Search academic texts

Information × Registration Number 0824U001668, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 18-06-2024 popup.evolution . Title Biotechnological approaches to investigating the resistance of fast-growing trees to abiotic stresses for sustainable biofuel production Author Yulia Khoma, popup.head Namik Rashydov popup.opponent Victor A. Kunakh popup.opponent Galina O. Pryadkina popup.review Oleksandr М. Mikhyeyev popup.review Symonenko Yurii V. Description Інтерес до використання альтернативних джерел енергії зростає, оскільки, на відміну від традиційних видів енергії, вони є відновлюваними і екологічно безпечними. Швидкорослі дерева тополі і верби є цінними енергетичними рослинами, адже їх біомаса широко використовується для виробництва біопалива у вигляді пелет та брикетів, а також у інших галузях промисловості. Проте в сучасних умовах глобальних змін клімату, щоб досягти високої продуктивності біомаси тополь і верб, важливим аспектом є вибір стійких до абіотичних стресів клонів цих деревних рослин. Дослідження, спрямовані на вивчення стійкості клонів тополь і верб до абіотичних стресів, дозволять уникнути значних втрат біомаси, а це, в свою чергу, сприятиме отриманню стабільної продуктивності біомаси для виробництва біопалива. Дисертацію присвячено вирішенню важливих завдань ¬– науковому обґрунтуванню та використанню біотехнологічних підходів щодо вивчення стійкості клонів тополь і верб до дії посухи та засолення, що складається з вивчення дії водного дефіциту in vivo та засолення хлоридом натрію в умовах культури in vitro, вибором протоколу введення в культуру in vitro, регенерації, мікроклонального розмноження, визначення вмісту вільного проліну та рівня експресії деяких генів залучених у відповідь на дію цих стресів, а також підбором найбільш стійких до посухи та засолення продуктивних клонів до цих видів стресів для подальшого виробництва біопалива. У роботі використано такі методи досліджень: біотехнологічні (введення в культуру in vitro, дослідження умов мікроклонального розмноження, регенерації та солестійкості рослин); морфометричні (оцінка інтенсивності росту та розвитку рослин за дії стресових факторів в умовах in vivo та in vitro); фенологічні спостереження за розкриванням бруньок тополь та верб; біохімічні (метод спектрометрії для визначення рівня вмісту вільного проліну); молекулярно-біологічні (метод ПЛР, зокрема ПЛР в реальному часі для визначення активності генів – AQUA1 (гени синтезу білків аквапоринів) та DREB68 (гени синтезу білків DREB – Dehydration responsive element binding), які задіяні у стійкості до абіотичних стресів); фізико-хімічні (виготовлення пелет із біомаси швидкорослих дерев та калориметричне визначення їх енергетичних показників); статистичні (програми для оброблення первинних експериментальних даних і оцінки достовірності одержаних результатів). Наукова новизна отриманих результатів полягає у вивченні впливу засолення та посухи на різні клони швидкорослих дерев тополь і верб переважно української селекції, а саме уперше: - здійснено введення в культуру in vitro, підібрано протокол регенерації та оптимальний склад живильних середовищ для подальшого культивування та мікроклонального розмноження високопродуктивних клонів тополь ‘Новоберлінська-3’ та ‘Волосистоплідна’, які є цінними для виробництва біомаси для біоенергетичної галузі; - досліджено ростові параметри, вміст вільного проліну та визначено рівні експресії генів (AQUA1та DREB68) у клонів тополь і верб переважно української селекції за дії водного дефіциту; - проаналізовано фенологію розкривання бруньок швидкорослих дерев тополь і верб в умовах відкритого та закритого ґрунту, а також за дії водного дефіциту; - досліджено вплив засолення поживного середовища хлоридом натрію в культурі in vitro на ростові параметри, фізіологічний стан та вміст вільного проліну у клонів тополь та верби; - розроблено спосіб для покращення фізичних властивостей пелет із деревини осики звичайної та клону тополі ‘Стрілоподібна’ за допомогою додавання водного розчину гліцерину перед пелетуванням. Практичне значення отриманих результатів. Впровадження отриманих результатів та застосування біотехнологічних підходів, таких як введення в культуру in vitro, регенерації, мікроклонального розмноження та виготовлення твердого біопалива (пелет), дозволить одержувати стабільну продуктивність біомаси для потреб відновлюваної енергетики, за різних впливів абіотичних стресових факторів, в тому числі й обумовлених глобальними змінами клімату. Завдяки використанню методу мікроклонального розмноження можна отримати за короткий термін велику кількість швидкорослих дерев, стерильні генотипи, подолати період спокою рослин і проводити розмноження в контрольованих умовах протягом року. Вирощування деревної біомаси та виробництво твердого біопалива (пелет) допоможе знизити використання та залежність від традиційних джерел енергії, що сприятиме покращенню як економічної, так і екологічної ситуації в країні. Отримані результати досліджень також можуть представляти інтерес для навчальних та наукових закладів, зокрема під час викладання біотехнології, біохімії, фізіології та генетики рослин. Registration Date 2024-04-24 popup.nrat_date 2024-08-19 Close