ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Студенттер мен жас ғалымдардың
«Ғылым және білім - 2014»
атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ
IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых
«Наука и образование - 2014»
PROCEEDINGS
of the IX International Scientific Conference for students and young scholars
«Science and education - 2014»
2014 жыл 11 сәуір
Астана
УДК 001(063) ББК 72
Ғ 96
Ғ 96
«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».
– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.
(қазақша, орысша, ағылшынша).
ISBN 978-9965-31-610-4
Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.
The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.
В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.
УДК 001(063) ББК 72
ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық
университеті, 2014
3692
определенных условиях. Размер капсул может варьировать от субмикронного до нескольких миллиметров, а форма также может быть различной. Основой для формования капсул могут служить самоорганизующиеся биополимерные композиты. Это имеет практическое значение в получении формовочных материалов, пищевых пленок и покрытий заданной функциональности и характеристик.
Список использованных источников
1. Арутюнян, Н.С. Фосфолипиды растительных масел. [Текст] / Н.С Арутюнян, Е.П. Корнена.
- М.: Агропромиздат, 1986.-256 с.
2. Марценюк, А.С. Пленочные тепло - массообменные аппараты в пищевой промышленности [Текст] /А.С. Марценюк, В.Н. Стабников. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 160 с.
3. Пат. 2429040 РФ, МПК В 01 D 1/22. Конический ротационно-пленочный аппарат [Текст]
Алтайулы С., Антипов С.Т., Шахов С.В.; заявитель и патентообладатель (ГОУ ВПО «ВГТА») Воронеж.гос. технол. акад. – ғ2010109663/05; заявл. 15.03.2010; опубл. 20.09.2011, Бюл.ғ 26. – 8 с.
4. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Л.:
ВНИИЖ. Т.3, 1977 г., 351 с. Том 6. Рафинация жиров и масел.
5. Технология переработки жиров. /Н.С. Арутюнян, Е.П. Корнена, Л.И. Янова и др. Под ред.
Н.С. Арутюняна. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Пищепромиздат, 1999 г., 452 с.
6. Алтайулы, С. Извлечение фосфолипидов из сырого растительного масла с последующим получением фосфатидного концентрата [Текст] / С. Алтайулы // М.: Специализированный журнал «Масла и жиры». – 2010. – ғ 11(117). – С.20-22.
7. Рогов И.А. Антипова Л.В. Дунченко Н.И. Химия пищи М.: КолосС. 2007 г. 853 стр.
Химия жиров. /Б.Н. Тютюнников, З.И. Бухштаб, Ф.Ф. Гладкий и др. 3-е изд., перераб. и доп.
М.: Колос, 1992 г., 448 с.
8. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. М.: Пищевая промышленность, 1974 г., 456 с.
УДК 577.15.07
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ STREPTOMYCES RECIFENSIS VAR. LYTICUS П-29
Власенко Ольга Григорьевна, Тымчук Александра Андреевна, Ткаченко Валентина Павловна, Жерносекова Ирина Владимировна
microviro@rambler. ru
Студентка 4 курса Факультета биологии, экологии и медицины Днепропетровского национального университета имени Олеся Гончара, Днепропетровск. Украина
Научный руководитель - профессор А.И. Винников
Изучено влияние тяжелых металлов Cd, Си, Со, Zn, Pb на выживаемость и биосинтетическую активность штамма Streptomyces recifensis var. lyticus П-29. Показано, что в присутствии минимальных концентраций (0,01 мМ) металлов у продуцента наблюдалась стимуляция количества КОЕ/мл на 12%- 55%, биомассы на 19%, концентрации экзогенного белка на 5%, стафилолитической активности на 33%, а также пигментогенез.
Ингибирующее действие металлов проявлялось в концентрации 1,0 мМ. Установлено, что штамм П-29 очень чувствителен к низким концентрациям Zn, Pb, Си.
Тяжелые металлы являются одной из причин антропогенного загрязнения биосферы.
Накапливаясь в почвах, металлы ухудшают физико-химические свойства последних и условия жизнедеятельности микроорганизмов. Исследование характера действия тяжелых металлов (ТМ) на микроорганизмы является важным этапом для решения ряда
3693
экологических проблем. К ним относятся: оценка состояния окружающей среды и разработка надежных способов ее очистки, особенно почв; поиск биологических индикаторов техногенного загрязнения. ТМ приводят к структурной перестройке микробных ценозов почв [1]. В них остаются группы видов или отдельные виды микроорганизмов, которые проявляют устойчивость к высоким концентрациям металлов. В загрязненных почвах тяжелыми металлами отмечается снижение интенсивности основных микробиологических процессов, особенно процессов трансформации азотных и углеродных веществ, гумусообразование и др.
При этом металлы могут действовать как на популяцию микроорганизмов, так и непосредственно на структурные компоненты клетки. Токсичный эффект многих ТМ на живую клетку обусловлен нарушением функции ЦПМ, что приводит к потере клетками ионов, аминокислот, нуклеотидов, а также нарушению концентрационных градиентов и ингибированию транспортных процессов [2].
Известно, что реакция микроорганизмов на токсическое действие металлов может быть использована как тест на уровень загрязнения окружающей среды. Отдельные группы почвенных микроорганизмов очень чувствительны к действию ТМ. Согласно данным литературы, наиболее стойкими к действию ТМ являются микромицеты, дрожжи, бациллы, некоторые тионовые бактерии, санитарно-показательные и патогенные микроорганизмы.
Менее устойчивыми являются микобактерии, стрептомицеты [3]. Поэтому, поиск и изучение высокочувствительных микробных тест-объектов на присутствие ТМ в разных местах окружающей среды является актуальным.
Целью работы было изучение характера влияния ТМ (Cd, Си, Со, Zn, Pb) на рост стрептомицета штамма Streptomyces recifensis var. lyticus П-29 и его физиологическую активность.
Материалы и методы
Объектом исследования был протопластированный вариант стрептомицета П-29 - продуцент комплекса литических ферментов, который культивировали на плотной среде Гаузе с добавлением ТМ в концентрациях от 0,01 мМ до 50 мМ. Определяли выживаемость стрептомицета, подсчитывая КОЕ/мл. Визуально наблюдали за наличием пигментации среды, субстратного и воздушного мицелия колоний. Штамм культивировали также в периодической культуре на ферментационной среде ФС-2 в колбах 500 мл, которые содержали по 50 мл среды с добавлением ТМ в конечной концентрации 0,01мМ и 1,0 мМ.
Ферментацию проводили в течении 72 ч, при 220 об/мин и 28°С. За контроль принимали развитие стрептомицета на ферментационной среде в которую не добавляли ТМ. Действие ТМ изучали на показателях накопления биомассы, концентрации экзогенного белка, уровня стафилолитической активности. Биомассу определяли весовым методом, белок - спектрофотометрическим, литическую активность турбидиметрическим методом и выражали в условных единицах [4]. Эксперименты проводили в 3-х повторах, полученные данные обрабатывали статистически [5].
Результаты и их обсуждение
При культивировании штамма П-29 на плотной среде были определены концентрации ТМ, которые полностью угнетали рост клеток стрептомицета. Для ионов Zn2+, Pb2+ такая концентрация составила 50мМ, для Со2+ -ЮмМ, для Cd, Cu-1,0 мМ. Известно, что Zn относят к микроэлементам, который позитивно может влиять на рост и развитие микроорганизма. Так, нами было выявлено, что в концентрации 0,01 мМ цинк стимулировал количество клеток стрептомицета в 1,5 раза, а при 1,0 мМ количество КОЕ/мл увеличилось в 2,7 раза. Влияние ионов свинца привело к незначительной стимуляции на 12% КОЕ/мл.
Ионы Со2+ в минимальной концентрации 0,01 мМ обеспечивали увеличение КОЕ/мл на 32%, а 1,0 мМ металла - на 63,3%. Известно, что микроорганизмы с ионами Zn2+, Cu2+, Co2+, Pb2+, Cd2+ образуют стабильные комплексы, что защищает клетки от токсичного действия металлов [6]. Противоположный эффект наблюдали с ионами Cd2+ и Си2+ при влиянии которых в концентрации 1,0 мМ наблюдали полное угнетение роста культуры.
Проявление токсичности ТМ выражалось в изменении морфологических признаков
3694
колоний стрептомицета. Нами отмечено, что ионы Zn2+ в исследуемых концентрациях не влияли на размер колоний и развитие воздушного, а также субстратного мицелия. Однако, в присутствии ионов Со2+, Cu2+, Pb2+ колонии были минимального размера со слаборазвитым воздушным мицелием, а иногда без него. Цвет субстратного мицелия исчезал в присутствии ионов Со2+, Zn2+, Pb2+. Действие ионов Си2+ и Cd2+ не способствовало синтезу пигментов, на что указывало отсутствие пигментации субстратного и воздушного мицелиев.
Культивирование штамма в периодической культуре на ФС-2 обеспечило стимуляцию пигментообразования ионами Cu2+, Cd2+, Co2+ в минимальных концентрациях, в то время, как увеличенная концентрация до 1,0 мМ приводила к полному его ингибированию.
Наблюдается полная потеря способности к синтезу пигмента в присутствии ионов цинка и свинца не зависимо от их концентрации в среде. Учитывая выше сказанное, можем предположить, что одним из вероятных механизмов потери способности стрептомицета к пигментообразованию может быть формирование комплексов металлов с предшественниками синтеза пигментов [7].
В работе нами показано, что накопление биомассы стрептомицетом увеличивается, относительно контроля, в присутствии всех исследуемых ТМ. Полагаем, что стимуляция биомассы обеспечивается механизмами адаптации стрептомицета к ТМ в среде культивирования. Как видно из рис.2 стимуляция биомассы стрептомицета осуществлялась существенно ионами Zn2+, Pb2+, Cd2+ и составляла 12%, 21% и 17% соответственно. Кроме того, минимальная исследуемая концентрация 0,01мМ ионов Си, Pb, Zn увеличивала количество экзогенного белка на 5,0%, в тоже время, концентрация металлов 1,0мМ достоверно угнетала этот показатель на 31,0%.
В дальнейшем проводили изучение влияния ТМ на биосинтетическую способность стрептомицета синтезировать стафилолитические ферменты рис. 3. Было установлено, что
присутствие минимальных концентраций свинца и меди приводит к увеличению активности ферментов на 1,0 и 33%. Ионы цинка, кадмия и кобальта в исследуемых концентрациях значительно ингибировали активность ферментов, разрушающих клеточную стенку стафилококка.
Резюмируя полученные нами результаты, исследуемые ТМ можно расположить в порядке уменьшения их токсического действия по отношению к штамму стрептомицета П- 29: Cd2+, Co2+, Cu2+, Pb2+, Zn2+. Таким образом, нами показано, что ТМ не однозначно влияют на развитие протопластированного штамма стрептомицета. Кадмий и медь в определенной степени угнетают выживаемость культуры в 1,3- 1,6 раза, образование пигмента, концентрацию экзогенного белка на 53%, 20% и активность литических ферментов на 100% в концентрации 1,0 мМ. Однако, свинец и цинк в низких концентрациях стимулируют количество КОЕ/мл на 12% и 55%, накопление биомассы на 20% и 12% соответственно.
Ионы кобальта стимулируют пигментообразование, КОЕ/мл на 32% - 63% и накопление биомассы незначительно на 6,5%, но сильно подавляют активность литических ферментов на 34% - 85% и концентрацию белка на 28% - 39%. Таким образом, штамм П- 29 в большинстве опытов был очень чувствителен к низким концентрациям Zn2+Pb2+>,Cu2+', что дает нам основание предположить о возможности использования протопластированного варианта как тест-объекта в обнаружении загрязнения токсикантами окружающей среды.
Список использованных источников
1. Гришко В.М., Сищикова О.В. Зміни чисельностi видового складу угрупувань стрептоміцетів у забрудненому важкими металлами грунті // Мікробіол. журн., Т. 72, ғ 3, 2010, С. 20-26.
2. Янева О.Д. Механизмы устойчивости бактерий к ионам тяжелых металлов //
Мікробіол. журн., Т. 71, ғ 6, 2009, С. 20-26.
3. Валагурова О.В., Гутинська Г.О., Казерицька В.С, Іванова H.I., Андріюк K.I. Вплив важких метаів на угрупування стрептоміцетів cipoгo опідзоленого грунту // Мікробіол.
журн., Т. 58, ғ 2, 1996, С. 16-22.
3695
4. Пат. 3649454 USA,C 12 К 1/06.М. Bacteriolytic enzyme and process for the production thereof/ M.Isono, T. Takahashi, Y. Yamadzaki; Опубл. 10.04.72.
5. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа. 1990, 350 с.
6. Пирог Т.П., Конон А.Д., Софилканич А.П., Шевчук ТА., Парфенюк С.А. Влияние Сu2+ на синтез поверхностно-активних веществ Acinetobacter calcoaceticus IMB-7241 и Rhodococcus erythropolis 1MB Ac-5017 // Мiкробioл. журн., Т. 75, ғ 1, 2013, С. 3-10.
7. Рильський О.Ф., Гвоздяк П.I. Пригнічення пігментсинтезувальноі здатності бактерій іонами важких металів // Мікробіол. i біотехнол. ғ 2, 2009, С. 43-45.
УДК: 574.412:633.877
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОЙ ОСНОВЫ И КОНСИСТЕНЦИИ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ВЫРАЩИВАНИЯ НА РЕГЕНЕРАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ
ИЗОЛИРОВАННЫХ ЗАРОДЫШЕЙ ХВОЙНЫХ ПОРОД РАСТЕНИЙ В КУЛЬТУРЕ INVITRO
Джармуханов Жаркын Манасулы, Исхакова Дина Яшаровна [email protected]
Магистранты Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан
Научный руководитель - Р.Турпанова
Казахстан относится к малолесным, лесодефицитным регионам (общая площадь лесного фонда составляет 26,7 млн. га), поэтому его леса имеют большое экологическое значение. Возрастающие, согласно государственной программе Жасыл Ел, объемы лесоразведения и озеленения способствуют повышению роли лесного хозяйства в республике.
Интенсификация лесохозяйственной отрасли означает внедрение новых, более эффективных технологий лесовосстановления, создание быстрорастущих высокопродуктивных лесов, интродукцию новых видов и ускоренное размножение декоративных культур для озеленения, что невозможно без использования высококачественных семян и посадочного материала[1].
Рост и морфогенез хвойных растений in vitro, очень чувствительны к действию физических факторов культивирования [2]. Несомненно, что условия роста и развития пробирочных растений оказывают действие на характер физиологических процессов.
Изучение особенностей физиологии таких растений в зависимости от внешних факторов культивирования важно для создания и оптимизации ряда технологий, связанных с оздоровлением и клональныммикроразмножением посадочного материала хвойных пород [3].
Объектами исследований являлись представители семейства Pinaceae: ель обыкновенная (Piceaabies.) и сосна обыкновенная (Pinussilvestris.), относящиеся к классу хвойных (Coniferales), к семейству сосновых (Pinaceae), произрастающие в естественных древостоях и в искусственных насаждениях.
Известно, что минеральная основа питательной среды оказывает существенное влияние на морфогенез изолированных тканей растений [4]. Исходя из этого, первая серия экспериментов была направлена на определение сочетаний минеральных солей, являющихся благоприятными для культивирования изолированных зародышей сосны и ели.
Для клонального микроразмножения нами были использованы 4 среды, содержащие минеральные соли по прописям Мурасиге и Скуга (МС), Ченга (Ч), Гресхофа и Доя (ГД), Шенка и Хильдебрандта (ШХ) [3].
Эти среды отличаются друг от друга по содержанию азота, фосфора и калия. Так, в состав минеральных солей по МС и Ченгу азот, фосфор и калий входят в относительно