Заказать работу


Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Влияние антибиотика на активность микробных сообществ

Работа №63998
Тип работыДипломные работы, ВКР
Предметбиология
Объем работы39
Год сдачи2017
Стоимость4760 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 13
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Введение 3
1. Обзор литературы 6
1.1. Антибиотики и их использование в животноводстве 6
1.2. Основные группы антибиотиков, применяемые в животноводстве 7
1.3. Распространение антибиотиков в окружающей среде 8
1.4. Поведение антибиотиков в почве 11
1.5. Влияние антибиотиков на почвенные микробные сообщества 13
1.5.1. Проблема возникновения устойчивости у бактерий к антибиотикам... 14
1.5.2. Угнетение функционирования микроорганизмов в почве, загрязненной
антибиотиком 16
1.5.3. Влияние антибиотика на активность микробных сообществ 17
2. Материалы и методы 20
2.1 Объекты исследования 20
2.2. Методы исследования 21
2.2.1. Определение респираторной активности почвы (ISO 14240-1) 21
2.2.2. Оценка микробной биомассы методом субстрат-индуцированного
дыхания (ISO 14240-1) 22
2.2.3. Определение ферментативных активностей 23
3. Результаты и их обсуждение 24
3.1. Характеристики исследуемой почвы 24
3.2. Оценка респираторной активности почвы, загрязненной антибиотиком 25
3.3. Оценка микробной биомассы почвы, загрязненной антибиотиками 27
3.4. Ферментативная активность 28
Выводы 34
Заключение 35
Список литературы 36


Антибиотики - это специфические продукты жизнедеятельности организмов, обладающие высокой активностью по отношению к бактериям, задерживая их рост или полностью подавляя их развитие (Хоменко, 2002). Антибиотики являются большой группой биологически активных веществ, которые имеют практическое значение. По объему промышленного производства и экономическим показателям антибактериальные препараты занимают первое место в объемах всей фармацевтической продукции. Антибиотики широко применяются не только в медицине, но и в ветеринарии, для лечения животных; в животноводстве в качестве стимуляторов роста и кормовых добавок; в растениеводстве как активные средства борьбы с различными заболеваниями растений; и пищевой промышленности.
Многие антибиотики слабо абсорбируются в желудочно - кишечном тракте животных. В результате, до 30 - 90% исходного вещества выводится либо в неизменном виде, либо в виде метаболитов, которые могут сохранять активность (Sarmah et al., 2006). Антибиотики при попадании в почву могут способствовать селекции и распространению генов устойчивости (Kemper et al., 2008). Некоторые виды антибиотиков сохраняются долгое время в окружающей среде, особенно в почве, а другие быстро деградируют. С каждым годом, все чаще разные концентрации антибиотиков регистрируются в сточных водах, почвах, грунтовой и питьевой воде (Schwartz et al.,2003; Radjenovic' et al., 2009; Rosal et al., 2010; Yang et al., 2011; Zhou et al.,2011). Локально в почвах обнаруживаются антибиотики группы тетрациклинов в концентрациях 1 - 900 мг/кг (Winckler et al., 2001; Pawelzick et al.,2004), группы макролидов 1 - 800 мг/кг (Hamscher et al., 2002; Hoper et al.,2002).
Это является важной экологической проблемой, так как присутствие остаточных количеств антибиотиков в продуктах питания, водах и почвах оказывает негативное воздействие на здоровье человека и экологический баланс окружающей среды. Антибиотики изменяют активность и состав почвенных микроорганизмов, тем самым вызывая нарушение естественных процессов в почве. Это может быть отражено уменьшением активности функционирования микробных сообществ, падением респираторной и ферментативной активности почв. Также антибиотики вызывают сдвиги в соотношении численности бактерии - грибы. В конечном итоге, эти изменения могут отразиться на плодородии почв.
Актуальность работы. На сегодняшний день достаточно хорошо изучено изменение биологических свойств почв при загрязнении нефтью, бензином, тяжелыми металлами, пестицидами (Колесников и др.,2008). Антибиотики же до последнего времени не вызывали интереса исследователей как потенциальные загрязнители окружающей среды. Но в связи с интенсификацией их использования во всех сферах сельского хозяйства, в настоящее время проблеме загрязнения природных экосистем антибиотиками уделяется особое внимание.
Целью данной работы являлась оценка состояния почвенной микрофлоры серой лесной почвы, загрязненной антибиотиком окситетрациклином
Для реализации цели, было необходимо решить следующие задачи:
1. Оценить респираторную и ферментативные активности (в - глюкозидаза, фозфатаза и целлюлаза), а также уровень микробной биомассы незагрязненной (контрольной) почвы в динамике;
2. Проанализировать изменения респираторной активности почвы после ее загрязнения окситетрациклином в концентрациях 50 мг/кг, 150 мг/кг и 300 мг/кг на 1, 3, 5, 7, 14, 21, 28 и 35 сутки эксперимента;
3. Проанализировать изменения микробной биомассы после ее загрязнения окситетрациклином в концентрациях 50 мг/кг, 150 мг/кг и 300 мг/кг на 1, 3, 5, 7, 14, 21, 28 и 35 сутки эксперимента;
4. Проанализировать изменения в - глюкозидазной, фозфатазной и целлюлазной ферментативной активности после загрязнения окситетрациклином в концентрациях 50 мг/кг, 150 мг/кг и 300 мг/кг на 1, 7, 28 и 35 , сутки эксперимента.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


В данной выпускной квалификационной работе проводилась оценка влияния антибиотика окситетрациклина на респираторную активность, активность микробной биомассы и ферментативных активностей серой лесной почвы. В лабораторных экспериментах влияние окситетрациклина было исследовано в трех концентрациях: 50 мг/кг, 150 мг/кг и 300 мг/кг.
При загрязнении серой лесной почвы окситетрациклином изменяется интенсивность выделения СО2, степень изменения зависит от суток измерения и его концентрации. При внесении препарата наблюдается увеличение интенсивности выделения СО2 на первых сроках после загрязнения с последующим снижением до контрольных значений.
При внесении окситетрациклина в почву изменяется активность микробной биомассы, степень изменения зависит от длительности воздействия препарата. На первых сроках после внесения препарата наблюдается увеличение активности микробной биомассы с последующим ее снижением до контрольных значений. Также наблюдается зависимость ферментативных активностей загрязненной почвы от концентрации препарата и от суток измерений. Наибольшее ингибирование происходит в 28 и 35 сутки при концентрации 300 мг/кг почвы.



1. Абрамян С.А. Изменение ферментативной активности почвы под влиянием естественных и антропогенных факторов / Почвоведение, 1992. №7. 70-82 с.
2. Белопухов С.Л., Немировская И.Б., Старых С.Э., Семко В.Т., Шнее Т.В. Физическая и коллоидная химия: учебное пособие для вузов / Москва: Проспект, 2015. - 202 с.
3. Борьба с устойчивостью к антибиотикам с позиций безопасности пищевых продуктов в Европе. 2011. 17 - 19 с.
4. Иванов В.Д., Кузнецова Е.В. Оценка почв: учебное пособие для вузов / Воронеж: Просвещение, 2004. 77 - 79 с.
5. Волосовец А.П., Кривопустов С.П., Юлиш Е.И. Современные взгляды на проблему антибиотикорезистентности и её преодоление в клинической педиатрии / Москва, 2007. 62 - 70 с.
6. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении / Ереван: Айастан, 1974. - 275 с.
7. ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, pH и плотного остатка водной вытяжки.2011. 4 - 6 с.
8. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей / Почвоведение, 1978. №6. 48 - 54 с.
9. Колесников С.И., Попович А.А., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения фтором, бором, селеном, мышьяком на биологические свойства чернозема обыкновенного / Москва: Почвоведение, 2008. № 4. 448 - 453 с.
10. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологическое состояние и функции почв в условиях химического загрязнения / Ростов-на-Дону: Изд-во Ростиздат, 2006. 382 - 385 с.
11. Красильников Н.А., Уранов А. А. Жизнь растений: учебное пособие для вузов / Москва, 1974. 373 - 378 с.
12. Наумов А.В. Дыхание почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности / Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. 202 - 208 с.
13. Хазиев Ф.Х. Почвенные ферменты / Москва: Знание, 1972. - 32 с.
14. Хоменко А.И., Шадурская С.К. Антибиотики: химиотерапия инфекционных заболеваний: учебное пособие для студентов по курсу "Фармакология" / Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. 188 - 192с.
15. Яськов М.И. Почвоведение: учебное методическое пособие для вузов. Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2009. - 52 с.
16. Aydin S., Ince B., Ince O. Development of antibiotic resistance genes in microbial communities during long - term operation of anaerobic reactors in the treatment of pharmaceutical wastewater / Water Research V. 83, 2015. 337 - 344
17. Baguer A.J., Jensen J., Krogh P.H. Effects of the antibiotics oxytetracycline and tylosin on soil fauna / Chemosphere. V 40, 2000. 751 - 757.
18. Berger K., Peterson B., Buening-Pfaune H. Persistence of drugs occurring in liquid manure in the food chain / Arch. Lebenmittelsh. V. 16, 1986. 99-102.
19. Boxall A.B. Veterinary medicines in the environment / Rev. Environ. Contam. Toxicol. V. 9, 2004. 86 - 91.
20. Caldwell B.A. Enzyme activities as a component of soil biodiversity: A review / Pedobiologia V. 49, 2004. 76 - 80.
21. Cliver D.O. Disinfection of animal manures, food safety and policy / Bioresource Technology. V. 42, 2009. 5392 - 5394.
22. Colinas C., Ingham E., Molina R. Population responses of target and non-target forest soil-organisms to selected biocides /Soil Biol. Biochem. 1994. № 26. 41 - 47.
23. Das S. K., Varma A. Role of Enzymes in Maintaining Soil Health / Berlin Heidelberg. 2011. 67 - 73.
24. Deng, S.P., Tabatabai, M.A. Cellulase Activity of Soils / Soil Biol Biochem. 1994. 1347 - 1354.
25. Eivazi, F., Tabatabai, M.A. Glucosidases and Galactosidases in Soils / Soil Biochem. 20. 1988. 601 - 606.
26. ISO 14240-1. Качество почвы. Определение микробной биомассы грунта. Метод с использованием дыхания, вызванного субстратом. 1997. 11 - 13 с.
27. Feng L., Ying G., Tao R., Zhao J., Yang L., Zhao L. Effects of six selected antibiotics on plant growth and soil microbial and enzymatic activities / Environmental Pollution. 2009. № 157. 1636 - 1642.
28. Hamscher G., Sczesny S., Hoper H., Nau H. Determination of persistent tetracycline residues in soil fertilised with liquid manure by high-performance liquid chromatography with electrospray ionisation tandem mass spectrometry / Anal. Chem.2002. № 74, 1509 - 1518.
29. Hoper H., Kues J., Nau H., Hamscher G. Eintrag und Berbleib von Tierarzneimittelwirkstoffen in Boden / Bodenschutz. V. 4, 2002. 141 - 148.
30. Ingerslev F., Halling-Sorensen B. Biodegradability of metronidazole, olaquindox, and tylosin and formation of tylosin degradation products in aerobic soil-manure slurries / Ecotox. Environ. Safety. V. 48, 2001. 311 - 320.
31. Kemper N. Veterinary antibiotics in the aquatic and terrestrial environment a review / Ecological Indicators. 2008. № 8. 1 - 13.
32. Kong W.D., Zhu Y.G., Fu B.J., Marschner P., He J.Z. The veterinary antibiotic oxytetracycline and Cu influence functional diversity of the soil microbial community / Environ. Pollut. V. 29, 2006. 129 - 137.
33. Kuzyakov Y. Sources of CO2 efflux from soil and review of partitioning methods / Soil Biol. Biochem. V. 3, 2006. 425 - 448.
34. Kotzerke A., Sharma S., Schauss K., Heuer H., Smalla K., Wilke B., Schloter M. Alterations in soil microbial activity and N-transformation processes due to sulfadiazine loads in pig-manure / Environmental Pollution. V.10, 2008. 315 - 322.
35. Makoi J., Ndakidemi P. Selected Soil Enzymes: Examples of their potential roles in the ecosystem / African Journal of Biotechnology V. 7, 2008. 181 - 191.
36 Mao D., Yu S., Rusz M., Luo Y., Yang F., Li F., Hou J., Mu Q. Prevalence and proliferation of antibiotic resistance genes in two municipal wastewater treatment plants / Water Research. V. 3, 2015. 458 - 461.
37. Pawelzick H.T., Hoper H., Nau H., Hamscher G. A survey of the occurrence of various tetracyclines and sulfamethazine in sandy soils in northwestern Germany fertilized with liquid manure. / Annual Meeting, Prague. V. 34, 2004. 18 - 22.
38. Radjenovic' J., Petrovic' M., Barcelo D. Fate and distribution of pharmaceuticals in wastewater and sewage sludge of the conventional activated sludge (CAS) and advanced membrane bioreactor (MBR) treatment / Water Res. V. 43, 2009. 831 - 841.
39. Rosal R., Rodriguez A., Perdigon-Melon J.A., Petre A., Garcia Calvo E., Gomez M.J., Aguera A., Fernandez Alba A.R. Occurrence of emerging pollutants in urban wastewater and their removal through biological treatment followed by ozonation / Water Res. V. 44, 2010. 578 - 588.
40. Sarmah A.K. A global perspective on the use, sales, exposure pathways, occurrence, fate and effects of veterinary antibiotics in the environment / Chemosphere. V. 65, 2006. 725 - 759.
41. Schwartz T., Kohnen W., Jansen B., Obst U. Detection of antibiotic-resistance genes in wastewater, surface water and drinking water biofilms / Microbiol. Ecol. V. 43. 2003. 325 - 335.
42. Sinsabaugh, R.L., Linkins, A.E. Natural Disturbance and the Activity of Trichoderma viride Cellulase Complex / Soil Biol Biochem. V. 21, 1998. 835 - 839.
43. Soren T.B., Constanze B.I. Effects of sulfonamide and tetracycline antibiotics on / Chemosphere. V. 16. 2005. 457-465.
44. Tang X., Lou C., Wang S., Lu Y., Liu M., Liang X., Li Z., Fan F., Xu J., Brookes C. Effects of long-term manure applications on the occurrence of antibiotics and antibiotic resistance genes in paddy soils: Evidence from four field experiments in south of China / Soil Biology & Biochemistry. V. 25, 2015. 179 - 187.
45. Utobo E.B., Tewari L.A. Soil enzymes as bioindicators of soil ecosystem status / Chemosphere. V. 20, 2013. 158 - 168.
46. Winckler C., Grafe A. Use of veterinary drugs in intensive animal production¬evidence for persistence of tetracycline in pig slurry / Soils Sediments. V.1, 2001. 66 - 70.
47. Yang J.F., Ying G.G., Zhao J.L., Tao R., Su H.C., Liu Y.S. Spatial and seasonal distribution of selected antibiotics in surface waters of the Pearl Rivers, China / Environ. Sci. Health. V. 46, 2011. 265 - 272.
48. Zhang T., Zhang M., Zhang X., Fang H. Tetracycline resistance genes and tetracycline resistant lactose - fermenting enterobacteriaceae in activated sludge of sewage treatment plants / Environ. Sci. Technol. V. 43, 2009. 3455 - 3460.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!


Подобные работы


© 2008-2021 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.