WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 16 |

Сысоева ольга валерьевна факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения специальность 03.02.08

-- [ Страница 1 ] --

ФГОУ ВПО «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

ФГБУН «ИНСТИТУТ БИОФИЗИКИ СО РАН»

На правах рукописи

СЫСОЕВА Ольга Валерьевна

Факторы, влияющие на микробиоту раствора

для выращивания растений в экспериментальной модели

экологической системы жизнеобеспечения Специальность 03.02.08 – экология (биология)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук Тирранен Л.С.

Красноярск –

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1 Взаимодействие растений с микроорганизмами

1. 2 Микробиота почв

1. 3 Корневые выделения растений

1. 4 Индикаторные группы микроорганизмов

1. 5 Состав и характеристика почвоподобного субстрата

1. 6 Перспективы применения пшеничной соломы

1. 7 Микробный ценоз нативных выделений человека

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. 1 Объекты исследования

2. 1. 1 Объект исследований утилизированных экзометаболитов человека.......... 2. 1. 2 Объект исследований при изучении влияния способов обработки соломы 2. 1. 3 Объект исследований при оценке влияния внесения растительных отходов в почвоподобный субстрат

2. 2 Методы исследования

2. 2. 1 Эксперимент I

2. 2. 2 Эксперимент II

2. 2. 3 Схема эксперимента III

2. 2. 4 Микробиологические методы

2. 2. 5 Идентификация выделенных бактерий молекулярно–генетическими методами

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3. 1 Численность микроорганизмов в физиологических отходах человека, утилизированных физико-химическим способом

3. 2 Влияние способа обработки соломы на микробиоту почвоподобного субстрата

3. 2. 1 Химический анализ водной вытяжки соломы

3. 2. 2 Микробиоценоз почвоподобного субстрата с добавками пшеничной соломы

3. 3 Микробный ценоз ирригационного раствора для выращивания разновозрастной поликультуры овощей

3. 3. 1 Динамика численности микроорганизмов в ирригационном растворе, выделенных на плотных питательных средах

3. 3. 2 Динамика численности физиологических групп микроорганизмов в ирригационном растворе, выделенных на жидких питательных средах............... 3. 3. 3 Влияние вносимых несъедобных отходов растений на состав микробиоты ирригационного раствора

3. 3. 4 Видовой состав микроорганизмов, выделенных из раствора

ВЫВОДЫ:

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ

Работы по созданию биологических систем жизнеобеспечения человека в экстремальных условиях начались в нашей стране c середины XX в.

(Проблемы …, 1967; Киренский и др., 1969; Лисовский, 1973; Сидорова, 2006,Bartsevetal., 1996; Gitelsonetal., 2003).

разрабатываются также и за рубежом (Cabelloetal., 2001; Hidenorietal., 2007).Помимо поддержания жизни человека в неблагоприятных условиях окружающей среды, эти системы позволяют исследовать биологические и экологические процессы на разных уровнях их организации (Проблемы …, 1967).

В настоящее время существуют различные системы жизнеобеспечения (СЖО), предназначенные для поддержания жизни человека в экстремальных условиях (Барцев и др., 2008; Морозов, Малоземов, 2009). Одной из особенностей систем жизнеобеспечения является создание искусственной среды обитания, в частности атмосферы, отличающейся от природной, земной (Аргунова и др., 2009).

Системы жизнеобеспечения должны выполнять такие функции, как регенерация кислорода, воды и обеспечение пищи для человека(Самсонов и др., 2009; Cabelloetal., 2001; Gitelson etal., 2003). Одна из основных функций СЖО – регенерация пищи – в обозримом будущем выполнима лишь биологическим путем (Лисовский, 1973; Беркович, 2008; Левинских и др., 2010; Головко и др., 2011).

жизнеобеспечения предусматривают разработку биорегенеративных систем (Проблемы…, 1967), где в качестве ключевых компонентов, выполняющих три вышеперечисленные функции, будут выступать высшие растения (Левинских и др., 2010; Gitelsonetal., 2003; Morinetal., 2010).

Основой, позволившей создать устойчивую систему круговорота веществ, включающую внешний метаболизм человека, являлся метод параметрического управления биосинтезом в непрерывной культуре популяций одноклеточных организмов (Печуркин и др., 1969; Печуркин, 1982; Терсков, Гительзон, 1982).

Перспективными биокомпонентами системы жизнеобеспечения являются высшие растения – основные претенденты на роль фототрофного полифункционального звена, способного регенерировать атмосферу, воду, растительную пищу (Сычев и др., 2012) и утилизировать метаболиты человека(Проблемы…, 1967; Киренский и др., 1969; Яздовский, Воронин, 1969; Лисовский, 1973; Беркович, 2008; Gitelson, Okladnikov, 1996;Morinetal., 2010).

разновозрастных многовидовых ценозов (Лисовский, 1973; Нефедова, Левинских, 2007;Bartsevetal., 1996;Gitelsonetal., 2003).



Использование высших растений для выполнения всех вышеуказанных функций системы жизнеобеспечения позволило создать систему «Биос-3»

(Лисовский, 1973; Гительзон и др., 1975; Gitelsonetal., 2003). Во время экспериментов в системе «Биос-3» находился экипаж (из двух-трех человек), растения, снабжавшие людей кислородом, водой и растительной пищей, а так же микроорганизмы, входящие в обычную микробиоту человека и растений.

Циркуляция кислорода и воды полностью выполнялась растениями – замкнутость системы по воздухо- и водообмену составила 100 %.

составляла не более 70 %, так как несъедобная биомасса растений и физиологические отходы человека не использовались и выносились из системы (Лисовский, 1973; Bartsevetal., 1996;Gitelsonetal., 2003).

Такие методы утилизации экзометаболитов человека и растительных остатков как высушивание, сжигание, заморозка могут использоваться только в незамкнутых системах вследствие выноса химических элементов из круговорота веществ (Яздовский, 1976). Увеличение замкнутости системы по массообмену возможно за счет включения нативных выделений человека и растительных отходов в круговорот веществ в системе (Kudenkoetal., 2000;

Manukovskyetal., 2005; Tikhomirovetal., 2005).

замкнутых системах осуществляется не только за рубежом (Fisheretal., 2009), но и в нашей стране. В последнее время были предложены более удачные способы обработки органических отходов, позволившие использовать их для питания растений (Винаров и др., 2009; Парахин и др., 2009; Садраддинова и др., 2009; Ушакова и др., 2009; Сутормина, 2011; Kudenkoetal., 2000).

Выращивание высших растений для БСЖО возможно на различных субстратах, имитирующих почву (Manukovskyetal., 1997; Chengyingetal., 2008). N.S. Manukovskyetal.(1996) предложена переработка растительных искусственных условиях.

В связи с вышеизложенным, определение наличия микроорганизмов в растворе, получаемом после утилизации нативных выделений человека, и оценка воздействия способов обработки органических отходов на микробный ценоз субстратов, применяемых для выращивания высших растений, актуальны.

Цель работы – исследовать влияние факторов на микробиоту почвоподобного субстрата и растворов, используемых для выращивания жизнеобеспечения.

Задачи работы:

1. Выявить влияние абиотического фактора (№ 1) «утилизация физикохимическим способом физиологических отходов человека» на наличие микроорганизмов в растворе, получаемом после окисления экзометаболитов.

2. Проанализировать воздействие абиотического фактора (№ 2) «способ обработки пшеничной соломы» на численность индикаторных групп микроорганизмов в почвоподобном субстрате.

3. Оценить вклад биотического фактора (№ 3) «внесение несъедобных отходов редиса, салата, чуфы и пшеницы в почвоподобный субстрат» в формирование микробного ценоза ирригационного раствора, используемого для выращивания растений.

Научная новизна работы заключается в оценке влияния на микробиоту ирригационного раствора или почвоподобного субстрата (ППС), внесенных в ППС несъедобных растительных отходов, используемых:для увеличения замкнутости круговорота веществ в системе;для восстановления объема почвоподобного субстрата в системе; в качестве удобрения для выращивания монокультуры редиса и поликультуры высших растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения.

Практическая значимость Полученные результаты могут быть востребованы при разработке экологических систем жизнеобеспечения, основанных на использовании высших растений и предусматривающих длительное пребывание в таких системах человека в условиях полной изоляции от земной биосферы (в космосе, под водой и т.д.), в труднодоступных районах планеты (в полярных широтах, в высокогорье, в пустынях и др.).

Положения, выносимые на защиту:

1 - изученные группы микроорганизмов не обнаружены в выделениях человека, утилизированных физико-химическим способом, что свидетельствует о микробиологической безопасности раствора, полученного после минерализации физиологических отходов человека;

2 - внесение в почвоподобный субстрат (ППС) обработанной любым из применявшихся способов соломы пшеницы достоверно влияет на численность изученных групп микроорганизмов в субстрате, используемом для выращивания растений редиса;

3 - добавление в почвоподобный субстрат несъедобных отходов чуфы оказывает сильное (r 0,7) и среднее (0,5 r 0,7) влияние на индикаторные группы микроорганизмов ирригационного раствора, использованного для выращивания поликультуры высших растений на почвоподобном субстрате.

Личный вклад автора Отбор и анализ образцов, обработка, интерпретация полученных результатов, написание работы выполнены лично автором.

Апробация работы:

Материалы диссертации доложены на следующих конференциях и симпозиумах: 1-ой региональной студенческой конференции «Современные проблемы биологии: успехи научной молодежи», Красноярск, СФУ, 20 – апреля, 2007 г.; XIV Всероссийском симпозиуме с международным участием «Сложные системы в экстремальных условиях», Красноярск, природный парк «Ергаки», 23 – 28 июня, 2008 г.; 1 Всероссийской научно-практической (заочной) конференция «Естественные науки и современность: проблемы и перспективы исследований», Москва, 2009; XV Всероссийском симпозиуме с международным участием «Сложные системы в экстремальных условиях», Красноярск, 2010; Международной интернет-конференции «Растения и микроорганизмы», Казань, 18 – 21- апреля, 2011 г.; IV международной (заочной) научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные тенденции в развитии российской науки», Красноярск, апрель, 2011.

Основные материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах, 3 из которых в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Место проведения работы государственный аграрный университет» и ФГБУН «Институт биофизики СО РАН» г. Красноярска.

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 136 страницах текста.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 16 |
 

Похожие материалы:

« СИНЕНКО Николай Николаевич БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕСНИЧНЫХ ИНФУЗОРИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОЕМОВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ 03.02.04- зоология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор С.Ф. Лихачев Омск - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ стр. Введение 4 Глава 1. Обзор литературы 9 1.1. Степень изученности ресничных инфузорий в водоемах и водотоках Омской области 9 1.2. Индикаторные особенности ...»

«Сапрыкина Ирина Николаевна БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕСТНЫХ И ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ КУЛЬТИВАРОВ CERASUS MILL., PRUNUS L. В УСЛОВИЯХ ОРЕНБУРЖЬЯ 03. 02. 01. – ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Авдеев В. И. Оренбург – 2014 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1 КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СЕЛЕКЦИИ, ВИДЫ И СОРТИМЕНТ 6 ВИШНИ, СЛИВЫ (Обзор литературы) 1.1 История культуры, виды и сортимент вишни, сливы 6 1.2 Особенности ...»

« Петунина Жанна Владимировна СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ БАЙКАЛЬСКИХ АМФИПОД GMELINOIDES FASCIATUS И ИХ ПАРАЗИТОВ, МИКРОСПОРИДИЙ, В ОЗЕРЕ БАЙКАЛ 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук Д.Ю. Щербаков Иркутск, 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Амфиподы озера Байкал 1.1.1. Роль амфипод в экосистеме озера Байкал 1.1.2. Эволюция амфипод в ...»

« ЭРДЭНЭГЭРЭЛ АРИУНБОЛД ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ СУХИХ СТЕПЕЙ СРЕДНЕЙ ХАЛХИ (СОМОН БАЯН-УНДЖУЛ, МОНГОЛИЯ) 03.02.01 – Ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор В.Т. Ярмишко Санкт-Петербург 2014 Введение Глава 1. История исследований степей Монголии Глава 2. Природные условия сухих степей Средней Халхи 2.1. Рельеф 2.2. Климат 2.3. Почвы 2.4. Растительность 2.5. ...»

« АНДРЕЕВА Алевтина Сергеевна ЖУКИ-ЛИСТОЕДЫ (COLEOPTERA: CHRYSOMELIDAE) БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ: ФАУНА, ЭКОЛОГИЯ, ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ 03.02.08 – Экология диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент А.В. Присный БЕЛГОРОД 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение Глава 1. Листоеды Средней полосы европейкой России и 7 сопредельных территорий: общие сведения о биологии и экологии (обзор литературы) 1.1. Биология ...»

« Сибиркина Альфира Равильевна БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СОСНОВЫХ БОРАХ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ Специальность 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор Панин Михаил Семенович Омск, 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. Актуальность темы ……………………………………………….…….5 Глава 1. Современные представления об аккумуляции и миграции тяжелых металлов в системе ...»

« САМБУУ Анна Доржуевна СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ В ТРАВЯНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ТУВЫ 03.02.01 – Ботаника 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор А.А. Титлянова Кызыл – 2014 СОДЕРЖАНИЕ Введение ……….…….………………….…………………….…………… 4 Глава 1. Физико-географические условия района исследования ……. 9 1.1. Географическое положение, геологическое строение и рельеф 9 1.2. Гидрография и ...»

« НЕСТЕРЕНКО СТАНИСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ ЭКОЛОГО-ФАУНИСТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МУХ-ЛЬВИНОК (DIPTERA, STRATIOMYIDAE) СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА И КРЫМА Специальность 03.02.05 – энтомология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент С.Ю. Кустов Краснодар 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 1 Аналитический обзор литературы 11 1.1 Положение Stratiomyidae в системе отряда Diptera 11 1.2 Морфологическая характеристика ...»

« Фисунов Глеб Юрьевич Функциональная геномика микоплазм при адаптации к стрессовым условиям внешней среды 03.01.04 – Биохимия 03.01.03 – Молекулярная биология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: д.б.н., профессор, член-корр. РАМН Говорун Вадим Маркович Москва – 2014 2 Оглавление Оглавление 1. Введение 1.1 Научная новизна и значимость работы 1.2. Цели и задачи 1.3. Обзор литературы Молекулярные системы бактерий, участвующие ...»

« Байгильдина Асия Ахметовна ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА И СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ЛИХОРАДКЕ С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ 03.01.04 – биохимия Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Камилов Феликс Хусаинович Новосибирск 2014 2 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ…………………………………………………….5 ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………6 ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………….20 1.1. Характеристика ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.