Выделение новых штаммов-деструкторов целлюлозы, их роль в снижении антропогенной нагрузки на экосистему

Abstract

Одной из важнейших задач биотехнологии в настоящее время является микробиологическая конверсия возобновляемых ресурсов биосферы, в том числе целлюлозы. Являясь по своему происхождению полисахаридом природного происхождения, целлюлоза, тем не менее, может нести определенную угрозу с экологической точки зрения, так как непереработанные остатки стерни и леса способствуют размножению фитопатогенов. Производимое на полях сжигание стерни, принятое как распространенное явление в сельском хозяйстве, дает негативные последствия, а именно уничтожение полезных микроорганизмов почвы, снижение ее плодородия, истощение количества органического углерода и азота. Сжигание стерни на полях несет за собой большой экологический вред окружающей среде, особенно в условиях экстремально жаркого лета. В связи с вышесказанным перед учеными возникает задача поис-ка штаммов микроорганизмов с более эффективным биосинтезом целлюлаз. Из почв и ризосферы здоровых растений злаковых культур было выделено 40 изолятов целлюлолитических бактерий, из которых 5 штаммов показали высокие результаты по всем проведенным тестам, что делает выбранные для дальнейшего исследования микроорганизмы с повышенным синтезом целлюлаз эффективными для создания биопрепаратов, направленных на деградацию растительных остатков сельского хозяйства. В ходе проведения луночного метода определения целлюлолитических штаммов было выявлено, что 10 бактериальных изолятов проявляют повышенную целлюлолитическую активность. На основании результатов метода диффузии красителя для дальнейших опытов были выбраны следующие штаммы: Ш42.2, Ш52.3, Ш61’2, Ш102.1, Ш102.2. Представлены данные по количеству редуцирующих веществ в культуральной жидкости (концентрация глюкозы, г/л): Ш42.2 – 0,030; Ш52.3 – 0,029; Ш61’2 – 0,050; Ш102.1 – 0,031; Ш102.2 – 0,032. Согласно вискозиметрическому методу определения целлюлолитической активности наиболее сильное снижение вязкости наблюдается у изолятов Ш42.2, Ш52.3, Ш102.2. Было установлено, что исследуемые целлюлолитических штаммы не проявляют фитотоксичных свойств на прорастание семян пшеницы. Nowadays, one of the most important problems of biotechnology is microbiological conver-sion of renewable resources of the biosphere, including cellulose. Being polysaccharide of a natu-ral origin, cellulose nevertheless can pose a certain threat from the ecological point of view, since unprocessed stubble and wood remains promote reproduction of plant pathogens. Stubble burning in the fields, accepted as the widespread phenomenon in agriculture, leads to negative and some-times irreversible consequences, namely destruction of useful soil microorganisms, decrease of the soil fertility, exhaustion of organic carbon and nitrogen amount. Besides, stubble burning in the fields, especially in the conditions of extremely hot summer, results in significant ecological harm to the environment. Regarding the abovementioned, the scientists are facing the task to find mi-croorganisms with more effective biosynthesis cellulases. There are more than 40 species of cellu-lolytic bacteria are isolated from soils and rhizosphere of healthy cereal cultures, among which 5 strains have shown good results according to all carried-out tests. This makes microorganisms with the increased synthesis of cellulose, chosen for a further research, effective for creation of the bio-logical preparations, directed to the degradation of vegetable waste of agriculture. With the clear-ing zone method of cellulolytic strains definition, it is revealed that 10 bacterial isolates show the increased cellulolytic activity. On the basis of gel-diffusion method results, the following strains are chosen for the further experiments: Sh42.2, Sh52.3, Sh612, Sh102.1, Sh102.2. Data on the amount of reducing substances in cultural liquid is submitted (concentration of glucose, g/l): Sh42.2 – 0,030; Sh52.3 – 0,029; Sh612 – 0,050; Sh102.1 – 0,031; Sh102.2 – 0,032. According to viscosity method of cellulolytic activity definition, the most significant decrease in viscosity is ob-served in Sh42.2, Sh52.3, Sh102.2 isolates. It is ascertained that the experimental cellulolytic strains don’t show phytotoxic properties on germination of wheat seeds