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
3717
1. Валагурова У. В. Стрептомицеты рода Streptomyces / У. В. Валагурова, В. Е.
Козырицкая, Г. А. Иутинская – К.: Наукова думка, 2003. – 647 с
2 Мацелюх А. Б. Стрептомицеты – продуценты поликетидных антибиотиков//Микробиол. журн. – 2003. – Т. 65, ғ 1–2., С.168–181.
3 Технология получения биологически активных веществ. Ч. 2. Промышленная технология производства ГЛС и фитопрепаратов. – Х.: Изд-во НФАУ ―Золотые страницы‖, 2002.,96 с.
4 Шинкаренко Л. Н. Литические ферменты Actinomyces recifensis var. lyticus и условия, влияющие на их биосинтез. – Автореф. дис. … канд. биол. наук. – М., 1979.
5 Соколова И. Е. Биосинтетическая активность Streptomyces recifensis var. lyticus / И. Е.
Соколова, Т. П. Килочек, А. И. Винников // Мікробіологічний журнал. – 2004. – Т. 66, ғ 6. – С. 17–22
6 Черногор Н. П. Исследование ростстимулирующих свойств лизоэнзимного препарата Streptomyces recifensis var. lyticus. Автореф. дис. … канд. биол. наук. – К., 1998.- 20 с.
7. Куликова Т.Я. Селекция продуцента литических ферментов с использованием методов протопластирования и отбора рифампициноустойчивых мутантов / Т.Я. Куликова, И.В. Жерносекова // Мікробіол. журн. – 1994. – 56, ғ2., С. 76.
8. Isono M. Bacteriolytic enzymes and process for the production thereof / M. Isono, T. Takahashi, Y. Yamadzaki – Patent ғ3649454. – 1972 (USA).
9. Петрова, Н. Т. Разработка технологии получения препарата литических ферментов, расщепляющих клеточные стенки дрожжей и микроскопических грибов, с использованием мутантного штамма Streptomyces griseinus 11-84. – Автореф. дис. … канд. техн. наук. – М., 2005.
ӘОЖ 581.143.6
ЖАСУШАЛЫҚ СЕЛЕКЦИЯ ӘДІСІМЕН АУЫР МЕТАЛДАРҒА ТӚЗІМДІ РETUNIA HYBRIDA L. АЛУ ЖОЛДАРЫН ЗЕРТТЕУ
Рысбекова Фариза Шалхарқызы [email protected]
М. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университетінің студенті, Шымкент Ғылыми жетекшілер – А. Мамырбекова, А. Утешкалиева
Х. Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті, Атырау, Қазақстан Қазіргі кезде биотехнология ғылыми – техникалық үрдістердің негізгі басым бағыттарының бірі болып табылады. Биология және техника ғылымдары, генетикалық және ұлпалық инженерия салаларының жетістіктері негізінде адамзат ӛмірінің деңгейін айтарлықтай жоғарылату тірі ағзалардың барлық мүмкіншіліктерін пайдалануға болады.
Биотехнологиялық ӛнімдерді ӛндіру арқылы ӛндірістік – технологиялық, экологиялық және әлеуметтік – экономикалық ӛзекті мәселелерді жақын аралықтарда және стратегиялық жоспарлар құру арқылы шешіледі.
Қазақстан облыстарындағы ірі ӛндіріс орталықтары маңында топырақтағы ауыр металдардың мӛлшері (мысалы, Zn, Cd, Pb, Cu, Co, Cr) қалыпты жағдаймен салыстырғанда бірнеше есеге жоғарылаған. Қаладағы ауыр металдардың ӛсімдіктердегі және топырақтағы концентрациялық мӛлшері мен жағдайы аумақтың урбанизациясын кӛрсетеді. Автокӛлік парктерінің ӛсуі, қаладағы автокӛлік жолдарының аймағының дамуы, қаланың ауасының ластануының негізгі фактор болып отыр. Қала топырағындағы мыс, мырыш, кадмий, никель, темір және басқада металдардың құрамының ӛсуі, металл концентрацияларының ӛсімдіктерде де ӛскендегін кӛрсетеді. Әсіресе гүлзарлардағы шӛптесін ӛсімдіктерге ауыр металдар күшті әсер етеді. Ауыр металдардың әсерінен қала ӛсімдіктерінің декоративтік
3718
сапасы тӛмендейді, ергежейлік ӛсімдіктер пайда болады, жапырақтардың орналасуында аномалиялық белгілер байқалып, тератологиялық ӛзгерістерге ұшырайды.
Қазіргі таңда ауыр металдарға тӛзімді ӛсімдіктерді алу барысында селекцияның дәстүрлі және дәстүрлі емес әдістерін қолданады. Соның ішінде болашағы зор әдістердің біріне, дәстүрлі селекциялық жұмыстарды жүргізудің мерзімін әлдеқайда қысқартатын және қол еңбегін біршама аз қажет ететін, биотехнологиялық әдістер жатады [1,2]. Селективті факторға тұрақты каллустық линияларды таңдау мен ӛсімдік-регенеранттарын алу барысында жасушалық селекцияны қолдану ӛсімдіктер биотехнологиясында маңызды бағыт болып табылады. Осыған орай ауыр металдарға тӛзімді ӛсімдіктерді жасушалық селекция негізінде жүргізуге мүмкіндік беретін биотехнология әдістерін ӛндірістік жағдайға сай жетілдіру ғылыми-тәжірибелік маңызы бар ӛзекті мәселе болып табылады.
Ауыр металдардың улылығын зерттеу және гибридті петуния алудың биотехнологиялық әдісін жасап шығару теориялық ғана емес практикалық қызығушылық танытады, ол іс жүзінде ӛсімдіктер биотехнология саласында зерттеушілердің білімін жетілдіре және тереңдете қолданылады. Соңғы жылдары ӛсімдіктердің ұлпаларын және клеткаларын культивирлеу биотехнологияда кеңірек қолданылуда, бірақ қалалық жасылдандыруда қолданылуға болатын декоративті қасиетке ие гибридті петуния ӛсімдік регенеранттарын алу технологиялары қазіргі уақытта мүлдем зерттелмеген.
Бұл жұмыстың мақсаты – ауыр металдарға тӛзімді гибридті петунияларды алу жолдарын жасушалық селекция әдісімен зерттеу.
Зерттеу объектісі – петуния гибридті (Рetunia hybrida L.), қаладағы декоративтік ӛсімдік.
Каллустық дақылдар үшін экспланттар алу мақсатында, микроклоналды түрде кӛбейту, гормоналдық реттеуді зерттеу үшін тұқымдарды суға немесе қоректік ортаға егеді.
Алғашқы каллусты алу үшін және оны ӛсіру үшін залалсыздандырылған қоректік орта қажет.
Ӛсімдік материалы алдын ала бірнеше рет жуылып, тазаланады. Ӛсімдік экспланттарын заттардың ерітінділерімен залалсыздайды. Жиі қолданылатын залалсыздайтын заттар, атап айтқанда мыналар: активті хлоры бар натрий және калий гипохлориттері, хлорамин, хлор әгі;
құрамында сынап бар (сулема), диацид, сутегі диоксиді, этанол. Залалсыздайтын заттардың түрі, концентрациясы және аластау мерзімі зерттелген ӛсімдікке байланысты. Ол заттар барлық микроорганизмдерді құрту, жою мен қатар ӛсімдік клеткаларына зиян тигізбеу керек, және де ӛсірілетін объектіден суға шайқағанда оңай кетуі керек. Осы шарттарға сай келмесе, заласыздайтын заттан клеткалар мен ұлпалар уланады, содан кейін ӛсуі тежеледі. Әдебиеттер бойынша, гибридті петуния ӛсімдіктерінің регенерациялық процестері дақылдың генотиптеріне, залалсыздандыру әдістеріне және де экспланттардың кӛлемдеріне тығыз байланысты болатындығы анықталды [3].
Біздің жұмыста тәжірибені жүргізу ең бірінші кезен in vitro жағдайында залалсыздандырылған ӛсімдіктерді алу болып табылды. Ол үшін гибридті петуния экспланттарды залалсыздандыру жағдайларды тандадық. Ӛсімдік экспланттарын KMnO4
(0,1%), натрий гипохлоридтінде (10%), сутектің асқын тотығы (10%), 96 %, 70 % этил спирті құрайтын ерітінділермен залалсыздандырдық (1 кесте). Ең тиімді екі сатылы залалсыздандыру ұзақтығы 0,5 және 20 минут - 96 %- этил спирты мен 0,1 % KMnO4
ерітіндісі болып табылды. Нәтижесінде ең жоғары таза, сау ӛсімдіктердің саны кӛп болған.
Келесі тәжірибелерді жүргізу кезінде залалсыздандыруыдың анықталған тиімді жағдайлары қоланылды.
1 кесте
Рetunia hybrida L. экспланттардың залалсыздандыру әдістердің тиімділігі Ва-
ри- ант
Залалсыздайтын ерітінділердің құрамы
Заласыз- дандыру ұзақтығы,
мин
Экспланттарды жуу
Заласыз- дандыру тиімділігі,
%
3719
1 0,1 % KMnO4 ерітіндісі 20 Дистилдинген су, 3×15
мин 55
2 96 % этил спирті 0,5 Дистилдинген су, 3×15
мин 30
3
70 % этанол ерітіндісі + 10 % натрий гипохлорид ерітіндісі (1:1)
30 Дистилдинген су, 3×15
мин 11
4 10 %- сутектің асқын тотығы 15 Дистилдинген су,
3×15 мин 5
5
Екі сатылы залалсыздандыру:
1) 96 % этил спирті
2) 0,1 %- KMnO4 ерітіндісі
1) 0,5 2) 20
Дистилдинген су,
3×15 мин 95
In vitro Рetunia hybrida L. культураға енгізу кезінде Murashige and Skoog, Uata и Гамборга қоректік орталар қолданылды [4].
In vitro жағдайларында ӛсімдіктердің ӛмір қабілеттілігіне және сапалық
сипаттамаларына қоректік орталардың минералдық құрамының әсері 2 кестеде кӛрсетілген.
In vitro Рetunia hybrida L. культураға енгізу бойынша жүргізілген тәжірибелер нәтижесінде Мурасиге-Скуга қоректік ортада ӛсірілген экспланттардың ӛмір қабілеттілігінің жоғарғы пайызын (97,50 %) кӛрсетілгендігі анықталды. Сондықтан, келесі зерттеулер жүргізу кезінде Мурасиге-Скуга қоректік орта қолданылды.
Жасушалық селекцияны жүргізу үшін және ауыр металдардың улылығын анықтау үшін каллустық дақылдар мен ӛсімдіктердің ауыр металдарға сезімталдығын анықтау қажет болды.
2 кесте
In vitro жағдайларында ӛсімдіктердің ӛмір қабілеттілігіне және сапалық сипаттамаларына қоректік орталардың минералдық құрамының әсері
Қоректік орта Ӛмірге қабілетті
ӛсімдіктердің саны, % Ӛсімдіктердің сапалық сипаттамасы Murashige and
Skoog 97,50 ӛте жақсы, ӛсімдіктер жасыл түсті, ӛсуі байқалады
Uata 66,60 жақсы, ӛсімдіктер жасыл түсті ,
ӛсуі байқалмайды
Гамборг 88,00 ӛте жақсы, ӛсімдіктер жасыл түсті, ӛсуі байқалады
Осыған байланысты ауыр металдардың тұздарының петуния тұқымының ӛсіп шығуына әсерін зерттедік. Мырыш сульфатының концентрациясының тұқымның шығуына әсерін зерттегенде ӛсімдікке мырыштың әсері 150 мг/л концентрацияда білінді, ол тұқымның шығуына әлсіз ғана әсер етті. 300 және 400 мг/л тұқым ӛліп қалды. Петуния тұқымына кадмийдің әсері сулы ерітіндіде 10 мг/л байқалды. Бұндай концентрацияда тұқымның ӛсуі 90% болды. 120 мг/л-де тұқым ӛсуін тоқтатты. Тұқымның ӛсуіне мырыштың әсері қызығушылық тудырды, себебі қорғасын Шымкент қаласын ластайтын негізгі метал. Әдебиеттерге сүйенсек [5,6] кӛптеген ӛсімдіктер қорғасынның әсерінен жойыла бастайды (жапырақ хлорозы, жапырақ бетінің кішіреюі, ӛсудің тоқтауы). Бұл айтылған белгілер біздің тәжірибелерімізде де кездесті. Біздің тәжірибелерімізде петуниядің тұқымының ӛсуіне әсер етуші (PbNO3)2 -0,2%- болды, ал 0,6 %-да ӛсімдік ӛлді.
Белгілі бір концентрацияда (PbNO3)2 – каллустың бір бӛлігі ӛліп қалды. Сонымен қатар петуния буданына қорғасын және мырыш, мырыш және кадмий, қорғасын және кадмий
3720 тұздарының әсері зерттелді.
Тәжірибелер кӛрсеткендей мырыштың әлсіз концентрациясы кадмийдің уыттылық әсерін жоғарылатпайды (3 кесте).
3 кесте
Рetunia hybrida L. тұқымының шығуына мырыш және кадмий тұздары концентрациясының әсері, бақылаудан %
Сd, мг/л 15 30 60 30 60
Zn, мг/л 150 150 150 300 300
Тұқымның шығаруы, %
бақылаудан кейін 75,3 ± 5,8 67,0 ± 5,6 22,5± 4,0 44,0± 3,3 16,5±2,6
Қорғасынмен кадмиді қосып пайдаланғанда екі металдың да уытты әсерінің күшейгендігі байқалды (4 кесте).
Сонымен Рetunia hybrida L. тұқымының ӛсуіне қорғасын және кадмий оның тұздары уытты болып саналады. Сонымен ауыр металдардың уытты әсерін шектеулі рауалы концентрациясы (ШРК) негізінде бақылау тиімді емес. ШРК-ның негізгі кемшілігі бұл кӛрсеткіш жекелеген химиялық компоненттердің әсерін ғана есепке алады, экологиялық жағдайды есептемейді. Тәжірибеден кӛрінгеніндей металдардың бірлескен әсері олардың жекелеген уыттылығын барлық уақытта кӛтере бермейді. Қаланың гүлзарлары металдардың бірлескен әсерінен зардап шегеді. Бұларға шыдамды ӛсімдіктер алу үшін, олардың фитоулылығын және каллустық дақылдарын зерттеу керек. Металдардың бірлескен әсерінің ӛсімдікке толығымен әсер етуін қорғасын 0,05%, кадмий-7 мг/л және мырыш 150 мг/л болатындығын дәлелдедік. Қорғасын -0,2%, кадмий -20 мг/л, мырыш 350 мг/л болып бірігіп әсер етсе ӛсімдік ӛліп қалады.
4 кесте
Рetunia hybrida L. тұқымының шығуына қорғасын және кадмий тұздары концентрациясының әсері, бақылаудан %
Pb(NO3)2, % 0,1 0,1 0,2 0,1
Сd, мг/л 20 30 20 60
Тұқымның шығаруы, % бақылаудан кейін
32,0 ±1,4 18,3 ±2,6 22,6 ±1,3 7,8 ±0,5
Қорыта айтқанда, зерттеулер нәтижесінде петуния тұқымының ӛсуіне қорғасын және кадмий оның тұздары уытты болып саналады. Жұмыста петуния гибридті және каллус дақылдар үшін ауыр металдардың салыстырмалы уыттылығының бағасы кӛрсетілген.
Петуния гибридті тұқымдарының ӛнгіштігіне және ӛсуіне мырыш, кадмий және қорғасын мӛлшерінің әсері зерттелген. Ауыр металдардың уыттылық дәрежесі анықталды.
Ӛсімдіктерде ауыр металдардың жинақталуы ӛсімдік түрінің ерекшеліктеріне, металдардың қасиеттеріне және ортаның жағдайларына тәуелді.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1 Гладков Е.А., Гладкова О.В. Биотехнологические методы получения растений, устойчивых к тяжелым металлам // Биотехнология, ғ 1, 2007.-С.81-85.
2 Растения в экстремальных условиях минерального питания /Под ред. Н.В. Алексеевой
3721 –Поповой.- Л.: Наука, 1983.-178 с.
3 Гладков Е.А., Гладкова О.Н., Гладкова О.В. Мир лекарственных растений.- М.:Пасьва, 2004.- 64 с.
4 Валиханова Г.Ж., Рахимбаев И.Р., Каржасова А.В., Бишимбаева Н.К. Методическое руководство к практическим занятиям по культуре тканей растений. -Алма-Ата: КазГУ, 1998. – 96 с.
5 Гладков Е.А. Сравнительная оценка токсичности тяжелых металлов для каллусных клеток и целых растений.//Биотехнология, ғ 3, 2006.- С. 79-82.
6 Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. - Новосибирск: Наука, Сиб.отделение, 1991.- 151 с.
УДК 628.336.6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ИММОБИЛИЗАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА,
БЕЛКОВО-ВИТАМИННОГО КОНЦЕНТРАТА И БИОУДОБРЕНИЙ Сахова Гульнур Нурынбетовна
Магистрант 2 курса группы МХТ-12-3Р, специальности 6M070100- Биотехнология Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, г. Шымкент,
Казахстан
Научные руководители - Б. Муталиева., К. Қоразбекова
Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным изменениям климата. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всѐ нарастающей остротой показывают неизбежность широкого использования нетрадиционных и возобновляемых видов энергии.
Известно, что применение анаэробного метода при переработке отходов животноводства имеет существенный эффект по сравнению со многими другими методами, что выражается в значительном снижении загрязнения почвы, воды, воздуха химическими веществами и патогенной микрофлорой. Эффективность анаэробного процесса [1] в существенной мере зависит от правильной подготовки сырья к переработке и от конструкции биореактора.
В сельскохозяйственной практике использования биогазовых установок в основном используется мезофильный режим [2], а термофильный режим, по мнению многих специалистов, является неоправданным, хотя в подавлении патогенной микрофлоры более эффективен именно термофильный режим. Более того, использование продуктов анаэробной переработки отходов животноводства в качестве источника кормовых добавок предъявляет жесткие требования по его стерилизации. А это возможно достичь только при использовании термофильного режима переработки. Именно термофильный режим обеспечивает генерацию в продукте витамина В-12. Только производство этого витамина может окупить все затраты на установки анаэробной переработки. Но получение витамина (части кормовой добавки) требует качественной стерилизации продукта, что достижимо только в термофильном режиме. Все это свидетельствует о необходимости более детального изучения возможности использования комбинированных режимов.
В свою очередь, срок сбраживания определяет конструктивные размеры установок.
Меньший срок сбраживания предопределяет меньший объем установки. Кроме того, доза загрузки в термофильном режиме практически в два раза больше, что характеризует термофильный режим как более интенсивный. Температурный уровень в реакторе определяет теплопотери через стенку, а также затраты тепла на начальный подогрев перерабатываемой биомассы.
