ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Эколого-физиологическая характеристика бактерий рода Azotobacter 6
1.2 Особенности распространения Azotobacter в различных типах почв 11
1.3 Свойства бактерий рода Azotobacter 14
1.3.1 Морфологическая характеристика 14
1.3.2 Основные физиологические свойства 16
1.4 Влияние температуры на характер роста и физиологическую активность
бактерий рода Azotobacter 18
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 23
2.1 Объект исследования 23
2.2 Питательные среды и посев культур 24
2.3 Инкубирование при различных температурах 25
2.4 Оценка особенностей роста и метаболизма культур Azotobacter 26
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 28
3.1 Влияние температуры на активность роста бактерий рода Azotobacter... .28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 38
Азотобактер играет важную роль в круговороте азота в природе, связывая недоступный растениям атмосферный азот и выделяя связанный азот в виде ионов аммония в почву. Используется человеком для производства азотных биоудобрений, является продуцентом некоторых биополимеров.
Азотобактер - свободноживущий азотофиксатор, его распространение значительно зависит от питательного режима почвы, то есть, он чувствителен к наличию в среде фосфора, калия и кальция. Существующие данные по активной колонизации азотобактером зоны корней растений, а также способности проникать вглубь тканей корня, дают основание относить этот микроорганизм к группе ассоциативных диазотрофов.
Бактерии рода Azotobacter уникально приспособлены к свободному существованию в почве, ведь почти все представители этого рода являются высокоактивными азотфиксаторами и продуцируют вещества фитогормонального действия, органические кислоты, витамины.
Большинство представителей рода обладают способностью мобилизовать труднорастворимые соединения в почве, продуцируя продукты обмена в среду. Описаны штаммы, продуцирующие антибиотические вещества антифунгального и антибактериального действия. Несмотря на нетребовательность к источникам углерода и энергии, то есть отсутствие зависимости от корневых выделений, многие представители рода адаптируются к условиям внешней среды.
В почве, как среде обитания, микроорганизмы находятся под влиянием биогенных и абиогенных факторов, которые оказывают воздействие на их физиологическую активность.
К числу факторов внешней среды, влияющих на характер роста и физиологическую активность бактерий рода Azotobacter, относится температура.
В природе и лабораторных условиях микроорганизмы могут подвергаться кратковременному воздействию высоких температур. Во время такого теплового воздействия клетки обычно не размножаются. После прекращения действия этого неблагоприятного для развития микроорганизма фактора одни штаммы могут сохранить репродуктивную способность (способность к размножению), другие оказываются менее устойчивыми и погибают. Устойчивость микроорганизмов к кратковременному воздействию высоких температур без повреждения репродуктивной способности микроорганизма (при снятии действия этих температур) характеризуют термином терморезистентность.
Селекция и отбор физиологически активных штаммов бактерий, устойчивых к неблагоприятным факторам, обладающих повышенной продуктивностью и терморезистентностью, позволяют повысить эффективность создания бактериальных препаратов.
Для мезофильных бактерий, к которым относятся бактерии рода Azotobacter, оптимальной температурой роста считается 37 °C, хотя они способны размножаться в широком температурном диапазоне от - 22 °C до 42 °C. Штамм бактерий Azotobacter chroococcum, входящий в состав азобактерина, - мезофил, его рост возможен в интервале 25-35°С, оптимальная для роста температура 29±1°С.
Из-за отепляющего влияния снежного покрова среднегодовые температуры почвы выше среднегодовых температур воздуха и возрастают с севера на юг и с востока на запад. Наиболее низкие значения среднегодовой температуры почвы отмечаются на островах Северного Ледовитого океана, на п-ове Таймыр и северовостоке Якутии, наиболее высокие характерны для Черноморского побережья Кавказа и Прикаспийской низменности.
Регулирование теплового режима почв можно осуществлять с помощью агротехнических, агромелиоративных и агрометеорологических приемов.
Хозяйственная ценность препаратов Azotobacter повышается если эти препараты будут работать в большом диапазоне температур. Также важно выяснить - какая температура является оптимальной для промышленных препаратов и для диких штаммов Azotobacter, поскольку возможно, что дикие штаммы бактерий могут превосходить коммерческий препарат. Это и определяет актуальность исследования.
Цель исследования: оценить терморезистентность различных штаммов Azotobacter.
Задачи исследования:
- провести эколого-физиологическую характеристику бактерий рода
Azotobacter;
- охарактеризовать морфологические и физиологические свойства бактерий
рода Azotobacter;
- описать особенности распространения бактерий рода Azotobacter в
различных типах почв;
- изучить влияние температуры на характер роста и физиологическую
активность различных штаммов бактерий рода Azotobacter;
Выпускная квалификационная работа написана на 41 листе, содержит 9 рисунков, 5 таблиц и список литературы на русском и английских языках из 41 источников.
В ходе выполнения работы были сделаны следующие выводы:
1. Изучение выделенных нами почвенных штаммов бактерий рода Azotobacter подтвердила литературные данные относительно культуральных признаков, способности к азотфиксации, морфологии клеток, способности к образованию цист и позволило отнести их к виду Azotobacter chroococcum.
2. Исследование температурного режима роста колоний показало, что:
о при 30 °C разница в размере колоний азотобактерий из разных мест обитания более выражена, чем при более низких температурах.
о азотобактер из почвы заправки при 20 и 5 °C рос более активно, чем остальные образцы, что, видимо, связано с использованием азотобактером бензина в качестве источника углерода в данных условиях.
о медленнее всего накапливал биомассу штамм полученный из почвы тропы.
о Максимальный рост показал штамм из огородной почвы при 30 °C;
о экспериментальным путем установлено, что при уменьшении температуры от 30 до 5 °C наблюдается замедление роста Azotobacter chroococcum. Максимальное влияние температуры на накопление биомассы отмечено у азотобактерий из почвы огорода (снижение роста на 31,5 %)
3. Таким образом, в нашей работе показано, что различные штаммы имеют неодинаковую устойчивость к различным температурам. Для выращивания при повышенных температурах больше подходит штамм огородной почвы. При температурах ниже оптимальных большую биомассу дают штаммы полученные из почвы заправки.
