Реєстраційний номер
0823U100405, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
18-05-2023
Статус
Захищена
Назва роботи
Мікробіоценози забруднених гексахлорбензолом грунтів України та шляхи їх біоремедіації
Здобувач
Дімова Марія Іванівна,
Керівник Іутинська Галина Олександрівна
Опонент Копилов Євген Павлович
Опонент Гнатуш Світлана Олексіївна
Рецензент Патика Володимир Пилипович
Рецензент Громозова Олена Миколаївна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного Національної академії наук України
Опис
Мікробіоценози чорноземного, темно-каштанового та дерново-підзолистого грунтів чутливі до впливу гексахлорбензолу. Чисельність бактерій еколого-функціональних груп за експериментального забруднення дозою ГХБ 10 гранично допустимих концентрацій (ГДК) знижувалась на 10 – 15% порівняно з незабрудненим контролем у всіх трьох типах ґрунтів. За дії найвищої дози забруднення 10 000 ГДК чисельність мікрорганізмів знижувалася на 50 – 90%, від контролю. За дії 10000 ГДК ГХБ швидкість базального дихання зменшувалась у чорноземному, темно-каштановому та дерново-підзолистому ґрунтах відповідно на 50, 47, 36%. За додавання енергетичного субстрату (глюкози) зростала активність субстрат-індукованого дихання, що свідчило про підвищення фізіологічної активності мікроорганізмів. За найбільшого забруднення 10000 ГДК швидкість субстрат-індукованого дихання знижувалась порівняно з контролем у чорноземному та темно-каштановому ґрунтах втричі, дерново-підзолистому – у 2,6 рази. Із ґрунту полігону захоронення хлорорганічних відходів було ізольовано бактеріальні культури № 46 і 47, резистентні до ГХБ іздатні до його деструкції. За морфологічними ознаками ізоляти № 46 і 47 є грамнегативними паличками розмірами 0,4 × 2,5 мкм і 0,3 × 2,1 мкм, відповідно. Встановлено наступні фізіолого-біохімічні властивості досліджуваних ізолятів: аеробні, каталазопозитивні та оксидазопозитивні, здатні до підлуження лактату та сукцинату, проявляють тірозинариламідазну, пірролідон-ариламідазну активності, нездатні асимілювати малонат, цитрат натрія, глюкозу, лактозу, трегалозу та інші цукри, відсутня продукція сірководню. Хемотаксономічні властивості було визначено за спектром жирних кислот загальних клітинних ліпідів. Виявлення у жирнокислотному спектрі обох ізолятів таких маркерних кислот, як 2-гідроксигексадеканової (C16:0 2OH) та 3-гідроксидеканової (C10:0 3OH) у межах 2 – 5% від загального вмісту жирних кислот, підтвердили їх приналежність до представників роду Comamonas. Характерним для виду C. testosteroni є вміст (2 – 7%) 2-гідроксигексадеканової (C16:0 2OH), тетрадеканової (С14:0) (< 1%) кислот. Філогенетичний аналіз генів послідовності 16S рРНК показав, що ізолят № 47 має подібність на 98,05 до штаму Comamonas testosteronі LMG 1800 (депонований референтний штам у базі GenBank ), а ізолят № 46 споріднений до Comamonas testosteronі LMG 1800 на 97,77%, що дає підстави віднести ці два ново виділені штами до виду Comamonas testosteronі. Штами зареєстровано в Українській колекції мікроорганізмів під номерами УКМ В-400 та В-401, депоновано у базі GenBank під номерами MW861636 та MW861637. Також було проведено вивчення їх здатності до деструкції цього пестициду. Після 7-ми добового культивування у рідкому середовищі LB з додаванням 10, 20 і 50 мг/л ГХБ, його концентрації зменшились відповідно у культуральій рідині C.testosteroni УКМ В-400 на 70,2%, 64,0%, 58,5%, а C.testosteroni УКМ В-401 – на 70,1%, 68,7%, 56,2%. Отже, нами вперше встановлено здатність представників виду C.testosteroni знижувати концентрацію ГХБ. Індекс ненасиченості ліпідів мембрани для штамів C. testosteroni УКМ B-400 і В-401 у чистому контролі культури становив 0,52 і 0,6, а за дії дози 20 мг/л ГХБ знизився відповідно до 0,36 і 0,56. Фізіологічна реакція C. testosteroni В-400 і В-401 на присутність ГХБ відрізнялася більш високим порівняно з контролем вмістом у бактеріальних клітинах первинних продуктів перекисного окиснення ліпідів – дієнових кон’югатів (за дози 20 мг/л ГХБ у штаму В-400, а у штаму В-401 – у всіх дослідних варіантах). Вміст вторинних продуктів – триєнових кон’югатів і третинних продуктів – основ Шиффа був значно значно нижчим за токсичного навантаження ГХБ, що свідчить про активацію механізмів резистентності. У вегетаційних дослідах з експериментальним забрудненням грунту було показано, що внесення культуральної рідини досліджуваних штамів позитивно впливало на розвиток рослин томатів, що підтверджувалося підвищенням усіх біометричних показників. У варіантах із ГХБ забрудненням з подальшою інтродукцією культуральної рідини бактерій стійкість до Clavibacter michiganensis УКМ Ас-629 підвищувалась на 8 – 16%. Стійкість томатів до Alternaria alternata УКМ F-16866 у варіантах з біоаугментацією незабрудненого ґрунту зростала на 32%, від контролю з незабрудненим ґрунтом. Рівень ураження мікозом листя томатів у варіантах із біоаугментацією забрудненого ГХБ ґрунту зменшився на 20 – 28%, порівняно з забрудненим контролем, де штами не було застосовано. У польових умовах після застосування комплексної біоремедіації кукурудзи-ремедіанта та штаму С. testosteroni УКМ B-400 протягом вегетаційного періоду, зниження вмісту ГХБ у грунті становило 82%, у варіанті з монокультурою С. testosteroni УКМ B-400 – 70%, а застосування фіторемедіанта дало зниження на 27,3%.
Дата реєстрації
2023-06-23
Додано/оновлено в НРАТ
2023-06-23 / 2026-07-01
