Введение 3
Глава 1. Обзор литературы 5
1.1 Биополимеры 5
1.2 Биодеградация полигидроксиалканоатов в окружающей среде 8
Глава 2. Материалы и методы 12
2.1 Объекты и материалы исследования 12
2.2 Методы выделения почвенных микроорганизмов-деструкторов 12
2.3 Методы идентификации микроорганизмов 14
Глава 3. Глава 3. Результаты исследования 17
3.1 Микробиологические показатели образцов почвы до и после
экспозиции полигидроксиалканоатов 17
3.2 Таксономическое разнообразие микроорганизмов-деструкторов
сополимеров поли(3-гидроксибутирата) с 3-гидроксивалератом и 3- гидроксигексаноатом 21
3.3 Молекулярно-генетический анализ микроорганизмов-деструкторов 27
Выводы 36
Список литературы 37
Приложение А 40
Широкомасштабное применение пластмасс в самых разных областях человеческой деятельности ведет к ежегодному накоплению до 300 млн. тонн пластиковых отходов, требующих утилизации или переработки [9]. Под полигоны для захоронения каждый год выделяются гектары плодородных земель [6]. При сжигании синтетических пластмасс в атмосферу уходят ядовитые диоксины, нанося непоправимый вред здоровью человека и экологии в целом [6]. Для преодоления возникающих трудностей необходим переход к новым технологиям и средствам утилизации отходов, не наносящим вред природе.
К одному из таких средств снижения антропогенного давления на экосистемы стал переход от синтетических полимеров к природным, подверженным биологической деградации и разлагающихся в естественной среде до безвредных продуктов - углекислого газа и воды, которые после могут беспрепятственно вовлекаться в глобальные круговоротные циклы [6].
Главную роль в деструкции и разложении природных полимеров играют микроорганизмы, которые способны ассимилировать разнообразные органические соединения, вовлекаемые в круговорот, обеспечивая самоочищение окружающей среды от загрязняющих веществ [6].
На сегодняшний день установлено, что наиболее активно микроорганизмы потребляют полимеры монокарбоновых кислот, среди которых лидирующие позиции занимают полигидроксиалканоаты (ПГА), обладающие спектром полезных свойств таких как биосовместимость и биоразрушаемость [6].
ПГА уже активно внедряется в производство изделий биомедицинского назначения, разрушаемой упаковки пищи и напитков, изделий и препаратов для сельского хозяйства [16]. С расширением использования ПГА важным аспектом стало также исследование механизмов их разрушения в окружающей среде, включая определение видового разнообразия микроорганизмов-деструкторов, их биохимических свойств, а также мест и условий обитания.
В связи с актуальностью проблемы целью настоящей работы было изучение видового разнообразия микроорганизмов-деструкторов сополимеров поли(3-гидроксибутирата) с 3-гидроксивалератом и 3- гидроксигексаноатом.
Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:
1. Изучить влияние сополимеров П3ГБ/3ГВ и П3ГБ/3ГГ на количественный и качественный состав почвенной микрофлоры
2. Выделить с поверхности полимерных пленок в чистую культуру бактерий-деструкторов сополимеров
3. Исследовать морфофизиологические свойства бактерий- деструкторов и определить их таксономическое положение.
Работа выполнялась на базовой кафедре биотехнологии ИФБиБТ
1. После экспозиции образцов пленок сополимеров П3ГБ/3ГВ и П3ГБ/3ГГ в почве увеличилось количество копиотрофов и азотфиксаторов в среднем в 3 раза, а количество олиготрофов снизилось в 9,5 раз. Это свидетельствует о том, что полимерные пленки являлись привлекательным субстратом для микроорганизмов и подвергались активной деградации.
доминирующих микроорганизмов на Corynebacterium).
3. Было выделено и идентифицировано 15 штаммов первичных деструкторов. Общими деструкторами для обоих типов полимеров определены бактерии рода Streptomyces;специфичными для П3ГБ/3ГВ - представители родов Lysobacter, Achromobacter, Variovorax, Roseomonasи Delftia; специфичными для П3ГБ/3ГГ - представители родов Pseudoxanthomonas, Pseudomonas, Ensiferи Bacillus.
