводя его в доступную для всего живого форму.
Использование в агробиотехнологии азото-фиксирующих цианобактерий может решить проблемы структуризации, плодородия почв, соответственно, увеличить урожайность сельскохозяйственных растений.
Влияние рН среды на рост клеток циано-бактерии Anabaena sp.K-1
Цианобактерии подвергаются воздействию целого ряда экологических факторов, важнейшими из которых являются температура, pH и реакция среды.
Для достижения высоких результатов при культивировании цианобактерий показатель рН среды должен быть оптимальным для их роста. При приготовлении питательных сред необходимо вести контроль за концентрацией ионов водорода. Кислотность воды является лимитирующим фактором. Устойчивость разных таксонов к изменениям кислотности различна. Для многих цианобактерий характерна нейтральная либо слабощелочная среда, оптимальный показатель рН среды составляет 7,0 -7,6. Кислотность среды влияет на устойчивость компонентов питательной среды, на их доступность для живых организмов, в особенности на усвояемость факторов роста, витаминов.
Изучено влияние реакции среды в диапазоне от 2 до 10 с интервалом 2 на клетки цианобак-терии Anabaena sp. К-1. Культуру цианобактерии выращивали на жидкой питательной среде Громова. Необходимые для эксперимента значения рН получали с использованием концентрированной щелочи (КОН) или кислоты (НС1). При определении использовали рН метр. Градиент рН в незабуференной среде задавали в начале опыта и далее не корректировали.
Результаты испытаний роста штамма циано-бактерии на питательных средах с разными значениями рН показали, что оптимальное значение рН для исследованной культуры составляет в пределах 6-8 (4-рисунок).
При значении рН среды 2 наблюдалось полное разрушение клеточного содержимого. Сдвиг рН среды в сторону подщелачивания от 2 до 4 и от 8 до 10 вызывали изменение формы у 5060% клеток с эллипсоидной на круглую, повреждения клеточных стенок, а также происходило обесцвечивание цитоплазмы. В диапазоне рН от 6 до 8 клетки сохраняли морфологический статус (5-рисунок).
Таким образом, область значений рН от 6 до 8 была наиболее оптимальной для роста клеток
Anabaena sp. К-1, при изменении рН среды в сторону кислой среды наблюдалось изменение морфологии клеток. А при рН свыше 8 число неподвижных, разрушенных клеток резко возрастало.
Создание консорциума цианобактерий и микроводорослей, определение их динамики роста
Для создания консорциумов выбрана азот-фиксирующия цианобактерия с наибольшей азотфиксирующей активностью Anabaena sp. К-1. И взяты три культуры микроводорослей Nos-toc calsicola, Ankistrodesmus falcatus и Chlorella vulgaris из коллекции лаборатории фототрофных микроорганизмов кафедры биотехнологии
Казахского Национального Университета им. Аль-Фараби.
Вначале исследовали динамику роста всех четырех культур в течении 7 суток.
Из таблицы видно, что максимальный прирост биомассы на седьмые сутки культивирования наблюдался у культуры микроводорослей Chlo-rella vulgaris. Чуть меньше Nostoc calsicola и Anabaena sp. Были созданы четыре ассоциации Nostoc calsicola - Ankistrodesmus falcatus и Nostoc calsicola - Chlorell vulgaris; Anabaena - Ankistrodesmus falcatus и Anabaena - Chlore-lla vulgaris. Консорциумы цианобактерий и микроводорослей выращивались в течении 7 суток.
Из рисунка 6 видно, что Ankistrodesmus falca-tus сильно подавляет рост цианобактерий. Хороший рост показали два консорциума^^^ cal-sicola - Chlorella vulgaris и Anabaena - Chlorella vulgaris.
Особая ценность этих консорциумов в том, что штаммы Anabaena sp. К-1 и Nostoc calsicola защелачивают среду до рН 8, а под действием микроводоросли Chlorella vulgaris рН менялась в сторону нейтральной, при культивировании консорциума Nostoc calsicola - Chlorella vulgaris через 3 суток, а консорциума Anabaena sp. К-1 - Chlorella vulgaris через 4 суток.
Было проведено микроскопическое исследование искуственного консорциума на основе цианобактерий и зеленых водорослей их морфологии (7-рисунок). Показана возможность консорциумов при совместном культивировании исследуемых штаммов.
Таким образом, созданы два новых консорциума цианобактерий и микроводорослей (Anabaena sp. - Chlorella vulgaris и Nos-toc calsicola с - Chlorella vulgaris), которые могут быть предложены для использования в агробиотехнологии для обогащения почв связанным азотом, а также для регуляции рН среды (нейтрализации).
Литература
1. Панкратова Е.М., Калинин А.А. Цианобактерии как возможные организмы для создания бактериальных препаратов // Роль научн. исслед. в развитии сельского хозяйства. производства Кировской области. Киров, 1991. - С. 25-33.
2. Калинин А.А. Цианобактерии как возможные компоненты дизатрофных микробных ассоциаций и их влияние на растения: Автореферат.дисс. канд. биол. наук. М., 1995. - 23 с.
3. Ковина А.Л. Микробные агроконсорциумы на основе цианобактерий: Автореферат.дисс. канд. биол. наук М., 2001. - 23 с.
4. Панкратова Е.М., Зяблых Р.Ю., Калинин А.А., Ковина АЛ., Трефилова Л.В. Конструирование микробных культур на основе синезеленой водоросли Nostocpa1udosumKiitz.il Альгология, 2004. Т.14 №4.-С. 445-458.
5. Сиренко Л.А., Сакевич А.И., Осипов Л.Ф., Лукина Л.Ф. и др. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. - Киев: Наука думка, 1975. -247 с.
6. Эргашев А.Э. Определитель протококковых водорослей Средней Азии. - Ташкент: Фан, 1979. - Ч.І. - 343 с.
7. Эргашев А.Э. Определитель протококковых водорослей Средней Азии. - Ташкент: Фан, 1979. - Ч.ІІ. -383 с.
8. Овсеникова М.Н. Методы получения бактериологически чистых культур одноклеточных зеленых водорослей // Бот.журн. - 1971. - №58. - С. 1141-1147.
9. Заядан Б.К., ?нерхан Г. Микробалдырларды? таза да?ылдарын б?ліп алу ж?не оларды белсенді ?сіру т?сілдері. - К?кшетау, 2008. - 95 б.
10. Заядан Б.К., Акмуханова Н.Р., Садвакасова А.К Коллекция микроводорослей и методы их культивирования. - Алматы, 2013. - с. 158.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Авторы создания клеточной теории. Особенности архей и цианобактерий. Филогения живых организмов. Строение эукариотической клетки. Подвижность и текучесть мембран. Функции аппарата Гольджи. Симбиотическая теория происхождения полуавтономных органелл.
презентация [1,6 M], добавлен 14.04.2014Географическое положение и природные условия Брестской области. Лишайники - симбиотические ассоциации грибов и микроскопических зелёных водорослей и цианобактерий. Внешнее и анатомическое строение таллома. Распространение лишайников в Брестской области.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 17.05.2010Создание клоновой лесосеменной плантации сосны обыкновенной в Сморгонском лесхозе. Выделение селекционного фонда и создание на его основе клоновой лесосеменной плантации второго поколения для обеспечения лесхоза семенами с улучшенной наследственностью.
курсовая работа [45,0 K], добавлен 09.12.2011Растительные ресурсы Волгоградской области. Акклиматизация и интродукция растений. Основные растения дендрария научно-исследовательского института Агролесомелиорации. Региональный заказник, особо охраняемые территории. Растительность "Григоровой балки".
отчет по практике [82,0 K], добавлен 11.09.2009История открытия цианкобаламина - витамина В12. Способы микробиологического синтеза витамина В12 с применением новых штаммов. Молекулярная структура и функции витамина. Продуценты витамина, его применение. Технологическая схема получения концентрата.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.05.2015Эволюция представлений о гене. Основные методы идентификации генов растений. Позиционное клонирование (выделение) генов, маркированных мутациями. Выделение генов, маркированных делециями методом геномного вычитания и с помощью метода Delet-a-gen.
контрольная работа [937,4 K], добавлен 25.03.2016Инсерционный мутагенез как метод прямой и обратной генетики. Типы инсерционных мутагенов и их особенности. Использование инсерционного мутагенеза для инактивации генов на основе явления РНК-интерференции. Выделение генов, маркированных инсерцией.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 25.03.2016Культивирование продуцентов биомассы: теоретические основы, принципы. Выделение продуцентов биомассы. Схема аппаратурного оформления процесса фильтрации на вакуум-барабанном фильтре с намывным слоем. Особенности процесса высаливания ферментных препаратов.
дипломная работа [712,2 K], добавлен 23.12.2012Понятие и значение селекции как науки о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. Оценка роли и значения микроорганизмов в биосфере, и особенности их использования. Формы молочнокислых бактерий.
презентация [1,1 M], добавлен 17.03.2015Селекция как наука об улучшении уже существующих и о выведении новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами, ее цели и задачи, направления развития на сегодня. Сферы использования методов селекции.
презентация [2,4 M], добавлен 18.04.2013Селекция как наука о методах создания новых пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками. Особенности селекции животных на современном этапе, используемые методы и принципы, подходы, инструментарий и назначение.
презентация [1008,6 K], добавлен 25.01.2012Общие сведения и история селекции - науки о методах создания новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов, с полезными для человека свойствами. Основные принципы селекции животных, ее некоторые особенности.
презентация [939,1 K], добавлен 06.09.2016Гигантские кальмары — самые крупные из ныне живущих головоногих моллюсков. Размеры моллюска, попавшего в трал новозеландского научно-исследовательского судна. Голубая кровь кальмаров. Монстр по прозвищу Кракен. Массовые нападения плотоядных кальмаров.
презентация [882,2 K], добавлен 26.02.2013- Идентификация микроводорослей Euglena glacilis и анализ их чувствительности к ингибирующим веществам
Методы выделения чистых культур микроводорослей и способы их идентификации. Выделение чистой культуры Euglena glacilis; рассмотрение способов определения жизнеспособности клеток. Изучить влияния разобщителей дыхания и синтеза АТФ на подвижность клеток.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.05.2012 Культивирование бактерий на питательных средах, выделение чистой культуры возбудителя и ее идентификация. Состав питательной среды, способ посева исследуемого материала. Мультимикротесты для идентификации энтеробактерий; микроскопическое изучение колоний.
презентация [4,3 M], добавлен 11.01.2014Виды карантинных вредителей приоритетного значения для территории Российской Федерации: ареал обитания, особенности размножения, питания. Классификация феромонов, их свойства. Половые феромоны и вещества агрегации насекомых. Вещества тревоги и пропаганды.
реферат [858,1 K], добавлен 04.06.2015Пространственное упорядочение двухцепочечных молекул нуклеиновых кислот в результате "энтальпийной конденсации" и наноконструкции на основе этих молекул. Области применения наноконструкции на основе двухцепочечных молекул ДНК. Нуклеиновые кислоты.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 15.12.2014Подцарства прокариоты: настоящие бактерии, архебактерии, оксифотобактерии. Аэробы и анаэробы. Роль бактерий в жизни человека. Хищники, поедающие представителей других видов прокариот. Разведение рода анабена на рисовых полях для обогащения почвы азотом.
презентация [254,8 K], добавлен 09.10.2013Проблема очистки масло- жиросодержащих сточных вод предприятий пищевой промышленности. Иммобилизованные биокатализаторы на основе активного ила. Получение биокатализатора на основе клеток Penicillium roqueforti. Недостатки дрожжей Yarrowia lipolytica.
презентация [1,2 M], добавлен 03.12.2014Общий ход развития науки естествознания. Анализ природы, расчленение ее на части, выделение и изучение отдельных вещей и явлений. Воссоздание целостной картины на основе уже познанных частностей. Развитие идеи эволюционного развития явлений природы.
реферат [26,2 K], добавлен 21.07.2011