ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Проблема загрязнения окружающей среды тупиковыми отходами 6
1.2 Биоразрушаемые полимеры - замена пластиковой продукции 11
1.3 Полигидроксиалканоаты как альтернатива синтетическим полимерам 14
1.4 Биодеградация изделий из ПГА в природных условиях 16
Глава 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
2.1 План эксперимента 20
2.2 Биодеградация плёнок из П(3ГБ) в почве 20
2.3 Выделение и идентификация микроорганизмов-деструкторов П(3ГБ) 21
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 23
3.1 Показатели биодеградации образцов пленок П(3ГБ) в почве 23
3.2 Идентификация микроорганизмов деструкторов 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 40
Изделия из полимерных материалов уже десятки лет используются на службе человека. Сферы, в которых применяются данные изделия, достаточно разнообразны: начиная от биоматериалов для протезирования и заканчивая аэрокосмической промышленностью. Однако, с применением синтетических полимеров появляется проблема утилизации использованных продуктов. Для решения данной проблемы предлагается замена стойких к разрушению пластмасс на биоразлагаемые материалы, в том числе полимеры природного происхождения - полигидроксиалканоаты (ПГА). В биологически активных средах биоразлагаемые полимеры деградируют с помощью ферментных систем микроорганизмов - бактерий, водорослей, грибов - до безопасных соединений [17].
Поскольку микроорганизмы являются основными деструкторами как природных, так и химически синтезированных веществ в почве, изучение микроорганизмов-деструкторов ПГА дает нам представление о том, насколько разнообразны эти микробные сообщества и как широко распространены в окружающей среде. Эти сведения позволят оценить деградационный потенциал разных типов почв в отношении полимерных изделий, изготовленных из ПГА.
Целью данной работы было изучение комплекса почвенных микроорганизмов, участвующих биодеградации поли(3-гидроксибутирата) в тропических почвах.
В задачи исследования входило:
1. Подготовить образцы пленок из П(3ГБ) для размещения в почве.
2. Определить численность бактерий и микромицетов в почве и пленках обрастания, формирующихся на поверхности полимерных образцов П(3ГБ) после экспозиции в почве.
3. Изучить морфофизиологические признаки и идентифицировать выделенные бактерии и микромицеты - первичные деструкторы П(3ГБ).
4. Провести филогенетический анализ на основании последовательностей генов рибосомальной РНК выделенных штаммов- деструкторов.
Работа выполнялась на базовой кафедре биотехнологии в сотрудничестве с Университетом Махатмы Ганди (Коттаям, Индия).
1. Тропические почвы Индии в районе исследования обладают хорошим деградационным потенциалом в отношении изделий из П(3ГБ). Убыль массы образцов пленок за 3 месяца экспозиции, составила 35,9%, удельная скорость деградации возрастала от 6,5±1,7 до 16,0±4,3 мг-сут-1.
2. Численность микроорганизмов в соскобах с поверхности полимерных пленок была в 150-300 раз больше по сравнению с нативной почвой. Доля деструкторов в популяции микроорганизмов возрастала с увеличением времени экспозиции пленок в почве.
3. Методом прозрачных зон были выявлены 8 изолятов бактерий- деструкторов.
4. Среди микромицетов были выделены 7 изолятов первичных деструкторов П(3ГБ).
