Search academic texts

Registration Number

0822U100335, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 091, Біологія. Біологія

Date

22-12-2021

popup.evolution

o

Title

Biosynthesis of antibiotics and growthregulasting metabolites by Streptomyces netropsis IMV Ac-5025 under the action of exogenous substances

Author

Loboda Mariia Ivanivna,

popup.head Biliavska Liudmyla O.
popup.opponent Poiedynok Nataliia L.
popup.opponent Ivanitsya Volodymyr O.
popup.review Pasichnyk Lidiia A.
popup.review Kurchenko Iryna M.

Description

Наукова новизна. Досліджено раніше нез’ясовані аспекти біосинтетичної здатності S. netropsis IMВ Ac-5025. Вперше виявлено кореляційні взаємозв’язки в біосинтезі стрептоміцетом полієнових антибіотиків з іншими БАР – ауксинами, цитокінінами, абсцизовою кислотою, стеролами. Доведено можливість використання факторного аналізу як методу теоретичного прогнозування для підбору оптимальних умов культивування стрептоміцета і накопичення корисних метаболітів за рахунок внесення екзогенних сполук. Встановлено переваги використання органічного поживного середовища для накопичення полієнових антибіотиків, фітогормонів і стеролів за глибинного культивування продуцента. Вперше показано можливість застосування метаболітів ґрунтових стрептоміцетів для отримання в умовах in vitro рослин-регенерантів томату з пролонгованою стійкістю до фітонематод і фітопатогенів, з’ясовано їх роль в праймінг-ефекті у рослин. S. netropsis ІМВ Ас-5025 накопичує найбільшу кількість полієнових антибіотиків в біомасі в стаціонарну фазу (на 7-му добу) за глибинного культивування, а саме: 0,387 мг/г АСБ в синтетичному і 2,318 мг/г АСБ в органічному поживних середовищах. Вперше виявлено, що полієнові антибіотики накопичуються вже на 1 добу культивування, що свідчить про їх структурну роль в метаболізмі стрептоміцетів. Тому для з'ясування впливу екзогенних речовин на біосинтез полієнових антибіотиків і інших БАР штамом доцільно вносити ці речовини в стаціонарну фазу. Факторний аналіз показав, що біосинтез полієнових антибіотиків S. netropsis ІМВ Ас-5025 має найбільший відсоток кореляції із біосинтезом цитокініну – ізопентеніладенозином, ауксину – індол-3-карбінолом і стерольною сполукою – β-ситостеролом. На підставі отриманих даних було сформульовано гіпотезу про можливе регулювання біосинтезу полієнових антибіотиків стрептоміцетом за рахунок внесення екзогенних БАР. Отримані результати доповнюють знання щодо складних взаємозв’язків в біосинтезі речовин в клітинах стрептоміцетів і дають основи для біохімічного регулювання накопичення цінних метаболітів продуцентом в одному біотехнологічному процесі. Для захисту від фітопатогенів – актуально збільшувати вміст полієнових антибіотиків, для праймінг-ефекту – регулювати кількість ауксинів і цитокінінів, для збільшення стійкості рослин до нематод – регулювати кількість стеролів, для покращення резистентності до абіотичних стресів – змінювати накопичення АБК. Результати дослідження розширюють спектр застосування метаболічного біопрепарату Фітовіт (продуцент – S. netropsis IMВ Ac-5025), розробленого у відділі загальної і ґрунтової мікробіології, Інституту мікробіології і вірусології ім Д .К. Заболотного НАНУ. Застосування Фітовіту у рослинництві включає механізми адаптивних можливостей рослин на молекулярному, клітинному і організменному рівнях. Вперше показано ефективність метаболітів S. netropsis ІМВ Ас-5025 для отримання в умовах in vitro рослин-регенерантів Lycopersicon esculentum Mill. сорту Лагідний, стійких до нематодних інвазій і уражень фітопатогенами з пролонгованим ефектом. У ризосферному ґрунті таких рослин підвищується чисельність агрономічно корисних мікроорганізмів, які беруть участь у трансформації сполук азоту, фосфору і вуглецю, що сприяє формуванню продуктивних мікробно-рослинних систем і підвищує супресивність ґрунту до фітопатогенів. Показано переваги застосування біопрепарату в польових умовах для підвищення урожайності соняшнику гібриду НК Конді і кукурудзі гібриду ДКС-4082 в період засухи. Практичне значення отриманих результатів. З'ясовано кореляційні взаємозв’язки біосинтезу полієнових антибіотиків, фітогормонів і стеролів S. netropsis IMВ Ac-5025, що дає можливість використовувати факторний аналіз як метод теоретичного прогнозування накопичення метаболітів. Показано переваги використання органічного поживного середовища для накопичення полієнових антибіотиків стрептоміцетом і можливість біохмімічного регулювання накопичення цінних метаболітів в одному біотехнологічному процесі. Доведено ефективність застосування метаболітів ґрунтових стрептоміцетів для отримання в умовах in vitro рослин-регенерантів, стійких до фітопаразитичних нематод і фітопатогенів і з покращеною урожайністю за рахунок праймінг-ефекту з пролонгованою дією. Запропоновано схеми вирощування агрокультур з використанням Фітовіту, за яких отримано 13 % приросту урожаю по соняшнику гібриду НК Конді і 23,4 % по кукурудзі гібриду ДКС-4082 за посушливого сезону.

popup.nrat_date

2022-03-09